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渦輪增壓器中電磁閥結(jié)構(gòu)與測(cè)試方法

2018-05-07 10:40:56·  來(lái)源:汽車高速電磁閥  
 
當(dāng)代社會(huì)車輛越來(lái)越多,為了能更有效的提高車輛的動(dòng)力和節(jié)省能源的消耗,渦輪增壓便應(yīng)時(shí)代而出。渦輪增壓技術(shù)的概念是在19世紀(jì)被Gottlieb Daimler(戴姆勒)和Rudolf Diesel(狄塞爾 ) 提出的,前者制造了世界上第一臺(tái)汽車后者發(fā)明了柴油發(fā)動(dòng)機(jī),但在當(dāng)時(shí)他們只是發(fā)現(xiàn)預(yù)壓縮空氣可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率。
一、渦輪增壓器及其電磁閥

1.1渦輪增壓器的歷史背景及未來(lái)發(fā)展

(1)渦輪增壓器的歷史背景
當(dāng)代社會(huì)車輛越來(lái)越多,為了能更有效的提高車輛的動(dòng)力和節(jié)省能源的消耗,渦輪增壓便應(yīng)時(shí)代而出。渦輪增壓技術(shù)的概念是在19世紀(jì)被Gottlieb Daimler(戴姆勒)和Rudolf Diesel(狄塞爾 ) 提出的,前者制造了世界上第一臺(tái)汽車后者發(fā)明了柴油發(fā)動(dòng)機(jī),但在當(dāng)時(shí)他們只是發(fā)現(xiàn)預(yù)壓縮空氣可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率。直到1905年,瑞士的工程師比希博士?jī)?yōu)化了這個(gè)提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率的概念,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)引入增壓技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)功率比沒(méi)有增壓技術(shù)的發(fā)動(dòng)機(jī)功率增大了約40%。因?yàn)樵?0世紀(jì)初期汽車剛發(fā)展,所以無(wú)法將這項(xiàng)技術(shù)廣泛應(yīng)用到民用汽車上。到1914年第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā),這項(xiàng)技術(shù)才初步應(yīng)用到飛機(jī)和坦克上,這是增壓技術(shù)發(fā)展的快速時(shí)期。在汽車用渦輪增壓的早期直到19世紀(jì)70年代,因渦輪增壓技術(shù)的不完善和能源的充足,這一技術(shù)在當(dāng)時(shí)沒(méi)有得到消費(fèi)者的認(rèn)可。直到19世紀(jì)70年代,因?yàn)槭臀C(jī)在當(dāng)時(shí)爆發(fā),致使石油與汽油價(jià)格上漲飛速,這個(gè)時(shí)候商用車市場(chǎng)中搭載渦輪增壓器的柴油車才逐漸被大眾所接受。此后的四十多年里,渦輪增壓技術(shù)被世人認(rèn)識(shí)到它的重要性,所以它才能更快的發(fā)展,然后開(kāi)始越來(lái)越多的出現(xiàn)在民用車之中。它的易用性與出色性能和較低的能源消耗便受到了大家的歡迎。

(2)渦輪增壓器的未來(lái)與發(fā)展
隨著當(dāng)代科技的迅速發(fā)展,渦輪增壓器已經(jīng)發(fā)展為部件變少、轉(zhuǎn)速變高、體積變小、空氣壓縮比變優(yōu)?,F(xiàn)在在歐洲,帶有渦輪增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)達(dá)到了約50%,渦輪增壓的發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)變?yōu)榱颂嵘噭?dòng)力性能的主流方向了。隨著現(xiàn)在科技的不斷發(fā)展,新的耐高溫材料、平衡技術(shù)、微量潤(rùn)滑油軸承系統(tǒng)、電子控制的迅速發(fā)展,渦輪增壓技術(shù)在汽車上的應(yīng)用也會(huì)越來(lái)越成熟。伴隨著近年國(guó)際石油的價(jià)格上升,各個(gè)國(guó)家的環(huán)保意識(shí)不斷變強(qiáng),所以需要在汽車動(dòng)力機(jī)械動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保型方面達(dá)到平衡。因?yàn)閲?guó)家總體排放立法的不斷完善和機(jī)械制造技術(shù)的水平的迅速提高,渦輪增壓技術(shù)只有隨著時(shí)代的變化而改變才能得到更大的發(fā)展范圍。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)使用的渦輪增壓技術(shù)慢慢得到了廣泛應(yīng)用,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣中剩余能量也可以通過(guò)廢氣渦輪增壓系統(tǒng)得到利用,從而使節(jié)能減排這一時(shí)代主流得到真正的體現(xiàn)。從未來(lái)能源形勢(shì)來(lái)看,渦輪增壓技術(shù)可以作為一項(xiàng)有應(yīng)用前景的技術(shù)使得我國(guó)在未來(lái)的現(xiàn)代化建設(shè)中發(fā)揮的更好。

1.2渦輪增壓器基本工作原理及組成

以發(fā)動(dòng)機(jī)增壓方式可以分可為以下4類:(1)不用專門(mén)增壓裝置的增壓:有諧波增壓、動(dòng)力增壓與慣性增壓;(2)以發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣能量的驅(qū)動(dòng)方式增壓:有氣波增壓和廢氣渦輪增壓這兩種方式;(3)機(jī)械增壓:就是通過(guò)利用發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力來(lái)作為增壓能量增壓的;(4)復(fù)合增壓:即同時(shí)采用兩種形式的增壓。今天我們重點(diǎn)討論渦輪增壓。

帶有渦輪增壓系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是:以不增加發(fā)動(dòng)機(jī)排量為基礎(chǔ),但是可以較大幅度的提升了發(fā)動(dòng)機(jī)功率。沒(méi)有增壓功能的發(fā)動(dòng)機(jī)是通過(guò)形成真空從大氣中直接吸入空氣,而有渦輪增壓的發(fā)動(dòng)機(jī)是通過(guò)渦輪增壓系統(tǒng)使發(fā)動(dòng)機(jī)得到壓縮空氣的。因?yàn)檫M(jìn)入氣缸的空氣量變多了,所以發(fā)動(dòng)機(jī)才能噴入更多的燃油產(chǎn)生更大的功率,同時(shí)也擁有比較高的燃燒效率。所以當(dāng)一樣大小和同樣重量的發(fā)動(dòng)機(jī)在擁有渦輪增壓器后,可以產(chǎn)生較大的功率。另外它還有節(jié)能減排的優(yōu)點(diǎn),因?yàn)闇u輪增壓器給汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)供給了壓縮后的空氣,所以燃料可以在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸里得到更充分和更徹底的燃燒。而且發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管中的空氣經(jīng)常保持正壓力時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)也有一定的好處,新鮮空氣進(jìn)入氣缸可以清除殘留在燃燒室中的廢氣并且可以達(dá)到冷卻氣缸頭、活塞和氣門(mén)。總而言之,發(fā)動(dòng)機(jī)在加裝有廢氣渦輪增壓器后,不僅對(duì)保護(hù)環(huán)境和節(jié)約能源作出了貢獻(xiàn),而且功率和扭矩也大約增大了20%-30%。

