马勒废气涡轮增压器

废气涡轮增压器:不断发展的业务领域

废气涡轮增压器是提高性能、降低油耗与减排的关键技术因素。 如果在直喷柴油发动机上安装该增压器,与采用管道喷射系统的同类汽油发动机相比,可降低油耗最多25%。 因此,整个市场基本上都已被废气涡轮增压器占领。 而汽油发动机的发展趋势则是小型化,即发动机体积缩小而输出功率不变。 由于此类发动机的高功率容量比要求提高供气量,因此使用的也是涡轮增压技术。 这一点只能通过增压实现。 自然而然,涡轮增压汽油发动机的数量在全球范围内显著增长。

专家预测,10年内将有约1.6亿辆轿车与1600万辆左右卡车(载重量>3.5吨)采用该技术,并且该数字将进一步增长。 因此,涡轮增压器领域成为当前全球汽车行业发展最快的市场之一。

采用涡轮增压技术的车辆数量不断增加,也为零部件市场提供极大的销售潜力。 虽然涡轮增压器的使用寿命通常与发动机相近,但是仍可能出现导致需要提前更换的失误,例如车辆保养不到位,润滑不足或废气温度过高等。 了解更多信息,请查阅 维修和保养

然而,创造销售机遇的不仅仅是涡轮增压器。 对于以服务与销售为导向的汽车修理厂,还可以拓展其它领域的服务,如检修或翻新,其中包括更换滤清器。

涡轮增压器的设计和生产与发动机使用寿命相匹配。 然而,废气系统的高科技元件面临着几项可能导致其故障的风险因素:例如,穿透涡轮机的异物、油污、机油供应错误或者废气温度过高等。 这使技工的专业知识变得更加重要。 以下是进行有效更换的一些实用提示与妙招。

重要工作:分析

成功的修理需要一个前提:确认并消除导致故障的原因。否则,就有新装的涡轮增压器很快再次发生故障的风险。

必要工作:清洁

即使是最小的异物,也能在涡轮机与压缩机轮高速工作时发挥出子弹一样的威力。 因此,在任何情况下都必须更换空气滤清器。 与更换空气滤清器同样重要的,是仔细清洁整个进气和新鲜空气系统与中冷器之间的区域,包括清除排气管中的所有异物。

必须工作:润滑

转轴轴承上需要涂抹机油。

提示:安装新涡轮增压器之前,将少许机油导入进油孔中,并用一块干净的布盖住;然后用压缩空气枪吹一小会儿,使机油在轴承中均匀分布。 涡轮增压器安装完后,在连接机油供应之前,将更多的机油导入进油孔中。 马勒涡轮增压器密封组件中,含有小型机油注油器,可使上述工作更加简便。

有进就要有出,必须“收支平衡”

涡轮增压器需要机油进行润滑和冷却,这些机油由发动机中的机油泵负责提供。 机油通过回油管返回到回路中。 整个回油管以及与曲轴箱之间的连接不得存在任何弯曲,并且没有沉淀物,以利于机油输送畅通无阻。 如果回流分散,会导致管路堵塞,也会使涡轮增压器通过涡轮机与压缩机轮损失机油。 随后导致的结果包括严重损坏发动机。

提示:更换新回油管与更换新中冷器一样,属于合理的投资。

更多提示:曲轴箱中不应压力过高。 若曲轴箱通风口很脏,内部就会形成过高压力,阻碍涡轮增压器内的机油回流。 只要量油计(含压力计)检测到过高压力,哪怕只有数微巴,就会导致涡轮增压器从涡轮机与压缩机轮处开始漏油。

是否已全部密封?

涡轮增压器上的所有连接都必须密封良好,以确保机油、空气、废气(视涡轮增压器类型而定)和冷却水从涡轮增压器中流过时,并保持冷却水干净、安全和没有损失。 每一款马勒涡轮增压器都有配套的安装工具箱,其中包括密封件和完全配套的附件(如螺栓、螺母等)。 重要信息:务必只使用其中的原装垫圈套件。 切勿继续使用旧垫圈——这种垫圈大多已变形或有气穴,因此无法保证必要的密封性。 同时,严禁在涡轮增压器上使用密封剂或液体密封产品。 密封剂会降缩小开孔的横截面积;此外,部分密封剂会散落并堵住供油管道。 结果:严重损坏涡轮增压器。

盖子丢失?

