汽车装备废气涡轮增压器的目的,是为了利用发动机排气气流的动能,推动涡轮和压气机高速旋转,对进气进行压缩,以便在加速和高负荷工况增加汽缸的进气量,提升发动机的输出功率。
废气涡轮增压器实质上是一台气体压缩机,增压器将发动机的排气系统与进气系统联系在一起(图1),所以进气系统与排气系统相互影响,从而增加了废气涡轮增压型发动机故障诊断的难度。
1.废气涡轮增压器工作性能的判断方法
(1)请一个人踏住加速踏板,将发动机加速到3000r/min以上,使废气涡轮增压器起作用。用手握住节气门之前的进气软管,进气软管应该有膨胀感觉,此时软管内的气体压力激增(约为160~180kPa)。如果手感进气管柔软甚至收缩,说明涡轮增压器工作失常。
(2)测量发动机进气歧管压力。在涡轮增压器起作用时应当大于102kPa;在发动机熄火后,进气歧管的压力等于大气压力。
(3)读 取 数 据块。以上海大众帕萨特B5 1.8T为例,连接故障诊断仪,进入01-08-115,检查第3区、第4区两个增压值是否一致。一般来说,实际值可以略小于标准值,但是差值不可超过20kPa。如果相差过多,说明增压能力不足,增压系统或排气系统有故障。
请注意:如果帕萨特B5 1.8T的废气涡轮增压器损坏,自诊断系统可能记忆“汽缸中可燃混合汽燃烧不良”的故障码。
2.排气系统堵塞对增压器性能的影响
从发动机的结构与原理看,汽缸内的废气在排出前具有相当大的能量,从排气门排出后,驱动涡轮高速旋转,势能转化为动能,然后压力下降。因此,废气流的流速越快,驱动涡轮的能力越强。如果排气管堵塞,废气会在排气管内积聚,使排气背压升高,汽缸内外的气压差减小,废气气流的速度和压力降低,造成涡轮转速以及与涡轮同轴的压气机叶轮的转速降低,增压能力必然下降。另一方面,排气背压过高时,汽缸内残留的废气增多,新鲜空气充入量减少,由于废气的稀释作用,使混合汽相对稀薄,也会造成发动机功率下降。由此可见,排气系统堵塞对涡轮增压器工作的影响是叠加性的。因此,必须保持排气管路的畅通。
检查排气管是否堵塞的方法是,测量排气管的背压。判断废气涡轮增压型发动机的排气管是否堵塞,不宜采取拆卸氧传感器的检查方法。这是因为废气涡轮增压器是依靠排气气流的动能来推动的,拆卸氧传感器后,虽然排气畅通了,但是由于排气背压大大下降,增压效果也会降低。在三元催化转化器堵塞的情况下,拆卸氧传感器后,涡轮增压型发动机的动力可能没有明显变化。
3.发动机功率下降,应当检查增压器是否漏气
废气涡轮增压型发动机的进气系统由空气滤清器、涡轮增压器、中冷器、进气歧管以及连接管道组成。如果进气系统漏气,将降低增压效果,引起怠速不稳、加速不良和功率下降等现象。废气涡轮增压型发动机进气系统容易漏气的部位有以下几处:
(1)空气滤清器至增压器压气机进气口之间的接头处,此处漏气还会引起汽缸的过早磨损,加速增压器的损坏。
(2)增压器的进气口和排气接口处漏气。
(3)增压器至进气歧管之间的连接胶管,此处漏气会使进气压力下降,导致发动机的动力不足。
检查进气管路是否漏气,可以采用“浇水法”。需要说明的是,检查进气系统的密封性不能局限于进气管,还需要延伸到废气涡轮增压器的废气输入端,即发动机的排气歧管。一辆安凯HFF6123K01客车,搭载德国曼D2866LOH25型电控柴油发动机,行驶中加速反应迟缓,发动机运转声音发闷,动力明显不足。检查电源、传感器及其连接线路,没有发现问题。连接故障诊断仪,没有读到故障码。对燃油供给系统一路排查下
来,都正常。又检查了涡轮增压器、中冷器及其管路接头,也正常。最后发现,在排气歧管垫的两缸接口处有一处不明显的漏气,只有在急加速时才有轻微的黑烟冒出来。将发动机熄火,检查排气歧管的固定螺栓,发现有两个螺栓松动。原来该车在别的修理厂更换过汽缸垫,由于排气歧管的固定螺栓未可靠拧紧,造成排气歧管接口处漏气,所以驱动涡轮的废气压力下降,导致在大负荷时增压效果变差,最终引起发动机动力提升滞后的故障。
总之,必须保持废气涡轮增压器与进气管、排气管连接处的密封可靠性。
4.机油消耗量增加,应当检查增压器是否漏油漏油是废气涡轮增压器的一种常见故障。机油无论从涡流室泄漏,随废气从排气管排出;还是从压气机泄漏,随空气进入燃烧室,都将造成积炭增多。
增压器漏油分为以下几种情况:
(1)对外漏油,会造成机油缺失,发动机的机油压力降低,影响发动机的正常润滑,增加增压器轴承的磨损。
(2)向进气系统漏油,会造成发动机冒蓝烟、积炭增加及怠速不稳。如果发动机冒蓝烟(可能是排机油),需要检查废气涡轮增压器是否向进气管漏油。