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車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓系統(tǒng)控制原理與檢修探討
廣東省核工業(yè)華南高級(jí)技工學(xué)校 邱海峰 2018/5/1 8:34:38
摘要：車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓系統(tǒng)，由于其良好的經(jīng)濟(jì)性及高效率等優(yōu)勢(shì)，在現(xiàn)代汽車(chē)市場(chǎng)中得到了越來(lái)越廣泛的使用。本文主要分析了車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)和控制原理，并對(duì)其故障檢修狀況展開(kāi)了相應(yīng)的分析，希望對(duì)車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓系統(tǒng)的控制原理認(rèn)知與故障檢修有一定的借鑒性意義。
關(guān)鍵詞：車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)；增壓系統(tǒng)；廢氣渦輪；控制原理；檢修
車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣增壓主要是經(jīng)由增壓系統(tǒng)，從而增加進(jìn)入氣缸內(nèi)助燃的空氣的密度，廢氣渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)具有燃燒效率高、經(jīng)濟(jì)性好、發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性好等重要優(yōu)勢(shì)，因此該項(xiàng)技術(shù)一經(jīng)推廣就得到了廣泛的應(yīng)用。在進(jìn)氣增壓的過(guò)程中，由于增壓的方式存在較大的差異，這就使得實(shí)際增壓的效果也不一致。具體來(lái)說(shuō)，根據(jù)進(jìn)氣增壓方式的不同，可以將車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣增壓系統(tǒng)分為廢氣渦輪增壓系統(tǒng)、機(jī)械增壓系統(tǒng)和氣波增壓系統(tǒng)三種不同的類(lèi)型，本文主要介紹應(yīng)用最為廣泛的廢氣渦輪增壓系統(tǒng)。
一、廢氣渦輪增壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
渦輪增壓系統(tǒng)常常被應(yīng)用于具有較大承載力的發(fā)動(dòng)機(jī)（如圖1所示）內(nèi)，它會(huì)按照發(fā)動(dòng)機(jī)的具體的承載力來(lái)設(shè)計(jì)流動(dòng)的路線，經(jīng)過(guò)渦輪增壓器對(duì)于進(jìn)入增壓器的空氣進(jìn)行相應(yīng)的壓力調(diào)節(jié)，逐漸增強(qiáng)進(jìn)入增壓器內(nèi)的空氣密度以達(dá)到增壓的重要目的，在增加空氣密度的同時(shí)也能夠有效增加循環(huán)供油量，最終實(shí)現(xiàn)提高增壓系統(tǒng)燃燒效率、減少燃燒成本的目的。在國(guó)內(nèi)，有很多品牌的汽車(chē)內(nèi)部使用的增壓系統(tǒng)就是廢氣渦輪增壓系統(tǒng)，譬如奧迪、帕薩特等品牌的轎車(chē)。當(dāng)前，在汽車(chē)的內(nèi)部構(gòu)造中，越來(lái)越強(qiáng)調(diào)節(jié)能環(huán)保的功效，為了有效達(dá)到這一目的，需要在汽車(chē)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的燃燒效率及排放量上下功夫，而廢氣渦輪增壓系統(tǒng)在這方面具有很好的應(yīng)用效果。
電控廢氣渦輪增壓控制系統(tǒng)的主要構(gòu)成部分有增壓器、釋壓電磁閥、氣動(dòng)執(zhí)行器、中冷器以及旁通閥（如圖2所示）。經(jīng)過(guò)該系統(tǒng)的旁通閥的開(kāi)或者閉來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)部空氣的壓力調(diào)節(jié)。如果在系統(tǒng)開(kāi)放的過(guò)程中有氣體流走，這時(shí)候則會(huì)相應(yīng)降低系統(tǒng)內(nèi)部的壓力。而系統(tǒng)旁通閥又是由ECU釋壓氣動(dòng)執(zhí)行器來(lái)展開(kāi)相應(yīng)的控制的，除了采用氣動(dòng)執(zhí)行器對(duì)旁通閥展開(kāi)相應(yīng)的控制外，有時(shí)還采用電磁閥進(jìn)行控制。一般來(lái)說(shuō)，ECU輸出較低的電平就能夠達(dá)到釋壓的重要目的。
ECU的主要工作原理為對(duì)進(jìn)入系統(tǒng)的壓力展開(kāi)相應(yīng)的控制，當(dāng)然根據(jù)壓力的實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，當(dāng)壓力較大時(shí)會(huì)將旁通閥開(kāi)通釋放空氣，這樣做的重要目的就是為了避免壓力過(guò)大所造成的傷害。在某些品牌的汽車(chē)中，在內(nèi)部結(jié)構(gòu)中也增加了爆震反饋的重要控制功能，設(shè)置這種裝置的重要目的也是為了有效實(shí)現(xiàn)當(dāng)進(jìn)入系統(tǒng)結(jié)構(gòu)內(nèi)的壓力過(guò)大時(shí)給汽車(chē)所造成的傷害。將過(guò)大的壓力減少到一定的程度，就可以將旁通閥慢慢關(guān)掉，從而使進(jìn)入到系統(tǒng)的壓力能夠恢復(fù)到正常的水平。
二、廢氣渦輪增壓系統(tǒng)的工作原理
具體來(lái)說(shuō)，廢氣渦輪增壓系統(tǒng)主要是應(yīng)用發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣開(kāi)展工作的，發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)排出高溫廢氣來(lái)驅(qū)動(dòng)增壓渦輪來(lái)實(shí)現(xiàn)其功效。廢氣渦輪增壓系統(tǒng)主要包括渦輪增壓器、廢氣旁通閥以及中冷器，下面從這幾個(gè)方面來(lái)具體說(shuō)明廢氣渦輪增壓系統(tǒng)的工作原理（如圖3所示）。
1、渦輪增壓器
渦輪增壓器需要依賴(lài)廢氣才能夠開(kāi)展相應(yīng)的工作，主要通過(guò)加熱的廢氣在較短時(shí)間內(nèi)的膨脹來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)入其內(nèi)的空氣的壓縮，從而達(dá)到提高發(fā)動(dòng)機(jī)工作效率的重要目的。正是因?yàn)榧訜岬膹U氣能夠在較短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的膨脹，才能夠有效推動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)。渦輪增壓器的主要由壓氣機(jī)、中間體及渦輪三部分構(gòu)成（如圖4所示），中間體其內(nèi)部構(gòu)造中還有軸承，起到支撐的重要作用。
2、廢氣旁通閥
廢氣旁通閥與渦輪增壓器是緊挨著的，在應(yīng)用過(guò)程中也具有較為緊密的聯(lián)系，能夠互相發(fā)揮作用。如前所述，進(jìn)入渦輪增壓器內(nèi)的空氣壓力不能過(guò)大，否則會(huì)對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)裝置有一定的損害。而廢氣旁通閥的重要作用就在于調(diào)節(jié)空氣中的壓力，使進(jìn)入的空氣壓力剛好合適滿足發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的要求。將廢氣旁通閥打開(kāi)，就可以實(shí)現(xiàn)降低空氣壓力的重要目的，關(guān)閉廢氣旁通閥則會(huì)使壓力恢復(fù)至正常水平（如圖5所示）。
3、中冷器
中冷器是廢氣渦輪增壓系統(tǒng)中的重要裝置，在（未完，下一頁(yè)）
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