廢氣渦輪增壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、原理與檢修

邱海峰

摘要：車用發(fā)動機廢氣渦輪增壓系統(tǒng)由于其經(jīng)濟及高效率等優(yōu)勢得到了越來越廣泛的使用。本文主要分析了車用發(fā)動機廢氣渦輪增壓系統(tǒng)的基本控制原理，并對其檢修狀況展開了相應(yīng)的分析，希望對車用發(fā)動機廢氣渦輪增壓系統(tǒng)的運行與檢修有一定的借鑒性意義。

關(guān)鍵詞：車用發(fā)動機；廢氣渦輪；增壓系統(tǒng)；控制原理；檢修

車用發(fā)動機增壓主要是經(jīng)由壓氣機來增加加氣的密度，該項技術(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)濟性的重要優(yōu)勢。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)動機排量不變的情況下，提高其動力性能，降低為其排放，最初主要用于柴油發(fā)動機。目前，汽油發(fā)動機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)動機內(nèi)，它會按照發(fā)動機的具體的承載力來設(shè)計流動的路線，經(jīng)過渦輪增壓器對于進入增壓器的空氣進行相應(yīng)的壓力調(diào)節(jié)，逐漸增強進入增壓器內(nèi)的空氣密度以達到增壓的重要目的，在增加空氣密度的同時也能夠有效增加循環(huán)供油量，最終實現(xiàn)提高增壓系統(tǒng)燃燒效率、減少燃燒成本的目的。在國內(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，越來越強調(diào)節(jié)能環(huán)保的功效，為了有效達到這一目的，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現(xiàn)對進入系統(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，這時候則會相應(yīng)降低系統(tǒng)內(nèi)部的壓力。而系統(tǒng)旁通閥又是由ECU釋壓氣動執(zhí)行器來展開相應(yīng)的控制的，除了采用氣動執(zhí)行器對旁通閥展開相應(yīng)的控制外，有時還采用電磁閥進行控制。一般來說，ECU輸出較低的電平就能夠達到釋壓的重要目的。

ECU的主要工作原理為對進入系統(tǒng)的壓力展開相應(yīng)的控制，當(dāng)然根據(jù)壓力的實際情況進行調(diào)節(jié)，當(dāng)壓力較大時會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現(xiàn)當(dāng)進入系統(tǒng)結(jié)構(gòu)內(nèi)的壓力過大時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)動機開展工作的，發(fā)動機在運行過程中會排出高溫、廢氣來驅(qū)動其它裝置如增壓渦輪來實現(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，下面具體從這幾個方面來具體說明廢氣渦輪增壓系統(tǒng)的工作原理（如右圖所示）。

（一）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間內(nèi)的膨脹來實現(xiàn)對進入其內(nèi)的空氣的壓縮，從而達到提高發(fā)動機工作效率的重要目的。正是因為加熱的廢氣能夠在較短的時間內(nèi)實現(xiàn)相應(yīng)的膨脹，才能夠有效推動渦輪旋轉(zhuǎn)。渦輪增壓器的主要構(gòu)造包括壓氣機、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。

（二）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，進入渦輪增壓器內(nèi)的空氣壓力不能過大，否則會對于發(fā)動機裝置有一定的損害。而廢氣旁通閥的重要作用就在于調(diào)節(jié)空氣中的壓力，使進入的空氣壓力剛好合適滿足發(fā)動機運行的要求。將廢氣旁通閥打開，就可以實現(xiàn)降低空氣壓力的重要目的，關(guān)閉廢氣旁通閥則會使壓力恢復(fù)至正常水平。

（三）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，其重要作用在于實現(xiàn)熱交換。如果進入汽車系統(tǒng)內(nèi)的壓力過大、溫度過高，中冷器能夠?qū)M入的空氣溫度達到較好的調(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)空氣進入到渦輪增壓器后，溫度會相應(yīng)增高，這時就需要應(yīng)用中冷器展開相應(yīng)的調(diào)節(jié)，當(dāng)空氣溫度合適時再將其排入到燃燒室中去，進入到燃燒室的空氣是經(jīng)過冷卻之后的空氣，這時候的空氣氣體會收縮，空氣的密度也會相應(yīng)增大，這時就會達到將更多的空氣進入到燃燒室的重要目的，從而有效提高燃燒效率。另外，經(jīng)過中冷器處理過的空氣的溫度也會得到相應(yīng)的降低，這對于發(fā)動機的損害是較小的，也能夠防止爆破現(xiàn)象的出現(xiàn)。

