《废气涡轮增压系统检修》学习手册

《废气涡轮增压系统的检修》学习手册知识要求4.4.1 增压系统的作用及类型内燃机增压装置可在发动机工作容积和转速不变的条件下，通过压缩供燃料燃烧所需的空气，提高进入气缸内的空气质量，进而提高发动机功率。

内燃机增压装置一般称为“增压器”，增压器可分为机械增压器、废气涡轮增压器和气波增压器三种类型。

机械增压器所需的压缩功率取自发动机曲轴（发动机与增压器机械耦合）。

废气涡轮增压器所需的压缩功率取自废气中的能量（发动机与增压器流体耦合）。

气波增压器所需的压缩功率同样取自废气能量，但需要一个机械驱动装置（机械与流体耦合）。

下面主要讲述废气涡轮增压系统。

废气涡轮增压器由两个流体机械组成，即涡轮和压气机，它们装置一个共同的轴上，利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，带动同轴的叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。

在废气涡轮增压系统中，涡轮增压器的涡轮位于发动机的排气管路上，被发动机排出的废气推动旋转，并带动与其同轴的压气机泵轮工作。

泵轮位于发动机的进气管路上，它转动时使进气管内的空气压力升高。

新鲜空气经压气机增压后进入气缸，因此气缸的进气量提高，如图4-4-1所示。

图4-4-1 废气涡轮增压系统的模型1-排气管；2-涡轮机及涡轮；3-压气机及泵轮；4-进气管4.4.2 废气涡轮增压系统的组成和工作原理一个整体的涡轮增压器是由涡轮室和增压器组成，涡轮室进气口与排气歧管相连，排气口接在排气管上；增压器进气口与空气滤清器管道相连，排气口接在进气歧管上，涡轮和叶轮分别装在涡轮室和增压器内，二者同轴刚性联接，涡轮增压结构联接如图4-4-2所示，图4-4-3是涡轮增压的实物图。

图4-4-2 涡轮增压器的结构图图4-4-3 涡轮增压器的实物图涡轮增压器利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。

当发动机转速增快(当加速的时候)，废气排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和调整一下发动机的转速，这样就可以增加发动机的输出功率了。

如图4-4-4所示。

图4-4-4 涡轮增压系统的工作原理示意图在现有的技术条件下，涡轮增压器是唯一能使发动机在“工作效率不变”的情况下增加“输出功率”的机械装置。

一般能使发动机增加输出功率在10%到40%左右。

汽油机采用增压技术后，爆燃的倾向增大。

为了获得较好的效果，很多系统将点火正时调节与增压压力调节相结合来进行控制。

因为如果只是单一地降低增压压力，则会引起发动机运行性能降低；另外由于涡轮增压发动机的排气温度较高，也不宜单独采用调节点火正时的方法来控制爆燃，否则高温废气对涡轮有不利影响。

通常，对于爆燃的第一反应是减小点火提前角，一旦达到点火延迟极限（该极限根据废气的温度而改变）后，为进一步减少爆燃倾向，采取降低增压压力的方式。

当爆燃消失时，又将点火提前角调节至最佳值，以使发动机输出更可能大的转矩。

当点火提前角达到最佳时，再慢慢地增加增压压力。

4.4.3 废气涡轮增压系统常见的问题及解决办法在装备带涡轮增压器发动机的车辆中，用户抱怨车辆高速行驶时，涡轮增压器有类似哨声或其它声音的异响，由于涡轮增压器存在故障而造成排气冒蓝烟或车辆加速动力不足现象。

在检查过程中常见的问题是涡轮增压器有漏油的现象，漏油常发生在涡轮增压器与进油管及出油管的连接处；有些涡轮增压器是在进气增压侧或排气侧的气道内有油迹，严重的甚至有残存的机油；还有些在涡轮增压器进气部分和排气部分中间的连接处往外渗油。