1.2.1渦輪增壓器的基本工作原理
因?yàn)槠囋谑褂脧U氣渦輪增壓系統(tǒng)后可以得到更大的扭矩,并且同時(shí)又可以取得更大的發(fā)動(dòng)機(jī)功率。而這些都是通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)吸入的空氣被渦輪增壓器壓縮而實(shí)現(xiàn)的。空氣被壓縮了,所以在每一個(gè)吸氣沖程中會(huì)有更多的空氣,也就是說(shuō)在燃燒室中會(huì)有更多的氧氣進(jìn)去。這就是通過(guò)提高氧氣供給量,同時(shí)也增加了功率。渦輪增壓器其實(shí)也可以叫做空氣壓縮機(jī),它是利用廢氣流能量來(lái)進(jìn)行壓縮空氣從而增大進(jìn)氣量。所以渦輪增壓器的工作原理就是利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣流的慣性沖力推動(dòng)渦輪室內(nèi)的渦輪,然后渦輪和壓縮機(jī)輪是通過(guò)一根軸相連,渦輪帶動(dòng)壓縮機(jī)輪轉(zhuǎn)動(dòng),壓縮機(jī)輪就會(huì)壓送由空氣濾清器管道送來(lái)的空氣,使之增壓后進(jìn)入氣缸中參與作功行程。

渦輪增壓器中電磁閥結(jié)構(gòu)與測(cè)試方法


1.2.2工作過(guò)程
(1)利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出廢氣進(jìn)入到渦輪室內(nèi),廢氣流推動(dòng)渦輪排氣端渦輪葉輪并使之轉(zhuǎn)動(dòng)。這時(shí)渦輪帶動(dòng)與之同軸相連的另一側(cè)的壓縮機(jī)葉輪也同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。
(2)壓縮機(jī)的葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)把空氣從進(jìn)風(fēng)口吸進(jìn)壓縮機(jī)內(nèi),然后空氣就會(huì)經(jīng)葉片的旋轉(zhuǎn)壓縮后,再被輸入進(jìn)壓縮通道進(jìn)行二次壓縮,最后這些被壓縮后的空氣被注入到氣缸內(nèi)參與燃燒。
(3)如果發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)有中冷器,壓縮空氣在進(jìn)入氣缸前會(huì)先流經(jīng)中冷器,中冷器會(huì)降低空氣被壓縮后所產(chǎn)生的溫度并提高空氣密度,從而防止發(fā)動(dòng)機(jī)爆震。
(4)氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生的廢氣從排氣歧管排出后,再進(jìn)入渦輪,然后重復(fù)以上的動(dòng)作再次壓縮空氣。

1.2.3主要部件
(1)渦輪增壓器
渦輪增壓系統(tǒng)中最重要的部件當(dāng)然是渦輪增壓器,并且渦輪的外形和蝸牛背上的殼相似,所以才叫渦輪增壓器。渦輪增壓的系統(tǒng)中提高容積效率的核心部件是渦輪增壓器本體,它的主要結(jié)構(gòu)是:進(jìn)氣端、排氣端和中間的渦輪軸。進(jìn)氣端包括有壓縮機(jī)殼體、壓縮機(jī)出風(fēng)口、壓縮機(jī)葉輪。排氣端包括有渦輪殼體、渦輪出風(fēng)口、渦輪葉輪。渦輪軸就是負(fù)責(zé)連接兩個(gè)殼體的。并且軸承室安裝有負(fù)責(zé)連接并承托起壓縮機(jī)葉輪、渦輪機(jī)葉輪,渦輪軸,和機(jī)油入口、機(jī)油出口等。
(2)渦輪軸
渦輪軸雖然看起來(lái)就是一個(gè)簡(jiǎn)單的金屬管,但實(shí)際上它肩負(fù)著120000-160000r/min 轉(zhuǎn)動(dòng)與超高溫的精密零件。材料的精細(xì)加工和應(yīng)用是所有渦輪機(jī)工作的核心技術(shù),它采用的是傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)-渦輪軸軸瓦軸承。它只是一個(gè)金屬管,但渦輪和壓縮機(jī)只有通過(guò)它連接才能高速地轉(zhuǎn)動(dòng)。
(3)渦輪葉輪
葉片式渦輪葉輪,可以分為兩種:“水車”(葉片的形狀是直葉片設(shè)計(jì),廢氣產(chǎn)生的碰撞回旋的力量,可以直接與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的結(jié)合),和“風(fēng)車”葉片(形狀彎曲的葉片設(shè)計(jì),此外,對(duì)撞擊力的使用能有效地利用氣流,進(jìn)入葉片氣體的膨脹能量)。渦輪輪的直徑和葉片數(shù)會(huì)影響線性的功率,在理論上,葉片的數(shù)量越少,低速響應(yīng)就越差,但高速的爆發(fā)力和承受力是不可與比擬多葉片比擬的。
(4)壓縮機(jī)葉輪
葉片是所有渦輪增壓器的動(dòng)力源。但是壓縮機(jī)的葉輪和渦輪葉輪有著不同的功能,所以葉片的形狀就是不一樣的了。壓縮機(jī)葉輪基本上是如何有效地將空氣推入,壓縮空氣作為首要任務(wù),然后確定其形狀。
一般情況下,原來(lái)的渦輪壓縮機(jī)葉輪的葉片設(shè)計(jì)為全葉片,也就是說(shuō),葉片采用的是從頂部到末端的設(shè)計(jì)。為了增大吸入空氣的面積,提高高速旋轉(zhuǎn)的效率,又出現(xiàn)了大量的全葉片旁穿在安裝端安裝了一半的葉輪葉片(這樣的設(shè)計(jì)更常在改裝品上出現(xiàn))。
(5)旁通閥
排氣旁通閥啟閉是由ECU通過(guò)控制增壓壓力限制電磁閥來(lái)操控。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的ECU的工作狀態(tài),增壓壓力是由預(yù)設(shè)目標(biāo)增壓壓力確定,和增壓壓力傳感器檢測(cè)到的實(shí)際增壓壓力,然后根據(jù)差異來(lái)改變脈沖信號(hào)控制電磁閥的占空比,改變電磁閥控制開(kāi)啟時(shí)間。控制右室腔氣動(dòng)開(kāi)啟的氣體壓力,然后改變排氣旁通閥,排氣旁通控制量,精確調(diào)節(jié)增壓壓力。
(6)增壓壓力限制電磁閥N75
根據(jù)增壓壓力的操作狀態(tài)的電控制單元通過(guò)預(yù)設(shè)目標(biāo)增壓壓力確定,和增壓壓力傳感器檢測(cè)到的實(shí)際增壓壓力比較,然后根據(jù)差異來(lái)改變脈沖信號(hào)來(lái)控制電磁閥的開(kāi)啟和關(guān)閉的占空比,來(lái)改變電磁閥的開(kāi)啟時(shí)間、開(kāi)啟和改變排氣旁通閥控制量,從而達(dá)到準(zhǔn)確調(diào)節(jié)增壓壓力。

