跟着专家学修宝马汽车（18）

师华钧

（3）涡轮增压系统

N63型发动机的涡轮增压系统与N54型发动机涡轮增压系统的工作原理非常相似，通过2个相对较小且并联的废气涡轮增压器（图94）实现低转速下的快速响应。通过废气旁通阀控制增压压力，此外还使用了循环空气减压阀。

①工作原理

废气涡轮增压器通过发动机废气驱动，即带压力的废气通过废气涡轮增压器的涡轮并以此方式为同轴上的压缩机提供驱动力。压缩机对进气进行提前压缩，从而提高发动机燃烧室的进气量。这样可提高喷射和燃烧的燃油量，从而提高发动机的功率和扭矩。涡轮和压缩机的最高转速可达17.5万r/min，废气入口温度最高可达950℃。由于温度很高，因此N63型发动机的废气涡轮增压器不仅与发动机润滑系统相连，而且还集成在发动机的冷却液循环回路中。利用N63型发动机上的电动辅助冷却液泵，还可在关闭发动机后排出废气涡轮增压器内的余热，从而防止轴承壳体内的润滑油过热。利用电动辅助冷却液泵的继续运行功能可排出废气涡轮增压器内的积热，从而防止轴颈处机油焦化，这是一项重要的部件保护功能。

④双涡轮增压系统

涡轮增压器的响应速度对于N63型发动机来说非常重要。不允许对驾驶员的要求

（即加速踏板位置）做出延迟反应，即不能让驾驶员感觉到所谓的“涡轮效应滞后”。N63型发动机利用2个相对较小且并联的涡轮增压器解决了这个问题，每列气缸各驱动1个废气涡轮增压器。

小型废气涡轮增压器的优点在于，在涡轮增压器加速过程中，由于涡轮转动惯量较小，因此加速质量较小，压缩机可以更快达到较高增压压力。

③增压压力调节装置

废气涡轮增压器的增压压力与到达废气涡轮增压器涡轮处的废气气流有直接关系，无论是废气气流的速度还是质量，都直接取决于发动机转速和发动机负荷。发动机管理系统通过废气旁通阀调节增压压力。废气旁通阀由真空罐操纵，真空罐由发动机管理系统通过电子气动压力转换器（EPDW）来控制。持续运行的发动机真空泵产生真空并将其存储在一个蓄压器内，这样可以确保这些真空控制部件不会对制动助力功能产生不利影响。

通过废气旁通阀可影响输送至涡轮的废气气流流量，达到所需增压压力时，废气旁通阀就会打开，并使部分废气气流通过涡轮，这样可防止通过涡轮继续提高压缩机转速。通过这种控制方法可处理各种运行状况。

当发动机处于怠速阶段时，2个涡轮增压器的废气旁通阀均关闭，因此在发动机低转速期间，即可使全部可用废气气流用于压缩机加速。需要提高发动机功率时，压缩机便可立即提供所需增压压力（不会感觉到延迟）。

在满负荷情况下，达到最大允许扭矩时，通过部分开启废气旁通阀保持较高的恒定增压压力。压缩机始终根据运行情况保持相应的转速。打开废气旁通阀可降低涡轮的驱动能量，从而限制压缩机转速。避免超转速运转。此外不会进一步提高增压压力，从而有利于降低油耗。在满负荷运行模式下，N63型发动机进气管内的最高压力为80kPa。

④循环空气减压控制

N63型发动机的循环空气减压阀用于降低节气门快速关闭时不希望出现的增压压力峰值，因此这些阀门对降低发动机噪声起到了重要作用，且有助于保护涡轮增压器部件。如果发动机转速较高时关闭节气门，进气管内就会产生真空压力。由于至进气管的通道已阻断，因此会在压缩机后形成无法消除的较大背压。这样会造成增压器“泵气”，这意味着会出现明显的干扰性泵噪声。出现这种泵噪声的同时，废气涡轮增压器还会承受导致部件损坏的负荷，因为高频压力波会向废气涡轮增压器轴承施加轴向负荷。

循环空气减压阀是1个电动阀。节气门关闭时，系统将增压压力（节气门前）及其提高值与存储的规定值进行比较。如果实际值超出规定值达到一定程度，循环空气减压阀就会打开（图95、图96），从而使增压压力转至压缩机的进气侧。这样可防止出现造成部件损坏的干扰性泵动作用。

⑤负荷控制

N63型发动机通过节气门和废气旁通阀实现负荷控制。在此节气门是主要执行元件，通过控制废气旁通阀对增压压力进行微调。满负荷时，节气门完全打开，负荷由废气旁通阀进行控制。由负荷控制图（图97）可以看出，在N63型发动机的所有运行状况下，废气旁通阀都根据特性曲线参与负荷控制过程。

N63型发动机的增压压力控制受进气温度、发动机转速、节气门位置、大气压力、进气管压力及节气门前的压力等控制参数的影响。发动机控制单元根据这些参数控制电子气动压力转换器（EPDW）。通过所达到的增压压力（测量节气门前的压力）可检查该控制结果。随后将达到的增压压力与特性曲线的规定数据进行比较，必要时可根据比较结果校正控制参数。因此，系统在运行过程中可对自身进行监测和控制。

⑥应急运行模式

如果运行过程中出现功能故障、不可信数值或与废气涡轮增压调节相关的传感器失灵，控制单元就会切断废气旁通阀的控制，阀门完全打开，不再进行增压。如高压燃油系统、进气VANOS、排气VANOS、曲轴传感器、凸轮轴传感器、增压压力传感器、爆震传感器及进气温度传感器损坏。

对相关增压部件进行诊断和修理时，要利用现有诊断技术判定这些部件是否确实是损伤部件。必须始终确保找到故障原因并排除故障。

a.不要草率地认为发动机功率损失和故障是废气涡轮增压器的问题。不要经常随意拆卸和更换运转正常的废气涡轮增压器。如果排气装置排出蓝烟，则要先检查空气滤清器内是否有污物，或是否因磨损造成发动机润滑油消耗过高。此后才能检查废气涡轮增压器。如果废气涡轮增压器运行噪声过大。则要检查废气涡轮增压器压力侧的所有连接部位。如果排出黑烟或功率下降，也要先检查发动机和连接管路。

b.废气涡轮增压器损坏的主要原因如下。

Ⅰ.润滑不足造成轴承失灵。因此使压缩机轮和涡轮磨入壳体，密封垫损坏，此外连接轴也可能折断。

Ⅱ.异物导致涡轮和压缩机损坏。由此产生的不平衡会降低效率，且可能导致叶片断裂。

Ⅲ.润滑油内有污物导致轴颈和轴承上产生划痕。润滑油孔和密封垫阻塞，且造成润滑油泄漏损失较大。通过一个安装在压缩机前的过滤器阻止来自外部的沙子、污物、螺栓和类似物体进入。该过滤器需定期（保养周期）进行保养。要确保空气滤清器至压缩机空气导管的净空气区域保持洁净、没有任何颗粒物。

c.不要对废气涡轮增压器进行任何更改。切勿尝试更改增压压力调节控制杆。出厂前已对废气涡轮增压器进行最佳配置。如果废气涡轮增压器运行时的增压压力高于发动机制造商的允许限值，可能会造成发动机运行温度过高，活塞、气缸盖或发动机支架失灵，或触发发动机电子系统的安全功能和发动机的应急模式。

（待续）