涡轮增压器系统及常见故障案例分析PPT
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脉冲增压可实现涡轮增压器的快速响应特性特别是在转速较低情况 下,因为此时脉动最强而在定压增压模式下涡轮前后的压力差此时尚 小。
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• 单涡轮双管增压器 • N20
单涡轮双涡增压器脉冲增压原理 4 缸发动机废气涡轮增压器前废气通道压力曲线图，各自和叠加
1 、气缸 1 排气门打开 4 、气缸 4 排气门打开
5
• BMW涡轮增压器的种类 • 双涡轮双涡管增压器
N63TU 发动机
S63顶级发动机
6
• 双涡轮增压器 • 系统概览
N54涡轮增压系统
1- 发动机控制单元 MSD80 2 -至真空泵的管路 3- 电子气动压力转换器（EPDW） 4 -泄漏气体 PTC 加热装置 5 -增压运行模式的泄漏气体管路 6 -气缸列 2 增压空气进气管路 7 -气缸列 2 循环空气管路 8 -进气管压力传感器 9 -气缸列 2 循环空气减压阀 10 -空气滤清器 12 -节气门 11 -增压空气压力和温度传感器 13- 气缸列 1 循环空气减压阀 14 -气缸列 1 循环空气管路 15 -增压空气压力管路 16- 增压空气冷却器 17 -增压空气集气管路 18 -气缸列 1 增压空气进气管路 19 -气缸列 1 废气旁通阀 20 -气缸列 1 废气旁通执行机构 21 -气缸列 2 废气旁通阀 22 -气缸列 2 废气旁通执行机构 23 -气缸列 1 废气涡轮增压器 24 -气缸列2 废气涡轮增压器 25 -至气缸列 2 的催化转换器 26 -至气缸列 1 的催化转换器
13
• 单涡轮双涡管增压器 • 进气系统
14
• 单涡轮双涡管增压器 • 部件
15
• 单涡轮双涡管增压器 • 部件
A- 废气通道 1（气缸 1 – 3） B -废气通道 2（气缸 4 – 6） C -至催化转换器的接口 D -自进气消音器的入口 E -环形通道 F- 至增压空气冷却器的出口 1 -废气旁通阀 2 -废气旁通阀杠杆臂 3-废气旁通阀真空罐 4 -循环空气减压阀 5 -旁通通道 6- 涡轮 7- 压缩机轮 8- 冷却通道 9 -涡轮轴
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• 双涡轮增压器 • 进气系统
N54涡轮增压系统进气系统
8
• 双涡轮增压器 • 部件
9
• 双涡轮增压器 • 控制部件
电气动压力变换器（EPDW）（2个）
发动机控制系统通过减压装置阀门(旁通阀) 调节增压压力，减压装置阀门由一个膜片箱 气动调整，EPDW向膜片箱施加真空。
10
• 双涡轮增压器 • 控制部件
涡轮增压系统及常见故障案例分析
1
• 涡轮增压系统及常见故障案例分析 • 目录
2
• 技术背景 • BMW涡轮增压器的种类
双涡轮增压器 单涡轮双涡管增压器
双涡轮双涡管
3
• BMW涡轮增压器的种类 • 双涡轮增压器
N54
ห้องสมุดไป่ตู้
N74
N63
4
• BMW涡轮增压器的种类 • 单涡轮双涡管增压器
N55
N13 N20
24
• 单涡轮双管增压器 • N20
定压增压和脉冲增压
通过废气涡轮增压器实现发动机增压有两种工作原理： ➢ 定压增压 ➢ 脉冲增压。
定压增压 定压增压是指涡轮前的压力几乎恒定不变。用于驱动废气涡轮增压器 的能量通过涡轮前后的压力差获得
脉冲增压 通过从燃烧室排出废气形成脉冲。压力增大时就会产生作用在涡轮 上的压力波。此时利用废气动能使压力波以脉冲方式驱动废气涡轮 增压器。
N63 发动机使用一个 20 W 功率的 附加电动冷却液泵来实现这种功能。 它也可以在发动机运行期间辅助涡 轮增压器冷却系统进行工作。
系统根据以下因素接通电动辅助 冷却液泵： • 发动机出口处的冷却液温度 • 发动机油温度 • 喷射的燃油量。
20
• 双涡轮增压系统 • 冷却系统
增压空气冷却系统
在 N63 发动机中，BMW 首 次使用了一个间接增压空气冷 却系统。此系统通过一个空气 /冷却液热交换器吸收增压空 气的热量。
空气压力传感器
22
• 单涡轮双管增压器 • N20
23
• 单涡轮双管增压器 • N20
Twin Scroll 废气涡轮增压器功能 TwinScroll 表示带有一个双涡管涡轮壳体的废气涡轮增压器。 这样可以分别将两个气缸的废气引导至涡轮处。N20 发动机 与其它 4 缸发动机一样采用将气缸 1 和 4、气缸 2 和 3 集成 在一起的设计。这样可以更高效地利用脉冲增压效果。
它的运行与下列数值相关： • 车外温度 • 增压空气温度与车外温度的 差值。
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• 单涡轮双管增压器 • N20