1.3 渦輪增壓器在汽車上應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn)
(1)優(yōu)點(diǎn)
A.增大馬力:大家都知道發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料在汽缸內(nèi)燃燒作功才可以得到功率,但是因?yàn)槲霘飧變?nèi)空氣量限制了燃料的輸入量,所以發(fā)動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的功率也就受到了限制。發(fā)動(dòng)機(jī)在最佳狀態(tài)下運(yùn)行時(shí),提高輸出功率只能通過(guò)壓縮更多的空氣進(jìn)入氣缸后再增加燃料量,才能增強(qiáng)燃燒功率。所以在目前的技術(shù)條件下,渦輪增壓器便是在機(jī)械裝置輸出功率不斷增加的情況下,使發(fā)動(dòng)機(jī)工作效率提高的唯一途徑。
B.節(jié)省燃油:由于發(fā)動(dòng)機(jī)工作行程壓縮空氣量的增加,降低了噴油量,從而降低了油耗。
C.改善排氣質(zhì)量:由于有足夠的壓縮空氣,使燃料燃燒充分,可大大提高排氣質(zhì)量,減少汽車尾氣有害物質(zhì)的排放,和減少溫室氣體二氧化碳,保護(hù)了環(huán)境。
D.有利于高原作業(yè):因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)在高原作業(yè)時(shí),海拔變高,燃油的燃點(diǎn)會(huì)降低,達(dá)不到設(shè)計(jì)時(shí)理想的輸出動(dòng)力,但是通過(guò)渦輪增壓系統(tǒng)增壓作用之后,就可以顯著的改善發(fā)動(dòng)機(jī)這一“水土不服”的弊病。

(2)缺點(diǎn)
渦輪遲滯:渦輪增壓器雖然可以輔助發(fā)動(dòng)機(jī)增加動(dòng)力,但它有缺點(diǎn)的,其中最明顯的便是“滯后響應(yīng)”,是由于葉輪在廢氣慣性作用使節(jié)氣變化的反應(yīng)慢,會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)延遲增加或減少輸出功率的現(xiàn)象?,F(xiàn)在,越來(lái)越多的渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)獲得更多的功率比自然進(jìn)氣發(fā)動(dòng)機(jī)的同一時(shí)間,要盡量減少了渦輪的滯后。努力使它接近線性性質(zhì)的自然進(jìn)氣發(fā)動(dòng)機(jī),使接近的渦輪機(jī)更易于驅(qū)動(dòng)和接近非渦輪機(jī)。
表現(xiàn):對(duì)于這種突然加速或超車的車。會(huì)有點(diǎn)瞬間提不上勁的感覺(jué),如果是渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)大,渦輪滯后,暗示它可能突然發(fā)力,對(duì)于正常駕駛來(lái)說(shuō)很難操控,甚至存在行車安全隱患。
影響因素:渦輪的滯后受諸多因素的影響,其中有渦輪尺寸大小、發(fā)動(dòng)機(jī)的排量、發(fā)動(dòng)機(jī)的改裝、渦輪軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣量、渦輪效率、進(jìn)氣損失等。一般來(lái)說(shuō),如果發(fā)動(dòng)機(jī)排量不相同,渦滯后越大那么渦輪越大,渦輪軸越重(轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越大)的渦輪滯后也就會(huì)越大等。

1.4渦輪增壓器類型和結(jié)構(gòu)圖
(1)帶旁通的廢氣渦輪增壓器
渦輪增壓器有兩個(gè)方面的問(wèn)題.
*在高轉(zhuǎn)速區(qū)時(shí),渦輪機(jī)轉(zhuǎn)速較高,得到空氣壓縮的比可能會(huì)過(guò)大。
*在低轉(zhuǎn)速區(qū)時(shí),渦輪機(jī)轉(zhuǎn)速較低,壓縮機(jī)葉輪轉(zhuǎn)速就會(huì)達(dá)不能達(dá)到所需要轉(zhuǎn)速。空氣壓縮的不夠緊。發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)不到理想的功率。
所以廢氣渦輪增壓器在結(jié)構(gòu)方面采用了一個(gè)折中的辦法,那就是加裝個(gè)廢氣旁通閥。在高速區(qū),廢氣的一部分不會(huì)進(jìn)入渦輪并直接通過(guò)旁路進(jìn)入排氣管。這就會(huì)得到發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳壓力和最大功率。
此系統(tǒng)在低轉(zhuǎn)速區(qū)不起作用。借助于旁通閥,旁通可以開(kāi)啟或關(guān)閉。



(2)帶可調(diào)節(jié)導(dǎo)向葉片的渦輪增壓器
在帶可調(diào)節(jié)導(dǎo)向葉片的廢氣渦輪增壓器(VGT增壓器=可變渦輪增壓器幾何形狀)是柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配置。VGT增壓器在廢氣渦輪增壓器中使用可調(diào)式導(dǎo)論葉片而非旁通閥,廢氣氣流通過(guò)可調(diào)式導(dǎo)論葉片影響渦輪。借助一個(gè)真空罐對(duì)調(diào)節(jié)葉片進(jìn)行操作。與帶有廢氣旁通閥的廢氣渦輪增壓器不同的是,VGT增壓器不僅可在高轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)提供所需的空氣壓縮比而且還能在整個(gè)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)提供所需的空氣壓縮比。





導(dǎo)輪葉片平置即進(jìn)口截面較窄時(shí),通過(guò)收縮作用使廢氣氣流加速并提高渦輪轉(zhuǎn)速。因此可在低轉(zhuǎn)速和滿負(fù)荷時(shí)迅速產(chǎn)生壓力。



廢氣流量增加或需要較低增壓壓力時(shí),可將導(dǎo)輪葉片調(diào)節(jié)到傾斜位置,即將廢氣氣流進(jìn)口截面增大。渦輪的增壓壓力和功率幾乎保持不變。



