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废气涡轮增压系统故障规律与诊断方法研究
来源:汽车维修  作者:佚名  2017-07-04 09:38:35



    2.增压空气中冷器
    从废气涡轮增压器泵送出来的空气,因气压升高温度也随之升高,必须经过冷却方可提高进气密度,达到增大进气量的目的。
    3.润滑系统
    排气管中的高速废气冲击涡轮转子,使得涡轮转子、涡轮轴以及压气机转子转速高达10万r/min。为了降低涡轮轴与轴承之间的摩擦,这里设计了浮油轴承,依靠规定的径向间隙和发动机机油压力,在高速运转中使涡轮轴与浮油轴承之间达到液体润滑的状态,确保涡轮轴的使用可靠性和寿命。
    4.冷却系统
    排气高温以及涡轮轴与轴承之间高速转动产生的高温,会极大地降低机油粘度和机油压力,使润滑条件恶化,而且涡轮轴以及浮油轴承的金属材料在高温下,机械强度下降,寿命难以保障。因此,在涡轮增压器上设计有冷却水管,通过发动机冷却系统对增压器进行冷却。
    5.电子控制系统
    为了使涡轮增压系统的工作能满足发动机各种工况的需要,并在一定工况下保护发动机以及废气涡轮增压器,需要对废气涡轮增压系统进行一定的动态调节。增压压力控制示意图见图3。

    (1)增压压力调节控制
    增压压力调节执行机构安装在涡轮增压器前端,其膜片式控制阀通过橡胶软管经增压压力限制电磁阀(N75)与压气机外壳出口相连接,涡轮室左腔内的废气旁通阀由增压压力调节单元的膜片阀通过推杆控制。
    随着冲击涡轮的废气量增加,涡轮转速加快,增压压力提高,当增压压力达到一定值时,增压压力调节执行机构内的膜片阀移动,通过推杆和杠杆使废气旁通阀打开1个角度,此时冲击涡轮的废气量减少,涡轮转速下降,相应地增压压力也下降(如图2所示)。如增压压力继续增大,则旁通阀开度也增大,从而实现对增压压力的自动调节。
      发动机ECU对增压压力的控制,主要依据空气流量计、发动机转速传感器、增压压力传感器的信号,通过计算对增压压力控制电磁阀N75进行占空比控制。
    N75(见图4)是1个三通电磁阀,由发动机ECU进行控制,是废气涡轮增压系统的执行器。

      占空比越大,则N75通电打开的时间越长,通道C-B连通时间越长,膜片阀左腔压力低,推杆向左移动,关闭旁通阀则增压压力变大。
    (2)增压压力再循环控制
    在发动机怠速或小负荷工况时,进气歧管的真空度较大,发动机进气不需要增压,此时增压器空气再循环电磁阀不通电,进气歧管的真空度作用于机械式空气再循环阀,使阀开启,增压器压气机出口的高压空气流回到低压端,此时增压器不起作用。
    在车辆高速行驶急减速时,节气门突然关闭,瞬间增压器需要卸荷。此时进气歧管真空度不足,无法开启机械式空气再循环阀,故发动机控制单元将立即给增压器空气再循环电磁阀N249通电,使真空罐与机械式空气再循环阀接通,在真空罐强大的真空吸力作用下阀开启,增压器被卸荷。增压器卸荷的目的是使增压器压气机室至节气门前存在的高压压力瞬间被卸掉,使压气机叶轮旋转的阻力不致过大,这样既减轻高压气体对压气机叶轮的冲击,又使涡轮增压器保持在较高的转速,使增压器在需要时能更迅速地向发动机提供所需的增压压力,减小涡轮增压“迟滞”现象。增压器空气再循环电磁阀见图5。

    发动机ECU进行再循环控制的依据是,节气门关闭、发动机转速高于一定值、增压压力传感器信号高于一定值。若满足这3个条件,ECU将发出N249通电工作指令,从而使增压压力卸载。

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