1 、增压空气冷却器 2 、循环空气减压阀 3 、进气消音器 4 、热膜式空气质量流量计
5 、废气涡轮增压器 6、 废气旁通阀 7 、催化转换器前氧传感器 8 、催化转换器 9、 催化转换器后氧传感器 10、 数字式发动机电子系统 11、 进气管压力传感器 12、 节气门 13 、增压空气温度和增压
循环空气减压阀（机械）
用于降低节气门快速关闭 时节气门前出现的增压压 力峰值。
11
• 双涡轮增压器 • 控制部件
增压空气冷却器
增压空气冷却系统用于提高功率和降 低耗油量，最多可降低80 °C。提高 增压空气的密度，从而达到更好的燃 烧室充气效果。
12
• 单涡轮双涡管增压器 • 系统概览
N55单涡轮双涡轮增压器
在 4 缸发动机上可通过 TwinScroll 废气涡轮增压器来防止 出现压力脉动减少的情况情况。其方式是将四个气缸分为 两个通道在每个通道内都实现一个 2 缸发动机的压力情况。
16
• 单涡轮双涡管增压器 • 控制系统
1 -涡轮； 2- 轴承座； 3 -压缩机 ； 4- 循环空气减压阀； 5- 真空罐； 6 -废气旁通阀。
循环空气减压阀是一个电动阀
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• 增压器
• 控制系统
1 -节气门后的进气管压力传感器； 2 -进气温度/ 增压压力传感器； 3 -数字式发动机电子伺控系统(DME) ； 4 -热膜式空气质量测量仪； 5 -电动节气门调节器； 6 -推力换气阀 7 -压力变换器
节气门后的进气管压力传感器的作用？
18
• 增压器 • 控制系统
进气温度/ 增压压力传感器
进气温度/ 增压压力传感器固定在增压 空气管上。这个组合传感器向数字式发 动机电子伺控系统(DME) 提供下列信息： -增压空气温度 -增压空气压力
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• 双涡轮增压系统 • 冷却系统
用于涡轮增压器冷却的电动辅助冷却液泵
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• 单涡轮双管增压器 • N20
单涡轮双涡增压器脉冲增压原理 4 缸发动机废气涡轮增压器前废气通道压力曲线图，各自和叠加
1 、气缸 1 排气门打开 4 、气缸 4 排气门打开
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• BMW涡轮增压器的种类 • 双涡轮双涡管增压器
N63TU 发动机
S63顶级发动机
6
• 双涡轮增压器 • 系统概览
N54涡轮增压系统
1- 发动机控制单元 MSD80 2 -至真空泵的管路 3- 电子气动压力转换器（EPDW） 4 -泄漏气体 PTC 加热装置 5 -增压运行模式的泄漏气体管路 6 -气缸列 2 增压空气进气管路 7 -气缸列 2 循环空气管路 8 -进气管压力传感器 9 -气缸列 2 循环空气减压阀 10 -空气滤清器 12 -节气门 11 -增压空气压力和温度传感器 13- 气缸列 1 循环空气减压阀 14 -气缸列 1 循环空气管路 15 -增压空气压力管路 16- 增压空气冷却器 17 -增压空气集气管路 18 -气缸列 1 增压空气进气管路 19 -气缸列 1 废气旁通阀 20 -气缸列 1 废气旁通执行机构 21 -气缸列 2 废气旁通阀 22 -气缸列 2 废气旁通执行机构 23 -气缸列 1 废气涡轮增压器 24 -气缸列2 废气涡轮增压器 25 -至气缸列 2 的催化转换器 26 -至气缸列 1 的催化转换器
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• 单涡轮双涡管增压器 • 进气系统
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• 单涡轮双涡管增压器 • 部件
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• 单涡轮双涡管增压器 • 部件
A- 废气通道 1（气缸 1 – 3） B -废气通道 2（气缸 4 – 6） C -至催化转换器的接口 D -自进气消音器的入口 E -环形通道 F- 至增压空气冷却器的出口 1 -废气旁通阀 2 -废气旁通阀杠杆臂 3-废气旁通阀真空罐 4 -循环空气减压阀 5 -旁通通道 6- 涡轮 7- 压缩机轮 8- 冷却通道 9 -涡轮轴
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• 双涡轮增压器 • 进气系统
N54涡轮增压系统进气系统
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• 双涡轮增压器 • 部件
9
• 双涡轮增压器 • 控制部件
