在汽車發動機的渦輪增壓器上,都有壹個小氣缸,它壹端通過壹根氣管與增壓器的壓氣機相連接,另壹端是壹根拉桿,它與渦輪機上的壹個小閥門相連接。很多人都不知道它是做什麽用的。其實它是渦輪增壓器上的廢氣旁通裝置。
為什麽要設計這樣壹個廢氣旁通裝置呢?大家知道,渦輪增壓器的工作原理就是用發動機排出的廢氣推動渦輪轉動,然後帶動壓氣機轉動,給發動機增加進氣量,進而可以實現在不改變發動機排量的情況下大幅度增加發動機功率。壹般來說,廢氣越多、廢氣壓力越大,渦輪轉動的就越快,發動機的增壓作用也就越強,發動機工作就越猛烈;而發動機工作越猛烈產生的廢氣量就越多,廢氣的壓力也就越大,這樣就形成了壹個“死循環”,如果這樣持續下去就會導致發動機轉速越來越高(飛車現象),最終無法控制而造成發動機的損壞。這種現象稱為發動機的“過增壓”。
為了避免“過增壓”現象的發生,在渦輪增壓器上就設計了廢氣旁通裝置,它是由控制氣室、拉桿、廢氣旁通閥門等組成的,其中的控制氣室是核心部件,它是由膜片和彈簧組成的壹個氣動缸,壹端與增壓器的壓氣機相連接,膜片上方的壓力就等於壓氣機中的壓力,另壹端與廢氣旁通閥相連接。
當壓氣機中的增壓壓力超過預定值時,氣壓推動膜片壓縮彈簧,使拉桿向外推出,將廢氣旁通閥門打開,引導部分廢氣不再經過渦輪,而是從安裝在渦輪之前的旁通閥直接進入排氣管,這樣就可以減少推動渦輪轉動的廢氣的數量和壓力,進而降低渦輪轉速,降低增壓壓力,避免發動機由於“過增壓”而導致的飛車現象。當壓氣機壓力降低到壹定值時,膜片上方的壓力不足以克服彈簧的彈力,彈簧就會彈回,帶動連桿運動關閉旁通閥,廢氣又全部推動渦輪運轉,增壓壓力重新增高,直到下壹次旁通閥開啟。就這樣循環進行,發動機的增壓壓力就被控制在壹個固定的數值。
這個廢氣旁通裝置的控制方式有兩種,壹種是機械(真空)控制,通常應用在卡車柴油機上;另壹種是電子控制,通常應用在乘用車的汽油機上。不論哪壹種,原理都是壹樣的,電子控制的只是在管路上增加了壹個電磁閥而已。通過控制旁通閥的開啟壓力,就可以改變發動機的輸出功率。比如在乘用車的渦輪增壓汽油機上,改變電磁閥開啟的時機,就可以改變旁通閥的開啟壓力,電磁閥的開啟時機越晚,增壓壓力越大,發動機的功率就越高。很多發動機的高低功率調節其實就是這麽幹的。在發動機外特性曲線圖上,扭矩曲線開始下降的轉速,就是旁通閥開啟的時機。
這個廢氣旁通裝置故障率是很低的,出故障壹般都是人為損壞的。必須知道的是:旁通閥控制氣室中的彈簧預緊壓力的設定和校驗,是在專門的設備上進行的,用戶不能隨意調整、變動。如果我們在搬運增壓器時,圖方便用手直接拎這個拉桿,就會造成拉桿彎曲變形,進而影響旁通閥的開啟時機。如果這個拉桿與旁通閥的連接脫落了,那麽旁通閥就失去了控制,壹直處於開啟狀態,發動機就會由於增壓壓力不足而導致動力不足、功率下降等。此外,如果控制氣室的氣管斷裂或者漏氣了,就會導致旁通閥無法開啟,發動機就會出現過增壓的現象。當然,現在的發動機有超速保護機制,超過壹定的轉速就會斷油,防止發動機轉速過度升高,不過超高的轉速和過高的增壓壓力,仍然會傷害發動機。
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