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图解汽车发动机技术21-大众EA837_3.0_V6_TSI发动机机械增压系统

导读: 它是一种旋转活塞式结构的装置。该装置采用挤压原理工作,内部并无压缩过程。该增压器有一个壳体,壳体内有两个轴(转子)在转动。这两个转子采用机械方式来驱动,比如采用曲轴驱动。

一、EA837发动机概述

第4代3.0L-V6-TSI发动机EA837最重要的特征:

◆V型6缸发动机,带电磁离合器控制的皮带驱动式机械增压器;

◆供油系统结合了直喷和进气歧管喷射两种喷射模式,排放和油耗水平更佳;

◆进气和排气侧凸轮轴持续调节;

◆优化链条传动机构;

◆通过降低预应力优化活塞环套件,同时改善了机油消耗;

◆降低凸轮轴轴承的摩擦力。

二、空气供给和机械增压系统组成

空气供给系统的中心部件是安装在发动机的两个V型气缸中间的增压模块。

两个V型气缸中间有罗茨式增压器、旁通调节装置和增压空气冷却器。

空气供给系统组成:

罗茨式增压器结构与组成:

三、罗茨式增压器的基本原理

罗茨式增压器采用机械增压方式:

它是一种旋转活塞式结构的装置。该装置采用挤压原理工作,内部并无压缩过程。该增压器有一个壳体,壳体内有两个轴(转子)在转动。这两个转子采用机械方式来驱动,比如采用曲轴驱动。这两个转子是由壳体外的齿轮来传动的(传动比相同),两个转子同步转动,但旋向相反。于是两个转子工作起来就像在“彼此啮合”。

其结构的重要之处在于:两个转子彼此之间以及其与壳体之间是密封的。

困难之处:只许产生非常小的摩擦。

在工作时(转子转动),叶片和外壁之间的空气就被从空气入口(吸气侧)输送到空气出口(压力侧)。输送空气的压力是因回流而产生的。

现在多数配备的是三叶片的螺旋形转子,这样才能才能保证产生较高的增压压力,最重要的是产生恒定的增压压力(效率高)。

四、空气压缩机电磁离合器

压缩机的电磁离合器作为单独的模块,旋接在压缩机的右侧转子轴前部。它承担了接通或关闭压缩机的任务。

1.电磁离合器断开——空气压缩机关闭

在中低转速范围以及在发动机负荷较低时,电磁离合器不会被促动,处于打开状态,在转子盘和衔铁盘之间,有一个空隙,至转子的动力传递中断。此外,调节风门被关闭,整个发动机空气流量都流经转子,这样转子便能以较低的转速转动。

2.电磁离合器结合——空气压缩机接通

电磁离合器由发动机控制单元通过PWM 信号促动(电流调节)。电磁力克服片簧力将衔铁盘拉到转子盘的摩擦片上。摩擦建立,压缩机的转子被驱动。

3.电磁离合器保护

如果离合器频繁地打开和关闭,会由于摩擦的原因加剧发热,温度过高会损毁离合器部件。但是并没有传感器来进行温度监控。

为了保护离合器,在发动机控制单元内根据转速差和加速时间计算出一个“压力因子”,并将它存储在一个模型中。

由此得出部件的温度。如果压力因子超出了规定的阈值,便会针对某段时间发出禁止离合器分离的指令。接合的部件转动且与外壳没有连接,这样便使离合器可以将所产生的热量排出。

注意:

在发动机转速缓慢上升至3000转时,发动机有较明显的声音,源于压缩机的离合器在结合点附近与分离弹簧片的相互作用使得离合器似结合非结合时而产生的声音,此为正常声音,不必维修,不影响压缩机寿命。

五、机械增压器转速传感器

压缩机转速传感器是一种霍尔传感器。该信号被用于计算离合器的切换时间和监控离合器功能。

发动机控制单元在电磁离合器切换时通过传感器信号确定压缩机转速。

诊断

除了有关断路或短路以及信号的一般传感器诊断功能之外,它还能识别出以下离合器故障状态:

◆在出现 MIL 和 EPC 故障时, 参照曲轴转速来检验压缩机转速的可信度(变速比:i = 2.5)

◆MIL 信号故障

传感器失效

失效时离合器不会受控接通,即它的接通和关闭会变得直接而生硬。在出现故障时,会能察觉到离合器的切换。

相关书籍:

《图解汽车构造与原理新技术.新结构.新能源》

化学工业出版社 作者:于海东

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