汽车电控系统检修课件：进气增压系统的检修

空气供给系统检修进气增压系统的检修学习目标知识目标能力目标素养目标1.了解谐波增压系统。1.掌握涡轮增压系统的工作原理。1.能够在工作过程中与小组其他成员合作、交流，养成团队合作意识，锻炼沟通能力。2.了解涡轮增压系统。2.掌握涡轮增压系统的检测方法。2.养成认识问题、分析问题和解决问题的能力。3.了解可变进气系统。3.掌握可变进气系统的工作原理。3.养成一丝不苟、精益求精的工匠精神。目录01谐波增压系统02废气涡轮增压控制系统03可变配气正时04一汽奥迪A61.8T（AEB）发动机涡轮增压系统的检修项目概述众所周知，进气增压系统是为了提升发动机的充气系数，进而提升发动机的输出功率。汽车发动机常用的增压系统有废气涡轮增压系统和进气谐波增压系统，也可以通过可变进气相位或气门升程提升发动机的充气系数。很多的汽车都配备了增压发动机，也就是说用一个增压器将更多的空气，压入发动机的燃烧室里，然后喷射更多的燃油，那么，可以达到小排量高功率输出的效果。所有这些发动机都有一个增压器，要么是涡轮增压器，要么是增压器，或者是两者都有。废气涡轮增压系统的工作过程如右图所示。01谐波增压系统谐波增压系统谐波增压系统，是用于提高发动机的输出功率和输出扭矩的，是通过在不同的驾驶情况下增加或减少进气量来实现的。在发动机低速或中速中等负荷下，需要限制进气量并提高进气速度，以改善燃油的雾化质量和燃烧效率；而在大负荷和高速工况下要求增加进气量，以提高发动机的输出功率和输出扭矩。谐波增压系统1.日产汽车发动机可变进气系统日产汽车发动机可变进气系统如下图所示。适用于红旗汽车，装有日产VG20发动机的车型。当发动机在低速中、小负荷工作时，转换阀关闭，进气会通过细长的进气管流入，可以提高进气流速，由于细长管的动态效应，改善了中低速的转矩特性，当发动机在高转速大负荷工作时，转换阀开启，空气流经短而粗的进气管道，大大提高了充气量，从而获得较大的效率。谐波增压系统2.奥迪V6发动机的可变进气系统奥迪轿车V6发动机的进气总管由上下两部分组合而成，安装在汽缸体V形夹角内。在上半部的各缸进气管口均装有一个进气增压控制阀，经连杆联动机构、真空膜盒和电磁真空间由ECU根据发动机转速进行控制。谐波增压系统在发动机静止状态和转速低于4100r/min时，该阀总是关闭，进气歧管路径长度长，进气谐波波长大，与中低转速相匹配，可获得谐波增压效果，使此时的输出转矩增大，如右图a所示。当发动机转速大于4100r/min时，各缸的进气增压控制阀由ECU控制一起打开，进气被短路，相当于进气歧管路径长度缩短，进气谐波波长变短，与高速相匹配，同样能产生谐波增压效果，使此时的输出最大功率增大，如右图b所示。02废气涡轮增压控制系统废气涡轮增压控制系统涡轮增压控制系统是一种动力增压控制系统，按其动力源的不同，可分为机械增压、废气涡轮增压、复合增压和气波增压等几种形式。目前汽车上应用较为广泛的是废气涡轮增压控制系统。废气涡轮增压控制系统1.废气涡轮增压控制系统的组成及工作原理废气涡轮增压控制系统是利用发动机排出的废气能量来驱动增压装置进行工作的，主要由涡轮增压器、冷却器和控制装置等组成。当发动机工作时，发动机排出的废气冲击安装在排气管道中的动力涡轮，使动力涡轮转动，同时，动力涡轮带动与其同轴的安装在进气管道中的增压涡轮，使其一同转动。增压涡轮相当于一个空气压缩机，可将进气管道内的空气增压后送给发动机，以增加发动机的进气量，提高发动机的输出功率。另外，为了降低增压后的空气温度,在进气管道中通常安装有冷却器，以对增压后的空气进行冷却；为了对增压系统的压力进行控制，还装有压力传感器、电磁阀及控制单元等控制装置。废气涡轮增压控制系统的组成及工作原理如右图所示。废气涡轮增压控制系统2.废气涡轮增压控制系统的控制过程废气涡轮增压控制系统主要是对增压压力进行控制。根据其控制方法的不同，可分为旁通气道控制式和涡轮转速控制式两种。（1）旁通气道控制式涡轮增压控制系统采用旁通气道控制式的涡轮增压控制系统，主要是控制废气流动的旁通阀受驱动气室的控制，而ECU控制释压电磁阀的工作。1）当ECU检测到进气压力在98kPa以下时，释压电磁阀不通电，释压电磁阀将通气口关闭，压缩空气经释压电磁阀进入驱动气室，气室膜片克服气室弹簧的压力将旁通阀打开，废气流经涡轮室使增压器工作。