【奥迪涡轮增压怎么分解】彻底掌握涡轮增压系统的结构和原理。

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发动机的进气增压有机械增压方式、空气波增压方式、废气涡轮增压方式等多种形式。

目前比较常见的是废气涡轮增压方式。废气涡轮增压机实际上是一种空气压缩机，压缩空气以增加流入量。它利用发动机排出的废气惯性力推动涡轮室内的涡轮，涡轮驱动同轴的叶轮，叶轮通过挤压空气过滤器管道发出的空气，将它推进气缸。

典型的涡轮增压器结构如下图所示。

1.集成排气歧管气缸盖

目前，新的国家6发动机基本上使用了称为内置气缸盖排气歧管(IEM)技术的集成排气歧管的气缸盖。典型集成排气歧管的气缸盖如下图所示。

这种集成排气歧管气缸盖的优点包括：

(1)消除单独的排气歧管，提高集成度，节省空间，简化零部件布置，减轻本体重量，油耗和排放也相应改善。

(2)在冷启动和取暖器过程中，热废气和气缸盖水套进行热交换，冷却液温升加快，发动机快速取暖器、内部组件摩擦减少，可燃混合机雾化变好，燃烧效率提高，不仅省油，暖气器中污染物排放也减少。

(3)当发动机达到热发动机状态或处于负载操作状态时，发动机排出的排气温度较高，涡轮增压器的整体温度也较高。水泵泵泵后空气热、密度低，容易导致爆震。如果使用内置气缸盖排气歧管，热废气将与气缸盖水套的冷却剂热交换，从而在一定程度上降低排气温度，涡轮增压器的泵压效率将相应提高。

(4)取消单独的排气歧管意味着减少废气侧涡轮增压器的气体路径长度，提高涡轮增压器的响应速度。

2.双流道排气管道

涡轮增压机的排气管使用两条管道，这种结构形式目前国育发动机普遍采用。也就是说，涡轮排气方式采用了比较先进的单涡轮双涡技术。涡轮增压器的两个排气管如下图所示。

传统上常见的涡轮增压发动机大多采用单涡轮单涡技术，所有气缸的排气歧管首先聚集在一起，合并到涡轮中，然后吹到涡轮中。换句话说，只有一个排气流道。现在用两个排气流改善了，该技术的优点如下。

以四缸涡轮增压发动机为例，点火顺序为1-3-4-2。使用排气管，发动机排出时会导致气体的脉冲共振。也就是说，排出的废气会“吵架”，影响气缸和气缸之间的排气效率。最主要的原因是气缸工作时有重叠的时间，进气阀和排气门都是打开的。如果相邻的两个气缸排气门同时打开，废气将返回到前一个气缸，进气效率下降，下一个周期的总功率将受到影响。

为了消除这些气缸排气之间的干扰，将气缸盖排气侧设计成两个管道，将点燃两个相邻气缸的排气管分离成两组(1、4、2、3组)，使得两个相邻气缸的进气排放不受干扰影响，每个气缸的进、排气过程更加顺畅，从而提高发动机的工作效率。

气缸盖排气侧的两个管道(下图)与涡轮增压器排气侧的两个管道对接。

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有数据表明，单涡轮双涡管发动机的工作效率比单涡轮单涡管发动机提高7%左右，特别是瞬态加速性能提升比较明显。

3. 电控废气门执行器

涡轮增压器要正常工作，除了废气冲击使涡轮旋转并带动泵轮对进气侧空气进行泵压、实现进气增压外，进气增压的压力还必须能够被调控，以满足目标增压的设计要求，同时防止系统出现过增压而造成发动机损坏。

为此在涡轮增压器的涡轮腔中设置了一个废气旁通阀，它可以使一部分废气被旁通掉而不冲击涡轮，因此只要调整废气旁通阀的开度，涡轮的转速就可调，进气侧增压也就能够调控到目标增压的范围内。涡轮腔内的废气旁通阀如下图所示。

对于早期的涡轮增压器，一般采用气动方式或真空方式进行控制。相比而言，气动方式应用更为广泛，其结构特点是利用一个三通两位电磁阀（通常称为增压控制电磁阀），通过气压控制一个气动执行器，这个气动执行器与废气旁通阀联动，因此只要控制气动执行器的管路气压，就可以调整废气旁通阀的开度，进而对发动机的进气增压进行调控。

