涡轮增压系统

2009年12月15日SUBARUOFCHINALTD.SUBARUOFCHINALTD.单元三废气涡轮增压系统本次课程任务1.涡轮增压器结构组成2.涡轮增压器的作用和优点3.涡轮增压器的工作原理引入新知识•在轿车后备箱盖上，一般都标有发动机的排量，如1.8L、2.2L、1.8T等。车尾标有1.8T表明该车的发动机配备了废气涡轮增压系统。为什么要采用废气涡轮增压系统？废气涡轮增压系统有什么优点？其结构、原理是什么？通过本单元的学习将掌握这些知识。PASSAT1.8增压1.什么是增压增压就是将进入气缸前的新鲜空气预先进行压缩，然后再以高密度送入气缸。2.增压的作用增压的目的是通过将空气预先压缩，增大气体密度供入气缸，增加进气质量，增加循环供油量，从而可以增加发动机功率和扭矩，提高燃烧效率，提高使用经济性增压的优缺点•优点：•1、由于进气量增加，一般可增加功率10～60%,效果良好可增加两三倍输出功率。•2、提高热效率，降低发动机油耗•3、减小了CO、HC的排放量•4、消除大气压力引起的实际充气量的变化影响。•缺点•1、爆燃倾向增加2、发动机热负荷增大增压的类型机械增压：利用发动机输出轴获得动力来驱动增压器的转子旋转，从而将空气增压吹到进气岐道里。废气涡轮增压：将发动机排出的废气引入涡轮机，利用废气的能量推动涡轮机叶轮旋转，并带动与其同轴安装的压气机叶轮工作，使新鲜空气在压气机增压后进入气缸谐波增压:利用高压废气的脉冲气波迫使空气压缩。这种系统增压性能好、加速性好但是整个装置比较笨重，不太适合安装在体积较小的轿车里面涡轮增压器实体电控涡轮增压系统原理图空气滤清器涡轮压缩轮中冷器节气门压力控制电磁阀废气旁通阀空气流量计膜片式控制阀电控废气涡轮增压系统的主要部件•增压压力电磁阀（ECU根据转速、水温传感器等信号控制电磁阀的通电或断电)•膜片式控制阀（膜片左右移动，控制废气旁通阀的开、关）•冷却器（降低进入发动机燃烧室内的空气温度）•压缩轮（排气管中废气高温高压推动旋转）•涡轮（涡轮增压器带动旋转，推进、压缩进气量）1．涡轮增压器排气流过涡轮机的喷管时，推动涡轮机旋转，并带动增压器轴和压气机泵轮一起旋转。离心式压气机旋转时，空气在离心力的作用下，沿着压气机叶片流向泵轮周边。其流速、压力和温度均有较大的增高，然后进入扩压管。空气流经扩压管时速度下降，压力升高，温度也有所升高。废气涡轮增压系统的工作原理当左室压力低时，弹簧推动膜片左移，并带动联动杆将排气旁通阀关闭。当左室压力高时，膜片右移，并通过联动杆将排气旁通阀打开，使部分排气直接排入大气，从而降低涡轮机转速和增压压力。2．膜片执行器废气涡轮增压系统的工作原理当电磁阀断电时，膜片执行器的左室与低压空气端连通。当电磁阀通电时，膜片执行器的左室与高压空气端连通。3．增压压力控制电磁阀废气涡轮增压系统的工作原理控制模块根据空气流量、发动机转速、增压压力等传感器的信号控制，对增压压力控制电磁阀N75的通断进行控制，当实际进气压力低于理论值时，旁通阀门关小；当实际进气压力高于理论值时，旁通阀门开大。4．增压压力的调节废气涡轮增压系统的工作原理系统布置图电控涡轮增压系统原理空气滤清器涡轮压缩轮中冷器节气门压力控制电磁阀废气旁通阀空气流量计膜片式控制阀废气涡轮增压原理废气涡轮增压器实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮机内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。当发动机转速增快，废气排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和调整发动机的转速，就可以增加发动机的输出功率工作原理分析•ECU根据发动机转速传感器信号、冷却液温度传感器信号等，决定涡轮增压系统是否工作。