導(dǎo)語：如何才能寫好一篇機(jī)械增壓，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)與渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的差距較大，與渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理不同的，它依靠的是的曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，通過一系列傳動(dòng)，帶動(dòng)增壓器的壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子來壓縮空氣，機(jī)械增壓裝置是由兩個(gè)尺寸相同的轉(zhuǎn)子，相互接觸將空氣壓縮后送入氣缸。

機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)在工作的過程中，可以為汽車提供強(qiáng)勁的動(dòng)力，發(fā)動(dòng)機(jī)在一定的轉(zhuǎn)速范圍之內(nèi)，隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的不斷提高，動(dòng)力輸出也隨之增強(qiáng)，機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)不會(huì)有明顯的渦輪遲滯感。

機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出是非常線性的，與自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理大致是相同的，在駕駛汽車的過程中，可以使車輛行駛起來更加平穩(wěn)，如果對輸出平穩(wěn)性比較高，建議選擇帶有機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的車型。

篇2

中圖分類號TE64 文獻(xiàn)標(biāo)識碼A 文章編號 1674-6708（2011）34-0132-02

0 引言

隨著人類生存環(huán)境污染問題的日益突出，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、增加綠色能源（天然氣）的使用量是必然的選擇。目前世界正處于天然氣取代石油而成為首要能源的過渡時(shí)期。天然氣作為一種優(yōu)質(zhì)、高效、環(huán)保能源，在世界能源格局中取代石油而成為第一能源已為期不遠(yuǎn)。

秦皇島市燃?xì)饪偣居?006年正式引進(jìn)了先進(jìn)的液化天然氣技術(shù)。2007年開始籌建液化天然氣（LNG）儲配站，建設(shè)內(nèi)容為液化天然氣（LNG）儲罐區(qū)1 500m3、工藝裝置區(qū)、壓縮天然氣（CNG）卸氣柱和電子汽車衡等。主要工藝設(shè)備包括：10臺低溫儲罐、25臺各種氣化裝置、3臺卸車裝置、調(diào)壓裝置及各種運(yùn)輸設(shè)備等。利用10臺低溫儲罐儲存零下196℃的液化天然氣，經(jīng)氣化、調(diào)壓、加臭、計(jì)量后進(jìn)入到輸配管網(wǎng)，向行政區(qū)內(nèi)各類用戶供氣。

1 儲罐增壓器工藝技術(shù)改造

1.1 設(shè)計(jì)理論的初步形成

國內(nèi)的LNG場站設(shè)計(jì)原引用于國外設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)依據(jù)長期以來一直沿襲國外設(shè)計(jì)理念，基本沒有改變。

在我公司委托設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的原圖紙中，每臺儲罐配備一臺儲罐增壓器。其設(shè)計(jì)意圖為：儲罐內(nèi)儲存的零下196℃的低溫液化天然氣經(jīng)儲罐增壓器升溫氣化，變成氣體后從儲罐上部回流至罐內(nèi)，使罐體內(nèi)部升壓，再將罐體內(nèi)部的低溫液體從罐體底部壓出輸送至氣化裝置區(qū)（見儲罐增壓器原設(shè)計(jì)示意圖）。

由于液化天然氣工藝是輸送零下196℃的低溫液體流質(zhì)，屬于高危行業(yè)，一對一設(shè)計(jì)最大的優(yōu)點(diǎn)就是保證生產(chǎn)安全可靠的運(yùn)行。

1.2 設(shè)計(jì)變更

經(jīng)過多方考察研究，我發(fā)現(xiàn)一對一的設(shè)計(jì)并沒有增加系統(tǒng)工藝容量。每次系統(tǒng)工作，只能保證一臺儲罐和一臺儲罐增壓器進(jìn)行流體輸送工作，多臺儲罐之間并不能實(shí)現(xiàn)并聯(lián)工作。一對一的布置明顯造成了設(shè)備冗余，資源浪費(fèi)。

通過改動(dòng)工藝管道的布置，利用一臺儲罐增壓器完全能夠滿足五臺儲罐生產(chǎn)使用（見儲罐增壓器流程技術(shù)變更圖）。

綜合上圖進(jìn)行簡單描述：

在1#儲罐工作時(shí)，關(guān)閉其它儲罐進(jìn)出口閥門。打開1#儲罐的2#閥門，儲罐內(nèi)部低溫液體從罐體低溫流出，流入儲罐增壓器，經(jīng)氣化后變成氣體經(jīng)1號閥門回流至儲罐上部，使儲罐內(nèi)部壓力升高，調(diào)節(jié)壓力后將低溫液體壓出流向氣化裝置區(qū)。

關(guān)閉1#和2#閥門，結(jié)束1#儲罐生產(chǎn)運(yùn)行。打開3#和4#閥門，同樣可以實(shí)現(xiàn)2#儲罐的生產(chǎn)運(yùn)行功能。其它儲罐生產(chǎn)運(yùn)行原理相同。

通過工藝變更，使用一臺儲罐增壓器就可以實(shí)現(xiàn)同多個(gè)儲罐一對一方式的生產(chǎn)工藝需求。通過5#及6#閥門的開啟，還可以實(shí)現(xiàn)1#和2# 儲罐增壓器互為備用，滿足安全生產(chǎn)及設(shè)備一開一備的規(guī)范要求。我公司最終選擇一臺儲罐增壓器對應(yīng)五臺儲罐的方案。

1.3 變更結(jié)果

此項(xiàng)設(shè)計(jì)變更直接減少了8臺儲罐增壓器，同時(shí)減少每臺增壓器應(yīng)配備的低溫截止閥、低溫安全閥、低溫調(diào)壓閥、管線及附件等；簡化了工藝，節(jié)約了設(shè)備用地，用極少的資源將生產(chǎn)能力最大化，直接經(jīng)濟(jì)效益達(dá)到150多萬元。

2 增壓器工藝技術(shù)改造

2.1 設(shè)計(jì)理論的初步形成

在原工藝設(shè)計(jì)中，由于考慮液化天然氣儲配站的氣源遠(yuǎn)在內(nèi)蒙古鄂爾多斯，運(yùn)輸成本較高；儲配站建成后，只能作為基礎(chǔ)氣源站使用，并沒有考慮其它功能。

可是從遠(yuǎn)期規(guī)劃考慮，長輸管線的引進(jìn)是我市城市燃?xì)庖?guī)劃的必然趨勢。秦皇島市有關(guān)部門、秦皇島市燃?xì)饪偣驹谂c中石油進(jìn)行永清―唐山―秦皇島輸氣的立項(xiàng)建設(shè)工作，秦皇島市長輸管道天然氣引進(jìn)工作預(yù)計(jì)在2010年左右實(shí)現(xiàn)。

那時(shí)液化天然氣儲配站將作為備用氣源站不僅可作調(diào)峰使用，其儲存的潔凈度極高的液化天然氣還可作為市場拓展產(chǎn)品，向周邊地區(qū)運(yùn)輸供給，以得到更廣闊的應(yīng)用。

2.2 設(shè)計(jì)變更

實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品向周邊擴(kuò)展，首先要將液化天然氣充裝入能儲存低溫液體的槽車內(nèi)，運(yùn)輸至周邊貿(mào)易。而場站的原設(shè)計(jì)中并沒有此項(xiàng)功能。工藝條件是否滿足需求，配套設(shè)備是否滿足需求；場地條件是否滿足需求等都成為制約儲配站功能擴(kuò)展的因素。

通過研究設(shè)計(jì)規(guī)范我發(fā)現(xiàn)，槽車的充裝原理與儲罐充裝原理相似。在相同的工作壓力、工作溫度等條件工藝條件下，不需要增加其它設(shè)備，只需要在卸車工藝區(qū)增加一個(gè)能連接槽車接口的充裝管路，利用0.4MPa的系統(tǒng)工作壓力，就可以充裝槽車。

為了實(shí)現(xiàn)充裝槽車的功能，在尊重原設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，即要滿足安全要求，又要考慮投資成本。我考慮不再增加新管路，而是在原卸車主管道上增加并聯(lián)旁通管路，在兩條管路上分別增加一個(gè)低溫止回閥（單向閥）和一個(gè)低溫截止閥（見卸車增壓器主管道技術(shù)改造示意圖）。

工藝描述如下：卸車時(shí)，低溫截止閥關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)卸車功能，并保證低溫液體無法倒流，確保安全生產(chǎn)。

充裝槽車時(shí)，打開低溫截止閥，通過升高儲罐壓力，將低溫液體反向充裝入槽車內(nèi)部。

2.3 變更結(jié)果

篇3

(11)機(jī)械增壓器

新的TSl汽油機(jī)獨(dú)特的特點(diǎn)是雙重復(fù)合增壓系統(tǒng)，除了廢氣渦輪增壓器之外。還備有機(jī)械增壓器和用調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)的旁通空氣回路。機(jī)械增壓器是一臺機(jī)械式羅茨壓氣泵。是根據(jù)脈譜圖由冷卻水泵上的電磁離合器來接合的，并只在3500r／min以下的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速工況才運(yùn)轉(zhuǎn)工作。這種機(jī)械增壓器的特點(diǎn)是具有內(nèi)部變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，它串聯(lián)在一對同步齒輪之前(圖194)。與傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)型式相比，這種內(nèi)部變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)在保持機(jī)械增壓器結(jié)構(gòu)緊湊的同時(shí)，能夠確保更迅速地提升發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)和低轉(zhuǎn)速范圍的扭矩。通過發(fā)動(dòng)機(jī)輔助設(shè)備皮帶傳動(dòng)和內(nèi)部變速傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，機(jī)械增壓器對曲軸的總傳動(dòng)比可達(dá)到iges=0.20。

在機(jī)械增莊器運(yùn)轉(zhuǎn)工作時(shí)，增壓壓力是通過旁通空氣回路中的電控調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)的，它能夠在機(jī)械增壓器單級增壓和廢氣渦輪單級增壓之間無級變換。

機(jī)械增壓器及其壓力側(cè)消聲器一起用螺栓直接固定在氣缸體曲軸箱上，而吸氣側(cè)消聲器和多V形筋皮帶傳動(dòng)的皮帶張緊輪則用螺栓固定在機(jī)械增壓器殼體上。機(jī)械增壓器殼體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠確保其壁面與轉(zhuǎn)子之間的間隙最小，而不會(huì)受到用螺栓與殼體連接在一起的部件誤差狀況的影響。

聲學(xué)設(shè)計(jì)是機(jī)械增壓器裝置開發(fā)中的重要任務(wù)。機(jī)械增壓器安裝在TSI汽油機(jī)朝向乘客車廂的一側(cè)，因此從機(jī)械增壓器范圍內(nèi)傳出的殘余噪聲，乘客是能直接感覺出來的。在TSI汽油機(jī)上，機(jī)械增壓器的機(jī)械噪聲源、空氣脈動(dòng)及其殘余脈動(dòng)噪聲的傳遞都降低到了最低程度。為此，采取下列措施來優(yōu)化機(jī)械增壓器的聲學(xué)特性：優(yōu)化嚙合參數(shù)，例如：齒形鼓形度、嚙合角和螺旋齒側(cè)隙；提高機(jī)械增壓器內(nèi)軸的剛度；有針對性地布置機(jī)械增壓器殼體上的加強(qiáng)筋。

