一、渦輪增壓系統(tǒng)

1. 單渦輪增壓

渦輪增壓系統(tǒng)分為單渦輪增壓系統(tǒng)和雙渦輪增壓系統(tǒng)。只有一個(gè)渦輪增壓器的增壓系統(tǒng)為單渦輪增壓系統(tǒng)。渦輪增壓系統(tǒng)除渦輪增壓器之外，還包括進(jìn)氣旁通閥、排氣旁通閥和排氣旁通閥控制裝置等。

2. 雙渦輪增壓

六缸汽油噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)的雙渦輪增壓系統(tǒng)。其中兩個(gè)渦輪增壓器并列布置在排氣管中，按氣缸工作順序把1、2、3缸作為一組，4、5、6缸作為另一組，每組三個(gè)氣缸的排氣驅(qū)動(dòng)一個(gè)渦輪增壓器。因?yàn)槿齻€(gè)氣缸的排氣間隔相等，所以增壓器轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)。另外，把三個(gè)氣缸分成一組還可防止各缸之間的排氣干擾。此系統(tǒng)除包括渦輪增壓器、進(jìn)氣旁通閥、排氣旁通閥及排氣旁通閥控制裝置之外，還有中冷器、諧振室和增壓壓力傳感器等。

二、 渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)及工作原理

車用渦輪增壓器由離心式壓氣機(jī)和徑流式渦輪機(jī)及中間體三部分組成。增壓器軸通過(guò)兩個(gè)浮動(dòng)軸承支撐在中間體內(nèi)。中間體內(nèi)有潤(rùn)滑和冷卻軸承的油道，還有防止機(jī)油漏入壓氣機(jī)或渦輪機(jī)中的密封裝置等。

1.離心式壓氣機(jī)

離心式壓氣機(jī)由進(jìn)氣道、壓氣機(jī)葉輪、無(wú)葉式擴(kuò)壓管及壓氣機(jī)蝸殼等組成。葉輪包括葉片和輪轂，配叢巖并由增壓器軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)壓氣機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，空氣經(jīng)進(jìn)氣道進(jìn)入壓氣機(jī)葉輪，并在離心力的作用下沿著壓氣機(jī)葉片之間形成的流道，從葉輪中心流向葉輪的周邊?？諝鈴男D(zhuǎn)的葉輪獲得能量，使其流速、壓力和溫度均有較大的增高，然后進(jìn)入葉片式擴(kuò)壓管。擴(kuò)壓管為漸擴(kuò)形流道，空氣流過(guò)擴(kuò)壓管時(shí)減速增壓，溫度也有所升高。即在擴(kuò)壓管中，空氣所具有的大部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ堋?/p>

擴(kuò)壓管分葉片式和無(wú)葉式兩種。無(wú)葉式擴(kuò)壓管實(shí)際上是由蝸殼和中間體側(cè)壁所形成的環(huán)形空間。無(wú)葉式擴(kuò)壓管構(gòu)造簡(jiǎn)單，工況變化對(duì)壓氣機(jī)效率的影響很小，適于車用增壓器。葉片式擴(kuò)壓管是由相鄰葉片構(gòu)成的流道，其擴(kuò)壓比大，效率高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工況變化對(duì)壓氣機(jī)效率有較大的影響。蝸殼的作用是收集從擴(kuò)壓管流出的空氣，并將其引向壓氣機(jī)出口?？諝庠谖仛ぶ欣^續(xù)減速增壓，完成其由動(dòng)能向壓力能轉(zhuǎn)變的過(guò)程。壓氣機(jī)葉輪由鋁合金精密鑄造，蝸殼也用鋁合金鑄造。

2.徑流式渦輪機(jī)

渦輪機(jī)是將發(fā)動(dòng)機(jī)排氣的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功的裝置。徑流式渦輪機(jī)由蝸殼、噴管、葉輪和出氣道等組成。蝸殼4的進(jìn)口與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管相連，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣經(jīng)蝸殼引導(dǎo)進(jìn)入葉片式噴管。噴管是由相鄰葉片構(gòu)成的漸縮形流道。排氣流過(guò)噴管時(shí)降壓、降溫、增速、膨脹，使排氣的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能。

