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剖析路虎神行者2TD4柴油发动机技术(五)
来源:本站整理  作者:佚名  2013-05-24 09:14:39

    涡轮增压器包含一个排气转子和安装在共用轴上的进气转子,并封闭在铸造壳体内。共用轴由两个半浮式轴承支持。铸造壳体构成2个室,紧紧围住排气转子和进气转子。排气转子位于发动机的废气流和排气系统之间。进气转子位于空气滤清器和增压空气冷却器出口之间的进气流中。

    在涡轮增压器运行期间,排气转子和进气转子轴的速度可能超过200000r/min,并生成压力高达170kPa的增压空气(助力)。可能会在涡轮室内生成300kP。的预涡轮压力和800℃的温度。增压压力电动调节执行器(REA)安装在压缩机壳体上,并通过连接到涡轮壳体内部的旋转调整环。旋转调整环的内部圆周安装有一组辐射状的可变角度叶片。REA直接由发动机控制模块(ECM)控制。ECM使用各种发动机和车辆安装的传感器中的输入信息持续控制执行器的位置。REA中的反馈传感器在涡轮增压器操作期间不间断通知ECM执行器的位置。如果可变角度叶片无法到达请求的位置,则将在ECM中存储故障码(DTC)。 ECM控制REA操作旋转式调整环,改变可变角度叶片的角度,将废气流偏转到排气转子的内侧中央或外部边缘。涡轮增压器可变角度叶片完全打开的最大位置同时是电气故障时的紧急默认位置。REA会把可变角度叶片移动到完全打开的位置以防止助力压力过大导致的发动机损坏。

    REA调节示意图如图35所示,发动机速度较低时,发动机排出的废气量较少。叶片向前移动到封闭位置以便将废气流引导到排气转子的外侧,排气转子速度增加,进而在压缩机中产生更多的增压空气。随着发动机速度和废气量的增加,叶片将移动到打开位置以便向排气转子的中央引导废气流。发动机排出的废气流虽然增加,但废气被向前引导到排气转子的中央区域,所以排气转子的速度保持不变。发动机速度最大时,发动机排出的废气量较高。叶片向前移动至完全打开位置,废气流与排气转子的中央区域接触,以便保持排气转子的速度和压缩机的助力压力。

    在中等加速到快速加速期间,涡轮增压器必须在短期内从压缩机生成过大助力压力,以满足当前发动机的加速要求。ECM将要求并允许REA向前移动可变角度叶片至封闭位置,以便增加已经高速旋转的排气转子的速度。ECM允许在有限期间内的助力过大。

    在高海拔地区,由于环境空气压力低,涡轮和压缩机可能超速。大气压力传感器位于ECM中,用于防止增压器转速过大。ECM过早打开可变角度叶片,以适应车辆的海拔。

      发动机润滑系统提供的机油为涡轮增压器轴和轴承提供润滑,同时还充当涡轮增压器中央壳体的冷却液。为保持涡轮增压器的寿命期望值,必须在常规的维修间隔更换推荐品质的机油。机油必须在涡轮增压器间自由流动,并且返回发动机油底壳时不受限制。

    增压器出口温度传感器位于增压器出口弯道处,如图36所示。此传感器用于防止增压器过热,增压器的最高温度大约在800~830℃。此外,此温度传感器也用于柴油微粒过滤器(DPF)再生。当此传感器故障时,发动机转速会限制在2500r/min,增压器性能也会受到限制。

    四、尾气排放控制
    1.排气系统一般说明
    2.2L柴油机排气系统由不锈钢制成,包括前部催化转化器和后部消声器。在某些国家,排气系统装有柴油微粒滤清器(DPF),以便汽车能够超过欧4排放标准。氧化转化器的容量为21,它安装于排气系统前部、加热式氧气传感器后面。无论是装有或未装DPF的车辆,均带有催化转化器。

    前宽频带加热式氧气传感器(H02S)监测从发动机排出的废气。发动机管理系统使用这些监控信息提供燃烧室中准确计量的油量,以确保燃油得到最有效的使用,并最大限度地减少废气排放。为进一步减少废气中一氧化碳和碳氢化合物的含量,排气系统前管上集成了一个催化转化器。在催化转化器中,排放的气体将通过蜂窝结构的陶瓷组件,该组件的表面经过特殊处理,带有称为催化剂中间层的涂层。涂层将陶瓷组件表面积扩大约7000倍。涂层顶部为一种含铂的涂层,它起到将有害废气转化为惰性副产物的作用。金属铂可以为废气中的一氧化碳和碳氢化合物提供氧气,从而将这两种成分分别转化为二氧化碳和水。

      2.柴油微粒滤清器(DPF)
      微粒排放是柴油机在一定负载情况下排放出的黑烟,排放物为含有固体和液体成分的复杂混合物,排放物主体为发动机燃油与润滑剂所冷凝成的碳微球。柴油微粒滤情器(DPF)系统将柴油微粒的排放降到了可忽略级别,以达到当前欧洲第5阶段的排放标准。柴油颗粒过滤器(DPF)安装于排气系统中,位于催化转化器下游。其用于捕获发动机排出的废气中的微粒物质,然后将其再生。再生指燃烧被滤清器捕获的微粒,以清除废气自由流动的障碍。再生过程按照指定的时间间隔发生,无需驾驶员留意。柴油微粒过滤器(DPF)系统包括柴油颗粒过滤器温度传感器、集成到ECM的DPF控制软件和差压传感器组件。柴油微粒滤清器(DPF)相关部件如图37所示。

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