汽车美容与装潢经营课件：汽车功能改装与升级-增压系统改装

汽车功能改装与升级

——增压系统改装知识目标

1.了解增压系统种类；

2.知道机械增压与涡轮增压的特点；

3.知道增压系统改装的部件。

技能目标

能完成汽车涡轮增压的改装。

1增压系统种类

汽车发动机的增压系统主要有机械增压、废气涡轮增压和复合增压三类。

1)机械增压系统

机械增压系统通过传动带(或传动链)与发动机曲轴相连接，从发动机输出轴获得动力来驱动增压器的转子旋转，从而将空气增压吹到进气管道里，如图12—1所示。该系统的优点是转子的速度与发动机转速是相对应的，没有滞后现象，动力输出更为流畅。但由于它要消耗部分发动机动力，会导致增压效率和经济性不高。机械增压器有鲁式、双螺旋式和离心式三种类型。

2)涡轮增压系统

涡轮增压系统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、涡轮又带动同轴的压气机叶轮，叶轮压送由空气滤清管道送来的空气，使之增压进人进气歧管，最后进入汽缸，如图12—5所示。发动机转速增快，废气排出速度与祸轮转速也同步增快。叶轮就压缩更多的空气进人汽缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应増加燃料量就可以增加发动机的输出功率。一般而言，加装废气涡轮增压器后的发动机功率及转矩要增大20％~30％。

涡轮增压器由涡轮机和压气机组成。涡轮机进气口与排气歧管相连，排气口接在排气管上；压气机进气口与空气滤清器管道相连，排气口接在进气歧管上。涡轮叶轮和压气机叶轮分别装在涡轮机和压气机内，二者同轴刚性联接，如图12—6所示。

3)复合增压系统

复合增压系统即机械增压和涡轮增压并用，这种装置在大功率柴油机上采用比较多，:其发动机输出功率大、燃油消耗率低、噪声小，只是结构太复杂，技术含量高，维修保养困难，因此很难普及。

复合增压系统的结构型式主要有以下2种:

(1)串联复合增压。在这种增压系统中，空气先经涡轮增压器提高压力后，进人中间冷却器降温，再经机械增压器增压。这种增压方式主要用于高增压发动机上。

(2)并联复合增压。由机械增压器和涡轮增压器同时向发动机供给增压空气。在低转速范围主要靠机械增压，而在高转速范围主要靠涡轮增压。这种增压系统使发动机低速转矩特性得到改善。

1)机械增压系统的特点

与涡轮增压系统相比，机械增压系统具有以下特点:

(1)机械增压器没有增压延时。(2)机械增压器安装方便。

(3)机械静压器停止工作时不需要分门关闭。

2)涡轮增压系统的特点

与机械增压系统相比，涡轮增压系统具有以下特点:

(1)结构简单。

(2)节省能源。

(3)对海拔高度变化有较强的适应能力。

3增压系统改装的部件

目前发动机增压系统改装大都是将普通自然吸气发动机加装废气涡轮增压系统。加装该系统需准备部件有:废气涡轮增压器、旁通阀、卸压阀、排气歧管和排气管，进气冷却器、进气管、爆燃传感器、涡轮延时熄火器等。

1)废气涡轮增压器

废气涡轮增压器安装在排气歧管旁，如图12—7所示。选择废气涡轮增压器必须要符合排气歧管和排气管的规格。同时还考虑以下因素:

(1)涡轮尺寸。增压器内的涡轮尺寸决定了吹气量的多少、尺寸较小的涡轮，其作用时机早，起速较快，在普通道路行驶或者自动挡车辆都应优先选择此种涡轮。那么哪种情况的升级改装需要选用号数较大的涡轮呢?大致上有两种情况:

①现有的涡轮已经无法在高挡高负荷时维持增压力，也就是说，高转速时涡轮增压表的压力数值，会有下降的现象、表示此涡轮在高转速时所吹出的气量已经满足不了发动机所需的气量，所以压力表的表压才会开始走下坡路；