电气动压力变换器（EPDW）（2个）
发动机控制系统通过减压装置阀门(旁通阀) 调节增压压力，减压装置阀门由一个膜片箱 气动调整，EPDW向膜片箱施加真空。
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• 双涡轮增压器 • 控制部件
涡轮增压系统及常见故障案例分析
1
• 涡轮增压系统及常见故障案例分析 • 目录
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• 技术背景 • BMW涡轮增压器的种类
双涡轮增压器 单涡轮双涡管增压器
双涡轮双涡管
3
• BMW涡轮增压器的种类 • 双涡轮增压器
N54
ห้องสมุดไป่ตู้
N74
N63
4
• BMW涡轮增压器的种类 • 单涡轮双涡管增压器
N55
N13 N20
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• 单涡轮双管增压器 • N20
定压增压和脉冲增压
通过废气涡轮增压器实现发动机增压有两种工作原理： ➢ 定压增压 ➢ 脉冲增压。
定压增压 定压增压是指涡轮前的压力几乎恒定不变。用于驱动废气涡轮增压器 的能量通过涡轮前后的压力差获得
脉冲增压 通过从燃烧室排出废气形成脉冲。压力增大时就会产生作用在涡轮 上的压力波。此时利用废气动能使压力波以脉冲方式驱动废气涡轮 增压器。
N63 发动机使用一个 20 W 功率的 附加电动冷却液泵来实现这种功能。 它也可以在发动机运行期间辅助涡 轮增压器冷却系统进行工作。
系统根据以下因素接通电动辅助 冷却液泵： • 发动机出口处的冷却液温度 • 发动机油温度 • 喷射的燃油量。
20
• 双涡轮增压系统 • 冷却系统
增压空气冷却系统
在 N63 发动机中，BMW 首 次使用了一个间接增压空气冷 却系统。此系统通过一个空气 /冷却液热交换器吸收增压空 气的热量。
空气压力传感器
22
• 单涡轮双管增压器 • N20
23
• 单涡轮双管增压器 • N20
Twin Scroll 废气涡轮增压器功能 TwinScroll 表示带有一个双涡管涡轮壳体的废气涡轮增压器。 这样可以分别将两个气缸的废气引导至涡轮处。N20 发动机 与其它 4 缸发动机一样采用将气缸 1 和 4、气缸 2 和 3 集成 在一起的设计。这样可以更高效地利用脉冲增压效果。
它的运行与下列数值相关： • 车外温度 • 增压空气温度与车外温度的 差值。
21
• 单涡轮双管增压器 • N20
1 、增压空气冷却器 2 、循环空气减压阀 3 、进气消音器 4 、热膜式空气质量流量计
5 、废气涡轮增压器 6、 废气旁通阀 7 、催化转换器前氧传感器 8 、催化转换器 9、 催化转换器后氧传感器 10、 数字式发动机电子系统 11、 进气管压力传感器 12、 节气门 13 、增压空气温度和增压
循环空气减压阀（机械）
用于降低节气门快速关闭 时节气门前出现的增压压 力峰值。
11
• 双涡轮增压器 • 控制部件
增压空气冷却器
增压空气冷却系统用于提高功率和降 低耗油量，最多可降低80 °C。提高 增压空气的密度，从而达到更好的燃 烧室充气效果。
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• 单涡轮双涡管增压器 • 系统概览
N55单涡轮双涡轮增压器
在 4 缸发动机上可通过 TwinScroll 废气涡轮增压器来防止 出现压力脉动减少的情况情况。其方式是将四个气缸分为 两个通道在每个通道内都实现一个 2 缸发动机的压力情况。
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• 单涡轮双涡管增压器 • 控制系统
1 -涡轮； 2- 轴承座； 3 -压缩机 ； 4- 循环空气减压阀； 5- 真空罐； 6 -废气旁通阀。
循环空气减压阀是一个电动阀
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• 增压器
• 控制系统
1 -节气门后的进气管压力传感器； 2 -进气温度/ 增压压力传感器； 3 -数字式发动机电子伺控系统(DME) ； 4 -热膜式空气质量测量仪； 5 -电动节气门调节器； 6 -推力换气阀 7 -压力变换器
节气门后的进气管压力传感器的作用？
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• 增压器 • 控制系统
进气温度/ 增压压力传感器
进气温度/ 增压压力传感器固定在增压 空气管上。这个组合传感器向数字式发 动机电子伺控系统(DME) 提供下列信息： -增压空气温度 -增压空气压力
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• 双涡轮增压系统 • 冷却系统
用于涡轮增压器冷却的电动辅助冷却液泵