同時(shí)采取下列措施優(yōu)化機(jī)械增壓器，以降低空氣脈動(dòng)激勵(lì)噪聲：

①優(yōu)化旁通口的布置及其形狀；

②優(yōu)化進(jìn)氣口和排氣口的形狀。

為了進(jìn)一步降低機(jī)械增壓器的噪聲，在其吸氣側(cè)和壓氣側(cè)都安裝了寬帶消聲器(圖195)。吸氣側(cè)消聲器用玻璃纖維加強(qiáng)尼龍制成，直接用其連接法蘭安裝在機(jī)械增壓器上，它是摩擦熱壓焊接而成的簿壁結(jié)構(gòu)件，由九個(gè)按亥姆霍茲(Hemhotz)原理串聯(lián)的諧振阻尼腔組成，總?cè)莘e為8400m3，達(dá)到了寬頻率范圍空氣脈動(dòng)阻尼效果。壓氣側(cè)消聲器采用與吸氣側(cè)消聲器相同的材料制成，并安裝在機(jī)械增壓器與氣缸體曲軸箱之間的出氣口。雖然該處的空間較小，但通過采用由幾部分摩擦熱壓焊接而成的簿壁結(jié)構(gòu)件布置下了一個(gè)有效的消聲器，而其上面的壓力輸氣管采用插接式方案便于裝配。壓氣側(cè)消聲器同樣也是采用亥姆霍茲(Hemhotz)原理工作的，并類似由九個(gè)腔組成，總的諧振阻尼容積為850cm3可達(dá)到高達(dá)30dB的消聲效果。

為了進(jìn)一步減少噪聲輻射，將機(jī)械增壓器和消聲器都用護(hù)罩罩起來，并且護(hù)罩內(nèi)壁襯有吸音泡沫材料。這種泡沫材料能夠提高消聲效果，還能起到四周無縫隙的密封效果。

圖196示出了在機(jī)械增壓器工作時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)在2000-2500r／min轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的噪聲輻射。在噪聲測試臺上在發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率的情況下進(jìn)行噪聲測試，結(jié)果表明機(jī)械增壓器噪聲階次的音頻部分占主要成分，而且在汽車車廂內(nèi)可以聽得到這種噪聲的干擾。通過采取上述各種降噪措施，無論是音頻部分還是機(jī)械增壓器裝置總的噪聲輻射，除了在動(dòng)態(tài)接合運(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)有針對性的殘余部分之外，都能夠有效地被衰減和抑制。

(12)廢氣渦輪增壓器及其隔熱板

新的TSI汽油機(jī)的第二個(gè)增壓裝置是廢氣渦輪增壓器(圖197)，并帶有廢氣放氣閥調(diào)節(jié)，具有下列規(guī)格：

①軸頸橫截面2.8cm3；

②渦輪葉輪直徑45mm3

③壓氣機(jī)葉輪直徑51mm。

將渦輪殼與排氣歧管集成為整體式結(jié)構(gòu)件，而電控倒拖旁通空氣閥的連接法蘭與壓氣機(jī)殼做成一體。

為了使用戶能夠充分利用TSI運(yùn)行的節(jié)油潛力，還放棄了使用受零件溫度影響的脂，但渦輪增壓器必須在廢氣溫度高迭1050℃的情況下仍能保障所有的工作能力，因此對廢氣渦輪增壓器采取了以下所介紹的適應(yīng)性措施。

渦輪殼用類似于1.4848的耐高溫鑄鋼制成。在開發(fā)過程中，借助于熱應(yīng)力計(jì)算進(jìn)行了防開裂的優(yōu)化設(shè)計(jì)，長期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)已經(jīng)證實(shí)這樣的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案是安全可靠的。

渦輪用MAR246耐高溫鎳基合金制成。為了提高效率和中間軸承殼體的隔熱效果，渦輪背部采用封閉式結(jié)構(gòu)，并且為使零件具有足夠的可靠性，中間軸采用X45CrSi9.3合金鋼。中間軸與渦輪之間采用電弧焊接工藝連接，并且中間軸具有較小的熱節(jié)流，以便通過較大的壁厚確保足夠的連接強(qiáng)度。

調(diào)節(jié)廢氣放氣閥的閥盤杠桿采用INC0713C鎳基合金鋼制成，達(dá)到了所期望的高溫耐久性。為了改善冷卻效果，中間軸承殼體采用水冷卻，并且冷卻水腔具有較大的橫截面。而且靠近密封環(huán)座。渦輪殼與中間軸承殼體之間的隔熱裝置可防止軸承裝置過熱和結(jié)焦。高達(dá)1050℃的廢氣溫度對渦輪增壓器設(shè)備有著巨大的影響，為此專門開發(fā)了一種三層隔熱板。除了其中問層能隔熱之外，通過減少其自身振動(dòng)，也有效地降低了噪聲。隔熱板的幾何形狀根據(jù)輻射屏蔽和阻止熱空氣流動(dòng)的效果經(jīng)汽車試驗(yàn)來優(yōu)化，這也是新的TSI汽油機(jī)設(shè)計(jì)的組成部分。

(13)進(jìn)氣空氣管路

進(jìn)氣管是用PA6 GF30尼龍做成的雙聯(lián)注塑件，其底部具有由滾流閥操縱的空氣導(dǎo)向和高壓燃油共軌，其基本方案與1.6L/85kW的FSI汽油機(jī)相同，而燃油高壓傳感器和限壓閥是專門為共軌燃油壓力高達(dá)15MPa的新TSI汽油機(jī)開發(fā)的，并且因負(fù)荷增大而加大了滾流閥。

為了在所有的進(jìn)氣管道中都能夠獲得均勻穩(wěn)定的流動(dòng)，經(jīng)過循環(huán)空氣的流動(dòng)計(jì)算后得到了三角形的空氣管路布置型式(圖198)。為了減少噪聲輻射、靈活設(shè)計(jì)空氣管路布置型式、管路連接安全可靠并便于裝配，這些連接管都采用PA6 GF30尼龍注塑件。由于對廢氣渦輪增壓器前壓力管的接合和密封的要求很高，因此必須考慮到整機(jī)空氣管路、廢氣渦輪增壓器、進(jìn)氣管和氣缸蓋的誤差及其零件的熱膨脹，為此選擇了一種半圓形連接瓦作為解決方案。這種連接方式能夠用螺釘固定在多種位置上，對角度和長度誤差都不敏感。

15.4復(fù)合增壓裝置的運(yùn)行狀況

在不考慮低速扭矩的情況下，廢氣渦輪增壓非常適合于在適當(dāng)?shù)呐艢獗硥合芦@得高的比功率，而機(jī)械增壓首先由于其具有良好的響應(yīng)特性已應(yīng)用于低轉(zhuǎn)速場合。若廢氣渦輪增壓附加機(jī)械增壓作為輔助，就能將兩者的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，彼此相互取長補(bǔ)短，其基本原理已眾所周知，圖199是這種復(fù)合增壓系統(tǒng)的工作原理示意圖。

為了使機(jī)械增壓器能夠接合和脫開。在冷卻水泵模塊中集成了一個(gè)電磁離合

器。機(jī)械增壓器由曲軸通過皮帶傳動(dòng)，在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，當(dāng)需要輔助廢氣渦輪增壓器時(shí)就接合運(yùn)轉(zhuǎn)，而在高轉(zhuǎn)速工況下廢氣渦輪增壓器能夠獨(dú)立提供足夠的增壓壓力，因而此時(shí)調(diào)節(jié)閥打開。機(jī)械增壓器脫開停止運(yùn)轉(zhuǎn)。

在穩(wěn)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下。只有在2400r／min以下的高負(fù)荷范圍內(nèi)才需要機(jī)械增壓器運(yùn)轉(zhuǎn)工作。因?yàn)樵诖诉\(yùn)轉(zhuǎn)范圍內(nèi)。根據(jù)所選擇的擋位不同，廢氣渦輪增壓器總是有所延遲才能達(dá)到其額定的增壓壓力，需要機(jī)械增壓器較長時(shí)間地接入工作，但最遲當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到3500r/min時(shí)就脫開停止工作。而與此同時(shí)。廢氣渦輪增壓器就開始從助力運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)逐漸動(dòng)態(tài)過渡到全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。并單獨(dú)提供所需要的增壓壓力。在該轉(zhuǎn)速時(shí)，機(jī)械增壓器在5：1速比下達(dá)到其最高轉(zhuǎn)速18000r/min。

由于采用了這兩種增壓方法的組合。廢氣渦輪的流通能力可以設(shè)計(jì)得較大，從而降低發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣背壓。但是，另一方面還應(yīng)兼顧到盡可能使機(jī)械增壓器的接合頻率低一些，接合運(yùn)轉(zhuǎn)持續(xù)時(shí)間短一些，以免增加其增壓運(yùn)行所消耗的傳動(dòng)功率而使燃油耗提高得太多。除此之外，還必須確保在穩(wěn)態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)和動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩特性曲線的連續(xù)。

穩(wěn)態(tài)全負(fù)荷時(shí)的最大增壓比大約為2.5，出現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)1500r／min轉(zhuǎn)速時(shí)，此時(shí)廢氣渦輪增壓器和機(jī)械增壓器處在大約相同的壓比下運(yùn)轉(zhuǎn)(圖200)。而與之相比，無機(jī)械增壓輔助的渦輪增壓汽油機(jī)在該運(yùn)轉(zhuǎn)工況下所能達(dá)到的增壓壓比就要小得多。由于有機(jī)械增壓的輔助，在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)進(jìn)氣空氣流量大大提高，廢氣渦輪也就能夠獲得較多的廢氣能量，因而有助于提高廢氣渦輪增壓器壓氣機(jī)的工作能力。這樣就能夠盡早地打開旁通道減輕機(jī)械增壓器的負(fù)荷，因此機(jī)械增壓器的運(yùn)行范圍只局限于萬有特性曲線場中很小的范圍內(nèi)，并且在大多數(shù)情況下功率消耗是很少的。

廢氣渦輪增壓器是這樣設(shè)計(jì)的，即使其在發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)的全負(fù)荷運(yùn)行線靠近壓氣機(jī)的喘振線(圖201)，此時(shí)壓氣機(jī)已經(jīng)具有較高的效率，并有助于廢氣渦輪增壓器獲得順暢的加速性能，而在2000r／min以下的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，廢氣渦輪增壓器和機(jī)械增壓器的總增壓比能使前者的壓氣機(jī)遠(yuǎn)離喘振線。單級渦輪增壓因其壓氣機(jī)運(yùn)行范圍有限而不適合于力爭要達(dá)到的全負(fù)荷目標(biāo)值，但由于有了機(jī)械增壓器的輔助。因此就能夠?qū)u輪增壓器設(shè)計(jì)得在標(biāo)定功率時(shí)具有高的效率，從而使其增壓壓力和排氣背壓水平都較低，并使渦輪增壓器具有幅度較大的海拔高度儲備。

圖202示出的是在發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺上模擬轉(zhuǎn)速升高時(shí)所測得的瞬態(tài)扭矩提升曲線，這大約相當(dāng)于在汽車掛第3擋時(shí)的全負(fù)荷加速過程。在沒有機(jī)械增壓器輔助而由廢氣渦輪增壓器單級增壓的情況下，大約在0.5s以后進(jìn)氣管中才能建立起規(guī)定的壓力，而扭矩目標(biāo)值(100％)在大約4.8s以后才能達(dá)到。除了增壓壓力建立遲緩之外，由于廢氣渦輪增壓器動(dòng)力學(xué)方面的原因所導(dǎo)致的扭矩提升的不連續(xù)性，使司機(jī)感覺到很不舒服。而在與機(jī)械增壓器共同工作的情況下，這種運(yùn)行特性基本上得到了改變。一旦機(jī)械增壓器接入工作，就有助于進(jìn)氣管壓力的提升，因而扭矩特性曲線提升的梯度也要比在廢氣渦輪增壓器單級增壓時(shí)陡得多，而且這樣的提升梯度一直保持到進(jìn)氣管中達(dá)到規(guī)定的壓力為止，并且扭矩特性曲線的提升―直達(dá)到目標(biāo)扭矩為止都是連續(xù)的。因此這種增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)在主觀上感覺起來就好像是排量大得多的自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)一樣。

