(三)涡轮增压系统控制功能
1.涡轮增压系统控制系统概述
废气涡轮增压器研发的目的主要是为了使发动机在尽可能低的转速下获得尽可能大的扭矩,同时还可以达到减低噪声的要求。
废气涡轮增压器是从排放的废气中获得能量,增压器吸入经过空气滤清器过滤后的空气并且进行加压,加压的空气通过中置冷却器冷却,冷却后的压缩空气通过节气门进入发动机的进气歧管。
废气涡轮增压器大约在发动机转速达到1500r/min时开始工作,在发动机转速达到2000r/min就可以产生190kPa的最大增压压力。增压压力应该符合发动机负荷、喷油量、点火正时等这些受发动机控制模块控制的因素。
增压压力的信号通过节气门上游压力传感器B28/6记录,发动机负荷信号通过节气门下游压力传感器B28/7记录。
结构与功能:
燃烧废气经过排气歧管,进入增压器的驱动涡轮舱,在气体的推动下驱动涡轮开始旋转。驱动涡轮与压缩涡轮之间是由连杆直接连接,在驱动涡轮的带动下,压缩涡轮开始同步同速旋转。从空滤来的空气被加压后送入进气歧管。
增压压力是由增压压力控制阀(110/3a: Waste-gate)控制,它通过打开或关闭驱动涡轮舱内的旁通通道,以控制作用在驱动涡轮上的气体流量。增压压力控制阀110/3a是由增压压力控制阀真空腔110/3通过连杆110/3b进行操控的。连杆的运动范围是5~13mm、两侧增压器的增压压力控制阀真空腔110/3由增压压力控制调节器Y31/5提供压力。
废气涡轮增压器安装有减速卸压阀110/4,其作用是当发动机从满负荷减速时,通过将压缩涡轮室中的空气快速释放,达到迅速降低进气压力,从而避免减速时的进气噪声。当车辆减速时,增压器中的减压阀会迅速打开,以便迅速减小进气压力并避免由于减速造成的进气噪声。
空气滤清器下游的两个压力传感器(B28/4、B28/5)识别经过空气格的压力降。为了控制增压器的最大增压速度,增压器前后的空气压力将由进气压力传感器(B28/4、B28/5)和节气门上游压力传感器B28/6监测。发动机控制模块根据所得的信号计算出一个增压比率,并根据此比率进行增压压力的MAP图控制。
在高海拔地区发动机的增压压力是受到限制的。
每个废气涡轮增压器都有冷却循环和润滑循环,这两个循环都与发动机系统连在一起。
2.涡轮增压器增压控制元件组成(表3、图34~图37)
3.涡轮增压器的控制功能
发动机控制模块利用增压压力控制调节阀Y31/5来控制进入增压控制阀真空腔110/3的真空压力,以使其中的膜片在压差的作用下左右移动,从而使增压控制阀110/3a打开或关闭。由于它的作用、这使得一部分废气通过旁通孔进入排气管,而没有经过废气涡轮110c、因而增压器也就得到了有效控制。
发动控制模块是以频率为30Hz的脉宽信号来控制Y31/5的工作,其控制信号将在5%~95%之间变化,此外,发动机控制模块还将利用空气滤清器前后的压力传感器,计算空气滤清器前后的压差降,来修改涡轮增压器工作MAP图,从而达到限定进气压力。为了这一控制,发动机控制模块还将接收节气门后的压力传感器信号,来计算发动机的负荷,如图37、图38所示。
增压控制必须检测的输入数据有:
·节气门上游的压力
·节气门下游的压力
·大气压力
·经过空气滤清器的压力降
·增压气体的温度
·冷却温度
·排气温度
·机油油温
·发动机转速
·防爆震控制
·驾驶条件
·失火及三元催化器的损坏
进气歧管温度传感器信号是用来计算最大增压压力,只有在进气歧管温度小于70℃时可获得最大增压压力。高海拔或空气滤清器过脏会造成进气量减少,而要达到目标压缩压力就必须提高涡轮转速,但是过高涡轮转速会造成增压器机件损坏。为了防止增压器涡轮超速旋转,发动机控制模块根据传感器(B28/6、B28/4、B28/5)信号计算出增压器前后的压力比,以此来限制最高压缩压力。除了增压压力控制以外,在其他一些情况下发动机控制模块也可通过减小节气门开度来限制发动机负荷(例如:当增压压力调节系统中压力调节阀真空腔出现泄漏或卡滞时,系统无法正常工作,会造成增压压力过高)。