車如其人,修車如修身。我是修車陳癡。
一些駕駛場景其實大家並不陌生,高速公路的長時間行駛,城市道路的啓啓停停,惡劣山路的大負荷上坡道,如果是自吸發動機,大家想停既停,也沒有誰說不對的,但對渦輪引擎來說,這種負荷後的立即滅車習慣卻是不可取的,其中的道理可能在改車加裝渦輪的改裝版主們會提醒車主,而且還會建議附帶一些延時保護裝置。
對于渦輪來說,在大功率和大扭矩駕駛後渦輪的工作溫度很高,這時候立即滅車的習慣是不可取的。這篇帖子就從渦輪的構造、工作特點,得出的結論和改善的方式的要素四個方面向大家講述其中的道理。
【一】渦輪的構造。發動機根據進氣的特點分爲自吸“NA”發動機和渦輪發動機,對于渦輪發動機,我們可以看做是“NA+",這個+就好比渦輪。它的存在打破了NA限定在自然界大氣壓的界限,達到NA無法達到的更高動力輸出區間。
渦輪作爲動力提升的核心部件,結構並不複雜,整體由壓氣機、中間體、渦輪機三大件組合構成,之間是獨立的。上圖可以看到:”左“壓氣機;”中“中間體;”右“渦輪機”。
壓氣機:壓殼、葉輪組成,葉輪鎖止在渦輪軸上,壓殼通過鎖片、抱箍連接在中間體上,中間一般有氣封板或擴壓板隔斷。
中間體:又叫 軸承箱,渦輪軸、浮動軸承、止推軸承、定套軸封等等軸部件都在這個裏面,主要功能就是保持轉子(渦輪、葉輪、軸)穩定高速的旋轉。
軸承箱內的部件要重點要提一下核心部件“浮動軸承”,這是整個渦輪的核心中的核心,它雖然體型小卻肩負了每分鍾120000到160000RPM的超高轉速,是一個核心精密部件,其精密的加工公差、精深的材料應用處理使其成爲渦輪最核心的技術部件。這個部件需要在極優的潤滑環境條件下保障其工作可靠性。幹淨的油腔、高質的機油潤滑是其良好工作的必要條件。渦輪的效能衰減主要源于浮動軸承性能的疲勞損耗、異常損耗,軸承在損害到一定程度渦輪失效,使發動機不再有增壓的動力區間輸出。
渦輪機:渦殼和渦輪組成,通過鎖片或抱箍連接在中間體上,中間一般有隔熱罩隔斷;旁通閥用來控制渦殼中的閥門,在渦輪工況峰值後打開泄壓。
【二】渦輪的工作特點
高溫、高轉速是渦輪的工作特點。首先溫度,渦輪在介入後工作溫度很高,我們可以通過一個方程式來說明一下。
渦輪增壓溫度=廢氣溫度+渦輪在高速運轉時的轉動摩擦溫度+進氣空氣被物理壓縮過程中産生的溫度
公式可以看出渦輪增壓的溫度在三股高熱源的共同作用下,通常情況下普通的家用小排量渦輪發動機輕松達到300度以上,在大功率和扭矩輸出工作區間甚至達到350-450度,賽車中的渦輪發動機賽道下來絕對過千度。
渦輪在350-450度這個溫度工作的時間占比很大,渦輪爲保障軸承箱的浮動軸承工作可靠,通常會設計機油潤滑冷卻油路,讓機油在軸承箱內做循環流動冷卻,有的渦輪甚至會再加一路防凍液冷卻,更大程度的保障渦輪的冷卻,可見渦輪內部的有效潤滑是保障內部部件有效工作的大前提。
【三】根據渦輪的構造和工作特點,我們可以得出這樣的結論:渦輪的高溫、高轉速工作特性要求它要通過有效的潤滑、冷卻爲其降溫,保障渦輪核心部件的可靠工作。中、高負荷中的渦輪在立即滅車後渦輪失去冷卻保障,失去機油泵驅動的潤滑油停滯在渦輪軸承箱內禁止不動。在接近400度高溫的炙烤下,很多品牌的機油都會出現機油碳化,其中的道理已經在過去的帖子中有過描述,碳化的機油變成的炭顆粒嚴重堆積在軸承箱內和浮動軸承表面,造成潤滑道路的阻塞,還會對軸承表面研磨破壞軸承功能,遲滯渦輪的轉動。
爲了驗證這個事實,解體了淘汰下來的幾個渦輪,從照片中可以看到軸承箱內碳化的機油情況,碳化的機油附著在軸承箱內壁表面,阻礙了機油的循環散熱,散落的炭顆粒變成一種研磨劑,對高速旋轉的浮動軸承造成破壞,而且對中心軸兩側的密封套環也造成破壞,嚴重時機油會穿入兩側箱體造成機油的嚴重消耗,其實這個原因也是機油消耗的原因之一。
【四】改善的方式:第一硬件上的改善。
1、延時滅車裝置,顧名思義就是延遲關閉熄火開關的裝置,延時熄火器起到讓高速旋轉的葉輪慢慢降到正常轉速,然後再熄火,從而起到保護渦輪的作用。這個裝置不是新鮮東西了,改裝界內應用的很多,但在民用車型上卻很少采用。
2、延時水冷,這個技術在新出的渦輪增壓車普遍使用,發動機電腦會控制一個外挂的電子小水泵在滅車後繼續啓動,循環防凍液繼續冷卻渦輪400s.
第二、機油的選擇和工藝的增加。對于增壓車渦輪的工作特點,機油的選擇尤爲苛刻,首先抗氧化性要強,防止高溫下的機油碳化、變質,切忌使用低灰度機油,應爲這種機油的TBN和HTHS相對值較低,在使用4000公裏後機油的性能會衰減很快,抗氧化能力隨之衰減。一定要使用三類加四類的合成機油,應爲這種機油抗氧化非常強。在這裏我向大家舉薦幾款不錯的,美孚的0W40和力魔高科技雷神5w40、能量型0w40,紫桶包裝的高灰度機油,都很適合增壓車,並且能達到長效更換的苛刻要求。
更換增壓車機油時最好增加一個環節,潤滑系統的清潔,因爲爲保證渦輪的冷卻,軸承箱的潤滑油路是單路,中間沒參加有其它部件,直通油底。使用清潔型潤滑系統清潔劑在換新之前是很必要的,目的是有效清潔軸承箱內的積碳。
第三駕駛行爲。發動機時間速負荷運轉後不要馬上滅車,低速行駛一段或怠速著一會,帶延時水冷的怠速2-3分鍾,不帶的5-6分鍾。這樣可以很好的保護渦輪。
就說到這裏,對于渦輪引擎車主們確實要增加一些用車知識,大家也不要覺得麻煩,小馬拉大車,小馬要精養。