15.5增壓空氣冷卻

增壓空氣冷卻器與水箱和空調(diào)冷凝器組成模塊式結(jié)構(gòu)，充分利用了汽車正前方的空間。由于采用了高效率的增壓空氣冷卻器，增壓空氣從廢氣渦輪增壓器壓氣機(jī)一直到節(jié)氣門這一段路程上被冷卻到只比環(huán)境溫度高5℃，這樣就能夠?qū)?5℃進(jìn)氣溫度作為基本設(shè)計(jì)參數(shù)，因此發(fā)動(dòng)機(jī)能夠在寬廣的萬有特性曲線場范圍內(nèi)以燃油耗最佳的點(diǎn)火正時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)。

由于將扭矩特性曲線設(shè)計(jì)得從1750r/min起就達(dá)到最大值240N?m，并選擇了表2中所示的變速器速比，因此能夠在獲得非常突出的燃油耗的同時(shí)具有優(yōu)良的動(dòng)力性。圖203上給出了該機(jī)型搭載于大眾高爾夫(Golf)轎車在標(biāo)準(zhǔn)歐洲行駛循環(huán)(NEFZ)中5擋和6擋的換擋加速性(80-120km／h)及其燃油耗。從圖中可以清楚地看到，與排量較大的發(fā)動(dòng)機(jī)相比，1.4L-TSI汽油機(jī)在具有最佳加速性的同時(shí)，僅7.2L／100km的燃油耗也是最低的。而且與其它競爭機(jī)型相比，功率為125kW的TSI汽油機(jī)的燃油耗已成為轎車汽油機(jī)發(fā)展中的里程碑(圖204)。

15.6噴油和燃燒過程

1.4L-TSI直噴式汽油機(jī)缸徑為76.5mm，行程為75.6mm，具有一個(gè)十分緊湊的燃燒室，在氣缸蓋一側(cè)呈屋頂形，火花塞中央布置，活塞頂上有一個(gè)淺而寬大的凹坑。這種燃燒室的基本幾何形狀具有最佳的抗爆性，即使增壓壓力高達(dá)0.25MPa也能采用10：1的壓縮比，從而能夠獲得超群的發(fā)動(dòng)機(jī)性能指標(biāo)：

平均有效壓力　2.16MPa

比扭矩

172.6Nm／L

比功率

90kwg／L

1.4L-TSI增壓直噴式汽油機(jī)采用了在FSI自然吸氣直噴式汽油機(jī)上早已應(yīng)用的充量運(yùn)動(dòng)滾流閥。該閥位于進(jìn)氣道下部，起作用的時(shí)候?qū)⑦M(jìn)氣道流通截面關(guān)閉50％，所產(chǎn)生的充量運(yùn)動(dòng)滾流強(qiáng)度適合于在發(fā)動(dòng)機(jī)整個(gè)萬有特性場范圍內(nèi)獲得盡可能最佳的燃燒速度。從大約2800r／min轉(zhuǎn)速起滾流閥完全打開，進(jìn)氣道獲得全部的流通橫截面，兩個(gè)進(jìn)氣道都設(shè)計(jì)得能夠隨著轉(zhuǎn)速的升高不斷的優(yōu)化流動(dòng)而得到高的氣缸充氣量來實(shí)現(xiàn)125kW的目標(biāo)功率。

在1.4L-TSI直噴式汽油機(jī)上，為了加熱催化器。采用了兩次噴油策略，即在進(jìn)氣行程期間的第一次較早的噴油和在點(diǎn)火上止點(diǎn)前(大約50°曲軸轉(zhuǎn)角)的第二次較晚的噴油(圖205)。為了能夠在確保發(fā)動(dòng)機(jī)具有良好的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性的情況下獲得盡可能大的廢氣熱流所必需的極其晚的點(diǎn)火角，精確地確定空氣運(yùn)動(dòng)參數(shù)、活塞頂燃燒室凹坑幾何形狀和高壓噴油器油束形狀是十分重要的。

在1.4L-TSI汽油機(jī)上第一次采用了具有6個(gè)噴孔的多孔式噴油器(圖206)。與FSI汽油機(jī)一樣，該噴油器布置在進(jìn)氣道與氣缸蓋密封平面之間的進(jìn)氣道一側(cè)。這種6孔高壓噴油器的單個(gè)油束幾乎可以自由選擇布置形式，能夠形成不同于傳統(tǒng)旋流式噴油器的燃油束結(jié)構(gòu)形狀。特別是避免了進(jìn)氣行程期間早期噴油沾濕已打開的進(jìn)氣門，有利于獲得更好的空氣一燃油混合汽均質(zhì)化，從而減少HC排放和循環(huán)波動(dòng)。

用大眾公司自制的壓力罐拍攝的霧化油束照片(圖207)可以清楚地看出，無論是在側(cè)視圖還是正視圖上，這種6孔高壓噴油器形成的是單個(gè)油束。由于噴孔的獨(dú)特的幾何形狀，成功地減小了油束的貫穿度，能夠有效地避免燃油沾濕燃燒室表面，這特

別有助于降低發(fā)動(dòng)機(jī)冷態(tài)時(shí)的原始排放。

此外，圖206上示出了應(yīng)用激光感應(yīng)熒光測試技術(shù)(LIF)拍攝到的在加熱催化器條件下在燃油束激光截面(距離噴油器頂端30mm處)上液態(tài)和汽態(tài)燃油的分布狀況，可以清楚地看出在6個(gè)分支油束中燃油的濃度較高，而在整個(gè)油束的中間不斷地進(jìn)行著燃油一空氣混合汽的均質(zhì)化。單個(gè)油束良好的局部均質(zhì)化和合適的貫穿度的組合，為采用活塞頂壁面導(dǎo)向的第二次噴油進(jìn)行上述介紹的催化器加熱過程時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)并降低原始排放提供了前提條件。

從怠速運(yùn)轉(zhuǎn)一直到90kW／L升功率最大功率運(yùn)行工況，形成了從最小到最大噴油量的非常大的跨度，為了使得在怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的最短噴油持續(xù)時(shí)間大于噴油器容許的最短噴油時(shí)間，并保證油束足夠的霧化從而獲得良好的混合汽形成，要求以6MPa的噴油壓力噴射。而為了在全負(fù)荷條件下獲得較低的排放和燃油耗，一方面噴油不能太早，以便保持噴到活塞頂上的油量盡可能少，另一方面又必須從噴油結(jié)束到燃燒開始為混合汽準(zhǔn)備留有足夠的時(shí)間，因而特別是在高轉(zhuǎn)速工況下噴油持續(xù)期在時(shí)間上受到限制，因此通過將噴油壓力提高到15MPa來達(dá)到。

由于采用了上述所介紹的這些措施，從而獲得了圖208所示的燃油耗特性曲線場，在寬廣的范圍內(nèi)具有非常低的比油耗值，其中燃油耗的最佳點(diǎn)為235g／kWh處于相當(dāng)突出的水平。圖中示出的公路行駛部分負(fù)荷曲線表明，即使在汽車高速行駛工況下發(fā)動(dòng)機(jī)仍工作在比油耗極低的運(yùn)轉(zhuǎn)工況點(diǎn)上。

15.7發(fā)動(dòng)機(jī)控制

新的TSl增壓直噴式汽油機(jī)所用的電子控制系統(tǒng)是由大眾公司在批量生產(chǎn)中用于FSf自然吸氣直噴式汽油機(jī)的電控單元進(jìn)一步開發(fā)而成。這種發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)是一種傳感器導(dǎo)向的控制系統(tǒng)，并借助于壓力傳感器來采集發(fā)動(dòng)機(jī)充氣的信息。同時(shí)，在這種復(fù)合增壓直噴式汽油機(jī)上第一次應(yīng)用了相位可調(diào)節(jié)的進(jìn)氣凸輪軸，并且進(jìn)氣空氣需求量的變化幅度較大。這些都必須以精確的建模和充氣模型的調(diào)節(jié)作為前提條件。

在MED9.5.10電控系統(tǒng)的扭矩控制結(jié)構(gòu)中。司機(jī)所要求的扭矩值是由對應(yīng)的空氣質(zhì)量換算成額定的進(jìn)氣管壓力。在自然吸氣運(yùn)轉(zhuǎn)情況下該額定值僅僅只由節(jié)氣門和進(jìn)氣凸輪軸相位調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)，而在增壓運(yùn)轉(zhuǎn)情況下還取決于機(jī)械增壓器及其電磁離合器和調(diào)節(jié)閥，以及廢氣渦輪增壓器的廢氣放氣閥的相互配合。

由于相對于機(jī)械增壓而言廢氣渦輪增壓在能量利用方面更為有利，因此在所要求的增壓壓力下，通常首先要檢驗(yàn)廢氣渦輪增壓器是否能夠單獨(dú)提供所要求的增壓壓力，如果廢氣渦輪增壓器不能單獨(dú)提供所要求的空氣質(zhì)量，就根據(jù)模型要求附加接入機(jī)械增壓器。在發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元的增壓壓力模型中，借助于質(zhì)量流量對渦輪增壓器的冷端(壓氣機(jī))熱端(渦輪機(jī))進(jìn)行效率修正計(jì)算，例如考慮到通過廢氣放氣閥的放氣量。同時(shí)，借助于機(jī)械增壓器效率，在考慮到機(jī)械增壓器調(diào)節(jié)閥的情況下算出由機(jī)械增壓器提供的增壓份額。通過精確地識別這兩種增壓裝置的增壓度來確定需要參加工作的有關(guān)執(zhí)行器的參數(shù)和發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的基本參數(shù)。

(1)機(jī)械增壓器離合器的控制

機(jī)械增壓器是通過與冷卻水泵組合成模塊的電磁離合器來接合或脫開的。為了兼顧到用戶舒適性的要求，非常重視電磁離合器瞬時(shí)無沖擊的接合或脫開。此時(shí)，除了機(jī)械增壓器消耗的扭矩之外，還必須考慮到離合器空氣隙因摩擦片磨損而發(fā)生的變化。若要滿足如此高的要求，這就取決于離臺器內(nèi)部電磁線圈在時(shí)間上的精確調(diào)節(jié)控制，這由電控單元發(fā)出的脈沖信號寬度調(diào)制來達(dá)到。電磁離合器空氣隙大小的差異由附加的電流測量來識別，從而確定離合器接合的精確時(shí)刻。借助于自適應(yīng)程序來考慮這些用于電磁離合器接合或脫開的修正量數(shù)據(jù)。由于必須要確保機(jī)械增壓器的運(yùn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速不能超過其允許的最高轉(zhuǎn)速18000r／min，因此在控制電磁離合器的相應(yīng)軟件模塊中集成有脫開和診斷策略程序。

機(jī)械增壓器的工作能力及其后的增壓壓力是由其調(diào)節(jié)閥來調(diào)節(jié)的。當(dāng)機(jī)械增壓器工作運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，調(diào)節(jié)閥關(guān)閉，空氣濾清器后的進(jìn)氣空氣就改為流向機(jī)械增壓器。

在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)也要能迅速地提升增壓壓力是新的TSI直噴式汽油機(jī)的重要開發(fā)目標(biāo)(圖209)。增壓壓力的提升直接受到，調(diào)節(jié)閥關(guān)閉速度的影響。當(dāng)需要機(jī)械增壓器達(dá)到最大工作能力時(shí)，該調(diào)節(jié)閥能夠在0.2s內(nèi)關(guān)閉。此時(shí)。必須將調(diào)節(jié)閥的關(guān)閉和機(jī)械增壓器的接合工作相互調(diào)整得在時(shí)間上精確地重合，從而在任何時(shí)刻都不會(huì)出現(xiàn)增壓壓力的跌落，以至于司機(jī)感覺不出有任何扭矩的損失。

