師華鈞

（3）渦輪增壓系統(tǒng)

N63型發(fā)動機的渦輪增壓系統(tǒng)與N54型發(fā)動機渦輪增壓系統(tǒng)的工作原理非常相似，通過2個相對較小且并聯(lián)的廢氣渦輪增壓器（圖94）實現(xiàn)低轉(zhuǎn)速下的快速響應(yīng)。通過廢氣旁通閥控制增壓壓力，此外還使用了循環(huán)空氣減壓閥。

①工作原理

廢氣渦輪增壓器通過發(fā)動機廢氣驅(qū)動，即帶壓力的廢氣通過廢氣渦輪增壓器的渦輪并以此方式為同軸上的壓縮機提供驅(qū)動力。壓縮機對進氣進行提前壓縮，從而提高發(fā)動機燃燒室的進氣量。這樣可提高噴射和燃燒的燃油量，從而提高發(fā)動機的功率和扭矩。渦輪和壓縮機的最高轉(zhuǎn)速可達17.5萬r/min，廢氣入口溫度最高可達950℃。由于溫度很高，因此N63型發(fā)動機的廢氣渦輪增壓器不僅與發(fā)動機潤滑系統(tǒng)相連，而且還集成在發(fā)動機的冷卻液循環(huán)回路中。利用N63型發(fā)動機上的電動輔助冷卻液泵，還可在關(guān)閉發(fā)動機后排出廢氣渦輪增壓器內(nèi)的余熱，從而防止軸承殼體內(nèi)的潤滑油過熱。利用電動輔助冷卻液泵的繼續(xù)運行功能可排出廢氣渦輪增壓器內(nèi)的積熱，從而防止軸頸處機油焦化，這是一項重要的部件保護功能。

④雙渦輪增壓系統(tǒng)

渦輪增壓器的響應(yīng)速度對于N63型發(fā)動機來說非常重要。不允許對駕駛員的要求

（即加速踏板位置）做出延遲反應(yīng)，即不能讓駕駛員感覺到所謂的“渦輪效應(yīng)滯后”。N63型發(fā)動機利用2個相對較小且并聯(lián)的渦輪增壓器解決了這個問題，每列氣缸各驅(qū)動1個廢氣渦輪增壓器。

小型廢氣渦輪增壓器的優(yōu)點在于，在渦輪增壓器加速過程中，由于渦輪轉(zhuǎn)動慣量較小，因此加速質(zhì)量較小，壓縮機可以更快達到較高增壓壓力。

③增壓壓力調(diào)節(jié)裝置

廢氣渦輪增壓器的增壓壓力與到達廢氣渦輪增壓器渦輪處的廢氣氣流有直接關(guān)系，無論是廢氣氣流的速度還是質(zhì)量，都直接取決于發(fā)動機轉(zhuǎn)速和發(fā)動機負(fù)荷。發(fā)動機管理系統(tǒng)通過廢氣旁通閥調(diào)節(jié)增壓壓力。廢氣旁通閥由真空罐操縱，真空罐由發(fā)動機管理系統(tǒng)通過電子氣動壓力轉(zhuǎn)換器（EPDW）來控制。持續(xù)運行的發(fā)動機真空泵產(chǎn)生真空并將其存儲在一個蓄壓器內(nèi)，這樣可以確保這些真空控制部件不會對制動助力功能產(chǎn)生不利影響。

通過廢氣旁通閥可影響輸送至渦輪的廢氣氣流流量，達到所需增壓壓力時，廢氣旁通閥就會打開，并使部分廢氣氣流通過渦輪，這樣可防止通過渦輪繼續(xù)提高壓縮機轉(zhuǎn)速。通過這種控制方法可處理各種運行狀況。

當(dāng)發(fā)動機處于怠速階段時，2個渦輪增壓器的廢氣旁通閥均關(guān)閉，因此在發(fā)動機低轉(zhuǎn)速期間，即可使全部可用廢氣氣流用于壓縮機加速。需要提高發(fā)動機功率時，壓縮機便可立即提供所需增壓壓力（不會感覺到延遲）。

在滿負(fù)荷情況下，達到最大允許扭矩時，通過部分開啟廢氣旁通閥保持較高的恒定增壓壓力。壓縮機始終根據(jù)運行情況保持相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。打開廢氣旁通閥可降低渦輪的驅(qū)動能量，從而限制壓縮機轉(zhuǎn)速。避免超轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)。此外不會進一步提高增壓壓力，從而有利于降低油耗。在滿負(fù)荷運行模式下，N63型發(fā)動機進氣管內(nèi)的最高壓力為80kPa。

④循環(huán)空氣減壓控制

N63型發(fā)動機的循環(huán)空氣減壓閥用于降低節(jié)氣門快速關(guān)閉時不希望出現(xiàn)的增壓壓力峰值，因此這些閥門對降低發(fā)動機噪聲起到了重要作用，且有助于保護渦輪增壓器部件。如果發(fā)動機轉(zhuǎn)速較高時關(guān)閉節(jié)氣門，進氣管內(nèi)就會產(chǎn)生真空壓力。由于至進氣管的通道已阻斷，因此會在壓縮機后形成無法消除的較大背壓。這樣會造成增壓器“泵氣”，這意味著會出現(xiàn)明顯的干擾性泵噪聲。出現(xiàn)這種泵噪聲的同時，廢氣渦輪增壓器還會承受導(dǎo)致部件損壞的負(fù)荷，因為高頻壓力波會向廢氣渦輪增壓器軸承施加軸向負(fù)荷。