通過(guò)電磁閥和真空罐來(lái)調(diào)節(jié)導(dǎo)輪葉片。發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元ECU可以控制增壓壓力限制電磁閥。電磁閥可以接通真空和大氣壓力到真空罐的通道。電磁閥受控時(shí),最大真空壓力施加作用。真空罐將導(dǎo)輪葉片調(diào)節(jié)到傾斜位置。電磁閥斷電時(shí),大氣壓力對(duì)真空罐施加作用,導(dǎo)輪葉片被調(diào)節(jié)到傾斜位置。需要達(dá)到中間檔時(shí),就會(huì)通過(guò)控制電磁閥是真空值在大氣壓力與最大可能真空壓力之間變化。
因此發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元在調(diào)節(jié)過(guò)程中不斷根據(jù)所需增壓壓力調(diào)節(jié)導(dǎo)輪葉片的位置。

1.5渦輪增壓器系統(tǒng)所需的傳感器和電磁閥
渦輪增壓系統(tǒng)需要各個(gè)傳感器傳遞信號(hào)給ECU,ECU分析信號(hào)后再傳遞執(zhí)行信號(hào)給增壓壓力限制電磁閥N75,增壓壓力限制電磁閥可以控制廢氣旁通閥的開(kāi)度(導(dǎo)向葉片的位置),進(jìn)而控制增壓壓力。



圖7. 傳感器和電磁閥

(1)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元
新型的J248發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元配有功能強(qiáng)大的16位微處理器。通過(guò)改變電磁閥N75的工作比,發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元的高速運(yùn)算能力可以實(shí)現(xiàn)增壓壓力的最佳調(diào)節(jié)。
*進(jìn)氣管壓力傳感器和高度傳感器沒(méi)有電學(xué)方面的代號(hào),因?yàn)樗麄兌嘉挥诳刂茊卧獌?nèi)。
(2)增壓壓力傳感器
這個(gè)傳感器通過(guò)壓力管與渦輪機(jī)后面的進(jìn)氣管相連接,檢測(cè)到增壓壓力后,然后將得到的信號(hào)傳遞給ECU。
信號(hào)的使用:在計(jì)算旁通閥開(kāi)度(導(dǎo)向葉片位置)時(shí)需要增壓壓力值。
信號(hào)失靈產(chǎn)生的結(jié)果:如果傳感器失靈,導(dǎo)向葉片會(huì)處于在傾斜的位置。發(fā)動(dòng)機(jī)功率就會(huì)降低。
(3)高度傳感器
高度傳感器位于發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元里,它會(huì)把當(dāng)前環(huán)境氣壓傳輸給控制單元ECU。
信號(hào)的使用:ECU利用環(huán)境的氣壓值來(lái)作為增壓壓力調(diào)節(jié)的修正值,因?yàn)殡S著高度不斷的增加,空氣的濃度野就會(huì)不斷的降低。這個(gè)信號(hào)也用于廢氣再循環(huán)的調(diào)節(jié)。
信號(hào)失靈產(chǎn)生的結(jié)果:如果高度傳感器失靈,那么渦輪增壓器會(huì)以恒定功率按一個(gè)設(shè)定好的特征曲線去工作。但是這時(shí)有害物質(zhì)的排放值會(huì)變高,并且發(fā)動(dòng)機(jī)功率也可能會(huì)下降。
(4)進(jìn)去管溫度傳感器G72
進(jìn)去管溫度傳感器安裝在增壓空氣冷卻器后面的進(jìn)氣管上面。
信號(hào)的使用:ECU會(huì)把進(jìn)氣管溫度信號(hào)作為增壓壓力調(diào)節(jié)的修正值。這個(gè)信號(hào)可以修正溫度對(duì)增壓空氣密度的影響。
信號(hào)失靈產(chǎn)生的結(jié)果:當(dāng)傳感器信號(hào)失靈時(shí),ECU就會(huì)使用設(shè)定的一個(gè)替代溫度。此時(shí)可能出現(xiàn)功率下降。
(5)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器G28
通過(guò)這個(gè)傳感器可以得到曲軸轉(zhuǎn)速。
信號(hào)的使用:ECU計(jì)算系統(tǒng)控制的許多功能都要發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器的信號(hào)。此外計(jì)算以下列值時(shí)也需要:怠速的調(diào)整、燃料的噴射量、增壓的調(diào)整、噴射的時(shí)刻。
信號(hào)失靈產(chǎn)生的結(jié)果:當(dāng)沒(méi)有了轉(zhuǎn)速傳感器的信號(hào)時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)就不會(huì)啟動(dòng)了。如果發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中出現(xiàn)了信號(hào)失靈,發(fā)動(dòng)機(jī)就會(huì)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
(6)增壓壓力限制電磁閥N75
增壓限制電磁閥N75的壓力控制是通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元ECU控制的。在有排氣旁通閥的渦輪增壓器系統(tǒng)中,電磁閥會(huì)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元ECU的指示控制大氣壓的開(kāi)啟時(shí)間。根據(jù)增壓壓力和大氣壓力產(chǎn)生作用于壓力罐上的控制壓力。排氣旁通閥克服彈簧壓力,廢氣流分離。從渦輪的一部分流,另一部分的廢氣旁通閥進(jìn)入排氣管的方式是不使用的。當(dāng)電源不通時(shí)電磁閥將關(guān)閉,增壓壓力就直接作用于壓力罐。
在帶可調(diào)節(jié)導(dǎo)向葉片的渦輪增壓系統(tǒng)中,使用一個(gè)真空泵,該真空泵通過(guò)一個(gè)電子氣動(dòng)壓力轉(zhuǎn)換器作用到壓力罐上。同時(shí)壓力轉(zhuǎn)換器是被發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元控制。
(7)增壓器空氣再循環(huán)電磁閥N249
這是一種汽油發(fā)動(dòng)機(jī)增壓空氣循環(huán)閥,是由端蓋、空氣循環(huán)閥膜片、空氣循環(huán)閥定位支架、膜片彈簧和彈簧座,氣嘴,彈簧座,空氣循環(huán)閥膜片和空氣循環(huán)閥定位支架安裝在端蓋內(nèi),彈簧一端的內(nèi)端面與端蓋接觸,在彈簧座的一端的頂部的另一端,隔膜式空氣循環(huán)閥是安裝在彈簧座的外表面,空氣循環(huán)閥定位支架壓在膜式空氣循環(huán)閥上面。在空氣循環(huán)閥膜片的密封端面上設(shè)有圓弧形凸臺(tái),空氣循環(huán)閥定位支架??諝庋h(huán)閥定位支架圓周上有多個(gè)氣流孔,氣動(dòng)閥定位支架圓周上均勻設(shè)置有氣孔??諝庋h(huán)閥通過(guò)螺栓安裝在壓縮機(jī)出口處,空氣循環(huán)閥在彈簧作用下位于壓縮機(jī)氣體出口之處。
1.6渦輪增壓器中的電磁閥的結(jié)構(gòu)及工作原理
(1)渦輪增壓器中的增壓壓力限制電磁閥N75的結(jié)
構(gòu)