(2)廢氣渦輪增壓器的調(diào)節(jié)

廢氣渦輪增壓器是通過改變進(jìn)入渦輪機(jī)的廢氣質(zhì)量流量來調(diào)節(jié)的，渦輪機(jī)的工作能力要匹配得適合于運(yùn)轉(zhuǎn)工況點(diǎn)的需要。所必需的渦輪機(jī)的工作能力直接取決于壓氣機(jī)的工作能力，而后者在電控單元內(nèi)部的計(jì)算模型中是由所需的壓氣機(jī)壓比和效率特性曲線場算出的。

當(dāng)廢氣渦輪增壓器必須要在最大工作能力下運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，通過壓力膜盒中的彈簧將廢氣放氣閥關(guān)閉，此時(shí)由發(fā)動(dòng)機(jī)提供的全部的廢氣質(zhì)量流量流經(jīng)渦輪機(jī)。同樣。當(dāng)廢氣渦輪增壓器所需的工作能力降低的時(shí)候，通過電控單元中渦輪側(cè)的計(jì)算模型借助于效率算出必需流經(jīng)渦輪的廢氣質(zhì)量流量、廢氣放氣閥的額定位置及其行程閥的控制信號，再由行程閥將廢氣放氣閥壓力膜盒中調(diào)節(jié)到相應(yīng)的壓力，從而將廢氣放氣閥調(diào)節(jié)到所希望的位置。為了控制倒拖旁通空氣電磁閥，必須對廢氣渦輪增壓器前后的壓力進(jìn)行分析。與普通的單級增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣機(jī)進(jìn)氣側(cè)差不多，接近環(huán)境壓力不同，在TS]汽油機(jī)上，在機(jī)械增壓器運(yùn)轉(zhuǎn)工作期間廢氣渦輪增壓器較晚達(dá)到喘振極限，這種新的要求已經(jīng)通過修改迄今為止現(xiàn)有的批量生產(chǎn)應(yīng)用的軟件功能來達(dá)到。

15.8廢氣排放控制措施

由于采用了鑄鋼排氣歧管和為這個(gè)目的而專門開發(fā)的催化器涂層，TSI汽油機(jī)能夠長期在廢氣渦輪增壓器前高達(dá)1050℃的廢氣溫度下運(yùn)轉(zhuǎn)，這樣具有所選擇的6擋速比的高爾夫轎車就能夠應(yīng)用λ=1的均質(zhì)混合汽以高達(dá)200km／h的車速行駛。因此，這種TSI汽油機(jī)在高負(fù)荷工況下也能夠采用以化學(xué)計(jì)量比均質(zhì)混合汽運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定耐用的燃燒過程，應(yīng)用像前置催化器氧傳感器那樣簡易的兩點(diǎn)躍變式氧傳感器。

像大眾公司FSI自然吸氣汽油機(jī)一樣，新的1.4L-TSI增壓直噴式汽油機(jī)也采用高壓噴油起動(dòng)。當(dāng)燃油系統(tǒng)中的壓力達(dá)到大約2.5MPa時(shí)，才開始進(jìn)行第一次噴油，因此即使發(fā)動(dòng)機(jī)尚處于冷態(tài)，但由于其已經(jīng)具有良好的混合汽準(zhǔn)備，只需要較少的油量就能順利起動(dòng)，從而獲得了較低的原始排放。汽油直接噴射能夠采用雙次噴射使催化器迅速地?zé)崞饋恚U氣渦輪增壓器與催化器之間的排氣連接管采用空氣隙絕熱的雙層排氣管，部分補(bǔ)償了通過廢氣渦輪增壓器的溫度損失。

篇4

關(guān)鍵詞：勝利油田 鉆井提速工具 鉆柱減震增壓裝置渤南區(qū)塊 機(jī)械鉆速

隨著油氣勘探開發(fā)向著深部地層方向發(fā)展，由于地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，造成鉆井難度大，周期長，成本高，制約著勘探開發(fā)的步伐。勝利油田的渤南區(qū)塊屬濟(jì)陽坳陷沾化凹陷渤南洼陷潛山帶，目的層埋藏深度在3200～4100m左右。根據(jù)已鉆井資料，在該區(qū)塊鉆井主要存地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，地層傾角大易井斜、深部地層可鉆性差造成機(jī)械鉆速（ROP）低的難題。為解決地層易斜難題，進(jìn)一步提高機(jī)械鉆速，降低鉆井成本，勝利油田開展了對鉆井提速工具的研究。在破巖工具的優(yōu)化上，主要通過兩種手段達(dá)到提速目的：一是改良鉆頭結(jié)構(gòu)、工藝性和材料，二是增加鉆井時(shí)液流的壓力[1]。隨著研究和試驗(yàn)的進(jìn)行，增壓方式越來越被重視，超高壓輔助機(jī)械破巖技術(shù)被認(rèn)為是提高機(jī)械鉆速的根本途徑之一[2]。經(jīng)過研究實(shí)驗(yàn)，設(shè)計(jì)了一種鉆柱減震增壓裝置，并在在渤南區(qū)塊的多口井進(jìn)行了現(xiàn)場試驗(yàn)應(yīng)用。結(jié)果表明，該工具性能可靠，使用壽命長，能起到明顯降斜效果，并可在相同條件下把機(jī)械鉆速提高80%-200%，取得了較理想的效果。

1 鉆柱減震增壓裝置介紹

1.1 研究和設(shè)計(jì)思路

常規(guī)旋轉(zhuǎn)鉆井的破巖機(jī)理主要是依靠鉆頭破巖，井底水射流主要起清洗巖屑和鉆頭，隨著井深的增加，機(jī)械鉆速低已成為制約中深井和深井鉆探的瓶頸之一。因此利用超高水射流輔助破巖是提高機(jī)械鉆速的有效途徑[3]。美國現(xiàn)場試驗(yàn)表明，當(dāng)射流壓力達(dá)到210MPa時(shí)，鉆井速度可提高3.5倍[4] 。

隨著研究和實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，研究人員提出了新的設(shè)計(jì)思路：即用鉆柱振動(dòng)產(chǎn)生的能量代替以往用流體自身的能量來推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)[5]。這樣不僅能減小鉆柱的振動(dòng)幅度，而且利用鉆柱振動(dòng)產(chǎn)生的能量來給流體加壓，產(chǎn)生的高壓流體可以起到輔助破巖作用。按照這種思路，研究和設(shè)計(jì)出一種新型鉆井提速工具，即鉆柱減震增壓裝置。該工具利用鉆井過程中由于鉆柱縱向振動(dòng)所引起的井底鉆壓波動(dòng)作為能量來源，通過鉆柱的縱向振動(dòng)帶動(dòng)井下柱塞泵的柱塞上下運(yùn)動(dòng)，并利用鉆壓波動(dòng)壓縮鉆井液使之增壓。實(shí)驗(yàn)表明該工具可使鉆頭噴嘴射流壓力達(dá)到100MPa以上，有效地實(shí)現(xiàn)超高壓射流鉆井，最終達(dá)到鉆井提速目的[6, 7]。

1.2 工作原理

1.2.1結(jié)構(gòu)圖

鉆柱減振增壓裝置主要結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

1、旁通孔2、增壓液腔3、單流閥 4、碟簧組合 5、液流通道 6、外筒 7、活塞

8、吸入閥9、缸套10、高壓流體通道11、高壓流體噴嘴12、鉆頭

圖1 減振增壓裝置主要結(jié)構(gòu)示意圖

1.2.2減振增壓原理

由于鉆柱的縱向振動(dòng)，產(chǎn)生鉆壓的波動(dòng)。當(dāng)鉆柱振動(dòng)產(chǎn)生的作用力超過彈簧的預(yù)緊力后，在此作用力下，彈簧被壓縮，鉆柱帶動(dòng)活塞下行，吸入閥關(guān)閉，增壓液腔內(nèi)的流體被壓縮，最終成為高壓流體，當(dāng)流體的壓力超過一定值后，單向閥打開，高壓流體從高壓液流通道流向鉆頭，從鉆頭上的高壓噴嘴噴出，輔助鉆頭破碎巖石，起到輔助破巖提高鉆速的作用。當(dāng)鉆柱帶動(dòng)活塞繼續(xù)下行，由于高壓流體的噴出，增壓液腔內(nèi)的流體壓力減小，當(dāng)其壓力小于一定值后，單向閥關(guān)閉，直到下一沖程增壓腔內(nèi)的流體壓力高于一定值后，單向閥才再次打開。

1.2.3鉆井液流程

壓力為12～15MPa常規(guī)鉆井液從鉆柱流入減振增壓裝置后，小部分的鉆井液經(jīng)過減振增壓裝置處理成壓力高達(dá)95～120MPa左右的高壓流體，高壓流體從鉆頭上的高壓噴嘴噴出后，平衡大約2MPa的反向鉆壓后，它在鉆頭上產(chǎn)生的壓力降約為93～118MPa，而其它大部分流體從旁通孔流經(jīng)外筒與缸套之間的環(huán)空直接進(jìn)入鉆頭，從鉆頭上的普通噴嘴噴出，在鉆頭上產(chǎn)生大約10～13MPa的壓力降[8]。

1.3 工作特點(diǎn)

1）利用鉆柱的震動(dòng)實(shí)現(xiàn)高壓射流輔助破巖；

2）通過減震作用減少鉆具事故的發(fā)生，保護(hù)鉆頭提高鉆頭的壽命和進(jìn)尺；

3）使用合理的鉆壓、排量、鉆頭噴嘴組合等參數(shù)，可使該裝置發(fā)揮最優(yōu)性能[1]。

2 應(yīng)用實(shí)例

2.1L69井

L69井為一口預(yù)探井，完鉆井深3390m，目的層位于沙四段。

1）試驗(yàn)井段

使用一只Φ228.6mm鉆柱減震增壓裝置自2200m下井，連續(xù)鉆進(jìn)至2910m起出。累計(jì)在井下工作時(shí)間96.5小時(shí)，進(jìn)尺710m。在該井段共鉆遇東營組（2200-2510m）、沙一段（ 2510-2750m）、沙二段（2750-2830m）、沙三段（2830-2850m）和沙四段（2850-2910m）等四套地層。

2）試驗(yàn)鉆具組合及鉆進(jìn)參數(shù)

鉆具組合為：Φ311.1mmPDC超高壓鉆頭+Φ228.6mm井下鉆柱減振增壓裝置+Φ203.3mm鉆鋌6根+Φ177.8mm鉆鋌9根+Φ127mm鉆桿。鉆頭水眼采用Φ16mm水眼5個(gè)+Φ1.5mm水眼2個(gè)。鉆進(jìn)參數(shù)為：鉆壓6-10T，排量45-48L/min，泵壓17-18Mpa，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速110-120RPM。

3）鉆井液

鉆井液類型為水基鉆井液，2200-2500m密度為1.10g/cm3,2500-2900m密度為1.20-1.30 g/cm3。

4）時(shí)效對比分析

L68井與L69井鄰近，地層基本相同，采用的鉆井參數(shù)基本一致，鉆時(shí)參數(shù)有較好的可比性。

L69井在使用井下鉆柱減振增壓裝置的井段內(nèi)，全段平均鉆時(shí)5.2min/m，其中東營組內(nèi)平均鉆時(shí)2.87min/m，沙一段平均鉆時(shí)5.7min/m，沙二段平均鉆時(shí)9.2min/m，沙三段平均鉆時(shí)10min/m，沙四段平均鉆時(shí)8.8min/m。

