帕萨特1.8T轿车废气涡轮增压系统原理与检修

1 帕萨特 1 8T 轿车废气涡轮增压系统原理与检修 1 废气涡轮增压系统的作用 一般发动机当空燃比达到某一值后 再增加燃 油 除了黑烟和未燃尽的燃油排到大气中外 不会 产生更多的功率 发动机供油越多 黑烟就越浓 油耗就越高 污染就越重 为获得更大的功率 目 前在一些较高挡次的汽车发动机上陆续安装废气涡 轮增压器 废气涡轮增压发动机是利用发动机排出 废气的能量将进入气缸的新鲜空气预先进行压缩 使发动机获得更高的充气效率 由于增加了压缩空 气的量 所以允许喷入较多的燃油 使发动机在尺 寸不变的条件下产生更大的功率并具有更高的燃烧 效率 降低了油耗 2 废气涡轮增压系统结构与原理 2 1 废气涡轮增压系统组成 帕萨特 1 8T 轿车搭载的发动机有 AWL 和 BGC 等 其上装有的废气涡轮增压系统由废气涡 轮增压器和增压压力控制系统组成 废气涡轮增压器的实物如图 1 所示 由涡轮室 和压气机室组成 在涡轮室上有两个废气接口 一 个与发动机的排气总管相对接 位置设在涡轮径向 中心上方 另一个与三元催化器相对接 位置设在 涡轮的轴向中心部位 进入涡轮壳内的废气最终进 入三元催化器进行催化净化 在压气机室上也有 两个接口 一个与空气滤清器相对接 位置设在压 气机叶轮的轴向中心部位 另一个接口即高压空气 出口 经过压缩的空气提高了压力 密度和含氧量 通过管道进入中冷器 增压空气冷却器 进行降温 最终经节气门体 进气总管 进气歧管充入气缸 图 1 废气涡轮增压器实物图 增压压力控制系统 主要由发动机控制单元 J220 增压压力传感器 G31 位于发动机舱 左侧增压空气冷却器的上部 增压压力限制电磁 阀 N75 位于发动机舱齿形皮带罩右侧 增压 压力调节单元 增压器空气再循环电磁阀 N249 位于发动机舱进气歧管下方 机械式空 气再循环阀 真空罐以及连接管路等组成 如图 2 所示 2 2 废气涡轮增压器工作原理 废气涡轮和压气机叶轮安装在同一根轴上 当 废气气流冲击涡轮时 涡轮高速旋转 同时带动压 气机叶轮以相同的速度旋转 经空气滤清器滤清的 洁净空气被吸入压气机室 压缩后压力升高 通过 管道进入中冷器冷却 而后进入气缸 从而提高了 发动机的充气效率 2 1 活性碳罐 2 活性碳罐电磁阀 N80 3 活性炭罐单向阀 4 空气滤 清器 5 废气涡轮增压器 6 燃油压力调节器 7 接制动助力器 8 单向阀 在制动助力器与进气歧管之间 9 抽气泵 10 单向阀 11 真空罐 12 曲轴箱通风装置 13 单向阀 在活性碳罐与进气歧 管之间 14 增压空气冷却器 带增压压力传感器 G31 15 节气 门控制单元 J338 16 增压器空气再循环阀 N249 17 进气歧管 18 增压压力调节单元 19 增压压力限制电磁阀 N75 20 机械式空 气再循环阀 21 曲轴箱通风压力调节阀 图 2 废气涡轮增压系统在发动机上的布置情况 2 3 增压压力控制系统工作原理 增压压力调节单元安装在涡轮增压器前端 其 膜片式控制阀通过橡胶软管经增压压力限制电磁阀 N75 与增压器压气机外壳出口相连接 涡轮室 内的废气旁通阀由增压压力调节单元的膜片阀通过 推杆控制 当冲击涡轮的废气量增加 涡轮转速加 快 增压压力提高 当增压压力达到一定值时 增 压压力调节单元内膜片阀移动 通过推杆和杠杆使 废气旁通阀打开一个角度 此时冲击涡轮的废气量 减少 涡轮转速下降 相应地增压压力也下降 如 图 3 所示 如增压压力继续增大 则旁通阀开度 也增大 从而实现对增压压力的自动调节 图 3 涡轮增压器结构示意图 增压压力限制电磁阀 N75 上有三个管口 A B C 通过橡胶软管分别与增压器压气机出 口 增压压力调节单元及低压进气管 压气机入口 相连接 如图 4 所示 发动机控制单元根据需要以 占空 比方式给增压压力限制电磁阀通电 改变加在增压 图 4 增压压力限制电磁阀 N75 压力调节单元膜片阀上的气压以调节增压压力 在 中低速小负荷时 增压压力限制电磁阀的 A 端与 B 端连通 允许增压压力调节单元自动调节增压 压力 在加速或高速大负荷时 该电磁阀由发动机 控制单元以占空比的方式供电 低压通气端与另两 端连通 使加在增压压力调节单元膜片阀上的压力 下降 废气旁通阀开度减小 增压压力提高 占空 3 比越大增压压力越高 机械式空气再循环阀并联安装在压气机出口的 软管与低压进气管之间 如图 5 所示 该阀有 3 个 管接头 两根粗管 A B 分别与增压器压气机出口 的高压软管和压气机入口的低压进气管相连接 细 