由噴管流出的高速氣流沖擊葉輪，并在葉片所形成的流道中繼續(xù)膨脹作功，推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)。渦輪機(jī)葉輪經(jīng)常在900℃高溫的排氣沖擊下工作，并承受巨大的離心力作用，所以采用鎳基耐熱合金鋼或陶瓷材料制造。用質(zhì)量輕并且耐熱的陶瓷材料可使渦輪機(jī)葉輪的質(zhì)量大約減小2/3，渦輪增壓加速滯后的問(wèn)題也在很大程度上得到改善。噴管葉片用耐熱和抗腐蝕的合金鋼鑄造或機(jī)械加工成形。蝸殼用耐熱合金鑄鐵鑄造，內(nèi)表面應(yīng)該光潔，以減少氣體流動(dòng)損失。

3.轉(zhuǎn)子

4.增壓器軸承

增壓器軸承的結(jié)構(gòu)是車用渦輪增壓器可靠性的關(guān)鍵之一?，F(xiàn)代車用渦輪增壓器都采用浮動(dòng)軸承。浮動(dòng)軸承實(shí)際上是套在軸上的圓環(huán)。圓環(huán)與軸以及圓環(huán)與軸承座之間都有間隙，形成雙層油膜。圓環(huán)浮在軸與軸承座之間。一般內(nèi)層間鄭正隙為0.05mm左右，外層間隙大約為0.1mm。軸培御承壁厚約3～4.5mm，用錫鉛青銅合金制造，軸承表面鍍一層厚度約為0.005～0.008mm的鉛錫合金或金屬銦。在增壓器工作時(shí)，軸承在軸與軸承座中間轉(zhuǎn)動(dòng)。

增壓器工作時(shí)產(chǎn)生軸向推力，由設(shè)置在壓氣機(jī)一側(cè)的推力軸承承受。為了減少摩擦，在整體式推力軸承兩端的止推面上各加工有四個(gè)布油槽；在軸承上還加工有進(jìn)油孔，以保證止推面的潤(rùn)滑和冷卻。

三、增壓壓力的調(diào)節(jié)

在汽車渦輪增壓系統(tǒng)中設(shè)置進(jìn)、排氣旁通閥，是調(diào)節(jié)增壓壓力最簡(jiǎn)單、成本最低而又十分有效的方法。排氣旁通閥的工作原理?？刂颇ず兄械哪て瑢⒛ず蟹譃樯?、下兩個(gè)室，上室為空氣室經(jīng)連通管與壓氣機(jī)出口相通，下室為膜片彈簧室，膜片彈簧作用在膜片上，膜片通過(guò)連動(dòng)桿與排氣旁通閥連接。當(dāng)壓氣機(jī)出口壓力，也就是增壓壓力低于限定值時(shí)，膜片在膜片彈簧的作用下上移，并帶動(dòng)連動(dòng)桿將排氣旁通閥關(guān)閉；當(dāng)增壓壓力超過(guò)限定值時(shí)，增壓壓力克服膜片彈簧力，推動(dòng)膜片下移，并帶動(dòng)連動(dòng)桿將排氣旁通閥打開，使部分排氣不經(jīng)過(guò)渦輪機(jī)直接排放到大氣中，從而達(dá)到控制增壓壓力及渦輪機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。

在有些發(fā)動(dòng)機(jī)上，排氣旁通閥的開閉由電控單元控制的電磁閥操縱。電控單元根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工況，由預(yù)存的增壓壓力脈譜圖確定目標(biāo)增壓壓力，并與增壓壓力傳感器檢測(cè)到的實(shí)際增壓壓力進(jìn)行比較，然后根據(jù)其差值來(lái)改變控制電磁閥開閉的脈沖信號(hào)占空比，以此改變電磁閥的開啟時(shí)間，進(jìn)而改變排氣旁通閥的開度，控制排氣旁通量，借以精確地調(diào)節(jié)增壓壓力雖然排氣旁通閥在渦輪增壓汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上得到了廣泛的應(yīng)用，但是排氣旁通之后，排氣能量的利用率下降，致使在高速大負(fù)荷時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性變差。