产生的原因是多样的，下面介绍常见的几种情况。

1．涡轮增压器的工作温度高达900到1000℃,这样高的工作温度就对增压器的冷却和润滑提出了更高的要求。

要求司机在驾驶车辆高速行驶后，不要立即关闭点火开关，让车辆怠速运行5至8分钟。

如果机油的热量得不到及时地散失，在增压器叶轮轴的密封环和径向轴承处会形成结焦或积炭，如图4-4-5所示。

图4-4-6为正常涡轮增压器图片。

形成的结焦和积炭会破坏密封和润滑，润滑受到破坏后会加大磨损，进一步破坏密封。

最终导致漏油的发生或引起异响，严重的甚至会发生卡滞。

图4-4-5 有结焦的增压器图4-4-6 正常的增压器2．涡轮增压器除了工作温度高外，其工作转速也非常高，全负荷工作状态下其转速可达每分钟18到20万转。

高速运转的叶轮轴对动平衡要求非常高，在对抱怨车的检查中发现有很多用户没有按车辆保养要求对车辆进行定期保养，不及时更换空气滤清器。

使空气中的粉尘和微粒进入进气道，将进气增压轮片打伤磨损如图4-4-7所示，图4-4-8为正常的涡轮增压器叶轮。

破坏动平衡，致使磨损增大，导致漏油和异响。

另外空气清器堵塞会造成涡轮增压器进气端压力不足，这样就会引起进气端与排气端压力不平衡，增大磨损。

正常工作情况，进气端和排气端的空气压力大于密封腔内机油压力，担当进气压力不足时机油压力就会高于进气端的压力，将机油从密封腔中抽出。

所以按保养要求定期更换空气滤清器是非常重要的。

图4-4-7 损伤的叶轮图4-4-8正常的涡轮增压器叶轮3．还有的涡轮增压器漏油是由于进油管和出油管接头处密封不良引起的，如图4-4-9所示。

图4-4-9 接口处漏油4．有个别涡轮增压器的异响是由于增压器的进气端或排气端与近气歧管或排气管连接处密封不严产生漏气造成的，如图4-4-10所示。

图4-4-10 接口密封处密封不严导致异响5．对于涡轮增压器渗油引起的排气冒蓝烟现象，很多都是在车辆怠速或车辆频繁启动和停止时发生的。

因为在这种工况下，涡轮增压器气道内压力不平衡，很容易将内部的机油抽出，从而产生蓝烟。

6．引起车辆动力不足的原因也较多，对于涡轮增压器引起的动力不足现象，常常是由于涡轮增压器叶轮轴磨损卡滞或进气增压轮被进入气道的异物磨损造成的，如图4-4-11所示。

也有的是因为人为的调节了真空调节器的螺母位置造成排气阀工作失效造成的，如图4-4-12所示。

真空调节器控制涡轮增压器的旁通阀在适当的时候打开或闭合。

真空调解器螺母的位置在出厂前是经过专用设备严格校正过的，此位置既能很好的保证排气端的排气压力，从而保证发动机有足够的功率，又能保证进气压力不至于过大而损坏系统。

在出厂后螺母位置不允许被调节。

正常情况下调节器螺母位置如图4-4-13所示，螺纹连接处图有密封胶。

图4-4-11 进气叶轮被磨损图4-4-12 螺母位置被调过图4-4-13 出厂时螺母的位置对于上面常出现的问题，解决办法如下：1．对于漏油的涡轮增压器请仔细检查漏油的位置，如果是从油管连接处漏油，如上面提到的第3种原因，不用更换涡轮增压器，只要进行密封处理就可以了。

2．如果确定为涡轮增压器气道内漏油，请检查进气系统和空气滤清器是否清洁，建议车辆按保养要求定期保养。

若车辆按要求进行正常保养又出现涡轮增压器内部气道漏油的，一般为用户使用不当形成结焦造成的。

可以向用户解释涡轮增压器发动机的使用注意事项，并向用户推荐使用高品质的机油，防止再次发生损坏。

3．对于异响的车辆，请认真检查异响是否是油与管路接口处密封不严造成的，如上面提到的第4种原因，如果是此种原因造成的不用更换涡轮增压器，只需更换密封垫、做密封处理就可以了。