②为了提升更大的功率，才要换用大号的涡轮。但是较大涡轮却容易使发动机在低转速时运转不稳，会出现明显的反应迟滞现象。

(2)叶轮形状。由于汽油发动机转速范围宽，空气流量变化大，因此涡轮增压器的压缩叶轮外形是复杂的三元曲面超薄壁叶轮片，一般有12

~30片叶，里放射线状曲线排列，叶片厚度只有0.5mm以下，采用铝材用特殊铸造法制作。叶片形状的优劣直接影响到到涡轮增压发动机的性能。因为叶伦形状角度越合理、质量越轻，叶轮的起动就越灵敏，涡轮增压器的缺陷“反应滞后”也就越小。

2)旁通阀

有的涡轮增压器是发动机的废气全部要通过涡轮机，发动机在高速、高负荷下运行时，排气量过大，涡轮增压器转速过高，增压压力过大。不利于发动机稳定的燃烧，容易发生爆燃，同时降低增压器的寿命。但在低速时，废气流量小，增压压力低。怠速可能不稳，易熄火，低速转矩降低。假如发动机配置的增压器主要按中高速匹配，那么在低速时增压压力就会不足，不得不通过增压补偿器限制低速时的供油量。这种匹配主要适用于汽车经常在高速行驶的条件下使用。还有的增压器是以中低速配置，其基本工作原理和一般。

3)卸压阀

很多增压器上设有卸压阀，其作用是提升响应效果和保护涡轮组件。在高增压的状态下，节气门开度如果不大，被压缩的空气将无处排泄，在此状态下，必须把压力卸掉，卸压阀的作用就是把多余的废气直接旁通到排气尾管，该装置既可提高响应时间，又保护了涡轮增压器。

4)排气歧管

在正常的模式下，要更换升级的排气歧管到涡轮壳进气口这段管路，使这段管路的弯曲角度减少后，涡轮压力会增加约0.1kG。以市面上的套件而言，最好是选择有开模制造的前段，其内壁的平滑度较佳且维修拆装难度比较低，今后的维护也比较简易。

5)进气管

加装废气涡轮增压系统应更换大口径进气管。除了空气滤芯脏污外，进气管径过小或材质过软，也会造成吸气不顺畅。许多加大原厂涡轮号数或增压值的车辆，在进行涡轮号数或增压值提升的同时，倘若未将进气管路口径一并加大，很容易在高转速或急加速时，因管径的单位时间空气流量低，不能满足增加后的涡轮吸气量，形成吸气不顺的问题。如果此时管径的材质偏软，就有可能发生整个进气管路被吸扁，导致涡轮吸不到气的窘境，如此一来将会使增压器轴心向进气一侧推挤(真空效应)，造成油封受损，甚至还会将轴心内的润滑油吸出，造成进气叶片与进气冷却器里都是润滑油的现象，在维修中就发现有的车中冷器还可以倒出润滑油。6)进气冷却器

进气冷却器又称中间冷却器，简称中冷器。涡轮增压器吸进的空气经压缩后温度会增高，空气在流动过程中与进气管壁摩擦还会进一步升温，这样不仅影响充气效率，还容易产生爆燃，因此必须设置进气冷却器，以降低进气温度。

7)爆燃传感器

除了降低温度来减少爆燃的可能外，还要采用爆燃传感器，它的作用就是在产生爆燃之时，传感器感到不正常的振动波会立即将信息反馈至发动机eCＵ控制系统，将点火定时稍推迟一点，如果不产生爆燃再恢复正常点火定时。

8)涡轮延时熄火器

由于使用涡轮增压的发动机，涡轮的工作温度在600℃以上和每分钟上万转的超高转速，因此涡轮增压器的关键是要有可靠的润滑，而这全靠发动机润滑油进行润滑和冷却。如果高速运转后发动机突然熄火，在巨大惯性作用下涡轮不会在短时间内停止，由于发动机已经停止运转，润滑油的循环也停止了，对涡轮增压器的润滑和冷却也会中止。其结果是对涡轮增压器本身会产生损害。因此，为保护涡轮增压器，需安装一个“涡轮延时熄火器”。此时就算拔掉车钥匙，这个装置也能自动让发动机再保持一定时间的怠速运转，然后再自行熄火，从而有效地保护涡轮机。

