宝来可调式涡轮增压器工作原理参考.ppt

宝来可调式涡轮增压器工作原理 1.旁通支路式涡轮增压器 1.1 涡轮增压器工作原理 废气涡轮增压器见图1，发动机废气驱动涡轮转动，转速最高达10000r/min，涡轮带动压缩器叶轮转动空气经密度增大，每个进气冲程使进入气缸的空气量相应增多，氧含量随之增加，从而使燃烧效率提高，发动机功率增大。 发动机废气中含有热能和动能，利用这些能量可驱动涡轮增压器中的涡轮，废气失去了一步分能量，使温度降低。涡轮驱动压缩机将吸入的空气压缩，密度得以提高，但温度升高，又使增压的空气密度减小，所以压缩机与进气歧管间装有中冷器，吸入的空气在中冷器中再次被冷却，从而提高其密度。 1.2 涡轮增压器的缺点 涡轮增压器存在两个缺点： ①在发动机转速很高时，涡轮转速也很高。进气压力超出上限，使进气量超出需要。 ②发动机转速低时达不到涡轮需要的转速，进气压力低于规定下限，使空气量不能满足需要，发动机功率达不到规定要求，即增压滞后。 1.3 补救办法——旁通支路 补救的方法就是在涡轮增压器上加一旁通支路，见图2，当发动机转速较高时，部分废气走旁通支路而不通过增压器，从而保证不超过最佳压缩比，进而达到所要求的发动机功率。旁通支路在发动机怠速时几乎是关闭的，旁通路的开闭由真空模片室控制。 2、可调式涡轮增压器 2.1 可调式涡轮增压器优点 该种涡轮增压器采用可调式叶片代替旁通支路，可调式叶片控制作用在涡轮上的气流量。可调式叶片由真空模片室控制。其优点是： ①由于废气流量由可调式叶片控制，在发动机转速较低时也可保证大功率输出； ②作用于涡轮上较低的排气背压可降低发动机高转速时的油耗； ③由于充气压力达到最佳状态，从而在整个转速范围内提高了燃烧效率。 2.2 可调式涡轮增压器工作原理 作个举例，有两个管子，见图3，一个等截面，另一个变截面，如果两个管子内的压力相同，气体流过变截面管的速度要比等截面管的速度快的多，可调式涡轮增压器就是采用这一原理。 可调式涡轮增压器示意图见图4，图4是当发动机低转速时，因排气量小使废气流速减慢，涡轮转速随之降低，导致充气压力下降。此时驱动装置使叶片轴正时针旋转一角度，由此减小了废气流通截面，使其流速加快，涡轮转速也随之加快。这样使发动机低转速时涡轮转速也很高，仍能产生足够的充气压力。 图5是当发动机高转速时，因排气量大使废气流速加快，此时驱动装置使叶片轴逆时针旋转一角度，由此增加了废气流通截面，使其流速减慢，涡轮仍保持同样转速，充气压力保持恒定。 3、可调式涡轮增压器的结构 3.1 调整叶片 可调式涡轮增压器调整叶片见图6，叶片连同叶片轴一同安装在支承圈上，叶片轴后有一个导销，该销卡在调整圈内，调整圈转动致使叶片轴转动，最终使叶片转动，由此改变了废气流通截面积。调整圈由控制杆系驱动，控制杆系又由真空模片室驱动。 图7是发动机怠速时叶片的位置，叶片轴正时针正时针旋转到极限，进气口截面变小，废气流速增大，从而提高了涡轮转速，充气压力提高。图8是发动机高速时的叶片位置，叶片轴逆时针旋转到极限，进气口截面变大，从而使涡轮转速和充气压力恒定不变。 3.2 真空模片室 模片室的作用是根据电磁阀N75输送的真空，驱动控制杆系。图9是发动机怠速时，N75通电，模片室与真空源相通，叶片正时针旋转到极限。图10是发动机高速时N75不通电，模片室与大气相通，叶片逆时针旋转到极限。 3.3 电磁阀N75 发动机电控单元能迅速响应发动机转速的变化，通过调整电磁阀N75的电流占空比，使模片室获得相适应的真空度，将充气压力控制在最佳状态。 4.电控系统 4.1 电控单元J248 发动机电控单元J248在具有其它功能的同时，亦具有涡轮增压控制功能，J248配有高性能的16位微处理器，处理能力极强。涡轮增压电控系统元件图见图11，涡轮增压电路图见图12。 4.2 进气压力传感器 进气压力传感器安装在控制单元内部，用一根硬塑管连接到中冷器后的进气总管上，感知经增压并冷却后的进气压力，电控单元利用此信号来计算叶片角度。如果G信号中断，叶片将处于应急状态，即叶片逆时针旋转到极限，保持废气进气口截面积最大，此时失去充气压力可调功能