在大排量重型車用渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)上多采用渦輪機(jī)噴管出口截面可變的渦輪增壓器，簡(jiǎn)稱變截面渦輪增壓器。在這種渦輪增壓器中，通過(guò)改變噴管出口截面積來(lái)調(diào)節(jié)增壓壓力。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)行時(shí)，縮小噴管出口截面積，使噴管出口的排氣流速增大，渦輪機(jī)轉(zhuǎn)速隨之升高，增壓壓力和供氣量都相應(yīng)增加；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高速工作時(shí)，增大噴管出口截面積，使噴管出口的排氣流速減小，渦輪機(jī)的轉(zhuǎn)速相對(duì)降低，這樣增壓器將不會(huì)超速，增壓壓力也不致于過(guò)高。在有葉徑流式渦輪機(jī)中，可以采用轉(zhuǎn)動(dòng)噴管葉片的方法來(lái)改變噴管出口截面積。噴管葉片與齒輪相連，齒輪與齒圈嚙合，當(dāng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)往復(fù)移動(dòng)時(shí)，齒圈或向左或向右轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)與其嚙合的齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，并使噴管葉片隨其轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使噴管出口截面積發(fā)生改變。

對(duì)于無(wú)葉徑流式渦輪機(jī)，可以在噴管出口處安裝軸向移動(dòng)的擋板來(lái)調(diào)節(jié)無(wú)葉噴管出口截面積。

改變渦輪機(jī)進(jìn)口截面積方法。在渦輪機(jī)的進(jìn)口處安裝一個(gè)可擺動(dòng)27°角的舌片，可動(dòng)舌片的轉(zhuǎn)軸固定在渦輪機(jī)殼體上，可動(dòng)舌片的擺動(dòng)即渦輪機(jī)進(jìn)口截面積的變化由電控單元根據(jù)柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)行控制。

四、渦輪增壓器的潤(rùn)滑及冷卻

來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)主油道的機(jī)油，經(jīng)增壓器中間體上的機(jī)油進(jìn)口進(jìn)入增壓器，潤(rùn)滑和冷卻增壓器軸和軸承。然后，機(jī)油經(jīng)中間體上的機(jī)油出口返回發(fā)動(dòng)機(jī)油底殼，在增壓器軸上裝有油封，用來(lái)防止機(jī)油竄入壓氣機(jī)或渦輪機(jī)蝸殼內(nèi)。如果油封損壞，將導(dǎo)致機(jī)油消耗量增加和排氣冒藍(lán)煙。

由于汽油機(jī)增壓器的熱負(fù)荷大，因此在增壓器中間體的渦輪機(jī)側(cè)設(shè)置冷卻水套，并用軟管與發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)相通。冷卻液自中間體上的冷卻液進(jìn)口流入中間體內(nèi)的冷卻水套，從冷卻液出口流回發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)。冷卻液在中間體的冷卻水套中不斷循環(huán)，使增壓器軸和軸承得到冷卻。

有些渦輪增壓器在中間體內(nèi)不設(shè)置冷卻水套，只靠機(jī)油及空氣對(duì)其進(jìn)行冷卻。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在大負(fù)荷或高轉(zhuǎn)速工作之后，如果立即停機(jī)，那么機(jī)油可能由于軸承溫度太高而在軸承內(nèi)燃燒。因此，這類渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)該在停機(jī)之前，至少在怠速下運(yùn)轉(zhuǎn)1min。

渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)、工作原理、常見(jiàn)故障處理方法

為了適應(yīng)發(fā)動(dòng)機(jī)“小排量、大功率”的發(fā)展趨勢(shì)，渦輪增壓器在汽車上得到了廣泛采用。渦輪增壓器對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的直接作用，就是顯著提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的充氣效率（超過(guò)100%），因此，大大提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出。

具體而言，發(fā)動(dòng)機(jī)采用渦輪增壓器的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)為：

