第八期:汽车知识学习之涡轮增压系统

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涡轮增压控制系统的组成及工作原理

废气涡轮增压控制系统是利用发动机排出的废气能量来驱动增压装置进行工作的,其系统组成如图所示:

主要由涡轮增压器、冷却器和控制装置等组成。当发动机工作时,发动机排出的废气冲击安装在排气管道中的动力涡轮,使动力涡轮转动,同时,动力涡轮带动与其同轴的安装在进气管道中的增压涡轮,使其一同转动。增压涡轮相当于一个空气压缩机,可将进气管道内的空气增压后送给发动机,以增加发动机的进气量,提高发动机的输出功率。另外,为了降低增压后的空气温度,在进气管道中通常安装有冷却器,以对增压后的空气进行冷却为了对增压系统的压力进行控制,还装有压力传感器、电磁阀及控制单元等控制装置。

涡轮增压控制系统的控制过程

涡轮增压控制系统主要是对增压压力进行控制。根据其控制方法的不同,可分为旁通气道控制式和涡轮转速控制式两种。

旁通气道控制式涡轮增压控制系统

采用旁通气道控制式的涡轮增压控制系统,主要是控制废气流动的旁通阀受驱动气室的控制,而ECU控制释压电磁阀的工作。

①当ECU检测到进气压力在98kPa以下时,释压电磁阀不通电,释压电磁阀将通气口关闭,压缩空气经释压电磁阀进入驱动气室,气室膜片克服气室弹簧的压力将旁通阀打开,废气流经涡轮室使增压器工作。

②当ECU检测到进气压力高于98kPa时,ECU将释压电磁阀的搭铁回路接通,释压电磁阀将通气口打开,通往驱动气室的压缩控制被释放,气室膜片驱动旁通阀关闭,废气不经涡轮室而直接排出,增压器停止工作,进气压力将下降,直至进气压力降到规定的压力时,ECU又将释压电磁阀关闭,旁通阀又打开进入涡轮室的通道,增压器又开始工作。

涡轮转速控制式涡轮增压控制系统

有些增压控制系统中,通过控制增压器的转速来控制增压压力,ECU根据发动机的运行工况(加速、爆燃、冷却液温度、进气量等信号),确定增压压力的目标值,并通过进气管压力传感器来检测发动机的实际增压压力值,ECU工具实际增压压力与目标值的差值,控制电磁阀的开度,从而控制进入驱动气室的空气压力,改变切换阀的开度和喷嘴环的角度,从而控制废气涡轮增压器的转速,使实际增压压力符合发动机所需要的目标增压压力。

涡轮增压器的结构及工作原理

涡轮增压器是由涡轮室和增压器组成的机器,其外形如图所示:

涡轮室进气口与排气歧管相连,其排气口接在排气管上;增压器进气口与空气滤清器管道相连,其排气口接在进气歧管上。涡轮和叶轮分别装在涡轮室和增压器内,二者同轴刚性连接。

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室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮通过转动压缩由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入汽缸。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汽缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应地增压燃料量和调整一下发动机的转速,就可以增加发动机的输出功率了。

增压后的空气冷却

中冷器是增压系统的一部分。当空气被高比例压缩后会产生很高的热量,从而使空气膨胀密度降低,而同时也会使发动机温度过高造成损坏。为了得到更高的容积效率,需要在注入汽缸之前对高温空气进行冷却。这就需要加装一个散热器,原理类似于水箱散热器,将高温高压空气分散到许多细小的管道里,而管道外有常温高速流过的空气或冷却水,从而达到降温目的。由于这个散热器位于发动机和涡轮增压器之间,所以又称作中央冷却器,简称中冷器,如图所示。

整个涡轮增压系统就差不多讲完了,其实非常的简单,当动力需要的时候,涡轮增压开始工作,因其温度过高,需要中冷器冷却,然后供发动机使用。

当然,涡轮增压也是需要散热以及润滑的,所以,平常保养的时候,一定要记得加好的机油,最好是全合成的机油,这样可以有效地延长涡轮增压的寿命。如果保养的可以,一个涡轮增压器用个二三十万公里是没有任何问题的。

以上是发动机涡轮增压系统的讲解,明天维修技师将继续为大家讲解汽车知识。

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