廢氣渦輪增壓系統結構、原理與檢修

邱海峰

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

關鍵詞：車用發動機；廢氣渦輪；增壓系統；控制原理；檢修

車用發動機增壓主要是經由壓氣機來增加加氣的密度，該項技術一經推廣就得到了較為廣泛的應用，在應用過程中具有效率高、經濟性的重要優勢。在驅壓的過程中，由于驅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，根據驅壓的方式的不同，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、廢氣渦輪增壓系統的結構

廢氣渦輪增壓系統能夠在發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動機。目前，汽油發動機也越來越多地安裝了渦輪增壓系統。渦輪增壓系統常常被應用于具有較大承載力的發動機內，它會按照發動機的具體的承載力來設計流動的路線，經過渦輪增壓器對于進入增壓器的空氣進行相應的壓力調節，逐漸增強進入增壓器內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供油量，最終實現提高增壓系統燃燒效率、減少燃燒成本的目的。在國內，有很多品牌的汽車內部使用的結構就是廢氣渦輪增壓系統，譬如奧迪、拍薩特等品牌的轎車。當前，在汽車的內部構造中，越來越強調節能環保的功效，為了有效達到這一目的，需要在汽車內部結構的燃燒效率及排放量上下功夫，而廢氣渦輪增壓系統在這方面具有較好的應用效果。

電控廢氣渦輪增壓控制系統具體由增壓器、釋壓電磁閥、氣動執行器以及旁通閥等構造所共同構成。經過該系統的旁通閥的開或者閉來實現對進入系統內部空氣的壓力調節。如果在系統開放的過程中有氣體流走，這時候則會相應降低系統內部的壓力。而系統旁通閥又是由ECU釋壓氣動執行器來展開相應的控制的，除了采用氣動執行器對旁通閥展開相應的控制外，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的壓力展開相應的控制，當然根據壓力的實際情況進行調節，當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，在內部結構中也增加了爆震反饋的重要控制功能，設置這種裝置的重要目的也是為了有效實現當進入系統結構內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掉，從而使進入到系統的壓力能夠恢復到正常的水平。

二、廢氣渦輪增壓系統的工作原理

具體來說，廢氣渦輪增壓系統主要是應用發動機開展工作的，發動機在運行過程中會排出高溫、廢氣來驅動其它裝置如增壓渦輪來實現其功效。廢氣渦輪增壓系統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的工作，主要通過加熱的廢氣在較短時間內的膨脹來實現對進入其內的空氣的壓縮，從而達到提高發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實現相應的膨脹，才能夠有效推動渦輪旋轉。渦輪增壓器的主要構造包括壓氣機、渦輪及中間體三部分。就中間體來說，其內部構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，在應用過程中也具有較為緊密的聯系，能夠互相發揮作用。如前所述，進入渦輪增壓器內的空氣壓力不能過大，否則會對于發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節空氣中的壓力，使進入的空氣壓力剛好合適滿足發動機運行的要求。將廢氣旁通閥打開，就可以實現降低空氣壓力的重要目的，關閉廢氣旁通閥則會使壓力恢復至正常水平。

（三）中冷器

中冷器是廢氣渦輪增壓系統中的重要裝置，在汽車內部構造中非常常見的一類裝置，其重要作用在于實現熱交換。如果進入汽車系統內的壓力過大、溫度過高，中冷器能夠對進入的空氣溫度達到較好的調節作用，降低過高的空氣溫度，從而有效防止爆炸現象的出現。中冷器的具體安裝位置在于渦輪增壓器和燃燒室的中間。當空氣進入到渦輪增壓器后，溫度會相應增高，這時就需要應用中冷器展開相應的調節，當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，經過中冷器處理過的空氣的溫度也會得到相應的降低，這對于發動機的損害是較小的，也能夠防止爆破現象的出現。

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[BT6]廢氣渦輪增壓系統的工作原理圖

三、廢氣渦輪增壓系統檢修

在廢氣渦輪增壓系統運行過程中，由于使用時間等條件的限制，使得廢氣渦輪增壓系統在使用過程中不可避免地會出現障礙，障礙的出現將會給渦輪增壓系統的使用帶來較大的影響，譬如會產生諸如發動機使用功率不能夠滿足應用的要求、排氣不通暢導致冒濃煙、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會產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出現問題的主要因素有以下幾個方面：首先，渦輪增壓系統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等等。為了有效避免各種故障的出現，需要對廢氣渦輪增壓系統展開相應的檢查與維修，具體應從以下幾個方面做起：

（1）首先，需要注意仔細檢查發動機的各項裝置運行是否正常，如檢查發動機的運行條件、壓縮、泄漏以及燃料供給系統的運行等等。假如在檢查過程中發現發動機的燃料供給充足且燃料的質量能夠滿足使用要求，則需要再對發動機各項裝置的運行展開相應的檢查，如發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準展開，在運行過程中又沒有任何摩擦的現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，可能會導致發動機的運行出現相應的問題，使之不能夠正常運轉，也會造成渦輪增壓系統的壓力不能夠得到有效調節，出現壓力過大或者過小的現象。

（3）再次，檢查關于空氣濾清器的過濾情況，看其是否有漏氣現象的出現。具體的檢測方法為在進氣系統內部加入適量的丙烷，檢測發動機的轉速是否正常以及真空度，除此之外，也要檢測相應的HC水平。當加入丙烷后，發動機的轉速以及真空度都會相應的得到增加，而HC水平則會出現下降。

（4）最后，對渦輪增壓器展開相應的檢測，具體包括三個方面的內容：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，除此之外，也需要仔細觀察它們是否有損壞的狀況，如果有這類現象應注意及時報修；其二，除了檢查渦輪的外部是否有磨損現象，在渦輪內部由于軸承擺動過大，或者燃料中含有雜質等也會對渦輪內部造成一定的損傷。在檢查過程中，可以用手對渦輪旋轉，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的檢修，在轉動過程中還應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動困難等問題；再次，在渦輪增壓系統中，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運行正常，應注意根據規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、結語

綜上所述，車用發動機的增壓在汽車的運行及發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增壓。為了保證廢氣渦輪增壓系統能夠正常使用，減少故障的出現，還需要對廢氣渦輪增壓系統展開相應的檢查與維修。

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