涡轮增压器多少钱一个_涡轮增压器

为了适应发动机“小排量、大功率”的发展趋势，涡轮增压器在汽车上得到了广泛的应用。涡轮增压器对发动机的直接作用是显著提高发动机的充气效率(100%以上)，从而大大提高发动机的动力输出。

具体来说，在发动机中使用涡轮增压器的优点如下：

增压压力可根据发动机需要提供，也可降低或不提供；

即使在高海拔地区，发动机也能获得足够的充气效率。

构成

如下图所示，涡轮增压器主要由涡轮和压缩机组成。

涡轮的进气口与发动机的排气歧管相连，涡轮的排气口与排气管相连；压缩机的进气口与空气过滤器相连，压缩机的出气口与进气歧管相连。

图1涡轮增压器的基本组成

发动机排气歧管排出的是高温高压废气，具有一定的能量。在自然吸气发动机中，这种能量往往随废气一起浪费掉，而涡轮增压器的动力源恰恰就是这些废气。涡轮涡轮和压气机泵轮通过增压器轴刚性连接，称为增压器转子。增压器转子通过浮动轴承固定在增压器内(可以保证转子高速旋转时摩擦力矩很小)。

发动机工作时，废气以一定的角度高速冲击涡轮，使增压器转子高速旋转，于是压气机叶轮以同样的高速挤压进气。压缩空气的温度会升高，从而影响其密度。因此，在通向进气歧管的压缩空气中间通道上增加一个空气冷却器(简称中冷器)，对增压空气进行冷却，最终会有更多更稠密的空气进入气缸，从而达到进气增压的目的。

为了使涡轮增压器更好地发挥作用，除了涡轮和压气机，涡轮增压器上还安装了其他辅助控制元件。

图2涡轮增压器辅助部件

如上图所示，涡轮增压器涡轮的出口处有一个废气旁通阀。废气阀门在真空的作用下通过杠杆机构由真空执行器驱动，真空的施加与否，应用大小由ECM通过控制废气门控制电磁阀来控制真空管路来实现。压缩机的侧面有一条旁通管道，连接进气口和出气口。这个旁通管路上有一个进气旁通阀，ECM通过控制进气旁通电磁阀间接控制进气旁通阀的开启和关闭。

工作原理

1.基本工作原理

驱动涡轮增压器的动力来自发动机的废气。发动机低速运转时，排气压力和温度低，涡轮转速也低(约1000转/分)。因此，压缩机叶轮不能产生进气增压。在这种状态下，发动机的进气效果与自然吸气发动机没有明显区别。随着发动机转速和负荷的增加，排气压力和温度大大增加，涡轮转速也加快。当涡轮达到一定转速时，开始增压(现代发动机最低可在1500转/分左右进入增压状态)，发动机满负荷运转时，涡轮转速可达(10 ~ 15)104转/分。

2.废气旁路控制

废气门控制的主要目的是有效地控制和调节增压压力，防止增压压力过高而损坏发动机。同时还能在较宽的发动机转速范围内(如1500~4500r/min)保持涡轮增压有效。

如下图所示，涡轮增压器使用废气门控制电磁阀、废气门执行器和废气门阀来控制增压压力。

图3废气旁通控制示意图

废气门控制电磁阀是一个三通电磁阀，它的三个接口分别与增压前的空气、增压后的空气和废气门执行器的膜片盒连通，占空比由ECM控制。其控制电路如下图所示。增压前的空气来自进气管，增压后的空气来自压缩机叶轮排气口后的风道。在ECM的控制下，与废气门执行器膜片相连的电磁阀接口可以分别与另外两个接口(增压前的空气接口和增压后的空气接口)连通。

图4废气门控制电磁阀控制电路图

废气门执行器是一个膜片控制装置。膜片内有膜片，膜片顶部为空腔，通过管道与废气门控制电磁阀相连。膜片的下端由弹簧支撑并与拉杆成一体，拉杆通过杠杆机构控制废气阀门的开启或关闭。图3中的废气门阀通常是关闭的，也就是说，当发动机停止时，废气门阀关闭。目前，发动机的涡轮增压器大多采用常闭式废气旁通阀。

下表显示了常闭废气旁通阀的控制过程。当发动机低速运转时，废气门控制电磁阀在增压前关闭进气通道，同时打开增压空气通道。此时，压缩空气进入致动器隔膜。但由于增压压力较小，作用在执行器膜片上的空气压力不足以推动膜片下方的弹簧，因此废气旁通阀在弹簧力的作用下保持关闭，所有废气都流经涡轮。此时涡轮转速低，没有增压作用。