L68井未使用鉆柱減振增壓裝置，在相同地層井段內(nèi)，全段平均鉆時(shí)9.7min/m，其中東營組內(nèi)平均鉆時(shí)6.8min/m，沙一段平均鉆時(shí)6.7min/m，沙二段平均鉆時(shí)12min/m，沙三段平均鉆時(shí)17min/m，沙四段平均鉆時(shí)31min/m。

通過鉆時(shí)對比，L69井試驗(yàn)段平均ROP是L68井的1.86倍，東營組ROP是L68井的2.4倍，沙一段ROP是L68井的1.2倍，沙二段ROP是L68井的1.3倍，沙三段ROP是L68井的1.7倍，沙四段ROP是L68井的3.54倍。L68井和L69井鉆時(shí)對比曲線見圖2。

圖2 L68井與L69井鉆時(shí)對比曲線圖

5）使用效果分析

采取合理的鉆進(jìn)參數(shù)鉆進(jìn)時(shí)，使用井下鉆柱減震增壓裝置的ROP較不采用該裝置的井有大幅度提高，約為1.8倍。

2.2 Y178井

Y178井為一口評價(jià)井，完鉆井深4100m，目的層位于沙四段。

1）試驗(yàn)井段

使用同一只Φ228.6mm鉆柱減震增壓裝置兩次下井，第一次自2148m至2162m,層位為東營組；二次自2162m至2960m，鉆遇層位為東營組（2162-2550m）、沙一段（2550-2716m）、沙二段（2716-2861m）和沙四段（2861-2960m）。兩次下井累計(jì)工作時(shí)間為197小時(shí)，進(jìn)尺812m。

2）試驗(yàn)鉆具組合及鉆進(jìn)參數(shù)

在2148-2612m井段鉆具結(jié)構(gòu)為：Φ311.1mm超高壓PDC鉆頭+Φ228.6mm井下鉆柱減振增壓裝置+Φ203.3mm鉆鋌2根+Φ308螺旋扶正器+Φ203.3mm鉆鋌1根+Φ177.8mm鉆鋌9根+Φ127mm鉆桿。鉆頭水眼采用Φ16mm水眼5個(gè)+Φ1.5mm水眼2個(gè)。鉆進(jìn)參數(shù)為：鉆壓4-6噸，排量45-48L/min，泵壓14-15Mpa，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速100-105RPM。

在2612-2960m鉆具結(jié)構(gòu)為：Φ311.1mm超高壓PDC鉆頭+Φ228.6mm井下鉆柱減振增壓裝置+Φ203.3mm鉆鋌3根+Φ177.8mm鉆鋌9根+Φ127mm鉆桿。鉆頭水眼采用Φ16mm水眼1個(gè)+Φ12mm水眼4個(gè)Φ1.5mm水眼2個(gè)。鉆進(jìn)參數(shù)為：鉆壓6-8噸，排量45-48L/min，泵壓14-15Mpa，轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速100-105RPM。

3）鉆井液

鉆井液類型為水基鉆井液，2148-2600m密度為1.15-1.20g/cm3,2500-2900m密度為1.21-1.34 g/cm3。

4）井斜控制

測斜情況為：2300m 處1.3°,2400m處 2.53°,2565m處2.9°,2680m 處1.45°,2820m處 1.32°?？傮w上有降斜趨勢。

5）時(shí)效對比分析

L681井距離該井較近，地層情況類似，由于未使用鉆柱減震增壓裝置，鉆時(shí)參數(shù)具有可比性。

在2148-2299m井段，Y178井采用4-6噸正常鉆壓鉆進(jìn)，平均鉆時(shí)為7.6min/m，而L681的平均鉆時(shí)為13.8min/m, Y178井的ROP為L681井的1.82倍。

在2199-2410m井段，Y178井平均鉆時(shí)為5.6min/m，而L681井的平均鉆時(shí)為9.97min/m，Y178井的ROP為L681井的1.78倍。

在2410-2801m井段，由于井斜增至2.53°，采用2-4噸吊打糾斜的方式，造成鉆時(shí)增加，平均ROP僅為L681井的70%左右。

在2801-2944m井段，雖然將鉆壓加至8噸，但鉆時(shí)未見明顯加快，判斷鉆頭磨損，但減震增壓裝置工作正常。在2949m處出現(xiàn)蹩跳鉆，判斷是減震增壓裝置失效。圖3 是Y178井與L681井鉆時(shí)對比情況。

圖3Y178井與L681井鉆時(shí)對比曲線

6）使用效果分析

采用4-6噸的鉆壓鉆進(jìn)時(shí)，采用井下減振增壓裝置的井可將ROP提高80%；當(dāng)鉆壓小于4噸時(shí)，井底鉆柱振動(dòng)幅度達(dá)不到裝置的要求，裝置產(chǎn)生不了超高壓射流，從而不會(huì)明顯提速；超高壓射流在鉆進(jìn)過程中起到的作用是輔助機(jī)械破巖，一旦鉆頭磨損嚴(yán)重，僅憑超高壓射流也無法達(dá)到應(yīng)有的效果。

2.3使用經(jīng)驗(yàn)分析

1）該裝置在使用過程中鉆壓不小于6T，推薦鉆壓8T，且注意連續(xù)跟壓的情況下使用效果最好；

2）在易斜地層盡量不要使用本裝置，防斜糾斜的小鉆壓吊打影響工具性能的發(fā)揮；

3）該裝置使用的鉆井泵推薦排量45L/min以上，泵壓可以達(dá)到20Mpa左右。

3 結(jié)論與認(rèn)識

1）通過對鉆柱減振增壓裝置產(chǎn)生的超高壓射流在不同地層的破巖機(jī)理進(jìn)行了研究，結(jié)果表明了采用最優(yōu)的噴嘴分布形式以及優(yōu)化的水力參數(shù)將會(huì)使超高壓射流的破巖效果更加明顯。對鉆柱減振增壓裝置在設(shè)計(jì)上改進(jìn)使該裝置具有了更優(yōu)越的輔助破巖性能。

2）在勝利油田渤南區(qū)塊的兩口中深井的現(xiàn)場試驗(yàn)應(yīng)用情況證明使用該裝置在相同鉆井參數(shù)下提高鉆井速度的幅度為80%-200%，并且一次工作最長壽命為241小時(shí)，純鉆進(jìn)時(shí)間197小時(shí)。目前已形成了一套適合于本地區(qū)的利用井下鉆柱減振增壓裝置提速的技術(shù)。

3）鉆柱減振增壓裝置是該裝置結(jié)構(gòu)簡單，性能可靠，可有效抑制鉆柱的震動(dòng)，使用壽命較長，提速效果明顯。使用該裝置可以大幅度減小鉆井時(shí)間，會(huì)大幅度提高中深井鉆井效率，以適應(yīng)深部地層油氣資源開發(fā)的需要，具有良好的推廣應(yīng)用前景。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 張玉英，徐依吉，李翔. 螺桿式井下增壓鉆井裝置原理及設(shè)計(jì)[J]. 石油機(jī)械, 2010,38(12):34-37.

[2] 李根生，沈忠厚，徐依吉. 超高壓射流輔助鉆井技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 石油鉆探技術(shù)，2005,(5):20-23.

[3] 秦紅祥. 超高壓射流輔助鉆井技術(shù)[J].西部探礦工程，2002,75（2）:30-35.

[4] Veenhuize S.D, Goiffon. Development and testing of downhole pump for high pressure jet assist drilling [R]. SPE 38581,1997.

[5] 魏文忠. 底部鉆柱振動(dòng)特性及減振增壓裝置設(shè)計(jì)研究[D].中國石油大學(xué)，2007.

[6] 孫偉，孫峰，趙崇鎮(zhèn). 離心式井下增壓裝置的系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 石油機(jī)械，2006,34（3）：36-38.

篇5

關(guān)鍵詞：廢氣渦輪；增壓器；故障診斷

        近年來，隨著汽運(yùn)公司車輛的更新?lián)Q代，一些重型載貨柴油車上普遍使用了渦輪增壓器，但在使用中常發(fā)生廢氣渦輪增壓器早期損壞的故障，分析其原因，主要是對增壓器的使用，維護(hù)不當(dāng)造成的?，F(xiàn)對影響增壓器的使用壽命因素，故障和診斷加以分析，并說明使用中的注意事項(xiàng)，意在減少增壓器的故障，延長其使用壽命，降低維護(hù)費(fèi)用。

        1 廢氣渦輪增壓器的基本知識及工作原理

        渦輪增壓器是用來提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率和減少排放的重要部件。渦輪增壓器本身不是一種動(dòng)力源，它利用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣中的剩余能量來工作，其作用是向發(fā)動(dòng)機(jī)提供更多的壓縮空氣。它利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣能量，驅(qū)動(dòng)渦輪高速旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)與渦輪同軸的壓氣機(jī)葉輪高速旋轉(zhuǎn)，壓力機(jī)將空氣壓縮進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸，增加了發(fā)動(dòng)機(jī)的充氣量，可供更多的燃油完全燃燒，從而提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，降低了燃油的消耗，同時(shí)由于燃燒條件的改善，減少了廢氣中有害物質(zhì)的排放，還可降低噪音。

        柴油機(jī)經(jīng)過增壓以后性能發(fā)生了變化，它使柴油機(jī)的功率大大得到提高，增壓后發(fā)動(dòng)機(jī)的功率可提高20%～40%左右，以WD615機(jī)為例，使發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械效率提高，增壓后發(fā)動(dòng)機(jī)的輔助系統(tǒng)消耗的功增加很少，雖然因?yàn)楸l(fā)壓力大，各摩擦表面上的摩擦損失有所增加，但發(fā)動(dòng)機(jī)功率增加較多，機(jī)械效率提高了近8%左右。燃油消耗降低，增壓后進(jìn)氣壓力增高，燃燒條件改善，機(jī)械效率提高，油耗降低，發(fā)動(dòng)機(jī)單位功率質(zhì)量大大降低，但發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)增壓后也帶來了新的問題，如：使發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)械負(fù)荷增加，發(fā)動(dòng)機(jī)的熱負(fù)荷增加等等。

        2 影響增壓器使用壽命的因素

        使用中我們發(fā)現(xiàn)，增壓器的損壞和磨損總是在柴油機(jī)及其附近出現(xiàn)故障之后發(fā)生，柴油機(jī)的許多不正常工況都會(huì)引起增壓器的損壞。增壓器出現(xiàn)故障，40%是由于不良造成的，40%是由于外界雜物通過增壓器所造成的，20%是其它原因引起的。

        2.1油。油用來冷卻增壓器，但當(dāng)增壓器正常工作時(shí)，其轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速高達(dá)每分鐘幾萬轉(zhuǎn)到十幾萬轉(zhuǎn)，油被打成泡沫狀，其冷卻和性能下降，因此系統(tǒng)必須保證能提供充足的油。若當(dāng)600℃左右的高溫廢氣通過渦輪室時(shí)，軸承座得不到足夠的和冷卻，油將在其環(huán)形油道壁上結(jié)焦，逐漸堵塞油道。

        油如果不清潔，也會(huì)很快損壞增壓器內(nèi)部零件。如含有灰塵、泥狀沉淀物和金屬微粒的油會(huì)迅速破壞各零件的配合間隙，刮傷和磨損軸承表面。這些都將會(huì)引起渦輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)阻力增大和失掉平衡，使軸的轉(zhuǎn)速下降，導(dǎo)致柴油機(jī)的功率損失增大，且轉(zhuǎn)動(dòng)不平衡將很快導(dǎo)致增壓器零件的損壞。