供油与回流管路常常与涡轮增压器很近。 因此,汽车制造商使用防护盖保护机油管道。 更换涡轮增压器时也应对其进行检查:盖子是否还在原处?有无损坏?

新涡轮增压器——更换新的机油

新的涡轮增压器应使用新机油,此外还要配备新的机油滤清器。 此举可确保机油系统中不存在任何异物,不会损坏新的涡轮增压器。 (毕竟,旧的涡轮增压器之所以发生故障,有可能就是有异物或颗粒进入。)

提示:“多多益善”对机油水平而言并非如此! 如果发动机中的机油水平过高,会扰乱其压缩比。 然后,会迫使机油进入涡轮增压器的涡轮克和压气机壳,而这里正是机油在中冷器中汇集的地方。 如果不慎将这些机油吸入并在发动机中再次燃烧,可能会严重损坏发动机。

泵的管理

在涡轮增压器安装完毕,并且机油管道(可能的话还有供水管道)、空气与废气管道与其连接后,可更换新的机油并将冷却系统排空。

发动机启动后,必须避免发生打火,例如可通过拆掉燃油泵保险丝或继电器实现。 然后利用启动装置让发动机开始转动,直至达到需要的油压。 如果发动机是第一次启动,我们建议让发动机空转2分钟,然后再打开节流阀,以确保机油正常供应。

螺丝松动?

若发生这种情况,必须检查所有螺丝与连接是否连接紧密,以及是否存在泄漏情况。

提示:大约运行20小时,或行使1,000 km后, 再次检查螺丝是否出现松动。

长跑健将

对于每台发动机,运行时间越长,经济价值越高。 涡轮增压发动机并不适合短途行驶,因为冷启动之后,未燃烧的燃油与冷凝水就汇集到机油中。 这会使机油的摩擦属性下降,并降低润滑油膜的承载能力。 这些令人讨厌的伴生物质只有在机油温度高于80 °C时才会消失。 如果机油温度在较长时间内,始终低于该水平,会使涡轮增压器面临一种危险:其中机轴、凸轮轴与转轴三者的轴承严重磨损。 在室外低温条件下,涡轮增压器中的机油乳化剂与曲轴箱回油管中的冷凝水也会结冰,从而扰乱发动机压缩比。

生物柴油? 对机油与涡轮增压器的更大威胁

植物油不会挥发,而未燃尽的植物油则集中在机油中。 达到一定浓度后就会使机油变黏稠,然后润滑系统很快就会崩溃。 因此,如果使用植物油作为燃油,将缩短机油更换间隔。

进行安装前,先倒入少许机油,对转轴轴承进行润滑。

然后在进油孔上盖一块干净的布。

用压缩空气向里吹,使机油均匀分布在轴承上。

客户关怀:最好了解的事情
最后,向您介绍一些专家提供的提示,您可将其传授给客户——只有客户满意了,才会再次惠顾。

预防空转:出发之前,先让发动机空转30秒左右,确保机油供应到达涡轮增压器;在高速公路上高速行驶后,再让发动机空转30秒以冷却涡轮机。
短途行驶弥补措施:以短途旅行为主的车主应至少每周进行一次距离远一些的旅行,从而为机油提供再生的机会。
加热器输出优化:在冬天,为帮助发动机更快达到工作温度,车主应在开启加热器前先等待3分钟,此时的加热速度会更快。

马勒废气涡轮增压器

MAHLE的零配件市场原始设备技术

马勒是内燃机与发动机外围设备的技术领先者与系统开发商之一。 同时,在高负载涡轮增压器元件开发与生产方面,也是国际汽车与发动机制造商的长期商业伙伴。

最重要的是,从不断缩小的发动机体积中获得更高的效率。 一直以来都是效率越高,技术越先进,例如废气涡轮增压器、燃油喷射技术、可变气门正时、废气再循环以及中冷技术。 马勒精简型发动机采用特殊设计,自然而然以技术典范的身份郑重宣布:它能将CO2排放量降低最高达30%。

