|
廢氣渦輪增壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、原理與檢修
廣東省核工業(yè)華南高級(jí)技工學(xué)校 邱海峰 2018/10/19 19:59:44
摘要：車用發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓系統(tǒng)由于其經(jīng)濟(jì)及高效率等優(yōu)勢(shì)得到了越來越廣泛的使用。本文主要分析了車用發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓系統(tǒng)的基本控制原理，并對(duì)其檢修狀況展開了相應(yīng)的分析，希望對(duì)車用發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣渦輪增壓系統(tǒng)的運(yùn)行與檢修有一定的借鑒性意義。
關(guān)鍵詞：車用發(fā)動(dòng)機(jī)；廢氣渦輪；增壓系統(tǒng)；控制原理；檢修
車用發(fā)動(dòng)機(jī)增壓主要是經(jīng)由壓氣機(jī)來增加加氣的密度，該項(xiàng)技術(shù)一經(jīng)推廣就得到了較為廣泛的應(yīng)用，在應(yīng)用過程中具有效率高、經(jīng)濟(jì)性的重要優(yōu)勢(shì)。在驅(qū)壓的過程中，由于驅(qū)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。具體來說，根據(jù)驅(qū)壓的方式的不同，可以將增壓方式分為廢氣渦輪增壓、機(jī)械增壓和氣波增壓三種不同的類型。
一、廢氣渦輪增壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)
廢氣渦輪增壓系統(tǒng)能夠在發(fā)動(dòng)機(jī)排量不變的情況下，提高其動(dòng)力性能，降低為其排放，最初主要用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。目前，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)也越來越多地安裝了渦輪增壓系統(tǒng)。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)內(nèi)，它會(huì)按照發(fā)動(dòng)機(jī)的具體的承載力來設(shè)計(jì)流動(dòng)的路線，經(jīng)過渦輪增壓器對(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)，有很多品牌的汽車內(nèi)部使用的結(jié)構(gòu)就是廢氣渦輪增壓系統(tǒng)，譬如奧迪、拍薩特等品牌的轎車。當(dāng)前，在汽車的內(nèi)部構(gòu)造中，越來越強(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)在這方面具有較好的應(yīng)用效果。
電控廢氣渦輪增壓控制系統(tǒng)具體由增壓器、釋壓電磁閥、氣動(dòng)執(zhí)行器以及旁通閥等構(gòu)造所共同構(gòu)成。經(jīng)過該系統(tǒng)的旁通閥的開或者閉來實(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)開放的過程中有氣體流走，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)行器來展開相應(yīng)的控制的，除了采用氣動(dòng)執(zhí)行器對(duì)旁通閥展開相應(yīng)的控制外，有時(shí)還采用電磁閥進(jìn)行控制。一般來說，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)將旁通閥開通釋放空氣，這樣做的重要目的就是為了避免壓力過大所造成的傷害。在某些品牌的汽車中，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)的壓力過大時(shí)給汽車所造成的傷害。將過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
具體來說，廢氣渦輪增壓系統(tǒng)主要是應(yīng)用發(fā)動(dòng)機(jī)開展工作的，發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程中會(huì)排出高溫、廢氣來驅(qū)動(dòng)其它裝置如增壓渦輪來實(shí)現(xiàn)其功效。廢氣渦輪增壓系統(tǒng)具體包括渦輪增壓器、廢氣旁通閥、以及中冷器，下面具體從這幾個(gè)方面來具體說明廢氣渦輪增壓系統(tǒng)的工作原理（如圖1所示）。
圖1：廢氣渦輪增壓系統(tǒng)的工作原理
1、渦輪增壓器
渦輪增壓器需要依賴廢氣才能夠開展相應(yīng)的工作，主要通過加熱的廢氣在較短時(shí)間內(nèi)的膨脹來實(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)。渦輪增壓器的主要構(gòu)造包括壓氣機(jī)、渦輪及中間體三部分。就中間體來說，其內(nèi)部構(gòu)造中還有軸承以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，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。
3、中冷器
中冷器是廢氣渦輪增壓系統(tǒng)中的重要裝置，在汽車內(nèi)部構(gòu)造中非常常見的一類裝置，其重要作用在于實(shí)現(xiàn)熱交換。如果進(jìn)入汽車系統(tǒng)內(nèi)的壓力過大、溫度過高，中冷器能夠?qū)M(jìn)入的空氣溫度達(dá)到較好的調(diào)節(jié)作用，降低過高的空氣溫度，從而有效防止爆炸現(xiàn)象的出現(xiàn)。中冷器的具體安裝位置在于渦輪增壓器和燃燒室的中間。當(dāng)空氣進(jìn)入到渦輪增壓器后，溫度會(huì)相應(yīng)增高，這時(shí)就需要應(yīng)用中冷器展開相應(yīng)的調(diào)節(jié)，當(dāng)空氣溫度合適時(shí)再將其排入到燃燒室中去，進(jìn)入到燃燒室的空氣是經(jīng)過冷卻之后的空氣（未完，下一頁(yè)）
|