*增壓壓力限制電磁閥N75的工作原理
橡膠軟管分別與增壓器壓縮機(jī)出口、增壓壓力調(diào)節(jié)單元和低壓進(jìn)氣管(壓縮機(jī)入口)連接。發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元在工作循環(huán)中向電磁閥N75供電,以改變?cè)鰤簤毫φ{(diào)節(jié)單元隔膜閥上的壓力來(lái)調(diào)節(jié)增壓壓力。在低速時(shí),連接端的電磁閥和限壓的B端,使壓力調(diào)節(jié)裝置自動(dòng)調(diào)節(jié)增壓壓力;在加速或高負(fù)荷時(shí),電磁閥被發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元以占空比的形式供電,低壓一端連通其它兩端,所以壓力的壓降使增壓壓力調(diào)整單元的隔膜閥、排氣旁通閥的開(kāi)度減小,提高了增壓壓力,增壓壓力越大占空比也就越大。

(2)增壓空氣再循環(huán)閥N249的結(jié)構(gòu)



*渦輪增壓空氣再循環(huán)電磁閥N249的工作原理

空氣再循環(huán)電磁閥N249是安裝在進(jìn)氣歧管之下的。電磁閥上有三個(gè)管接頭,A與進(jìn)氣歧管相連接;B與機(jī)械式空氣再循環(huán)閥相連接;C 與真空罐相連接。電磁閥N249是發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元控制,和進(jìn)氣歧管與機(jī)械空氣再循環(huán)閥N249的隔膜室相通時(shí)不相通電,真空罐和空氣再循環(huán)閥的膜片室相通時(shí)通電。在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速或低負(fù)荷條件下時(shí),進(jìn)氣歧管的真空度越大,發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣不加壓,然后增壓空氣再循環(huán)電磁閥不通電時(shí),進(jìn)氣歧管真空應(yīng)用在機(jī)械空氣再循環(huán)閥打開(kāi)閥門(mén),高壓排氣渦輪增壓器壓氣機(jī)流回到低端,在這一次的增壓器不工作;當(dāng)車輛在高速行駛急減速時(shí),節(jié)氣門(mén)瞬間關(guān)閉,此時(shí)增壓器需要卸壓。所以,當(dāng)進(jìn)氣歧管真空度不足以打開(kāi)機(jī)械空氣再循環(huán)閥,此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元會(huì)立即向增壓空氣再循環(huán)電磁閥N249通電,真空罐和機(jī)械空氣再循環(huán)閥相通,電磁閥在強(qiáng)大的真空吸力下被打開(kāi),增壓器隨后泄壓。增壓器卸壓目的是,渦輪增壓器壓縮機(jī)室到節(jié)氣門(mén)的高壓被拆除,旋轉(zhuǎn)葉輪的阻力不會(huì)太大,這一是減少高壓壓氣機(jī)葉輪的沖擊,二是渦輪增壓器保持在一個(gè)高轉(zhuǎn)速、增壓器可以更迅速地提供所需的發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)所需要的增壓壓力,降低渦輪增壓器的滯后現(xiàn)象。

1.7渦輪增壓器中電磁閥的檢測(cè)與測(cè)試方法

1.7.1渦輪增壓器中增壓壓力限制電磁閥N75的檢測(cè)與測(cè)試方法
該電磁閥由控制單元以及拍方式(工作比)控制,可接通操作渦輪增壓器導(dǎo)輪葉片調(diào)節(jié)真空罐的控制壓力。

*增壓壓力限制電磁閥N75診斷儀檢測(cè)
從增壓壓力限制電磁閥N75上拆下軟管,接上輔助軟管,然后啟動(dòng)執(zhí)行元件進(jìn)行診斷,同時(shí)觸發(fā)增壓壓力限制電磁閥N75,電磁閥會(huì)發(fā)出咔嚓聲,檢查打開(kāi)和關(guān)閉(需要向輔助軟管吹氣進(jìn)行檢查)。如果電磁閥無(wú)咔嚓聲,然后就對(duì)對(duì)增壓壓力限制電磁閥N75進(jìn)行電氣檢測(cè)。
*增壓壓力限制電磁閥N75的電氣檢測(cè)

(1)檢測(cè)增壓壓力限制電磁閥N75的電阻



拔下電磁閥N75的插頭,測(cè)量電磁閥兩觸點(diǎn)間的電阻,規(guī)定值:25-35歐姆。如果沒(méi)有達(dá)到規(guī)定值,就需要更換了。

(2)檢測(cè)增壓壓力限制電磁閥N75的供電



將電磁閥接上12V的電(注意極性要與實(shí)車相同)然后同時(shí)用軟管吹氣,并進(jìn)行檢查,通常情況下,不通電A應(yīng)該與 B 接通,通電時(shí)A、B、C 都應(yīng)該互相接通。

(3)檢測(cè)增壓壓力限制電磁閥N75的觸發(fā)情況



拆下電磁閥N75的導(dǎo)線插頭,然后把二極管試燈串接在端子1和2之間,并啟動(dòng)執(zhí)行元件的診斷功能,觸發(fā)電磁閥N75,二極管的試燈應(yīng)閃亮。

1.7.2增壓空氣再循環(huán)閥N249的檢測(cè)與測(cè)試方法

(1)測(cè)量該閥兩觸點(diǎn)之間的電阻:規(guī)定值在21-30歐。如果沒(méi)有未達(dá)到規(guī)定值,就應(yīng)該更換增壓空氣再循環(huán)閥N249。
(2)檢查增壓壓力調(diào)節(jié)閥壓力控制單元



*檢查條件

發(fā)動(dòng)機(jī)溫度不能低于60℃、進(jìn)氣和排氣系統(tǒng)沒(méi)有泄漏。

*檢查步驟

首先拔下增壓壓力限制電磁閥N75之后,再啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),瞬間加速到最高轉(zhuǎn)速后觀察,這時(shí)候2應(yīng)運(yùn)動(dòng),當(dāng)2沒(méi)有運(yùn)動(dòng)時(shí),就應(yīng)該去檢查電磁閥杠桿1是否能活動(dòng)自如,如果發(fā)現(xiàn)卡滯現(xiàn)象,應(yīng)更換渦輪增壓壓力調(diào)節(jié)閥。如果杠桿1能運(yùn)動(dòng)自如,但是2不動(dòng),也應(yīng)該要更換渦輪增壓壓力調(diào)節(jié)閥。

二、渦輪增壓器的常見(jiàn)故障和其使用及維護(hù)注意事項(xiàng)