废气涡轮增压控制系统2）当ECU检测到进气压力高于98kPa时，ECU将释压电磁阀的搭铁回路接通，释压电磁阀将通气口打开，通往驱动气室的压缩控制被释放，气室膜片驱动旁通阀关闭，废气不经涡轮室而直接排出，增压器停止工作，进气压力将下降，直至进气压力降到规定的压力时，ECU又将释压电磁阀关闭，旁通阀又打开进人涡轮室的通道，增压器又开始工作。涡轮增压器实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。它是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，叶轮通过转动压缩由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入汽缸。废气涡轮增压控制系统（2）涡轮转速控制式涡轮增压控制系统有些增压控制系统中，通过控制增压器的转速来控制增压压力，切换阀驱动气室工作时可改变切换阀的开度，控制流过涡流室通道截面积，喷嘴环驱动气室工作时刻改变增压器喷嘴环的角度，控制涡轮叶片的角度，两个驱动气室的空气通道都装有受ECU控制的电磁阀。ECU根据发动机的运行工况（加速、爆燃、冷却液温度、进气量等信号）,确定增压压力的目标值，并通过进气管压力传感器来检测发动机的实际增压压力值。ECU工具实际增压压力与目标值的差值，控制电磁阀的开度，从而控制进入驱动气室的空气压力，改变切换阀的开度和喷嘴环的角度，从而控制废气涡轮增压器的转速，使实际增压压力符合发动机所需要的目标增压压力。废气涡轮增压控制系统3.废气涡轮增压器的结构及工作原理废气涡轮增压器是由涡轮室和增压器组成的机器，其外形如下图所示。涡轮室进气口与排气歧管相连，其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，其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，二者同轴刚性连接。涡轮增压器实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。它是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，叶轮通过转动压缩由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入汽缸。废气涡轮增压控制系统4.增压后的空气冷却中冷器是增压系统的一部分。当空气被高比例压缩后会产生很高的热量，使空气膨胀密度降低，而同时也会使发动机温度过高造成损坏。为了得到更高的容积效率，需要在注入汽缸之前对高温空气进行冷却。这就需要加装一个散热器，将高温高压空气分散到许多细小的管道里，而管道外有常温高速流过的空气或冷却水，从而达到降温目的。又称作中央冷却器，简称中冷器。大众EA2111.4T纵置发动机空气进气系统如下图所示。03可变配气正时概述发动机在低速运转时气流惯性小，需要相对较小的气门重叠角；发动机在高速运转时气流惯性大，需要相对较大气门重叠角。这样则会增加进气量和减少残余废气量，使发动机的换气过程趋于完善。四冲程发动机的进气迟后角和气门重叠角，应随发动机转速的升高而加大。如果气门升程也能随发动机转速的升高而加大，则将更有利于获得良好的发动机高速性能。可变配气正时的分类。现代轿车中所使用的可变配气正时有两种，分别为可变配气相位、可变气门升程。其中以大众公司的可变凸轮轴调节系统、丰田公司可变配气相位VVTi、本田公司的可变气门升程VTEC极具代表性。概述1.大众公司的可变凸轮调节系统大众公司的五气门双顶置凸轮轴发动机广泛采用可变凸轮轴调节系统，如ANQ、AEB、AWL等发动机。采用可变凸轮轴调节系统的发动机进气凸轮轴由排气凸轮轴通过链条带动，在改变链条上部或下部的长度时，将进气门转过一个相对角度。1）功率调整。调整功率时，链条下部短，上部长，进气门延迟关闭，进气管内气流流速高，汽缸充气量足。因此高转速时，功率大。如右图所示。概述2）扭矩调整。凸轮轴调整器向下拉长，于是链条上部变短，下部变长。因为排气凸轮轴被齿形带固定了，此时排气凸轮轴不能被转动，进气凸轮轴被转过一个角度，进气门提前关闭。在这个位置时，中、低转速可获得大扭矩输出。3）工况控制怠速。怠速时，进气门延迟关闭。概述（2）凸轮轴调整器1）凸轮轴调整器的结构。凸轮轴调整器利用机油压力推动液压缸上下运动，在液压缸运动的同时带动正时链条上、下端长度发生变化。凸轮轴调整器由凸轮轴

