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「轴承知识」什么是涡轮增压轴承?涡轮增压轴承的类型

发布时间:2021年11月3日上午8:42

涡轮增压器实际上是一种空气压缩机,通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入气缸。当发动机转速增大,废气排出速度与涡轮转速也同步增加,叶轮就压缩更多的空气进入气缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量和调整发动机的转速,就可以增加发动机的输出功率了。

所谓的涡轮增压轴承就是涡轮增压器里面的轴承,要了解涡轮增压轴承,首先我们要知道涡轮增压器和它的运动部件。

涡轮增压器的运动部件有哪些?

涡轮增压器的运动部件,也是最核心的部件——涡轮机叶轮、压气机叶轮和转子轴,与增压器壳体之间有高速相对运动,这种速度普通的轴承是承受不了的,因此增压器的轴承是一种特殊的浮动轴承。

它实际上是套在轴和壳体上的铜制圆环,在圆环与轴以及圆环与轴承座之间都有间隙。当发动机工作时,在机油压力的作用下,在这些部位形成了双层油膜,转子实际上是浮在机油油膜上高速转动的。

由于转速极高,温度极高,因此这个部位对润滑和冷却也有极高的要求。

如果增压器得不到良好的润滑和冷却,会引起轴承的异常磨损,大大缩短轴承的使用寿命,转子与壳体之间的间隙增大,部分机油从这个部位进入进气管或排气管,导致严重的烧机油故障。

涡轮增压轴承的类型

轴承作为涡轮增压器关键的运动部件,其结构关系到涡轮工作的可靠性与耐用度问题。涡轮增压器轴承主要分为两类,一类为浮动轴承(俗称的波司轴承),另一类则为滚珠轴承。

现在各大汽车厂商大多使用浮动轴承,应为耐用实惠。浮动轴承实际上是套在轴上的圆环,圆环与轴以及圆环与轴承座之间都有间隙,形成双层油膜。圆环浮在轴与轴承座之间。一般内层间隙为0.05mm左右,外层间隙大约为0.1mm。轴承壁厚约3.0-4.5mm,用锡铅青铜合金制造,轴承表面镀一层厚度约为0.005-0.008mm的铅锡合金或金属铟。增压器工作时,轴承在轴与轴承座之间转动。因此,我们可以发现浮动轴承的缺点:涡轮轴高转运转阻力大,机油压力和品质要求高,对涡轮轴的动态控制不稳定。

滚珠轴承更多可见在性能车型上,顾名思义,滚珠轴承就是在涡轮轴上安装滚珠,取代浮动轴承中的机油的位置。滚珠轴承的优势所在刚好是浮动轴承的对立面:摩擦力更小,涡轮迟滞的效应更低,对动力极限的压榨更有利;可以有效地对涡轮轴的动态进行控制;机油压力以及品质可以稍为降低,间接提高了涡轮的寿命。其缺点也显而易见,就是寿命不及浮动轴承,一般7万到8万公里就到寿命极限,而且维修费用贵,维修困难。不过,由于滚珠轴承在提升动力方面极具诱惑力,所以滚珠轴承依然是性能车型上的主流装备。