1增压系统改装的方法

1)安装

第一步:准备新件，涡轮增压配件的型号应与被改车辆相符。如图12—8。

第二步:安装排气歧管如图12—9原装与改装后的对比。

第三步:安装涡轮增压器如图12—10，安装在进气歧管部位。

第四步:安装进气系统图如图12—11。

第五步:安装冷却系统，中冷器、冷却水管如图12—12。中冷器应该安装在车辆的前部，因为在车辆行驶中的风力也有降温作用。

第六步:安装外挂电脑，要将原车的线路破开，把外挂电脑的线连接进去，这样外挂电脑就会发出信号来欺骗原车电脑，修改喷油量和节气门开度，进气量还有曲轴传感器的数据。

第七步:电脑编程后清除故障码。

2)调节

目前的涡轮增压器的调节装置大都在排气侧进行调节，当不需要增压时，例如怠速或者有爆燃先兆时，一部分排气会通过旁通阀泄出而不进入涡轮增压器。当发动机转速达到1800r/min时，电磁阀就会关闭旁通阀让排气流指向涡轮一侧，使涡轮转动。另外还有一种设计，就是调节涡轮叶片的角度，通过阻力的改变来调节涡轮的转速，从而改变增压量。3)润滑

涡轮增压器的关键零件是轴承，保证其润滑是非常重要的。如果因油压低导致润滑油供给缓慢，就会损坏轴承从而导致涡轮增压器失效。正常的发动机起动是不会发生此类故障的，但如果发动机更换润滑油和润滑油过滤器后第一次起动，就会产生润滑油供给缓慢的现象，使轴承缺乏润滑油润滑。在这种情况下，起动后要怠速运转3min左右，不可直接将转速提升到涡轮增压器的起动转速。同样，在高速及上坡后也不要使发动机立即停止，要使发动机继续怠速运行lmin左右，使仍继续空转的涡轮增压器轴承不会缺油。

2涡轮增压发动机的使用与维护

由于涡轮增压器工作的环境经常处于高速、高温条件下，增压器废气涡轮端的温度在600℃以上，增压器的转速也非常高，因此为了保证增压器的正常工作，对它的正确使用和维护十分重要。涡轮增压发动机在使用中应注意以下事项:

1)注意升温

2)注意熄火

3)注意润滑油

4)注意清洁

5)注意检查

6)注意维护

将节气门的直径加大，同样的节气门开闭角度便能有更大的进气量，如图12—13。改装的方法是:

1)换件改装。换件改装就是购买高性能大口径节气门整件进行更换。更新的节气门经过专门的设计和加工，精密度更有保障。换装大口径节气门后往往会让流量计信号异常、行车电脑控制信号栏位等情况，因此就需要对行车电脑管理程序进行修改或重新灌入。2)加工改装。加工改装就是对原厂节气门进行加工，使其内径扩大。

其操作步骤是:

(1)拆卸节气门。

①全面检查节气门构造及接线，制定拆卸流程；

②拆电源线负极；

③拆除空气滤清器及进气管；

④电源线拆除10min后，拆除节气门怠速电动机连接线和节气门位置传感器连接线；

⑤拆卸加速踏板线；

⑥拆卸节气门的固定螺栓；

⑦拆下节气门。

3)测量节气门尺寸，确定改造方案。测量节气门进口和出口尺寸，然后确定节气门加大的方案。以切诺基为例，原厂节气门进口直径为65mm、出口直径为53mm，改造方案为:进口直径不变，出口直径由53m余扩张到60mm，进气歧管口直径相应扩张到60mm，如图12—14所示。

4)加工节气门内壁固。按改造方案确定的尺寸，用车床像镗缸一样对节气门内壁进行加工。同时对进气歧管进行相应加工。

5)加工片状阀门。节气门经加工孔径增加后，应加工出直径与节气门内径完全相等的片状阀门，以保证密合度，防止节气门迟滞、怠速不稳等情况发生。还有就是对片状阀门转动轴进行削薄处理，以防止转动轴干扰进气流的稳定。除此之外，还要注意片状弹簧应采用和原厂一样的材质制作，防止阀门与阀体内壁因材料间膨胀系数不同产生密合度不良的问题。另外，加工时还要预留出片状阀门转动时所需的约3°的坡度。