4．对于车辆动力不足的，要认真确定此问题是否是涡轮增压器引起的。

如果确定为涡轮增压器引起的，还要检查真空调节器的螺母位置是否松动，如上面提到的第6种原因，如果正常，应按照正常的检修方法对增压系统进行检查，确认增压器损坏，必须更换。

5．对于车辆排气冒蓝烟的，要认真确定此问题是否为涡轮增压器漏油引起还是其他原因引起。

若只是在车辆行驶的前几十里有冒蓝烟现象，以后蓝烟逐渐消失；或车辆只在怠速行驶时有冒蓝烟现象，正常行驶后蓝烟消失，一般情况下不会是涡轮增压器已损坏，而是其它原因造成的，要找出其它原因。

因此，为了防止涡轮增压器停转和早期损坏，发动机的机油油面高度必须符合规定，并定期更换机油及机油滤清器。

空气滤清器及进气系统必须保持良好的状态，否则进入发动机的灰尘将损坏压气机叶轮的叶片。

保持冷却系统状态完好，以保证正常的增压器寿命。

当涡轮增压系统发生故障时，车辆会出现加速无力、达不到最高车速、油耗上升、排气冒黑烟、排气冒蓝烟、机油消耗异常等现象。

除上面介绍的几种原因之外，还有涡轮增压系统的电气系统或者机械系统有故障。

如增压压力控制电磁阀可能会出现线圈老化、断路故障；控制电路可能会出现断路、短路和接触不良故障；发动机控制模块可能会出现程序错乱、硬件损坏故障；增压压力控制电磁阀可能会出现卡死、堵塞故障；膜片执行器可能发生损坏等故障。

技能要求4.4.4 利用诊断仪对废气涡轮增压系统进行检修以大众AWL 1.8T涡轮增压发动机为例：1．检测增压控制（1）选择“读取测量数据块”（功能08）及显示组25，屏幕显示：（2）全负荷（节气门全开）进行路试，发动机转速为4000r/min时查看显示区4（增压控制电磁阀的占空比）：（3）显示区域4的规定值为5%~95%。

如没有达到规定值，通过改变发动机速度使占空比在规定值范围内。

（4）查看显示区2（经校正的发动机规定负荷），其规定值为0.00~8.00ms。

屏幕显示：（5）查看显示区3（发动机实际负荷），其规定值与显示区2中经校正的发动机规定负荷相同（公差为±0.3ms）。

发动机实际负荷超出公差范围，可能是下列故障造成的：①增压控制电磁阀有电气故障。

②增压控制系统的软管松动，漏气或阻塞。

③增压控制电磁阀N75阻塞。

④涡轮增压器与进气歧管之间有漏气之处。

⑤旁通阀机构发卡或不灵活。

⑥涡轮增压器损坏（涡轮被异物卡死）。

2．增压控制电磁阀的诊断仪检测（1）从增压控制电磁阀（N75）上拆下软管，接上辅助软管，起动执行元件诊断，并触发增压控制电磁阀（N75），屏幕显示：（2）电磁阀将发出咔嚓响，并打开和关闭（通过向辅助软管吹气检查）。

如果电磁阀无咔嚓声应对增压压力控制电磁阀进行电气检查。

（3）当没有电信号时，电磁阀常闭。

如电磁阀有咔嚓声但不正常地打开和关闭，应更新增压控制电磁阀（N75）。

3．增压控制电磁阀（N75）的电气检测（1）检查增压压控制电磁阀（N75）的电阻拔下电磁阀的导线插接器，用数字万用表的电阻档进行测量，如图4-4-14所示，其值应在25~35Ω之间。

如超出规定范围，更换新的增压压力控制电磁阀（N75）。

如果在规定范围内，应检查增压压力控制电磁阀的供电。

图4-4-14 检测增压控制电磁阀图4-4-15 增压压力控制电磁阀的插座（2）增压压控制电磁阀（N75）供电的检测将数字万用表（的电压测量档）串接在搭铁及触点1（图4-4-15）之间，使起动机短时工作，其电压规定值为蓄电池电压。