循環(huán)空氣減壓閥是1個電動閥。節(jié)氣門關(guān)閉時，系統(tǒng)將增壓壓力（節(jié)氣門前）及其提高值與存儲的規(guī)定值進行比較。如果實際值超出規(guī)定值達到一定程度，循環(huán)空氣減壓閥就會打開（圖95、圖96），從而使增壓壓力轉(zhuǎn)至壓縮機的進氣側(cè)。這樣可防止出現(xiàn)造成部件損壞的干擾性泵動作用。

⑤負(fù)荷控制

N63型發(fā)動機通過節(jié)氣門和廢氣旁通閥實現(xiàn)負(fù)荷控制。在此節(jié)氣門是主要執(zhí)行元件，通過控制廢氣旁通閥對增壓壓力進行微調(diào)。滿負(fù)荷時，節(jié)氣門完全打開，負(fù)荷由廢氣旁通閥進行控制。由負(fù)荷控制圖（圖97）可以看出，在N63型發(fā)動機的所有運行狀況下，廢氣旁通閥都根據(jù)特性曲線參與負(fù)荷控制過程。

N63型發(fā)動機的增壓壓力控制受進氣溫度、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、節(jié)氣門位置、大氣壓力、進氣管壓力及節(jié)氣門前的壓力等控制參數(shù)的影響。發(fā)動機控制單元根據(jù)這些參數(shù)控制電子氣動壓力轉(zhuǎn)換器（EPDW）。通過所達到的增壓壓力（測量節(jié)氣門前的壓力）可檢查該控制結(jié)果。隨后將達到的增壓壓力與特性曲線的規(guī)定數(shù)據(jù)進行比較，必要時可根據(jù)比較結(jié)果校正控制參數(shù)。因此，系統(tǒng)在運行過程中可對自身進行監(jiān)測和控制。

⑥應(yīng)急運行模式

如果運行過程中出現(xiàn)功能故障、不可信數(shù)值或與廢氣渦輪增壓調(diào)節(jié)相關(guān)的傳感器失靈，控制單元就會切斷廢氣旁通閥的控制，閥門完全打開，不再進行增壓。如高壓燃油系統(tǒng)、進氣VANOS、排氣VANOS、曲軸傳感器、凸輪軸傳感器、增壓壓力傳感器、爆震傳感器及進氣溫度傳感器損壞。

對相關(guān)增壓部件進行診斷和修理時，要利用現(xiàn)有診斷技術(shù)判定這些部件是否確實是損傷部件。必須始終確保找到故障原因并排除故障。

a.不要草率地認(rèn)為發(fā)動機功率損失和故障是廢氣渦輪增壓器的問題。不要經(jīng)常隨意拆卸和更換運轉(zhuǎn)正常的廢氣渦輪增壓器。如果排氣裝置排出藍煙，則要先檢查空氣濾清器內(nèi)是否有污物，或是否因磨損造成發(fā)動機潤滑油消耗過高。此后才能檢查廢氣渦輪增壓器。如果廢氣渦輪增壓器運行噪聲過大。則要檢查廢氣渦輪增壓器壓力側(cè)的所有連接部位。如果排出黑煙或功率下降，也要先檢查發(fā)動機和連接管路。

b.廢氣渦輪增壓器損壞的主要原因如下。

Ⅰ.潤滑不足造成軸承失靈。因此使壓縮機輪和渦輪磨入殼體，密封墊損壞，此外連接軸也可能折斷。

Ⅱ.異物導(dǎo)致渦輪和壓縮機損壞。由此產(chǎn)生的不平衡會降低效率，且可能導(dǎo)致葉片斷裂。

Ⅲ.潤滑油內(nèi)有污物導(dǎo)致軸頸和軸承上產(chǎn)生劃痕。潤滑油孔和密封墊阻塞，且造成潤滑油泄漏損失較大。通過一個安裝在壓縮機前的過濾器阻止來自外部的沙子、污物、螺栓和類似物體進入。該過濾器需定期（保養(yǎng)周期）進行保養(yǎng)。要確?？諝鉃V清器至壓縮機空氣導(dǎo)管的凈空氣區(qū)域保持潔凈、沒有任何顆粒物。

c.不要對廢氣渦輪增壓器進行任何更改。切勿嘗試更改增壓壓力調(diào)節(jié)控制桿。出廠前已對廢氣渦輪增壓器進行最佳配置。如果廢氣渦輪增壓器運行時的增壓壓力高于發(fā)動機制造商的允許限值，可能會造成發(fā)動機運行溫度過高，活塞、氣缸蓋或發(fā)動機支架失靈，或觸發(fā)發(fā)動機電子系統(tǒng)的安全功能和發(fā)動機的應(yīng)急模式。

（待續(xù)）