900-1000℃高温 涡轮增压器是怎么润滑和冷却的?原理是什么?

汽车上的涡轮增压器在工作时,要承受发动机排出的高温高压废气的冲击。涡轮转速通常在数万转以上,高的时候可以达到每分钟20万转,温度高达900℃至1000℃。在如此高的温度和速度下,涡轮增压器是怎么润滑和冷却的?原理是什么?
涡轮增压器的运动部件
涡轮增压器——涡轮叶轮、压气机叶轮、转子轴等运动部件和重要部件在增压器壳体之间有高速相对运动。这种转速的普通轴承是承受不了的,所以涡轮增压器的轴承是一种特殊的浮动轴承。
轴和外壳上的一个黄铜环,环和轴之间、环和外壳之间都有间隙。发动机工作时,在机油压力的作用下,这些部件会形成双层油膜,转子实际上会漂浮在油膜上,从而高速旋转。
由于极高的速度和温度,所以也有极高的润滑和冷却要求。
增压器如果润滑和冷却不充分,会引起轴承重度磨损,轴承的使用寿命会严重缩短,加大转子与机壳之间的间隙,部分机油从这部分会进入进气管或排气管管道,导致燃料燃烧严重失效。
散热不良会导致机油焦化或积碳。
散热不良会导致机油结焦或积碳,进一步破坏增压器的密封和润滑,加剧磨损,会导致增压器漏油或异响,甚至严重卡顿。
为了冷却和润滑涡轮增压器,特意将油管与发动机润滑系统的主油路分开,使机油从涡轮增压器中部的进油口进入,从中部以下的出油口流出到中间。润滑和冷却涡轮增压器的转子和轴承。
为了保证良好的润滑和冷却效果,这种油的流速非常快,流量比较大。为了更好的对增压器进行冷却,目前部分车型还增加了电子水泵驱动的水冷装置。发动机熄火后,可以工作几分钟,继续对增压器进行加热,防止增压器过热。
由于增压器具有特殊的冷却和润滑方式,对其使用有一定的要求。例如,不要马上启动冷车进行高速运转,不要长时间怠速运行,不要长时间重载运转后熄火等等。
此外,涡轮增压器必须使用好的合成油,以防止在高温下润滑不良或积碳。更换涡轮增压器时,应向新的涡轮增压器内注入一定量的机油,以防止发动机启动时涡轮增压器在没有润滑的情况下烧毁。