◆ 可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的需要提供增壓壓力，或減小、不提供增壓壓力；

◆ 即使在高海拔地區(qū)也可以使發(fā)動(dòng)機(jī)獲得足夠的充氣效率。

組 成

如下圖所示，渦輪增壓器主要由渦輪機(jī)和壓氣機(jī)等部分組成。

渦輪機(jī)的進(jìn)氣口與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管相連，渦輪機(jī)的排氣口則接在排氣管上；壓氣機(jī)的進(jìn)氣口與空氣濾清器相連，壓氣機(jī)的排氣口則接在進(jìn)氣歧管上。

圖1 渦輪增壓器的基本組成 ▲

從發(fā)動(dòng)機(jī)排氣歧管排出的是高溫高壓的廢氣，具有一定的能量。在自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)中，這部分能量往往隨著廢氣的排放而白白浪費(fèi)，而渦輪增壓器的動(dòng)力來(lái)源恰恰就是這些廢氣。渦輪機(jī)渦輪與壓氣機(jī)泵輪通過(guò)增壓器軸剛性連接，這部分稱作增壓器轉(zhuǎn)子。增壓器轉(zhuǎn)子通過(guò)浮動(dòng)軸承（轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí)可保證摩擦阻力矩較?。┕潭ㄔ谠鰤浩髦小?/p>

發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，排出的廢氣以一定角度高速?zèng)_擊渦輪，使增壓器轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，于是，壓氣機(jī)泵輪以同樣的高速擠壓進(jìn)氣空氣。受壓后的空氣溫度會(huì)升高，影響其密度，因此，在壓縮空氣通向進(jìn)氣歧管的中間通路上增設(shè)了一個(gè)空氣冷卻器（簡(jiǎn)稱中冷器）以冷卻增壓后的空氣，最終使更多、密度更大的空氣進(jìn)入氣缸，從而實(shí)現(xiàn)進(jìn)氣增壓的目的。

為了使渦輪增壓器能夠更好地發(fā)揮其效能，除了渦輪機(jī)和壓氣機(jī)兩個(gè)最主要的組成部件外，渦輪增壓器上還設(shè)置了其他輔助控制元件

圖2 渦輪增壓器的輔助元件 ▲

如上圖所示，在渦輪增壓器渦輪機(jī)的出口處設(shè)有一個(gè)廢氣旁通閥，廢氣旁通閥由一個(gè)真空?qǐng)?zhí)行器在真空的作用下通過(guò)杠桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)其開、關(guān)及開關(guān)的幅度大小，而真空的施加與否、施加大小則由ECM通過(guò)控制一個(gè)廢氣旁通控制電磁閥對(duì)真空管路實(shí)施控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。在壓氣機(jī)側(cè)面有一旁通管路，連接其進(jìn)氣口與排氣口，在這一旁通管路上設(shè)有一個(gè)進(jìn)氣旁通閥，由ECM通過(guò)對(duì)進(jìn)氣旁通電磁閥的控制實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)氣旁通閥開、關(guān)的間接控制。

工 作 原 理

1. 基本工作原理

驅(qū)動(dòng)渦輪增壓器的動(dòng)力來(lái)源于發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣。在發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，排氣壓力和溫度都較低，渦輪轉(zhuǎn)速亦較低（約為1000r/min），因此，壓氣機(jī)泵輪不能產(chǎn)生進(jìn)氣增壓壓力，在此狀態(tài)下，發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣效果與自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有明顯差異；隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷增加，排氣壓力和溫度都大幅升高，渦輪的轉(zhuǎn)速也隨之加快，當(dāng)渦輪達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時(shí)增壓開始（現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)最低在1500r/min左右就可以進(jìn)入增壓狀態(tài)），當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)全負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，渦輪轉(zhuǎn)速可以達(dá)到（10~15）×104r/min。

2. 廢氣旁通控制

廢氣旁通控制的主要目的是有效控制和調(diào)節(jié)增壓壓力，防止增壓壓力過(guò)高而損壞發(fā)動(dòng)機(jī)，同時(shí)，也可以使渦輪增壓在較寬的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速區(qū)間內(nèi)（如1500~4500r/min范圍內(nèi)）保持持續(xù)有效。