2.1廢氣渦輪增壓的常見(jiàn)故障

(1)壓氣機(jī)的喘振:當(dāng)進(jìn)氣系統(tǒng)被堵塞(如空氣濾清器濾芯被異物堵塞或進(jìn)氣管因積塵而使渦輪增壓器吸氣阻力變大),所造成發(fā)動(dòng)機(jī)增壓壓力降低和波動(dòng),使發(fā)動(dòng)機(jī)功率損失,產(chǎn)生黑煙的工作不平衡。
(2)增壓器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有產(chǎn)生強(qiáng)烈的振動(dòng)和噪音:增壓器強(qiáng)烈振動(dòng)的主要原因是轉(zhuǎn)子軸磨損嚴(yán)重。渦輪和泵輪的損壞或著損壞轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡引污泥振動(dòng)和噪音的產(chǎn)生。當(dāng)噪聲可以清楚地聽(tīng)出是金屬摩擦產(chǎn)生的聲音,就可以清楚地確定是由于軸承松動(dòng),才導(dǎo)致渦輪葉輪或著壓縮機(jī)葉輪與殼體之間摩擦;也可能是渦輪葉輪與壓縮機(jī)葉輪變形了,導(dǎo)致與殼體間的摩擦。如果是周期性噪聲,那么有可能是局部粉塵沉積或渦輪或壓縮機(jī)葉輪變形導(dǎo)致。
(3)增壓壓力下降:增壓的壓降是一個(gè)綜合性故障,主要原因是轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速下降。一般來(lái)說(shuō),當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)處于額定轉(zhuǎn)速(2500轉(zhuǎn)/分)時(shí),增壓器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速可達(dá)15~20萬(wàn)轉(zhuǎn)/分,使壓力達(dá)到額定值。如果是渦輪或壓縮機(jī)輪葉片變形損壞、軸承和軸磨損等原因,都會(huì)使轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速下降,導(dǎo)致壓力降低。壓降會(huì)直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。
(4)渦輪端或泵輪端排油:渦輪增壓器的轉(zhuǎn)子軸采用全浮式軸承,為了保證其潤(rùn)滑,從發(fā)動(dòng)機(jī)主軸直接通向輸油管道,使渦輪增壓器的軸承腔向轉(zhuǎn)子軸提供潤(rùn)滑。為了不讓油進(jìn)入到渦輪殼和泵輪殼之內(nèi),活塞環(huán)密封圈就會(huì)分別安裝在軸承的兩端了。如果轉(zhuǎn)子軸磨損時(shí),轉(zhuǎn)子軸線的徑向間隙就會(huì)變得過(guò)大,密封圈也就失去了它的作用。平時(shí)要是由于潤(rùn)滑條件不當(dāng),也會(huì)使密封環(huán)磨損,損壞會(huì)造成密封失效,導(dǎo)致汽輪機(jī)或泵端的“油”故障。變得嚴(yán)重時(shí),排氣管和消聲器就會(huì)形成很多的石油和焦炭,增加了排氣阻力,降低了增壓器反映速度,發(fā)動(dòng)機(jī)的功率就會(huì)下降。而且在泵輪端,排油嚴(yán)重時(shí),會(huì)導(dǎo)致渦輪增壓器的管道中存在大量的油,使中冷器被油污堵塞一部分,從而增加了進(jìn)氣阻力,進(jìn)而使發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降。所以,如果發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)的油消耗突然變大了,第一點(diǎn)就要檢查是不是發(fā)動(dòng)機(jī)本身的問(wèn)題,如果不是那么應(yīng)去檢查渦輪增壓器是否嚴(yán)重排油了。
(5)增壓器轉(zhuǎn)子軸卡死或被燒損嚴(yán)重而停止運(yùn)轉(zhuǎn):增壓器的軸承被燒壞,渦輪和泵輪葉片被異物損壞。嚴(yán)重?zé)齻麜r(shí),可能會(huì)使軸斷裂。

2.2渦輪增壓器增壓壓力過(guò)高或過(guò)低的原因

2.2.1增壓壓力過(guò)高
(1)增壓壓力限制電磁閥N75損壞。
(2)連接增壓壓力限制電磁閥N75的管路破損。
(3)增壓器內(nèi)增壓壓力調(diào)節(jié)閥卡在了打開(kāi)位置。
(4)渦輪增壓器與進(jìn)氣歧管之間的漏氣。
(5)機(jī)械式空氣再循環(huán)閥損壞。
(6)空氣再循環(huán)電磁閥N249損壞。
(7)渦輪增壓器損壞。

2.2.2增壓壓力過(guò)低
(1)增壓壓力調(diào)節(jié)閥壓力單元損壞。
(2)增壓壓力控制單元軟管漏氣。
(3)渦輪增壓器內(nèi)的增壓壓力調(diào)節(jié)閥被卡在了關(guān)閉位置。

2.3渦輪增壓器噪聲

1.同步噪聲:
機(jī)理:轉(zhuǎn)子的動(dòng)平衡和渦輪增壓器中間體振動(dòng)量與同步異響有關(guān)。其機(jī)理是葉輪轉(zhuǎn)子在高速時(shí)受到轉(zhuǎn)子不平衡的干擾。
特征:增壓器轉(zhuǎn)頻和噪音的頻率相同??梢圆捎猛奖O(jiān)測(cè)中間體的振動(dòng)噪聲和渦輪增壓器轉(zhuǎn)速,去進(jìn)行分析和識(shí)別。?
優(yōu)化措施:控制VSR(Vibration Sorting Rig) G level。

2.亞同步噪聲:
機(jī)理:軸承油膜振蕩和轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)造成。
特征:振動(dòng)及噪聲的頻率是渦輪轉(zhuǎn)頻0.4至0.5倍。(howlingnoise)可以采用同步監(jiān)測(cè)渦中間體振動(dòng)噪聲和渦輪增壓器轉(zhuǎn)速,去進(jìn)行分析識(shí)別。
優(yōu)化措施:減小軸承間隙,優(yōu)化中間體的振動(dòng)。

3. 旋轉(zhuǎn)噪聲:
機(jī)理:旋轉(zhuǎn)噪聲是由葉輪產(chǎn)生的氣體渦流噪聲。由于葉輪葉片通過(guò)舌尖部分的旋轉(zhuǎn),經(jīng)過(guò)大的壓力變化,從而在葉輪振動(dòng)的振動(dòng)中有較大的影響作用,然后由渦輪葉片的周期性振動(dòng)引起的噪音。
特征:基頻為葉片數(shù)和渦輪轉(zhuǎn)頻的乘積。
優(yōu)化措施:增加葉片數(shù)量;優(yōu)化渦殼間隙;增加渦殼舌尖尺寸。