        如果油的質(zhì)量等級老化，油中的各種添加劑不能滿足增壓柴油機(jī)大負(fù)荷工作的要求，油將會(huì)加速氧化變質(zhì)，也會(huì)加劇柴油機(jī)和增壓器零件的磨損。

        柴油機(jī)的起動(dòng)、熄火的操作方法不正確也將嚴(yán)重影響增壓器的壽命。如果柴油機(jī)起動(dòng)后，就立即將轉(zhuǎn)速升得很高，油不能及時(shí)到達(dá)增壓器軸承而加速磨損。柴油機(jī)熄火后，若不首先使增壓器冷卻降溫，而且突然熄火，停止向增壓器供給機(jī)油，會(huì)導(dǎo)致增壓器內(nèi)部零件過熱，軸承油道中的機(jī)油炭化阻塞油道，將有軸承被咬死的危險(xiǎn)。

        密封環(huán)泄露引起的渦輪后部積炭，將使旋轉(zhuǎn)零件轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)澀，而損失功率。旋轉(zhuǎn)零件的不平衡是引起密封環(huán)泄露的一個(gè)重要原因。曲軸通氣孔或增壓器回油管堵塞或阻力過大，也能引起密封環(huán)泄露。

  2.2進(jìn)氣系統(tǒng)。增壓器工作的好壞也依賴于進(jìn)氣系統(tǒng)，只有供給充足、干凈的空氣才能保證增壓器長期無故障工作，使壽命延長。所以應(yīng)定期檢查所有進(jìn)氣管接頭和軟管的密封性，防止漏氣。如果壓氣機(jī)到柴油機(jī)進(jìn)氣管漏氣，充氣量減少，將導(dǎo)致柴油機(jī)冒黑煙。當(dāng)有較大顆粒的灰塵或沙子進(jìn)入壓氣機(jī)會(huì)立刻損壞增壓器。較小的顆粒也會(huì)使工作輪葉片彎曲或被割削，并使其失去平衡，引起軸承和密封環(huán)的磨損加劇。不平衡的旋轉(zhuǎn)件與軸承發(fā)生碰撞時(shí)，使軸承上的油道逐漸縮小，導(dǎo)致不良。隨著軸承的磨損，配合間隙增大，使壓氣機(jī)或渦輪機(jī)的工作輪葉片打擊殼體，這種故障的信號是噪音比平常增大很多。

        進(jìn)氣系統(tǒng)的進(jìn)氣阻力應(yīng)很小，如果空氣濾清器堵塞，進(jìn)氣阻力增大，充氣量減少，增大功率損失，同時(shí)，壓氣機(jī)一側(cè)的密封環(huán)將會(huì)由于壓力差太大而泄露，引起油消耗量過大，這種故障的標(biāo)志是在壓氣機(jī)工作輪葉片后面出現(xiàn)一層暗色的油膜。

        2.3排放的廢氣。廢氣中很小的顆粒進(jìn)入渦輪機(jī)，與顆粒進(jìn)入壓氣機(jī)后果一樣，將導(dǎo)致增壓器的損壞。

        柴油機(jī)燃油供油量過大，進(jìn)氣阻力大，會(huì)使燃燒室內(nèi)可燃混合氣過濃而引起廢氣過熱，造成渦輪機(jī)殼體和油道過熱，廢氣從排氣管到渦輪室的通道泄露會(huì)降低渦輪機(jī)渦輪的轉(zhuǎn)速，增加冒煙，也會(huì)使渦輪機(jī)殼體過熱。這些都會(huì)導(dǎo)致渦輪室內(nèi)積炭及渦輪葉片的腐蝕。

        油壓力過高，油將通過密封環(huán)滲入渦輪機(jī)也會(huì)造成渦輪室積炭。

        3 廢氣渦輪增壓器使用注意事項(xiàng)

篇6

紅旗hs7搭載的是一臺紅旗自主生產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)，這臺發(fā)動(dòng)機(jī)的型號為CA6GV30TD，在動(dòng)力方面，這款車搭載了一臺3.0T機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，這臺發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率為338馬力，最大扭矩為445牛米。

在傳動(dòng)系統(tǒng)方面，與發(fā)動(dòng)機(jī)相匹配的是來自愛信的8速自動(dòng)擋變速箱。

值得一提的是，這款車搭載的機(jī)械增壓發(fā)動(dòng)機(jī)采用的是可變滾流技術(shù)、離合水泵和水冷排氣歧管技術(shù)及缸內(nèi)直噴技術(shù)，發(fā)動(dòng)機(jī)在工作的過程中，動(dòng)力表現(xiàn)非常強(qiáng)勁。

這臺發(fā)動(dòng)機(jī)采用的可變滾流技術(shù)，使得混合氣體的可控性更加強(qiáng)，提升了發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率，另外，這臺發(fā)動(dòng)機(jī)還在排氣系統(tǒng)上配備了水冷排氣歧管，提升了汽車的排氣效率。

篇7

超過一年的改裝歷程

對于車，很多人都會(huì)傾注心血。這心血可以是精力，可以是金錢，也可以是感情。深圳勇極驅(qū)的這輛寶馬325i，則是所有因素兼而有之，并且非同一般。

對于普通玩家而言，改裝升級是一項(xiàng)長期的樂趣，過程超過一年并非奇事。這臺325i改裝的內(nèi)容是機(jī)械增壓套件、輪圈、剎車、避震、排氣、外觀貼膜。如果都用套件來安裝的話，則都是相對成熟的手工：拆舊件、裝新件、調(diào)試、完成?？蓡栴}就在于，它沒有用那些套件來重復(fù)簡單的拆裝工作，而是采取了自己開發(fā)的方法。本文所謂心血，正在于此。

開發(fā)機(jī)械增壓套件

此車最大的看點(diǎn)在于發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)的機(jī)械增壓套件。早在2011年上半年，勇極驅(qū)購入此寶馬325i，開始實(shí)現(xiàn)其負(fù)責(zé)人周勇先生為寶馬開發(fā)機(jī)械增壓套件的想法。這屬于試驗(yàn)性心臟手術(shù)，先不說開發(fā)周期，開發(fā)過程中涉及到的風(fēng)險(xiǎn)就決定了店家不可能像開發(fā)簡單部件一樣借客戶車進(jìn)行。這就已經(jīng)成為了一項(xiàng)項(xiàng)目投資了。

增壓器本體采用Rotrex，屬于應(yīng)用廣泛的部件。第一個(gè)難點(diǎn)在于對管路的研究。增壓器要與曲軸的旋轉(zhuǎn)聯(lián)動(dòng)，空氣從空濾進(jìn)入進(jìn)氣管路、經(jīng)過增壓器再到氣缸，過程比原裝復(fù)雜得多。六個(gè)缸的管路如何搭配、長度如何控制都需要反復(fù)試驗(yàn)。在開發(fā)過程中，曾經(jīng)就因?yàn)楣苈诽L、曲線不合理而導(dǎo)致進(jìn)氣不順。

現(xiàn)在打開車子的發(fā)動(dòng)機(jī)蓋，除了看到一個(gè)碳纖蓋板，幾乎找不到改裝痕跡，整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)艙仍然十分整潔。在有過類似增壓層面幅度改裝的車?yán)铮@樣的效果實(shí)不多見。而這也是店家反復(fù)試驗(yàn)想要達(dá)到的一個(gè)目的。揭開蓋板后，才能看到里面的自制冬菇形空濾和增壓器本體。仍然是十分簡潔。由于不是使用廢氣渦輪，排氣的問題就幾乎不存在了。同時(shí)為了兼顧日常行車的舒適性（這也是機(jī)械增壓的一大特點(diǎn)），它沿用了原車的排氣系統(tǒng)，只是更換了寶馬M3系列的尾鼓，讓車排氣聲音和外觀與普通3系有所區(qū)別。

安排空間、設(shè)計(jì)管路的工作雖然不簡單，但從設(shè)計(jì)、制作、施工到調(diào)試完成，基本也可以在兩個(gè)月內(nèi)完成。真正的麻煩還是歐洲車的老問題──無處不在的傳感器和車載電腦。相對來說，其實(shí)點(diǎn)火時(shí)機(jī)、噴油搭配map的調(diào)整已經(jīng)是較為常規(guī)的了。主要看發(fā)動(dòng)機(jī)工況及實(shí)際使用需要，適當(dāng)搭配相應(yīng)數(shù)值，再反復(fù)試驗(yàn)其動(dòng)力及各項(xiàng)數(shù)據(jù)表現(xiàn)。而來自車輛各處傳感器的故障碼開始不斷困擾技師。曾經(jīng)就有一個(gè)麻煩的問題，是來自進(jìn)氣傳感器的故障碼不斷出現(xiàn)。技師每次重新調(diào)整數(shù)據(jù)，消除它，又會(huì)在200公里之后出現(xiàn)。類似問題如此反復(fù)出現(xiàn)、反復(fù)解決，幾乎貫穿了整輛車改裝的全過程。好在經(jīng)過長時(shí)間的測試、調(diào)整，現(xiàn)在這些問題都已經(jīng)解決，勇極驅(qū)也已經(jīng)將此套件安裝在一些客戶的車上，反響都不錯(cuò)。

舒適強(qiáng)勁

現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)的增壓值被設(shè)置在0.8Bar，屬于機(jī)械增壓中比較正常的數(shù)值。從馬力機(jī)顯示的輪上馬力測試數(shù)據(jù)來看，動(dòng)力輸出在整個(gè)轉(zhuǎn)速段都較為線性。尤其在5100rpm左右之前，幾乎與轉(zhuǎn)速成正比關(guān)系；在此之后，功率以另一個(gè)斜率更快地上升，直到6300rpm達(dá)到223.3ps的輪上馬力。換算成發(fā)動(dòng)機(jī)功率約為319ps。相對原裝218ps的數(shù)字提高了約100ps。相當(dāng)可觀。

在實(shí)際駕駛中并不需要每次把油門踩到底就能輕易地超車，在加速換擋的過程中，不會(huì)感到像渦輪增壓那樣沉淀一下壓力再輸出，而是感覺到一直有股無形的推動(dòng)力使你前進(jìn)，讓駕駛者在駕駛過程中不覺得是一臺改裝過的車，更像是一臺原裝大馬力機(jī)器的車，不管是加速過程還是在換擋過程中都是非常順暢的。

配合

車輛的動(dòng)力得到加強(qiáng)，保障也需要跟上。于是在這臺車上，使用了倒置式避震器，將車身降低了約3cm；日本IWC 18寸輪圈配鄧祿普DZ101 225/45R18輪胎；剎車系統(tǒng)選用的是YJK前6活塞后4活塞剎車套件，配上都是330mm的剎車碟；德國H&R防傾桿。值得一提的是，為了進(jìn)一步提高車的操控反應(yīng)，技師將避震器倒置安裝，并根據(jù)實(shí)際情況對筒身進(jìn)行了改造。遺憾的是店家不愿透露避震器品牌。是不是對YJK有點(diǎn)陌生？這是粵語“勇極驅(qū)”的發(fā)音縮寫，即勇極驅(qū)自主品牌。順帶一提，改機(jī)械增壓后使用的車載電腦也是YJK。這是除增壓套件外，“民族”的又一處體現(xiàn)。

此外，為了滿足車主偶爾參加賽道活動(dòng)的需求，還將LSD裝車，讓車輛的彎道性能得到加強(qiáng)。這輛BMW325i使用的倒置避震，使車輛在過彎、快速變線等一系列操控時(shí)增加其反應(yīng)速度，緩和車輛在行駛過程中因道路不平受到的沖擊和震動(dòng)，加上絞牙避震的效果，保證行車的平順性與舒適性。雖然倒置避震對比普通避震駕駛起來會(huì)偏硬，但使用在寶馬這種偏重的車輛上則不覺得會(huì)太硬。