如下圖所示，渦輪增壓器利用廢氣旁通控制電磁閥、廢氣旁通執(zhí)行器和廢氣旁通閥對(duì)增壓壓力進(jìn)行控制。

圖3 廢氣旁通控制原理圖 ▲

廢氣旁通控制電磁閥是一個(gè)三通電磁閥，其三個(gè)接口分別與增壓前的空氣、增壓后的空氣、廢氣旁通執(zhí)行器的膜盒相通，由ECM對(duì)其實(shí)施占空比控制，其控制電路如下圖所示。增壓前空氣來(lái)自與進(jìn)氣管，增壓后的空氣來(lái)自于壓氣機(jī)泵輪排氣口之后的氣道。與廢氣旁通執(zhí)行器膜盒連接的電磁閥接口在ECM的控制下，可以分別與另外兩個(gè)接口（增壓前空氣接口、增壓后空氣接口）相通。

圖4 廢氣旁通控制電磁閥控制電路圖 ▲

廢氣旁通執(zhí)行器是一個(gè)膜盒控制裝置，膜盒內(nèi)部有一個(gè)膜片，膜片頂端是一個(gè)空腔，通過(guò)管路與廢氣旁通控制電磁閥連接；膜片下端由彈簧支撐并與拉桿做成一體，拉桿通過(guò)一個(gè)杠桿機(jī)構(gòu)控制廢氣旁通閥開啟或關(guān)閉。圖3中的廢氣旁通閥為常閉式，即在發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)狀態(tài)下廢氣旁通閥處于關(guān)閉狀態(tài)，目前大部分發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪增壓器都采用常閉式廢氣旁通閥。

下表展示了常閉式廢氣旁通閥的控制過(guò)程。在發(fā)動(dòng)機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，廢氣旁通控制電磁閥關(guān)閉增壓前的進(jìn)氣通道，同時(shí)打開增壓后的空氣通道，此時(shí)增壓后的空氣進(jìn)入執(zhí)行器膜盒。但由于增壓壓力很小，施加在執(zhí)行器膜片上的空氣壓力不足以推動(dòng)膜片下方的彈簧，因此，廢氣旁通閥在彈簧力的作用保持關(guān)閉，廢氣全部流經(jīng)渦輪。此時(shí)渦輪轉(zhuǎn)速較低，沒(méi)有增壓效果。

常閉式廢氣旁通閥的控制過(guò)程

隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不斷升高，渦輪轉(zhuǎn)速也隨之增加，當(dāng)壓氣機(jī)泵輪轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值時(shí)，渦輪增壓器開始進(jìn)入增壓狀態(tài)。渦輪增壓器工作時(shí)，廢氣旁通閥一直關(guān)閉。當(dāng)增壓壓力升高到一定值時(shí)，增壓后的空氣壓力足以推動(dòng)旁通執(zhí)行器膜片彈簧下移，在杠桿機(jī)構(gòu)的作用下打開廢氣旁通閥，大部分廢氣將不經(jīng)過(guò)渦輪而通過(guò)旁通氣道直接排入排氣管，使得渦輪增壓器泄壓。

為了獲取更高的增壓壓力，發(fā)動(dòng)機(jī)必須在渦輪增壓器泄壓前控制廢氣旁通閥繼續(xù)保持關(guān)閉，為此，ECM以占空比控制方式控制廢氣旁通控制電磁閥關(guān)閉增壓后的空氣通道，同時(shí)打開增壓前的進(jìn)氣通道。此時(shí)滯留在執(zhí)行器膜盒的增壓空氣通過(guò)增壓前的進(jìn)氣通道進(jìn)入進(jìn)氣管，于是，執(zhí)行器膜盒內(nèi)的高壓氣體泄壓，使廢氣旁通閥依然保持關(guān)閉，增壓壓力持續(xù)上升。

當(dāng)增壓壓力超過(guò)目標(biāo)值時(shí)，ECM以占空比形式控制廢氣旁通控制電磁閥打開增壓后的空氣通道，同時(shí)關(guān)閉增壓前的進(jìn)氣通道。此時(shí)增壓后的空氣進(jìn)入執(zhí)行器膜盒，在杠桿機(jī)構(gòu)的作用下，旁通氣道打開，渦輪增壓器泄壓。