4.喘振噪聲:
機(jī)理:當(dāng)流量過(guò)低的時(shí)候,葉片擴(kuò)壓器與工作輪進(jìn)口處的氣流和壁面分離就可能會(huì)引起喘振。分離所產(chǎn)生的空氣渦流沖擊損失就會(huì)開(kāi)始增加。并且當(dāng)流量小于一定值時(shí),氣流的分離將可能擴(kuò)展到整個(gè)葉片擴(kuò)散器和工作輪通道,就會(huì)使氣流產(chǎn)生強(qiáng)烈的振蕩和回流。
特征:。渦輪增壓器工作曲線接近喘振線或外界;有寬頻帶噪聲,容易出現(xiàn)瞬態(tài)工況,主觀越明顯;空氣濾清器出口處、壓縮機(jī)出口風(fēng)管之間進(jìn)氣歧管的管道內(nèi)的氣流會(huì)有短暫回流的現(xiàn)象。
解決措施:增壓器匹配不當(dāng)時(shí),更換增壓器;泄壓閥控制;

5.Whoosh noise
機(jī)理:高壓比、低流量會(huì)使渦輪增壓器的工作曲線太靠近喘振線或邊際喘振區(qū)域,由于氣流和壁面分離產(chǎn)生壓縮機(jī)入口的壓力波動(dòng)。
特征:壓縮機(jī)入口和出口壓力波動(dòng)譜和噪聲譜對(duì)應(yīng)良好;壓縮機(jī)入口溫度上升在相應(yīng)的噪聲段;渦輪增壓器工作曲線由喘振線或邊緣喘振區(qū)過(guò)密。
優(yōu)化措施:(1)源頭優(yōu)化:怎樣才能讓渦輪增壓器工作曲線遠(yuǎn)離喘振線區(qū)域;(2)從傳輸路徑:向壓縮機(jī)入口或出口增加諧振腔。

2.4輪增壓器的使用注意事項(xiàng)

(1)渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)注意:汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)之后,應(yīng)先怠速運(yùn)轉(zhuǎn)三至五分鐘后再加油,這個(gè)做法可以提升機(jī)油溫度,提高流動(dòng)性,從而使渦輪增壓器軸承能得到充分的潤(rùn)滑,這是在冬季時(shí)的一個(gè)重要點(diǎn)。如果急加油,渦輪增壓器的轉(zhuǎn)子軸、軸承、密封圈等部件就會(huì)因缺油而過(guò)早磨損。對(duì)于較長(zhǎng)停車時(shí)間(超過(guò)一周)的車輛,增壓器必須在發(fā)動(dòng)機(jī)重新啟動(dòng)前進(jìn)行潤(rùn)滑。方法是將增壓器的進(jìn)油口松開(kāi),將干凈的同等級(jí)的機(jī)油倒入。同時(shí),當(dāng)更換了發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油、清洗或更換機(jī)油濾清器之后,都要按照上述方法先向渦輪增壓器加入一定量的潤(rùn)滑油后,才能啟動(dòng)車輛。
(2)渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)熄火注意事項(xiàng):發(fā)動(dòng)機(jī)在長(zhǎng)時(shí)間加載或運(yùn)行后不能立即關(guān)閉。這是因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作,油泵會(huì)把機(jī)油輸送至渦輪增壓器的轉(zhuǎn)子軸承使它能達(dá)到潤(rùn)滑和冷卻。但是如果發(fā)動(dòng)機(jī)熄火之后,油泵就會(huì)立即停止了工作,機(jī)油的壓力也就會(huì)迅速下降為零,這樣潤(rùn)滑油就中斷了,那么渦輪增壓器內(nèi)軸承殼內(nèi)高溫不能迅速散開(kāi)。而轉(zhuǎn)子渦輪增壓器仍然在高速轉(zhuǎn)動(dòng),這就會(huì)造成渦輪增壓器軸和軸之間的劇烈磨損,就會(huì)損壞軸承和軸。并且當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)突然熄火之后,排氣歧管所產(chǎn)生的溫度也就會(huì)很快傳遞到渦輪增壓器殼體的上面,增壓器內(nèi)部的機(jī)油就會(huì)因過(guò)熱而惡化,可能會(huì)形成積炭。過(guò)量的積碳會(huì)被堵塞進(jìn)油口,加速了渦輪軸與軸套之間的磨損。
那么正確的熄火方法應(yīng)該是:發(fā)動(dòng)機(jī)熄火前先怠速三至五分鐘,等增壓器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速和油溫有所下降后再熄火。并且嚴(yán)禁使用“加速熄火-空檔滑行”的操作方法,使油泵停止,造成渦輪增壓器損壞。而且應(yīng)該長(zhǎng)時(shí)間避免發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行空轉(zhuǎn),否則就會(huì)因怠速油壓力低,使渦輪增壓器轉(zhuǎn)子軸浮動(dòng)受到影響,然后致使密封圈和轉(zhuǎn)子軸軸承的早期磨損。
(3)渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)油品選擇:渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)裝配技術(shù)是高加工精度。所以,在選用渦輪增壓機(jī)油的時(shí)候,要選擇具有良好的耐磨性、耐高溫性的機(jī)油,只有這樣才會(huì)更容易建立起高強(qiáng)度的油膜。現(xiàn)在合成油或者半合成油都可以滿足這個(gè)要求,所以除了可以選擇原規(guī)定的機(jī)油外,也可以選擇合成油或半合成油等優(yōu)質(zhì)潤(rùn)滑油。
(4)經(jīng)常檢查渦輪增壓器的密封環(huán)是否破損:如果當(dāng)渦輪端油封失效時(shí),廢氣就可能通過(guò)密封環(huán)進(jìn)入到發(fā)動(dòng)機(jī)的潤(rùn)滑系統(tǒng)中,如果時(shí)間過(guò)長(zhǎng)就可能導(dǎo)致機(jī)油過(guò)早壞掉,此外,在低轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)油會(huì)通過(guò)密封環(huán)進(jìn)入排氣管,通過(guò)隨排氣從排氣管排出,造成排煙管;當(dāng)壓縮機(jī)油封失效時(shí),增壓器的油就會(huì)進(jìn)入到壓縮機(jī)殼體,隨空氣被吸入氣缸,造成機(jī)油過(guò)度消耗造成“燒機(jī)油”的現(xiàn)象,進(jìn)而導(dǎo)致氣缸內(nèi)的積碳增加。
(5)定期更換機(jī)油:因?yàn)闇u輪增壓器中轉(zhuǎn)子軸與軸承間的匹配度非常高,如果油過(guò)臟或不好,就會(huì)帶來(lái)雜質(zhì)或磨蝕。造成渦輪增壓器內(nèi)加速軸承磨損,或轉(zhuǎn)子軸和軸承的咬死。所以,要定期去更換機(jī)油,而且每次換油時(shí),都應(yīng)該更換機(jī)油濾清器。

2.5輪增壓器的維護(hù)注意事項(xiàng)