M3范兒

篇8

倒梯形鍍鉻格柵曾是奧迪家族多年來不變的特征。設(shè)計(jì)師將倒梯形上方的兩個(gè)角“削去”之后，這只“大嘴”頓時(shí)煥發(fā)出了青春的活力。時(shí)髦的LED日間行車燈鑲嵌在波浪形前大燈當(dāng)中，猶如黑夜里一對殺氣騰騰的眼睛，令人不寒而栗。相比之下，現(xiàn)款A(yù)5的四邊形前大燈就顯得單調(diào)得多了。在國內(nèi)市場上，奧迪品牌一直與公車有著密不可分的聯(lián)系，而以新A5的前臉為代表的全新家族風(fēng)格，可以說將多年來留存在人們心目中嚴(yán)肅刻板的公車印象一掃而空。

受限于中期改款的幅度，新A5并沒有對內(nèi)飾進(jìn)行大刀闊斧的修改，因此我們在這里無法看到A7上那行云流水般的最新設(shè)計(jì)格調(diào)。令人欣慰的是，新A5依然啟用了全新造型的方向盤和換擋桿?；剡^頭來看看現(xiàn)款A(yù)5上那個(gè)商務(wù)味道十足的方向盤，實(shí)在是與運(yùn)動(dòng)型車的定位有些格格不入。

發(fā)動(dòng)機(jī)全部采用直噴與增壓技術(shù)，全系標(biāo)配自動(dòng)啟/停與制動(dòng)能量回收系統(tǒng)

1.8升TFSI四缸汽油機(jī)的最大功率提高到125千瓦，綜合工況下每百公里油耗僅5.7升，很好地扮演了入門級產(chǎn)品的角色。新增的3.0升TFSI V6汽油機(jī)采用了獨(dú)特的機(jī)械增壓技術(shù)，最大功率達(dá)到200千瓦。而155千瓦的2.0升TFSI則維持原樣。四款TDI柴油機(jī)雖然經(jīng)濟(jì)性出色，但引入國內(nèi)的希望卻不大。新A5的前驅(qū)版本可以選擇6速手動(dòng)或CVT無級變速器，7速DSG雙離合變速器則是全驅(qū)版本的專屬。

奧迪引以為豪的Quattro全輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)能夠?yàn)樾翧5帶來無與倫比的行駛穩(wěn)定性，消費(fèi)者還能夠選裝運(yùn)動(dòng)型差速器來進(jìn)一步提高攻彎能力。前驅(qū)版本雖然在極限性能上稍遜一籌，不過標(biāo)配的帶有電子限滑差速器功能的ESP并不至于讓它損失太多的駕駛樂趣。

篇9

增壓渦輪增壓的英文名字為Turbo，一般來說，在轎車尾部看到Turbo或者T，即表明該車采用的發(fā)動(dòng)機(jī)是渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)了。渦輪增壓的主要作用就是提高發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量，從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和扭矩，讓車子更有勁。一臺發(fā)動(dòng)機(jī)裝上渦輪增壓器后，其最大功率與未裝增壓器的時(shí)候相比可以增加30%。渦輪增壓的確能夠提升發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，不過它也有缺點(diǎn)，其中最明顯的就是動(dòng)力輸出反應(yīng)滯后。

一、渦輪增壓器的原理

渦輪增壓裝置其實(shí)就是一種空氣壓縮機(jī)，通過壓縮空氣來增加發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣量，一般來說，渦輪增壓都是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣慣性沖力來推動(dòng)渦輪室內(nèi)的渦輪，渦輪又帶動(dòng)同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來的空氣，使之增壓進(jìn)入汽缸。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增快，廢氣排出速度與渦輪轉(zhuǎn)速也同步增快，葉輪就壓縮更多的空氣進(jìn)入汽缸，空氣的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，相應(yīng)增加燃料量和調(diào)整一下發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，就可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率了。

一般而言，加裝廢氣渦輪增壓器后的發(fā)動(dòng)機(jī)功率及扭矩要增大20%―30%。但是廢氣渦輪增壓器技術(shù)也有其必須注意的地方，那就是泵輪和渦輪由一根軸相連，也就是轉(zhuǎn)子，發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣驅(qū)動(dòng)泵輪，泵輪帶動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)，渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)后給進(jìn)氣系統(tǒng)增壓。增壓器安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣一側(cè)，所以增壓器的工作溫度很高，而且增壓器在工作時(shí)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速非常高，可達(dá)到每分鐘十幾萬轉(zhuǎn)，如此高的轉(zhuǎn)速和溫度使得常見的機(jī)械滾針或滾珠軸承無法為轉(zhuǎn)子工作，因此渦輪增壓器普遍采用全浮動(dòng)軸承，由機(jī)油來進(jìn)行，還有冷卻液為增壓器進(jìn)行冷卻。

二、渦輪增壓器的缺點(diǎn)

渦輪增壓的確能夠提升發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，不過它的缺點(diǎn)也有不少，其中最明顯的就是動(dòng)力輸出反應(yīng)滯后。我們看看前面有關(guān)渦輪增壓的工作原理就知道了，即由于葉輪的慣性作用對油門驟時(shí)變化反應(yīng)遲緩，也就是說從你大腳踩油門加大馬力，到葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)將更多空氣壓進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)獲得更大動(dòng)力之間存在一個(gè)時(shí)間差，而且這個(gè)時(shí)間還不短。一般經(jīng)過改良的渦輪增壓也要至少2秒左右來增加或者減少發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力輸出。如果你要突然加速的話，瞬間會(huì)有提不上速度的感覺。

隨著技術(shù)的進(jìn)步，雖然各個(gè)使用渦輪增壓的廠家都在對渦輪增壓技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，但是由于設(shè)計(jì)原理問題，因此安裝了渦輪增壓器的汽車駕駛起來的感覺是和大排量的汽車有一定詫異的。譬如說我們買了1.8T的渦輪增壓汽車，在實(shí)際的行駛之中，加速肯定不如2.4L的，但是只要度過了那段等待期，1.8T的動(dòng)力同樣會(huì)竄上來，因此如果你追求駕駛的感覺的話，渦輪增壓引擎并不適合你，如果你是跑高速之類的，渦輪增壓才顯得特別有用。

如果你的車經(jīng)常在城市內(nèi)行駛，那么就真的有必要考慮一下是否需要渦輪增壓了，因?yàn)闇u輪并不是隨時(shí)都在啟動(dòng)的，事實(shí)上在日常行車中，渦輪增壓的啟動(dòng)機(jī)會(huì)很少，甚至不使用，這就給渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的日常表現(xiàn)帶來影響。就拿斯巴魯（富士）翼豹的渦輪增壓來說，它的啟動(dòng)是在3500轉(zhuǎn)左右，最明顯的動(dòng)力輸出點(diǎn)則是在4000轉(zhuǎn)左右，這時(shí)候會(huì)有二次加速的感覺，并一直持續(xù)到6000轉(zhuǎn)甚至更高。一般市內(nèi)駕駛我們的換檔實(shí)際都只是在2000-3000之間，5擋能夠上到3500轉(zhuǎn)估計(jì)速度都破120了，也就是說除非你故意停留在低檔位，否則不超過120公里的時(shí)速渦輪增壓根本無法啟動(dòng)。沒有渦輪增壓的啟動(dòng)，你的1.8T其實(shí)也就只不過是一部1.8動(dòng)力的車而已，2.4的動(dòng)力只能是你的心理作用了。

此外渦輪增壓還有維護(hù)保養(yǎng)方面的問題，就拿寶來的1.8T來說，6萬公里左右就要更換渦輪了，雖然次數(shù)不算多，畢竟給自己的車無形之中又增加了一筆維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)，這個(gè)對經(jīng)濟(jì)環(huán)境還不是特別好的車主來說特別值得注意。

三、渦輪增壓器的使用

渦輪增壓器是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣驅(qū)動(dòng)渦輪，它再怎么先進(jìn)還是一套機(jī)械裝置，由于它工作的環(huán)境經(jīng)常處于高速、高溫下工作，增壓器廢氣渦輪端的溫度在600度以上，增壓器的轉(zhuǎn)速也非常高，因此為了保證增壓器的正常工作，對它的正確使用和維護(hù)十分重要。主要我們要遵循以下的方法：

1、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)之后，不能急踩加速踏板，應(yīng)先怠速運(yùn)轉(zhuǎn)三分鐘，這是為了使機(jī)油溫度升高，流動(dòng)性能變好，從而使渦輪增壓器得到充分，然后才能提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，起步行駛，這點(diǎn)在冬天顯得尤為重要，至少需要熱車5分鐘以上。

2、發(fā)動(dòng)機(jī)長時(shí)間高速運(yùn)轉(zhuǎn)后，不能立即熄火。原因是發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，有一部分機(jī)油供給渦輪增壓器轉(zhuǎn)子軸承和用于冷卻的，正在運(yùn)行的發(fā)動(dòng)機(jī)突然停機(jī)后，機(jī)油壓力迅速下降為零，機(jī)油會(huì)中斷，渦輪增壓器內(nèi)部的熱量也無法被機(jī)油帶走，這時(shí)增壓器渦輪部分的高溫會(huì)傳到中間，軸承支承殼內(nèi)的熱量不能迅速帶走，而同時(shí)增壓器轉(zhuǎn)子仍在慣性作用下高速旋轉(zhuǎn)。這樣就會(huì)造成渦輪增壓器轉(zhuǎn)軸與軸套之間“咬死”而損壞軸承和軸。此外發(fā)動(dòng)機(jī)突然熄火后，此時(shí)排氣歧管的溫度很高，其熱量就會(huì)被吸收到渦輪增壓器殼體上，將停留在增壓器內(nèi)部的機(jī)油熬成積炭。當(dāng)這種積炭越積越多時(shí)就會(huì)阻塞進(jìn)油口，導(dǎo)致軸套缺油，加速渦輪轉(zhuǎn)軸與軸套之間的磨損。因此發(fā)動(dòng)機(jī)熄火前應(yīng)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)三分鐘作用，使渦輪增壓器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下降。此外值得注意的就是渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)同樣不適宜長時(shí)間怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，一般應(yīng)該保持在10分鐘之內(nèi)。

3、選擇機(jī)油的時(shí)候一定要注意。由于渦輪增壓器的作用，使進(jìn)入燃燒室的空氣質(zhì)量與體積有大幅度的提高，發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)更緊湊、更合理，較高的壓縮比，使發(fā)動(dòng)機(jī)的工作強(qiáng)度更高。機(jī)械加工精度也更高，裝配技術(shù)要求更嚴(yán)格。所有這些都決定了渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫、高轉(zhuǎn)速、大功率、大扭矩、低排放的工作特點(diǎn)。同時(shí)也就決定了發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部零部件要承受較高的溫度及更大的撞擊、擠壓和剪切力的工作條件。所以在選用渦輪增壓轎車車用機(jī)油時(shí)，就要考慮到它的特殊性，所使用的機(jī)油必須抗磨性好，耐高溫，建立油膜塊，油膜強(qiáng)度高和穩(wěn)定性好。而合成機(jī)油或半合成機(jī)油恰好可以滿足這一要求，所以機(jī)油除了最好使用原廠規(guī)定機(jī)油外還可以選用合成機(jī)油、半合成機(jī)油等高品質(zhì)油。

4、發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油和濾清器必須保持清潔，防止雜質(zhì)進(jìn)入，因?yàn)闇u輪增壓器的轉(zhuǎn)軸與軸套之間配合間隙很小，如果機(jī)油能力下降，就會(huì)造成渦輪增壓器的過早報(bào)廢。