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[BT6]廢氣渦輪增壓系統(tǒng)的工作原理圖

三、廢氣渦輪增壓系統(tǒng)檢修

在廢氣渦輪增壓系統(tǒng)運行過程中，由于使用時間等條件的限制，使得廢氣渦輪增壓系統(tǒng)在使用過程中不可避免地會出現(xiàn)障礙，障礙的出現(xiàn)將會給渦輪增壓系統(tǒng)的使用帶來較大的影響，譬如會產(chǎn)生諸如發(fā)動機使用功率不能夠滿足應(yīng)用的要求、排氣不通暢導(dǎo)致冒濃煙、燃料損耗較大致使燃燒效率低下、在運行過程中渦輪增壓系統(tǒng)會產(chǎn)生較大的噪聲影響正常使用等等問題。而引起渦輪增壓系統(tǒng)出現(xiàn)問題的主要因素有以下幾個方面：首先，渦輪增壓系統(tǒng)燃料補充不夠不能夠滿足正常使用；其次，燃料不純正，可能混有其它的物質(zhì)等等。為了有效避免各種故障的出現(xiàn)，需要對廢氣渦輪增壓系統(tǒng)展開相應(yīng)的檢查與維修，具體應(yīng)從以下幾個方面做起：

（1）首先，需要注意仔細檢查發(fā)動機的各項裝置運行是否正常，如檢查發(fā)動機的運行條件、壓縮、泄漏以及燃料供給系統(tǒng)的運行等等。假如在檢查過程中發(fā)現(xiàn)發(fā)動機的燃料供給充足且燃料的質(zhì)量能夠滿足使用要求，則需要再對發(fā)動機各項裝置的運行展開相應(yīng)的檢查，如發(fā)動機的點火系的擊穿電壓是否能夠點燃用于增壓的混合氣，點火的時間點是否準確等等。

（2）其次，直接用肉眼觀測軟管、墊片以及管道之間的連接是否按照正常標(biāo)準展開，在運行過程中又沒有任何摩擦的現(xiàn)象以及裝置本身是否有任何磨損的跡象。如果有類似這樣的問題，可能會導(dǎo)致發(fā)動機的運行出現(xiàn)相應(yīng)的問題，使之不能夠正常運轉(zhuǎn)，也會造成渦輪增壓系統(tǒng)的壓力不能夠得到有效調(diào)節(jié)，出現(xiàn)壓力過大或者過小的現(xiàn)象。

（3）再次，檢查關(guān)于空氣濾清器的過濾情況，看其是否有漏氣現(xiàn)象的出現(xiàn)。具體的檢測方法為在進氣系統(tǒng)內(nèi)部加入適量的丙烷，檢測發(fā)動機的轉(zhuǎn)速是否正常以及真空度，除此之外，也要檢測相應(yīng)的HC水平。當(dāng)加入丙烷后，發(fā)動機的轉(zhuǎn)速以及真空度都會相應(yīng)的得到增加，而HC水平則會出現(xiàn)下降。

（4）最后，對渦輪增壓器展開相應(yīng)的檢測，具體包括三個方面的內(nèi)容：其一，主要檢測具有用于增加壓力以及提供動力的渦輪是否能夠正常運轉(zhuǎn)，除此之外，也需要仔細觀察它們是否有損壞的狀況，如果有這類現(xiàn)象應(yīng)注意及時報修；其二，除了檢查渦輪的外部是否有磨損現(xiàn)象，在渦輪內(nèi)部由于軸承擺動過大，或者燃料中含有雜質(zhì)等也會對渦輪內(nèi)部造成一定的損傷。在檢查過程中，可以用手對渦輪旋轉(zhuǎn)，看渦輪帶給手的阻力是否是均勻的，如果不是均勻的可能存在一定的問題需要展開相應(yīng)的檢修，在轉(zhuǎn)動過程中還應(yīng)保證不能夠跟其它物體接觸，不能有較長時間的停滯或者轉(zhuǎn)動困難等問題；再次，在渦輪增壓系統(tǒng)中，對于軸承之間的間隙大小有著較高的要求，針對這一點，為了保證渦輪增壓系統(tǒng)運行正常，應(yīng)注意根據(jù)規(guī)定的軸承間隙要求對軸承的間隙展開較為詳細的檢測，如果渦輪增壓系統(tǒng)的軸承間隙不能夠滿足軸承間隙的基本要求，則需要更換渦輪渦輪增壓器。

四、結(jié)語

綜上所述，車用發(fā)動機的增壓在汽車的運行及發(fā)動過程中具有非常重要的意義，在具體增壓的過程中由于增壓方式的不同也會產(chǎn)生不同的增壓效果，但是總體來說，其增壓原理大致相似，廢氣渦輪增壓系統(tǒng)在運行過程中通過渦輪增壓器、廢氣旁通閥以及中冷器等來實現(xiàn)增壓。為了保證廢氣渦輪增壓系統(tǒng)能夠正常使用，減少故障的出現(xiàn)，還需要對廢氣渦輪增壓系統(tǒng)展開相應(yīng)的檢查與維修。

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