提示：

作用于廢氣旁通執(zhí)行器膜盒上的壓力大小取決于增壓壓力和廢氣旁通控制電磁閥通電電壓的占空比。當(dāng)占空比達(dá)到80%~90%時(shí)，廢氣旁通閥完全開啟；當(dāng)占空比小于20%時(shí)，廢氣旁通閥完全關(guān)閉。

ECM通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣門開度、進(jìn)氣歧管壓力、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度等參數(shù)計(jì)算目標(biāo)增壓壓力值，通過(guò)進(jìn)氣增壓壓力傳感器檢測(cè)實(shí)際增壓壓力值并反饋給ECM，ECM通過(guò)控制廢氣旁通控制電磁閥以保證實(shí)際增壓壓力與目標(biāo)增壓壓力的一致。

提示：

有些發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪增壓器采用常開式廢氣旁通閥，即在發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)狀態(tài)下廢氣旁通閥處于開啟狀態(tài)，為此，廢氣旁通執(zhí)行器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及ECM對(duì)廢氣旁通控制電磁閥的控制都要進(jìn)行必要的調(diào)整，以滿足對(duì)渦輪增壓控制的要求。

3. 進(jìn)氣旁通控制

渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中如果突然關(guān)閉節(jié)氣門會(huì)導(dǎo)致節(jié)氣門和壓氣機(jī)泵輪之間的空間內(nèi)產(chǎn)生背壓，致使渦輪增壓器被強(qiáng)烈制動(dòng)，被制動(dòng)的渦輪增壓器會(huì)導(dǎo)致大量的增壓壓力損失，并且也損失了在下一次需要產(chǎn)生增壓效果時(shí)所需要的動(dòng)力。進(jìn)氣旁通控制的主要目的就是為了防止上述情況的發(fā)生。

下圖所示為真空式進(jìn)氣旁通控制裝置，主要由真空罐、進(jìn)氣旁通電磁閥、進(jìn)氣旁通閥和真空管路等組成。

圖5 真空式進(jìn)氣增壓旁通控制原理圖 ▲

進(jìn)氣旁通閥是一個(gè)真空控制閥，位于壓氣機(jī)側(cè)面的旁通管路上，在發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)狀態(tài)下，進(jìn)氣旁通閥關(guān)閉旁通管路。

進(jìn)氣旁通電磁閥是一個(gè)三通閥，其三個(gè)接口通過(guò)真空軟管分別與真空罐、進(jìn)氣歧管和進(jìn)氣旁通閥相連。通過(guò)ECM對(duì)進(jìn)氣旁通電磁閥的通電、斷電控制，進(jìn)氣旁通閥的接口可以分別與真空罐和進(jìn)氣歧管相通。進(jìn)氣旁通電磁閥的控制電路與廢氣旁通控制電磁閥相似，參見(jiàn)圖4。

如下表所示，在發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)和渦輪增壓器工作時(shí)，進(jìn)氣旁通電磁閥始終斷電，此時(shí)，真空罐接口關(guān)閉，進(jìn)氣旁通閥接口與進(jìn)氣歧管相通，進(jìn)氣歧管中的空氣進(jìn)入進(jìn)氣旁通閥。在進(jìn)氣歧管空氣壓力與彈簧力的共同作用下，進(jìn)氣旁通閥關(guān)閉進(jìn)氣旁通道，壓氣機(jī)泵輪后端的增壓空氣全部通過(guò)中冷器進(jìn)入到發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管。

進(jìn)氣旁通閥的控制過(guò)程

當(dāng)車輛在行駛過(guò)程中突然關(guān)閉節(jié)氣門時(shí)，ECM控制進(jìn)氣旁通電磁閥關(guān)閉通向進(jìn)氣歧管的接口，同時(shí)打開真空罐通向進(jìn)氣旁通閥的通道。在真空負(fù)壓的作用下，進(jìn)氣旁通閥迅速打開進(jìn)氣旁通道，壓氣機(jī)泵輪后端的增壓空氣通過(guò)旁通氣道進(jìn)入到泵輪的前端（即空氣濾清器的進(jìn)氣端），使節(jié)氣門和壓氣機(jī)泵輪之間的空間壓力得以釋放，從而保證了泵輪只承受很小的阻力而依然保持較高的轉(zhuǎn)速，避免了再次增壓而產(chǎn)生遲滯現(xiàn)象，同時(shí)增壓后的空氣進(jìn)入到泵輪前端更有助于提升增壓效果。