管 C 通过真空管与增压器空气再循环电磁阀 N249 相连接 阀内有真空膜片 当膜片室的真空度较小 时 机械式空气再循环阀不开启 当有较大真空度 a 实物图 b 结构示意图 图 5 机械式空气再循环阀 作用于膜片上时 阀开启 增压后的部分空气又返 回低压进气管 增压器空气再循环电磁阀 N249 安装在进气歧 管下面 如图 6 所示 阀上的三个管接头 A B C 分别与进气歧管 机械式空气再循环阀和真空罐相 连接 该阀受发动机控制单元控制 不通电时进气 歧管与机械式空气再循环阀的膜片室相通 通电时 真空罐与机械式空气再循环阀的膜片室相通 在发 动机怠速或小负荷工况时 进气歧管的真空度较大 发动机进气不需要增压 此时增压器空气再循环电 磁阀不通电 进气歧管的真空度作用于机械式空气 再循环阀使阀开启 增压器压气机出口的高压空气 流回到低压端 此时增压器不起作用 在车辆高速 行驶急减速时 节气门突然关闭 瞬间增压器需要 卸荷 因此时进气歧管内的真空度不足以开启机械 式空气再循环阀 故发动机控制单元将立即给增压 器空气再循环电磁阀 N249 通电 使真空罐与机械 式空气再循环阀接通 在真空罐强大的真空吸力作 用下阀开启 增压器被卸荷 增压器卸荷的目的是 使增压器压气机室至节气门前存在的高压压力瞬间 被卸掉 使压气机叶轮旋转的阻力不致过大 这样 一是减轻高压气体对压气机叶轮的冲击 二是能使 涡轮增压器保持在较高的转速 使增压器在需要时 能更迅速地向发动机提供所需的增压压力 减小涡 轮增压器的 迟滞 现象 图 6 增压器空气再循环电磁阀 N249 增压空气冷却器安装在废气涡轮增压器之后 节气门之前 其作用是将增压后的较热空气进行冷 却以增加密度 提高进气量 增压压力传感器 G31 安装在空气冷却器出口处 用于检测冷却后 的进气压力 4 3 故障诊断 废气涡轮增压系统出现故障会造成增压压力降 低 使发动机进气量减少 功率降低 而导致增压 压力低的故障经常有 1 增压压力限制电磁阀损坏 2 增压压力调节单元损坏或连接管路损坏 3 机械式空气再循环阀损坏 4 增压器空气再循环电磁阀损坏或连接管路损 坏 5 废气涡轮增压器与进气管之间漏气 6 废气涡轮增压器自身损坏 重要部件的检查方法如下 1 检查增压压力限制电磁阀 N75 和增压器 空气再循环电磁阀 N249 将金奔腾 彩圣 JBT CS538T 汽车故障检测 仪与该车的自诊断插座连接 接通点火开关 操作 检测仪 键入 01 4 进入测试执行元件功能菜单 依次激活两个电磁阀 正常的话每个都应能听到咔 嗒咔嗒的响声 从增压压力限制电磁阀 N75 上拔下连接软管 和电插头 用万用表测量线圈阻值 正常值应为 25 35 如图 7 所示 直接给电磁阀供 12V 电 注意极性要与实车相同 并同时用软管吹气检查 正常情况下不通电时 A 与 B 应通 通电时 A B C 应互通 用万用表测量增压器空气再循环电磁阀 N249 的阻值 正常值应为 27 30 直接给电磁阀供 12V 电 正常情况下不通电时 A B 两端应相通 通电时 B C 两端应相通 2 检查增压压力调节单元及连接管路 让发动机怠速运转 5min 之后急踩油门使发 动机转速迅速升高到 5000r min 增压压力调节单 元的推杆应能正常移动 无卡滞现象 3 检查机械式空气再循环阀 从车上拆下机械式空气再循环阀 通过软管将 该阀真空管接头 C 端 与手动真空泵连接 扳动 真空泵产生吸力 此时 A B 两端应相通 放开真 空泵解除真空 A B 两端应迅速截止且密封良 好 图 7 增压压力限制电磁阀 N75 线圈电阻的测量 4 正确使用与维护 涡轮增压器工作转速很高 最高可达 180000r min 所以对润滑和自身清洁度的要求很 高 多年的经验告诉我们 造成涡轮增压器故障的 主要原因是润滑问题 例如润滑油供油滞后 节流 缺少 变质或油里有杂质等 其次是外来杂物进入 压气机叶轮或废气涡轮 因此既要有良好的维护保 养习惯 特别是对空气滤清器和机油滤清器的维护 保养 同时也要有良好的驾驶习惯 1 发动机起动后不可立即急踩油门踏板起步 运行 应先怠速运转 3 5 min 之后才能起步行 驶 这是为了使机油温度升高 流动性变好 让增 压器能得到充分润滑 特别是当环境温度过低或车 辆较长时间停放不用时更需这样做 2 长距离高速运行的车辆停车后发动机不可 立即熄火 应怠速运行 3 5min 待机体温度降下 来后再熄火 否则机油润滑中断 涡轮增压器内部 的热量无法被机油带走 而此时涡轮仍在高速旋转 容易造成涡轮增压器转轴与轴套之间 咬死