(1)當(dāng)空氣濾清器或空氣濾清器殼已拆下時(shí),請(qǐng)勿啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
(2)如果渦輪增壓器損壞,必須更換,首先應(yīng)檢查以下可能的原因,如有必要,應(yīng)一一排除。
*發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油的油量和油質(zhì)
*渦輪增壓器的使用條件
*連接渦輪增壓器的油管
(3)當(dāng)渦輪增壓器拆卸時(shí),必須封閉入口、出口和進(jìn)油口,防止灰塵或異物進(jìn)入。
(4)拆卸渦輪增壓器時(shí),不要跌落沖擊,不要?jiǎng)潅鬃冃蔚牟考?,如?zhí)行機(jī)構(gòu)和連桿。
(5)更換渦輪增壓器時(shí),也要查看油管中油泥和積碳,根據(jù)規(guī)定,必要時(shí)應(yīng)該清洗或更換。
(6)更換渦輪增壓器時(shí),要向進(jìn)油口內(nèi)加入干凈的機(jī)油,同時(shí)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)泵輪,來(lái)達(dá)到潤(rùn)滑軸承的效果。

三、具體車型渦輪增壓器中的電磁閥故障診斷分析和排除

案列一、
故障車輛信息:大眾凌渡1.4t、DCT變速箱、行駛里程4960km
故障現(xiàn)象描述:當(dāng)車輛在行駛時(shí),出現(xiàn)加速不平穩(wěn),功率不足,油耗增大,發(fā)動(dòng)機(jī)有噪音,發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈常亮。用6150B連接診斷接頭測(cè)試,得到故障碼:00564增壓壓力控制超出控制極限,靜態(tài)。
故障原因分析:增壓壓力限制電磁閥N75調(diào)節(jié)渦輪增壓器的入口壓力,參與的執(zhí)行器與傳感器有:

1、位于進(jìn)氣歧管上的進(jìn)氣溫度傳感器G42。
2、位于進(jìn)氣歧管上的進(jìn)氣壓力傳感器G71。
3、位于控制單元內(nèi)的環(huán)境壓力傳感器。
4、位于節(jié)氣門(mén)前的進(jìn)氣溫度傳感器G299。
5、位于節(jié)氣門(mén)前的增壓壓力傳感器G31。
6、增壓壓力限制電磁閥N75。

根據(jù)工作原理分析:進(jìn)氣溫度傳感器G42和進(jìn)氣壓力傳感器G71傳遞信號(hào)給發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元,(計(jì)算進(jìn)氣量),然后根據(jù)進(jìn)氣溫度傳感器G299和增壓壓力傳感器G31采集信息(計(jì)算增壓壓力),根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線的實(shí)際壓力調(diào)整。增壓壓力壓限制電磁閥N75調(diào)節(jié)廢氣從排氣渦輪的排氣量。當(dāng)節(jié)氣門(mén)全部打開(kāi)時(shí)J388給J632全時(shí)間信號(hào),增壓壓力傳感器G31壓力管道增壓壓力信號(hào)傳遞給J632,當(dāng)J632接受到信號(hào)時(shí),通過(guò)PWM控制限壓閥N75打開(kāi),在N75的調(diào)節(jié)下,增壓前和增壓后的壓力會(huì)形成一個(gè)合適的工作壓力。從而控制壓力控制單元,壓力單元控制流向渦輪的廢氣量,最后達(dá)到控制泵輪的轉(zhuǎn)速,進(jìn)而達(dá)到調(diào)節(jié)增壓壓力。
分析得到以下可能導(dǎo)致此故障的原因:

(1)渦輪增壓器故障。
(2)增壓傳感器故障。
(3)真空管路故障漏氣。
(4)增壓壓力限制電磁閥N75故障。
(5)發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元故障。
(6)線路故障。

診斷與排除:當(dāng)?shù)∷俚臅r(shí)空擋加油,連接6150B進(jìn)入到發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元,走自診斷,讀取115第4區(qū)得到的數(shù)據(jù)為1.4-1.5bar(這個(gè)數(shù)據(jù)為節(jié)氣門(mén)前的增壓壓力傳感器G31檢測(cè)到的渦輪增壓器的增壓壓力),所以基本可以排除增壓器本身的故障。當(dāng)試車時(shí)掛入前進(jìn)擋D,急加油時(shí),115組數(shù)據(jù)第3區(qū)為1.48bar(增壓理論值)第4區(qū)的最大值達(dá)到了2.2bar顯然遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出發(fā)動(dòng)機(jī)增壓最大值1.8bar(增壓實(shí)際值)。當(dāng)?shù)玫礁咴鰤簤毫π盘?hào)時(shí)候,發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元就會(huì)為了保護(hù)部件安全,然后就會(huì)限制發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力,也就會(huì)出現(xiàn)此車動(dòng)力不足的故障現(xiàn)象。

維修過(guò)程:在檢查增壓壓力限制電磁閥N75真空管路時(shí),并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有漏氣等故障,隨后檢測(cè)了電磁閥N75相關(guān)線路,也沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有短路斷路的,最后嘗試更換電磁閥N75后,故障消除。連接6150B讀取115組,第3區(qū)和第4區(qū)的數(shù)值很接近,同時(shí)最大第4區(qū)的數(shù)值接近1.8bar, 故障消除除。

當(dāng)知道是由于電磁閥N75的原因產(chǎn)生的故障,所以拔下電磁閥N75的插頭,用萬(wàn)用表測(cè)量電磁閥兩觸點(diǎn)間的電阻,得到電阻為無(wú)窮大,不在規(guī)定值25-35Ω之間,所以電磁閥N75損壞。

總結(jié);因?yàn)榇塑囋鰤簤毫ο拗齐姶砰yN75損壞,不能調(diào)節(jié)渦輪增壓器的進(jìn)氣壓力。增壓壓力傳感器G31在檢測(cè)到的增壓壓力大于1.8bar時(shí),會(huì)傳遞信號(hào)給發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元,發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元在得到增壓壓力信號(hào)后,就會(huì)為了保護(hù)部件發(fā)出信號(hào),從而限制發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力,也就會(huì)出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力不足的故障現(xiàn)象了。

四、結(jié)論

本文具體的介紹了汽車渦輪增壓器的歷史、渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)種類、工作過(guò)程、組成部件等等,使得我們可以更好的去認(rèn)識(shí)渦輪增壓。并且在文中詳細(xì)的介紹了渦輪增壓壓力限制電磁閥N75和增壓空氣再循環(huán)閥N249的檢測(cè)與測(cè)試方法。通過(guò)本項(xiàng)目學(xué)習(xí),可以知道渦輪增壓系統(tǒng)對(duì)汽車、能源和環(huán)境的影響,并且對(duì)日常使用帶有渦輪增壓的汽車的使用注意事項(xiàng)和常見(jiàn)故障的解決有一定幫助。
參考文獻(xiàn):梁濤《渦輪增壓器中電磁閥結(jié)構(gòu)與測(cè)試方式》
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