电控可变截面增压系统检修.ppt

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1、2009.1学习情境5：电控辅助系统检修项目5.2：电控VGT系统检修2009.11.废气涡轮增压器的结构和工作原理所谓增压就是将空气预先压缩然后再供人气缸，以期提高空气密度、增加空气量的一项投术。由于迸气量增加，可相应地增加循环供油量。从而可以增加发动机的功率，同时还可以改善燃油经济性和排放性能。其中柴油机上广泛采用的是废气涡轮增压，实现空气增压的装置是涡轮增压器。涡轮增压器由涡轮机和压气机构成。将发动机排出的废气引人涡轮机，利用废气所包含的能量推动涡轮机叶轮旋转，并带动与其同轴安装的压气机叶轮工作，新鲜

2、空气在压气机内增压后进入气缸，工作原理如图1所示。增压后的车用发动机功率可以和比它排量大40%的发动机功率相媲美。一、废气涡轮增压器的结构、工作原理和种类2009.1一、废气涡轮增压器的结构、工作原理和种类图1涡轮增压器工作原理2009.12.废气涡轮增压器种类废气涡轮增压器主要有三类：普通自由浮动增压器、旁通式涡轮增压器和可变喷嘴涡轮增压器。（1）普通自由浮动增压器增压发动机在大负荷、高转速运转时，具有输出功率大、经济性好的特点，但车用发动机经常在低速大转矩的工况下运行，需要较高的转矩储备系数。而普通增压

3、柴油机的转矩特性较平坦，随增压度的提高，其转矩特性变差，不能满足车辆的要求。涡轮增压发动机在宽广的转速范围内运行，而固定流通截面的高压比涡轮增压器在发动机低速时，其压比将明显下降，不能和发动机在整个运转工况保持良好的匹配。一、废气涡轮增压器的结构、工作原理和种类2009.1（2）旁通式涡轮增压器增压器按低速大转矩工况匹配，在高转速工况时，利用放气阀在涡轮前放走一部分废气。涡轮前的放气阀由增压压力自动控制，当发动机转速超过一定大小时，增压压力便克服弹簧阻力使放气阀打开开始放气。该方法由于放气阀的开启，会造成较

4、大的损失，使发动机高速时的经济性变差。不适于高速大功率较多工况的发动机。旁通式涡轮增压器工作原理图如图2所示。一、废气涡轮增压器的结构、工作原理和种类2009.1一、废气涡轮增压器的结构、工作原理和种类图2旁通阀式涡轮增压器工作原理图2009.1（3）可变截面涡轮增压器可变截面涡轮增压器通过改变涡轮的流通截面来实现与柴油机在各个车速工况下的最佳匹配。所有的工况点与发动机都有良好的匹配，使发动机的性能都达到最佳。图3为奥迪A6电控柴油机可变截面涡轮增压器，图4和图5为其结构与工作原理图。控制连杆通过控制连杆定

5、位销带动调整环转动，通过导向销、轴带动叶片旋转，当叶片位置转动时，涡轮的流通截面相应改变。流通截面越小，废气的流速越大，同时涡轮的输出功率越大，增压比相应越高。当发动机处于不需要高增压比的情况下，叶片处于另外的极限位置，废气的流动损失也越小。一、废气涡轮增压器的结构、工作原理和种类2009.1一、废气涡轮增压器的结构、工作原理和种类图3奥迪A6电控柴油机废气涡轮增压器的结构2009.1一、废气涡轮增压器的结构、工作原理和种类图4可变涡轮增压器结构1.传动拉杆2.摇臂3.传动销轴4.叶片5.支撑环6.转动盘A

6、-接膜盒式真空执行器2009.1一、废气涡轮增压器的结构、工作原理和种类小的叶片角度=狭窄的进气通道大的叶片角度=宽阔的进气通道图5可变截面涡轮工作原理图2009.13.废气涡轮增压器调节的目的轿车柴油机上的废气涡轮增压器系统采用的是可调增压器，这与载货汽车柴油机不一样。载货汽车柴油机一般采用固定截面的增压器，能实现发动机与增压器的良好匹配。虽然此时增压压力随转速降低而下降，但由于发动机的转速变化范围不大，一般在的2500r/min以下，且强化程度不高，即使不采用增压器的调节措施，发动机与增压器仍能实现良好

7、的匹配。一、废气涡轮增压器的结构、工作原理和种类2009.1轿车柴油机具有工况变化频繁且转速变化范围宽(最高转速可达5000r/min)等特点,因此，要求增压器在宽广的工况范围内有良好的流通特性和较高的效率。然而传统形式的涡轮增压器的涡轮喷嘴截面积或进气通道截面积的大小是固定的，面径比A/R值(A---通道人口最小截面积，R---涡轮中心与通道人口最小截面中心的距离)恒定不变。因而难以同时满足发动机低速和高速的全面要求。如果保证发动机在最大转矩点时有足够的增压压力，则在发动机标定转速时，就要出现过高的增压压

8、力。这就带来发动机过高的机械负荷和涡轮增压器的严重超速，这是不允许的。若以考虑发动机额定转速时所需要的增压压力，则在发动机低速时，增压压力就下降过多，不能保证足够的转矩。人们提出了补燃法、放气法等方法解决上述问题。但从能量利用的角度来说，这些方法是不经济的。显然，在这种情况下，只能求助于可调增压器，使发动机在某转速以上保持不变的增压压力，或分阶段地实现调节.一、废气涡轮增压器的结构、工作原理和种类2009.1长城