5、需要按時(shí)清潔空氣濾清器，防止灰塵等雜質(zhì)進(jìn)入高速旋轉(zhuǎn)的壓氣葉輪，造成轉(zhuǎn)速不穩(wěn)或軸套和密封件加劇磨損。

6、需要經(jīng)常檢查渦輪增壓器的密封環(huán)是否密封。因?yàn)槿绻芊猸h(huán)沒有密封住，那么廢氣會(huì)通過密封環(huán)進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)，將機(jī)油變臟，并使曲軸箱壓力迅速升高，此外發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)機(jī)油也會(huì)通過密封環(huán)從排氣管排出或進(jìn)入燃燒室燃燒，從而造成機(jī)油的過度消耗產(chǎn)生“燒機(jī)油”的情況。

7、渦輪增壓器要經(jīng)常檢查有沒有異響或者不尋常的震動(dòng)，油管和接頭有沒有滲漏。

篇10

[關(guān)鍵詞]單缸工作容積 燃燒壓力 渦輪增壓器 燃料消耗率

中圖分類號：TK428 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-914X（2016）23-0369-01

在柴油機(jī)單缸工作容積不變的情況下，氣缸中能良好地進(jìn)行燃燒的燃油越多，則其發(fā)出的動(dòng)力就越大。但自然吸氣的柴油機(jī)，由于受進(jìn)入氣缸中空氣量的限制，雖然通過各種途徑可適當(dāng)提高其功率，但潛力仍不大。

如若通過提高發(fā)動(dòng)機(jī)每分鐘轉(zhuǎn)速來提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率，則會(huì)出現(xiàn)隨活塞平均速度的提高而充氣效率將明顯地下降，且隨著活塞平均速度和最大燃燒壓力的增高，發(fā)動(dòng)機(jī)的平均有效背壓（機(jī)械阻力）也會(huì)升高，機(jī)械效率降低，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)功率提高的潛力發(fā)揮也受到限制。

如果能增加每一循環(huán)進(jìn)入氣缸的空氣量，并相應(yīng)增加噴油量，就可以大幅度地提高發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，所以，如何增加進(jìn)氣充氣量呢？一般來說，是在發(fā)動(dòng)機(jī)上要設(shè)置增壓器。柴油機(jī)增壓后不僅動(dòng)力性指標(biāo)有顯著地提高，而且燃料消耗率也有所降低。

目前車用四行程柴油機(jī)的增壓多采用廢氣渦輪增壓器。其目的是通過廢氣渦輪驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)進(jìn)行增壓，盡可能地利用廢氣能量。從而減少了有效功率的損失。柴油機(jī)燃燒終了從排氣中帶走的能量相當(dāng)于燃油所發(fā)生能量的35%～40%。如果使這種排氣在渦輪中進(jìn)一步膨脹并加以利用，約是燃料發(fā)出能量的10%可用以驅(qū)動(dòng)渦輪帶動(dòng)壓氣機(jī)實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)增壓。

1、廢氣渦輪增壓器的主要故障

廢氣渦輪增壓器在使用過程中，會(huì)由于各種因素影響而出現(xiàn)異?，F(xiàn)象。這些異?，F(xiàn)象的出現(xiàn)必然使發(fā)動(dòng)機(jī)性能惡化。但發(fā)動(dòng)機(jī)性能發(fā)生變化，不見得原因來自增壓器，所以一旦發(fā)動(dòng)機(jī)性能變化，首先應(yīng)判斷產(chǎn)生的原因是來自發(fā)動(dòng)機(jī)本身還是增壓器。

無論故障出自哪方面，都必須及早查明原因，采取必要的措施，以免造成重大機(jī)械事故?，F(xiàn)將其主要故障分析如下：

1.1 柴油機(jī)進(jìn)氣壓力降低

在發(fā)動(dòng)機(jī)工作正常的情況下，柴油機(jī)進(jìn)氣壓力降低的主要原因有：

（1）壓氣機(jī)進(jìn)氣濾清器堵或沾污 葉輪與葉片擴(kuò)壓器沾污。尤其對小型增壓器來說影響最大，必須定期保養(yǎng)，徹底清洗，加強(qiáng)濾清。

（2）增壓器內(nèi)存有較多積炭 使旋轉(zhuǎn)阻力增加，進(jìn)氣壓力下降，有時(shí)會(huì)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。應(yīng)保證發(fā)動(dòng)機(jī)良好的燃燒，減少積炭產(chǎn)生。

（3）柴油機(jī)進(jìn)氣管漏氣或各接頭漏氣，造成增壓壓力下降。

（4）柴油機(jī)漏氣 氣缸磨損嚴(yán)重，竄氣量大，因此減少進(jìn)入渦輪廢氣量，而使增壓壓力下降。

（5）中冷器沾污，增加氣體流動(dòng)阻力 使柴油機(jī)進(jìn)氣壓力下降。以上措施是通過測量中冷器前后的壓力差來判定，當(dāng)壓力差超過200毫米汞柱時(shí)，就必須拆下來進(jìn)行清洗。

（6）渦輪排氣背壓高 排氣不暢通（排氣管變形，大箱斗排煙道堵塞等），排氣渦輪轉(zhuǎn)速升不高，因而增壓壓力降低。

（7）增壓器與中冷器連接膠套開或增壓器軸承損壞而造成壓力突然下降 發(fā)動(dòng)機(jī)冒黑煙，必須停車進(jìn)行檢查處理。

1.2 柴油機(jī)進(jìn)氣壓力上升

一般來說，進(jìn)氣壓力上升的可能性較小，下述原因大多數(shù)不是增壓器本身所造成的。

（1）排氣門關(guān)閉不嚴(yán)或吃一洞而造成漏氣。

（2）由于發(fā)動(dòng)機(jī)噴油正時(shí)不當(dāng)或其它原因造成的補(bǔ)燃期過長 使渦輪熱能增加，轉(zhuǎn)速上升，進(jìn)氣壓力提高。

（3）燃油系調(diào)整不當(dāng) 柴油機(jī)超負(fù)荷工作，也會(huì)使渦輪增壓器超速，引起進(jìn)氣壓力上升。

1.3 渦輪增壓器產(chǎn)生異常振動(dòng)

有時(shí)渦輪增壓器會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)現(xiàn)象，其根本原因是由于轉(zhuǎn)子不平衡引起的。不平衡量若超過一定值，還會(huì)使軸承上產(chǎn)生過大的交變載荷，縮短其使用壽命。在運(yùn)轉(zhuǎn)中發(fā)生異常振動(dòng)的原因有：

（1）渦輪動(dòng)葉片損壞往往由于振動(dòng)使其產(chǎn)生反復(fù)彎曲應(yīng)力 從而造成疲勞破壞，損壞部位往往在葉根處。

當(dāng)一片葉片損壞后，將產(chǎn)生很大不平衡量，使增壓器產(chǎn)生異常振動(dòng)。另外，若混入夾雜物，使葉片發(fā)生彎曲，斷裂，由此產(chǎn)生應(yīng)力集中，也會(huì)發(fā)展到疲勞斷裂。

急救措施是：將與斷裂葉片相對稱的那一個(gè)葉片切去，暫時(shí)獲得新的平衡，這樣可以繼續(xù)低速運(yùn)轉(zhuǎn)。

（2）轉(zhuǎn)子輪上附有部分積炭，引起轉(zhuǎn)子不平衡。

（3）支承零件，如軸承等損壞。

1.4 渦輪增壓器發(fā)生連續(xù)不正常噪音

連續(xù)不斷發(fā)生不正常噪音，大多數(shù)是由于轉(zhuǎn)子與殼體相碰撞而造成的。由于各部裝配間隙較小，如果安裝調(diào)整不當(dāng)或由于軸承磨損而產(chǎn)生碰撞，對此必須拆檢和排除。

2、渦輪增壓器的使用與維修

2.1 廢氣渦輪增壓器的使用注意事項(xiàng)

廢氣渦輪增壓器的工作特點(diǎn)是在高溫和高轉(zhuǎn)速條件下工作。為保證其正常工作，使用時(shí)必須注意以下事項(xiàng)：

（1）新啟用的或剛維修好的增壓器 在使用前先加注油，用手撥轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子，檢查有無呆滯現(xiàn)象和不正常聲音。

（2）必須保證壓氣機(jī)進(jìn)氣潔凈 為此必須加強(qiáng)對空氣濾清器的清洗。要保證柴油機(jī)正常燃燒，不得讓異物進(jìn)入壓氣機(jī)和渦輪中去。否則，會(huì)因異物進(jìn)入而發(fā)生故障。

（3）必須保證渦輪增壓器可靠地 油要潔凈，油壓要正常，油溫不過高或不過低。 若不能保證這些條件，軸承磨損加劇很快損壞。

（4）嚴(yán)格控制渦輪進(jìn)氣溫度 為此必須按規(guī)定調(diào)整柴油機(jī)燃油系，不得任意改變供油量。

（5）經(jīng)常聽檢增壓器運(yùn)轉(zhuǎn)情況 杜絕柴油機(jī)大油門運(yùn)轉(zhuǎn)過程中突然停機(jī)，應(yīng)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)3～5分鐘后停機(jī)。起動(dòng)時(shí)應(yīng)保證增壓器得到良好的。

（6）各連接管應(yīng)裝配正確 拆檢時(shí)不得任意變動(dòng)，并應(yīng)切實(shí)保證連接處可靠地密封。按技術(shù)保養(yǎng)規(guī)定要求，定期進(jìn)行拆檢和清洗。

2.2 廢氣渦輪增壓器的維修

在發(fā)現(xiàn)渦輪增壓器出現(xiàn)前述故障時(shí)，須拆檢的應(yīng)進(jìn)行及時(shí)拆檢，根據(jù)損壞情況，進(jìn)行修理或更換新件，重新裝配。既便渦輪增壓器是正常運(yùn)行，在使用2000～2500小時(shí)也應(yīng)進(jìn)行不解體而在發(fā)動(dòng)機(jī)上進(jìn)行轉(zhuǎn)子軸軸向竄量和徑向間隙檢測。首先，將進(jìn)、排氣管從增壓器上拆下，用千分表觸頭頂在轉(zhuǎn)子軸上，然后前后推動(dòng)葉輪。測出其軸向竄動(dòng)量，該值一般為0.1.～0.30mm，徑向間隙是用塞尺檢測，徑向間隙一般為0.08～0.20mm。若測定值超過上述范圍，則應(yīng)將渦輪增壓器從柴油機(jī)拆下來，進(jìn)行維修，或更換新渦輪增壓器。

在拆裝渦輪增壓器前必須掌握所拆增壓器的構(gòu)造，所以應(yīng)盡量使用專用工具，不得亂敲亂打，凡經(jīng)整體平衡過的件，拆散時(shí)應(yīng)做記號，以免裝配時(shí)破壞其平衡性，拆散的零件應(yīng)妥善存放，以免丟失。

在正常維修中，易損件多為油封壞，密封墊片、止推軸承和浮動(dòng)軸承等。裝配時(shí)要保證各部正確的配合間隙，絕不允許漏件或缺件。裝配后應(yīng)檢查軸向竄動(dòng)量，徑向間隙等，并用轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子軸是否運(yùn)轉(zhuǎn)靈活。有條件的情況下，應(yīng)對修復(fù)的增壓器進(jìn)行性能試驗(yàn)，或裝在柴油機(jī)上進(jìn)行試驗(yàn)（檢查壓氣機(jī)出口壓力，中冷器前后壓力差等），這樣既可保證修配質(zhì)量，又能作到心中有數(shù)，避免返工。

參考文獻(xiàn)