图3-3-10凸轮轴调整器结构示意图电磁阀N205、液压缸、张紧器等组成。凸轮轴调整器的组成及结构如右图所示。概述（2）凸轮轴调整器1）凸轮轴调整器的结构。凸轮轴调整器利用机油压力推动液压缸上下运动，在液压缸运动的同时带动正时链条上、下端长度发生变化。凸轮轴调整器由凸轮轴电磁阀N205、液压缸、张紧器等组成。凸轮轴调整器的组成及结构如右图所示。概述2）凸轮轴调整器的工作原理。当凸轮轴调节阀N205接通控制油道A时，张紧器向上运动，进气凸轮迟后--定角度为功率调节。凸轮轴调整器的工作原理如右图所示。当凸轮轴调节阀N205接通控制油道B时，张紧器向下运动，进气凸轮轴提前一定的角度为扭矩调节。概述2.丰田可变正时系统可变配气相位VVT-i（1）VVT-i原理VVT-i系统利用油压来调整进气凸轮轴转角气门正时进行优化，从而提高功率输出、改善燃料消耗率和减少废气排放。结构如右图上侧所示。VVT-i系统设计用于在曲轴角大约40度范围内对进气凸轮轴进行变动，从而对气门正时进行控制，根据来自各传感器的信号以获得最适合发动机状态气门正时。如右图下侧所示。概述（2）发动机对配气正时的需求1）在低温、低负荷低速时，或者在低负荷时延迟气门正时可减少气门重叠，以减少排出的废气逆吹入进气侧，从而达到稳定息速、提高燃料消耗率和启动性能。2）在中等负荷，或者在高负荷中低速时提前气门正时可增加气门重叠，以增加ECR使用和降低填充损失，从而改善了排放控制和燃料消耗率。此外，同时提前进气门的关闭可减少进气被逆吹回进气侧，改善了容积效率。3）在高负荷高速时提前气门正时可增加气门重叠，以增加EGR使用和降低填充损失，从而改善了排放控制和燃料消耗率。同时提前进气门的关闭时间可减少进气被逆吹回进气侧，改善了容积效率。此外，凸轮轴位置传感器的反馈控制被用于将实际进气的气正时维持在目标气门正时里。概述（3）VVT-i系统构造VVT-i系统的构造如右图所示，部件包含着可通过调整进气凸轮轴转角气门正时的VVT-i控制器和一个控制油压的凸轮轴正时机油控制阀，凸轮轴正时机油控制阀是控制油压的。（4）VVT-i控制原理凸轮轴正时控制阀是根据发动机ECU输出的占空比，来选择流向VVT-i控制器的通道。VVT-i控制器控制油压使进气凸轮轴旋转提前，延迟或保持气门正时当前所在位置。概述发动机ECU根据发动机转速、进气量、节气门位置和冷却液温度来计算出各种运行条件下的最佳配气正时，以便控制凸轮轴正时控制阀。此外，发动机ECU使用凸轮轴位置传感器和曲轴位置传感器传出的信号,来计算实际气门正时，并进行反馈控制，以达到阀值的目标配气正时。概述3.智能可変配气相位VVTL-iVVTL-i系统以VVT-i系统为基础，并应用了凸轮转换机构来改变迸气和排气气门的升程，这样可以在不影响燃油经济性和排放性能的前提下，实现动力性能提高。右图上侧所示。VVTL-i系统的构造部件与VVT-i系统的基本相同。VVTL-i系统的主要部件有VVTL机油控制阀、凸轮轴和摇臂。右图下侧所示。概述（1）VTL-i机油控制阀VVTL-i机油控制阀在发动机ECU控制下，利用对滑阀位置控制，来实施对凸轮转换机构的高速凸轮侧的油压控制操作。