随着发动机转速的增加，涡轮转速也增加。当压缩机叶轮转速达到一定值时，涡轮增压器开始进入增压状态。当涡轮增压器工作时，废气旁通阀总是关闭的。当增压压力上升到一定值时，增压空气压力足以推动旁通执行机构的膜片弹簧下移，废气旁通阀在杠杆机构的作用下打开，使大部分废气不经过涡轮，直接通过旁通通道排入排气管，使涡轮增压器泄压。

为了获得更高的增压压力，发动机必须在涡轮增压器释放压力之前控制废气门阀保持关闭。因此，ECM控制废气门控制电磁阀在增压前关闭增压空气通道并打开进气通道。此时，滞留在致动器隔膜中的增压空气在增压前通过进气通道进入进气管，使得致动器隔膜中的高压气体释放压力，使得废气旁通阀保持关闭，增压压力继续上升。

当增压压力超过目标值时，ECM控制废气门控制电磁阀在增压前打开增压空气通道并关闭进气通道。此时，增压空气进入执行机构膜片，在杠杆机构的作用下，旁通通道打开，涡轮增压器泄压。

提示：

作用在废气门执行器膜片上的压力取决于增压压力和废气门控制电磁阀通电电压的占空比。当占空比达到80%~90%时，废气阀门全开；当占空比小于20%时，废气旁通阀完全关闭。

ECM通过发动机转速、进气门开度、进气歧管压力、发动机温度等参数计算目标增压压力，通过进气增压压力传感器检测实际增压压力并反馈给ECM，ECM通过控制废气门控制电磁阀，保证实际增压压力与目标增压压力一致。

提示：

在某些发动机中，涡轮增压器采用常开型废气旁通阀，即发动机停机时废气旁通阀处于开启状态。因此，应根据需要调整废气门执行器的内部结构和ECM对废气门控制电磁阀的控制，以满足涡轮增压控制的要求。

3.进气旁路控制

如果在涡轮增压发动机运行过程中突然关闭节气门，节气门和压气机叶轮之间的空间将产生背压，这会导致涡轮增压器被强烈制动。被制动的涡轮增压器会造成增压压力的大量损失，也失去了下一次增压效果所需的动力。进气旁通控制的主要目的是防止上述情况。

下图为真空进气旁通控制装置，主要由真空罐、进气旁通电磁阀、进气旁通阀和真空管路组成。

图5真空进气增压旁通控制示意图

进气旁通阀是一个真空控制阀，位于压缩机侧的旁通管路上。当发动机停止时，进气旁通阀关闭旁通管路。

进气旁通电磁阀为三通阀，其三个接口分别通过真空软管与真空罐、进气歧管和进气旁通阀相连。通过ECM对进气旁通电磁阀的通电和断电控制，进气旁通阀的接口可以分别与真空罐和进气歧管连通。进气旁通电磁阀的控制电路类似于废气门控制电磁阀的控制电路，如图4所示。

如下表所示，当发动机停机，涡轮增压器工作时，进气旁通电磁阀总是断电。此时真空罐接口关闭，进气旁通阀接口与进气歧管连通，进气歧管内的空气进入进气旁通阀。在进气歧管内空气压力和弹簧力的共同作用下，进气旁通阀关闭进气旁通通道，压气机叶轮后端的增压空气全部通过中冷器进入发动机进气歧管。

当车辆在行驶过程中突然关闭节气门时，ECM控制进气旁通电磁阀关闭与进气歧管的接口，并打开从真空罐到进气旁通阀的通道。在真空负压的作用下，进气旁通阀迅速打开进气旁通通道，压气机叶轮后端的增压空气通过旁通通道进入叶轮前端(即空气滤清器的进气端)，从而释放节流阀与压气机叶轮之间的空间压力，保证叶轮承受的阻力很小，仍能保持较高的转速， 避免了再次增压带来的迟滞，同时增压空气进入叶轮前端更有利于提高增压效果。

注意：

进气旁通电磁阀和废气门控制电磁阀都是三通阀，不同的是进气旁通电磁阀是通断的，而废气门控制电磁阀是占空比控制电磁阀，由ECM以占空比的形式控制，实现废气门控制电磁阀不同开度的调节。

提示：

在部分车辆的进气旁通控制系统中，取消了进气旁通电磁阀，进气旁通阀通过真空管直接与进气歧管相连。如果节气门突然关闭，由于进气歧管中的真空突然增加，进气旁通阀将打开，部分加压空气将通过进气旁通阀打开提供的通道进入涡轮增压器的进气侧，从而可以保持涡轮增压器的转速。福特汽车采用这种控制方式，当增压压力与进气歧管两侧压力之差超过0.24bar(24kPa)时，其进气旁通阀就会开启。