•当达到涡轮增压系统工作的要求时，ECU使增压压力控制电磁阀通电，电磁阀通电后使进气管的真空进入膜片式控制阀，膜片在吸力的作用下向左移动，控制阀门关闭，使废气旁通通道关闭，涡轮增压系统工作。•当ECU检测到传感器信号并确定系统不工作时，ECU会使增压压力控制电磁阀断电，使膜片式控制阀中的膜片向右移动，使阀门打开，废气涡轮轮速下降，涡轮增压系统停止工作一、增压发动机在结构上的变动增大供油量、调整供油系统改变配气相位减小压缩比、增大过量空气系数设置分支排气管：原则是一根排气管所连各缸排气必须不互相重叠。冷却增压空气一可提高充气密度；二可降低柴油机压缩始点的温度和整个循环的平均温度，从而降低柴油机热负荷和排气温度。其他改动部分加粗进气管、加强冷却系等二、车用增压发动机性能增压发动机具有升功率高、油耗较低、排污少等优点。1）低速扭矩性能变化：低速由于增压压力不足，致使循环供气量不足。增压后最大扭矩所在转速比非增压机型均有所增加。通过放气调节可大大改善低速扭矩。2）加速性能变差：由于涡轮增压器与发动机没有机械联系，增压器自身的惯性使其对突变负荷的响应能力变差，因此，增压发动的加速性比非增压差。为改善加速性，采用脉冲增压，减少进、排气管道容积；采用放气调节或可变喷嘴；减少转子的转动惯量；采用较小的气阀重叠角等。3）经济性有所改善：增压使功率范围扩大，而且高负荷的经济运行范围也扩大了；在低负荷区，涡轮增压器的能量转换不好，对低负荷经济性没有明显的好处。4）降低了排气污染及噪声：在较充裕的过量空气下工作，使高负荷冒烟的可能性、排出CO及HC等有害成分大为减少。5）起动与制动有一定困难实践技能4.4.4废气涡轮增压系统的故障4.4.5废气涡轮增压系统的检修车辆会出现加速无力、达不到最高车速、油耗上升、排气冒黑烟、排气冒蓝烟、机油消耗异常等现象。机械故障：增压压力控制电磁阀、膜片执行器、涡轮增压器电气系统故障：增压压力控制电磁阀、控制电路、发动机控制模块管路故障废气涡轮增压系统故障废气涡轮增压系统的故障诊断检测增压控制增压控制电磁阀的诊断仪检测增压控制电磁阀的电气检测海拔高度传感器的检测选择“读取测量数据块”；全负荷（节气门全开）进行路试，发动机转速为4000r/min时查看显示区4（增压控制电磁阀的占空比）规定值为5%~95%；显示区2经校正的发动机规定负荷），其规定值为0.00~8.00ms；显示区3（发动机实际负荷），其规定值与显示区2中经校正的发动机规定负荷相同（公差为±0.3ms）。读取测量数据块25→7.40ms7.10ms7.05ms67%废气涡轮增压系统的检修检测增压控制增压控制电磁阀的诊断仪检测增压控制电磁阀的电气检测海拔高度传感器的检测从增压控制电磁阀（N75）上拆下软管，接上辅助软管，起动执行元件诊断，并触发增压控制电磁阀（N75），电磁阀将发出咔嚓响，并打开和关闭（通过向辅助软管吹气检查）。如果电磁阀无咔嚓声应对增压压力控制电磁阀进行电气检查。执行元件诊断→增压压力控制电磁阀N75废气涡轮增压系统的检修检测增压控制增压控制电磁阀的诊断仪检测增压控制电磁阀的电气检测海拔高度传感器的检测（1）检查增压压控制电磁阀的电阻（2）增压压控制电磁阀供电的检测（3）检查增压控制电磁阀（N75）的触发情况•拔下电磁阀（N75）的导线插接器，将二极管试灯串接在端子1和2之间，启动执行元件诊断功能，触发增压控制电磁阀，二极管试灯应闪亮。废气涡轮增压系统的检修检测增压控制增压控制电磁阀的诊断仪检测增压控制电磁阀的电气检测海拔高度传感器的检测读取测量数据块；检测传感器线路；替换法检测传感器；替换法检测控制单元。废气涡轮增压系统的检修作业•1、完成《汽车电控发动机构造与维修》废气涡轮增压系统的作业。•2、预习下节课的内容。