注意：

進(jìn)氣旁通電磁閥和廢氣旁通控制電磁閥都是一個(gè)三通閥，所不同的是，進(jìn)氣旁通電磁閥是開關(guān)式，只有開、關(guān)兩種狀態(tài)，而廢氣旁通控制電磁閥則是一個(gè)占空比控制電磁閥，由ECM通過(guò)占空比形式的控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)廢氣旁通控制電磁閥不同開度的調(diào)節(jié)。

提示：

在有些車輛的進(jìn)氣旁通控制系統(tǒng)中，取消了進(jìn)氣旁通電磁閥，進(jìn)氣旁通閥直接通過(guò)一個(gè)真空管連接到進(jìn)氣歧管中。如果節(jié)氣門突然關(guān)閉，進(jìn)氣旁通閥會(huì)因?yàn)檫M(jìn)氣歧管中的真空突然增加而打開，增壓后的部分空氣會(huì)通過(guò)進(jìn)氣旁通閥打開所提供的通道又進(jìn)入到增壓器的進(jìn)氣側(cè)，從而使渦輪增壓器的轉(zhuǎn)速得以保持。福特轎車就采用這種控制方式，其進(jìn)氣旁通閥在增壓壓力和進(jìn)氣歧管的兩側(cè)壓力差異超過(guò)0.24bar（24kPa）的時(shí)候?qū)?huì)打開。

4. 溫度控制

① 增壓空氣溫度控制

空氣經(jīng)過(guò)壓縮，溫度會(huì)升高，又由于渦輪增壓器處于排氣歧管附近，較高的環(huán)境溫度使得壓縮后的空氣溫度進(jìn)一步升高。高溫的空氣密度減小，會(huì)降低充氣效率，另外，高溫高壓的空氣會(huì)使燃燒溫度提升，容易使發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生爆震。

為此，需要對(duì)壓縮后的空氣進(jìn)氣冷卻。如圖1所示，渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)通常采用中冷器對(duì)壓縮空氣進(jìn)行冷卻。中冷器的形狀結(jié)構(gòu)與發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)散熱器相似，其冷卻方式有風(fēng)冷和水冷兩種。

② 渦輪增壓器溫度控制

高溫環(huán)境和高轉(zhuǎn)速造成了渦輪增壓器的很高的工作溫度。

如圖2所示，渦輪增壓器的高速運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)使其軸承產(chǎn)生大量的熱量，該熱量由位于渦輪增壓器上的冷卻液管路將熱量帶走，輸送到冷卻系統(tǒng)進(jìn)行散熱。這樣可以大大降低渦輪增壓器溫度，在發(fā)動(dòng)機(jī)突然關(guān)機(jī)時(shí)也會(huì)減小機(jī)油結(jié)焦的可能性。

常見(jiàn)的一些故障及處理方法

1. 漏 油

現(xiàn)象一：機(jī)油消耗量大，但排氣煙色正常，動(dòng)力不降低

原因：這種情況一般是由于機(jī)油滲漏造成的。

處理方法：

◆ 首先應(yīng)檢查發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系外部油管（包括增壓器進(jìn)、回油管）是否漏油；

◆ 檢查增壓器廢氣排出口是否有機(jī)油。如有機(jī)油，可判定渦輪一端密封環(huán)損壞，應(yīng)更換此密封環(huán)。

現(xiàn)象二：機(jī)油消耗量大，排氣冒藍(lán)煙，但動(dòng)力不下降

原因：由于增壓器壓器端漏油，機(jī)油通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管進(jìn)入燃燒室被燒掉所造成的，有以下幾種可能：