带有气动执行器的涡轮增压器如下图所示。

目前新款的国六发动机，涡轮增压器的废气旁通阀已改进为电机控制方式，这个装置在有些资料中称为电子废气门（E-Wastgate）或电动废气旁通阀执行器，如下图所示。

废气旁通阀的电动执行器，实际上是一个带位置传感器的直流电机，在工作过程中，直流电机由发动机控制模块控制，由于电机与废气旁通阀通过连杆联动，电机转动的角度与废气旁通阀的开度是对应的，因此发动机控制模块根据位置传感器的反馈信号，能够识别废气旁通阀当前的开度大小，实时进行修正，从而实现整个增压调控的闭环控制过程。

废气旁通阀电动执行器外观结构如下图所示。

4. 进气旁通阀

为了使涡轮增压器正常工作，还需要在泵轮进气口与出气口管路之间安装一个旁通阀，用于在特殊工况下将出气口管路中的高压空气泄放掉，防止喘振以及消除急加速后的迟滞现象。因此，这个进气旁通阀又称为喘振控制阀、放泄阀、泄压阀或补偿阀。

进气旁通阀是一个电磁阀元件，由发动机控制模块控制其开启或关闭。常见的进气旁通阀布局形式有两种，一种是进气阀直接安装在涡轮增压器壳体内，涡轮增压器壳体内的泵轮腔设有旁通道，进气旁通阀即安装在旁通道座孔中，如下图所示。

另一种布局形式是，在泵轮进气口与出气口管路之间布置一条空气管路，进气旁通阀安装在这条空气管路上，通过打开或关闭来实现进气侧高压气体的泄放。目前大部分国六发动机，进气旁通阀均采用这种布局形式，如下图所示。

总结一下，进气旁通阀的主要作用是消除加速后的迟滞现象。当急加速收油后，由于节气门突然关闭，在泵轮出口与节气门之间的气压会对泵轮产生制动作用，导致涡轮停滞及产生排气受阻的啸叫声，甚至损坏进气管路和电子节气门。当下次再进行加速时，就会产生加速滞后。解决的办法是，发动机控制模块根据加速踏板行程和速率识别急加速工况，在急加速结束时打开进气旁通阀，使增压气体泄放掉，从而消除以上这些不良因素。

5. 增压压力传感器

增压压力传感器通常安装在涡轮增压器的中冷器出口与电子节气门进口之间的管路上，其作用是测量实际的进气增压压力，发动机控制模块根据传感器信号对涡轮转速进行调节，从而使实际增压与目标增压相吻合。增压压力传感器的安装位置如下图所示。

需要说明的是，为了更精确地计算实际的增压进气量，还需要安装一个增压空气温度传感器。这个传感器有两个设计方案，一种是单独元件的设计方案，如下图所示。

另一种是与增压压力传感器集成在一起，如下图所示。

增压压力与增压温度传感器的基本技术参数如下：增压压力传感器采用5V工作电源，传感器信号电压与实际压力呈线性变化特征；增压温度传感器采用负温度系数热敏电阻，信号参考电压为5V。

在实际的维修工作中需要注意，如果增压压力与增压温度传感器损坏、线路中断或信号出现严重偏差时，那么发动机控制模块将设定故障码，同时启用故障运行模式，涡轮增压器电控功能失效，即发动机的进气增压功能失效。

6. 水冷式中冷器

由于涡轮增压器泵轮泵压后的空气是很热的，需要进行冷却，否则空气密度小，实际的进气质量不足，影响发动机动力性能，同时热的空气也会造成发动机的热负荷过高，容易引发爆震。

为此需要在涡轮增压器泵轮出口与电子节气门进口管路之间安装一个冷却装置，即中冷器。中冷器有两种散热方式，一种是通过与空气对流实现散热，这种中冷器通常称为风冷式中冷器，它安装在车辆前方，管路连接的路径较长，如下图所示。

另一种采用发动机的冷却液进行散热，这种中冷器通常称为水冷式中冷器。就布局而言，水冷式中冷器通常有两种布局形式，一种是与进气歧管集成在一起，集成度高，但进气歧管总成的体积较大，如下图所示。

目前，新款的国六发动机趋向采用水冷式中冷器，水冷式中冷器可降低进气温度10~15℃，降低部分工况油耗2%~10%，改善动力性能3%~5%，低速工况的动力输出提高约50%。因此，水冷式中冷器的技术优势更为显著。