作为零部件市场产品组合的系统性深化措施的一部分,我们目前将涡轮增压器系统作为产品范围的一个补充,为高性能与高级燃油经济型柴、汽油发动机市场提供产品。 除此之外,我们还将创新性马勒涡轮增压器技术投放到零售市场与汽车修理厂。

首要重点是针对卡车应用的涡轮增压器,例如奔驰、曼、沃尔沃与斯卡尼亚等品牌。 而且该产品范围还将不断扩大。 到2012年为止,该产品范围将占据高速交通工具市场约70%的份额,并将以汽车应用作为补充。 马勒涡轮增压器尺寸与型号多种多样,输出功率在75到1000 KW之间不等,可保证与各种不同要求的匹配性,如轿车、卡车、施工与农用发动机。

转速可高达300,000 rpm,而废气温度则高达1,000°C以上。 为了能在极端条件下达到高效率,众多特性都要求极高的开发能力与制造精度。

因此,马勒工程师利用在最初阶段用最先进的模拟工具,确保元件在整个一体化开发过程中,具有所需的热力学与热机械特性。 热机械计算可测出涡轮机外壳的耐受性。 在设计与计算阶段,废气涡轮增压器在热-气测试台与发动机测试台上经过了大量的系列测试。 测试中使用的标准包括热力学图、轴排水量曲线图与产品使用寿命等。

MAHLE Original 废气涡轮增压器产自德国与奥地利,符合集团在全球范围内使用的通用标准。 现代化微机控制生产机器保证铝制与铸钢机器外壳元件的最佳精确度。 涡轮壳由耐高温材料制成,铸造质量优异,具有出色的精度平衡性。 这是使它们能承受极端条件的唯一办法。

通过利用现场动平衡技术,模拟出特定工作条件并测定动态失衡性。

由于涡轮轴与涡轮采用不同的材料,因此将二者焊接在一起是一项特殊的挑战。 马勒工程师制定出解决方案:电子束焊——具有精度极高且连接可靠的焊接工艺。

为符合涡轮增压器生产的极高质量标准,一个产品与工艺工程师团队长期致力于生产、组装与测试程序的不断开发,例如高速加工、连接技术与液体和固体材料涂层技术或平衡技术。 该团队利用的是从以往产品领域获得的大量生产能力。

可持续性是马勒的义务

谈到环境保护,马勒也是拥护该原则的主要汽车供应商之一。 我们的使命是促进技术进步与人类未来同环境之间的和谐关系。 我们将该承诺视为己任,使所有分公司都通过了符合DIN EN ISO 14001标准的认证。 除了节约资源与使用环保生产工艺,我们的核心产品也为环保做出了极大贡献。 它们被安装在全球数百万辆车辆中,起到了降低油耗和减排的作用,因此对生态平衡产生了可持续性积极影响。

内燃机的功率输出主要取决于燃烧过程中的供气量,而使用涡轮增压器即可实现充分燃烧。 涡轮增压器利用废气作为能量,对进气进行预压缩,从而实现更大的供气量——即向发动机输送更多的氧气,使燃烧过程达到更高的效率。

废气增压提高了最大转矩与最大功率输出(而保持工作量不变),同时提高的还有平均压力,而且无需发动机提供任何机械驱动输出,但是对于机械增压型发动机而言,如压缩机,则恰恰相反。 这种提升可用于安装功率更强,但尺寸与先前相当的发动机。 而且现在正是这种趋势。除此以外,还可以利用这种趋势贯彻精简理念,该理念不仅可降低油耗与CO2排放量,还能保证功率输出不受影响。

废气涡轮增压器的动力来自发动机废气,该废气被输送至高速转动的涡轮叶片(红色),后者温度可高达950°C。 相应地,涡轮为与其安装在同一个转轴上的压气叶轮提供动力。 在随后产生的转动中, 压气叶轮通过进气管吸入空气,继而将其输送至气缸(蓝色)。 黄色标记部分显示的是机油回路——从进口到回游管线。