◆ 增壓器回油管不暢通，機(jī)油在轉(zhuǎn)子總成的中間支承處積留過(guò)多，沿轉(zhuǎn)子軸流入壓氣葉輪。

◆ 靠近壓氣葉輪一端的密封環(huán)或甩油環(huán)損壞后，機(jī)油由此進(jìn)入葉輪室，然后隨室內(nèi)增壓后的空氣一同經(jīng)進(jìn)所管進(jìn)入燃燒室。

處理方法：

◆ 打開壓氣機(jī)的出氣口或發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣直管（橡膠軟管），看管口、管壁是否粘附機(jī)油。如有，請(qǐng)檢查增壓器回油管是否暢通。如不暢通則是由于中間支承處積油過(guò)多引起，應(yīng)將回油管疏通后裝復(fù)。

◆ 如暢通，則是由于葉輪一端密封環(huán)或甩油環(huán)損壞所造成，應(yīng)解體增壓器進(jìn)行修復(fù)。

現(xiàn)象三：機(jī)油消耗量大，排氣冒藍(lán)煙或黑煙，且動(dòng)力下降

原因：

◆ 活塞與汽缸之間的間隙磨損過(guò)大，機(jī)油竄入燃燒室而被燒掉。

◆ 空氣在被增壓器吸入的過(guò)程中，空氣流遇較大阻力。（如空濾芯堵塞，進(jìn)氣膠管被吸變形或壓扁等），壓氣機(jī)進(jìn)氣口處的壓力較低，造成機(jī)油滲漏進(jìn)入壓氣機(jī)內(nèi)，隨壓縮空氣一起進(jìn)入燃燒室內(nèi)燒掉。

處理方法：

◆ 檢查進(jìn)氣直軟管壁內(nèi)有無(wú)機(jī)油、是否被壓扁，使氣流受阻或空濾芯有堵塞現(xiàn)象。

◆ 如管口和管壁有機(jī)油，應(yīng)清洗或更換空氣濾芯。

2. 有金屬摩擦聲

現(xiàn)象：

排氣冒黑煙，功率下降，且增壓器有異響。

原因：

◆ 如有金屬摩擦聲，是增壓器轉(zhuǎn)子軸承或止推軸承磨損過(guò)多，葉輪與增壓器殼摩擦而產(chǎn)生。

◆ 如不是金屬摩擦聲，而是氣流聲，則是由于增壓器轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)聲音，或是進(jìn)、排氣接口處由于連接不好產(chǎn)生的漏氣現(xiàn)象。

處理方法：

◆ 前者應(yīng)視磨損情況更換損壞的備件進(jìn)行修復(fù)。

◆ 后者應(yīng)認(rèn)真區(qū)分，有針對(duì)性的解決。

3. 軸承損壞

現(xiàn)象：

增壓器軸承損壞，發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降，機(jī)油消耗高，冒黑煙，嚴(yán)重時(shí)增壓器不能工作。

原因：

1．潤(rùn)滑油壓力和流量不足

◆ 增壓器軸頸和止推軸承的潤(rùn)滑油供應(yīng)不足；

◆ 使轉(zhuǎn)子軸頸和軸承間保持浮動(dòng)的潤(rùn)滑油不足；

◆ 增壓器已高速運(yùn)轉(zhuǎn)，而潤(rùn)滑油未及時(shí)供給。

2.雜物或泥沙進(jìn)入潤(rùn)滑系統(tǒng)

3.機(jī)油氧化變質(zhì)

◆ 柴機(jī)油過(guò)熱，從活塞與缸壁間竄過(guò)的燃?xì)膺^(guò)多；

◆ 冷卻水漏入機(jī)油中；

◆ 機(jī)油選用不當(dāng)，以及沒(méi)有按規(guī)定定期更換機(jī)油。

處理方法：

◆ 檢查潤(rùn)滑油壓力是否正常，機(jī)油量是否符合要求。

◆ 按規(guī)定要求，定期更換潤(rùn)滑油，并保證潤(rùn)滑油清潔。

◆ 嚴(yán)格按規(guī)定要求，使用潤(rùn)滑油，不得混用。

◆ 應(yīng)避免發(fā)動(dòng)機(jī)在高溫情況下工作，保持發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作溫度。

發(fā)布于：山西省

平臺(tái)聲明

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