（2）凸轮轴和摇臂为改变气门的升程量，凸轮轴上有两种类型的凸轮：每个汽缸都有低、中速用凸轮和高速用凸轮。凸轮转换机构是由气门和凸轮之间的摇臂构成。VVTL机油控制阀的油压传送到摇臂油孔并使锁销推到垫块的下方，这样垫块被固定并和高速凸轮衔接。当失去油压作用时，锁销被弹簧力弹回，使垫块处于自由状态，这使得垫块能在垂直方向自由移动，从而使高速用凸轮失效。概述控制原理：进气和排气凸轮轴所对应的每个汽缸都有两个不同升程量的凸轮，并且发动机ECU通过油压来控制这些凸轮，使之动作。低、中速时机油控制阀打开回油口，所以，油压不能作用在凸轮的转换机构上。油压没有作用在锁销上，因此，弹簧将锁销推到未锁定方向，在这种情况下，垫块丧失互顶作用，所以，这时由低、中速用凸轮提升气门。如下图所示。概述4.i-VTEC是本田公司可变气门升程系统VTEC系统的全名是“VariableValveTimingandLiftElectronicControl”就是“可变气门相位及升程控制系统”，结构如下图所示。概述当发动机在中、低转速时，三根摇臂处于分离状态，普通凸轮推动主摇臂和副摇臂来控制两个进气门的开闭，气门升量较小。此时虽然中间凸轮也推动中间摇臂，但由于摇臂之间是分离的，所以两边的摇臂不受它控制，也不会影响气门的开闭状态。发动机达到某一个设定的转速时，电脑即会指令电磁阀启动液压系统，推动摇臂内的小活塞，使三根摇臂锁成一体，一起由高角度凸轮驱动。这时气门的升程和开启时间都相应的增大了，使得单位时间内的进气量更大发动机动力也更强。这种在一定转速后突然的动力爆发极大的提升了驾驶乐趣。当发动机转速降到某一转速时，摇臂内的液压也随之降低，活塞在回位弹簧作用下退回原位，三根摇臂分开。04一汽奥迪A61.8T（AEB）发动机涡轮增压系统的检修任务实施1.任务描述一汽奥迪A61.8T（AEB）发动机采用了涡轮增压系统。涡轮增压系统主要是利用废气带动涡轮增压系统的部件，从而提高进气量，增大发动机的功率。当涡轮增压系统出现故障时，会导致发动机输出动力不足，就采用的涡轮增压器来进行检测。2.实施条件（1）工位

准备4个工位；（2）设备

奥迪A61.8T汽车一辆或相应发动机台架4台；（3）工具VAG1551专用解码仪一套、发动机舱防护罩一套、“三件套”一套；（4）资料

汽车维修手册。任务实施3.实施步骤完成空步进电动机式怠速控制阀的检查并规范填写工单：4.评价与反馈任务名称

学生姓名

组别

工位号

用时

零件号

序号操作步骤使用工量具检测数据测量标准结果分析小计1基本检查：检查废气涡轮增压器的涡轮壳，应无因为过热、咬合、变形或其他损伤而产生的裂纹，否则应更换废气涡轮增压器；检查涡轮油孔，应无淤积和堵塞；检查废气涡轮增压装置的进油管和回油管，应无堵塞、压瘪、变形或其他损坏；检查废气涡轮增压器，应不漏机油；检查安装在活性炭罐和废气涡轮增压器前部进气软管之间的活性炭罐单向阀、制动助力器和进气歧管之间的单向阀，应安装正确，上面的箭头应指向导通方向；检查所有的管路,应连接牢固、无泄漏、老化等。

2机械式空气再循环阀的检修：机械式空气再循环阀装在涡轮增压器前面，在通过增压器空气再循