GW4D20型柴油机安装了博格华纳BV43系列带中冷器(风冷)电子控制的可变截面涡轮增压器VGT图21a),该增压器的涡轮侧结构如图21b所示,剖面如图21c所示。VGT的压气机部分与一般废气涡轮增压器相同,而在涡轮机侧除具有涡轮转子外,还有转动叶片组、传动及操纵结构(含膜盒式真空执行器及VGT电磁阀等)。在涡轮机转子一侧的圆形固定盘上,装有转动叶片组,它的几何位置由ECU通过控制VGT电磁阀、膜盒式真空执行器来控制。
如图22a所示,当发动机处于中、低速时,废气的动能较小,膜盒式真空执行器使活动叶片组处于最大关闭位置,叶片间通道截面变小,因此废气进入涡轮机的速度加大,从而使涡轮机的转速提高,同轴带动压气机使充气量较普通的增压器增多。如图22b所示,当发动机高速旋转时,废气动能增加,气膜盒式真空执行器推动活动叶片组逐步打开,最终至全开位置.叶片间通道截面增大,导致废气进入涡轮机速度减慢,从而使涡轮机转速降低,同轴带动的压气机使进气量维持在合适的范围内。
VGT转动叶片组的位置变化,由膜盒式真空执行器直接控制,但是受控于VGT电磁阀及发动机ECU(图23 ) 。 VGT转动叶片组的位置与发动机的转速、油门踏板的开度等的对应函数关系经计算、试验确定后。以MAP图存入到发动机ECU中。发动机工作时,发动机ECU根据各种传感器送来的信号,并经过与其内部数据对照和计算修正,输出适当的指令,使膜盒式真空执行器带动转动叶片组,以实现理想的增压压力。ECU根据发动机曲轴位置传感器、油门踏板位置传感器、冷却液温度传感器等信号,给VGT电磁阀提供不同占空比(PWM)的控制指令,使VGT电磁阀具有不同的打开、关闭频率,得到控制VG7,转动叶片组的位置所需的各种真空度,从而获得适合发动机工况需要的增压压力。VG7,位置传感器实时检测VGT的传动拉杆的位置,并反馈至发动机ECU.从而实现对VGT转动叶片组的位置闭环控制,使增压压力与发动机的工况良好匹配。
2.3博格华纳EGR系统
GW4D20型柴油机采用了博格华纳新一代电控EGR系统,该系统由电控EGR阀总成、EGR中冷器及2根连接管组成(图24)。电控EGR阀(图25)由无刷电动机直接驱动,凭借其强劲和可靠的齿轮组,该执行器能够提供很高的工作转矩、快速的响应性及良好的耐久性。在无刷电动机驱动器内部.有EGR阀位置传感器,用于确定废气再循环阀的位置,该传感器可将EGR阀的开度信息反馈给发动机ECU,实现对EGR率的闭环控制。