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雷克萨斯NX200t车8AR-FTS发动机涡轮增压系统解析

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-10-17  浏览次数:74
核心提示:雷克萨斯NX200t车搭载8AR-FTS发动机,该款发动机集可变气门正时智能广角(VVT-iW)、双燃油喷射(D-4S)、双涡管涡轮增压器及气
 雷克萨斯NX200t车搭载8AR-FTS发动机,该款发动机集可变气门正时智能广角(VVT-iW)、双燃油喷射(D-4S)、双涡管涡轮增压器及气缸盖集成排气管等技术于一体,具有良好的动力性、经济性及排放净化性。目前搭载该款发动机的车型还有广汽丰田汉兰达、一汽丰田新皇冠等。下面笔者以雷克萨斯NX200t车为例,详细介绍8AR-FTS发动机涡轮增压系统。
1   8AR-FTS发动机涡轮增压系统的组成及工作原理
如图1所示,8AR-FTS发动机涡轮增压系统主要由涡轮增压器、中冷器、废气旁通阀执行器、真空调节阀、真空泵、空气旁通阀、电动冷却液泵及增压压力传感器等组成。
1—发动机控制单元;2—电动冷却液泵;3—中冷器;4—中冷器散热器;5—空气旁通阀;6—空气流量传感器;7—涡轮增压器;8—废气旁通阀执行器;9—真空调节阀;10—真空泵;11—发动机冷却液温度传感器;12—曲轴位置传感器;13—进气歧管绝对压力/温度传感器;14—节气门;15—增压压力传感器
图1 8AR-FTS发动机涡轮增压系统
1.1 涡轮增压器基本工作原理
涡轮增压器的驱动力来源于发动机排出的废气。涡轮增压器的涡轮和压缩机同轴安装(图2),当废气气流冲击涡轮时,涡轮高速旋转,同时带动压缩机以相同的速度旋转;经空气滤清器的空气被吸入压缩机,压缩后温度和压力升高;接着压缩空气进入中冷器冷却,然后经过节气门进入气缸,大大提高了发动机的充气效率。另外,该车采用双涡管单涡轮增压器(图3),废气由2个通道导入涡轮,其中气缸1和气缸4共用一个通道,气缸2和气缸3共用一个通道,这样可以更高效地利用脉冲增压效果。
 
图2 涡轮和压缩机同轴安装
 
图3 双涡管单涡轮增压器
1.2 增压压力限制控制
如图4所示,发动机控制单元根据发动机冷却液温度、发动机转速、负荷等信号,对真空调节阀(VRV)进行占空比控制,使废气旁通阀执行器在由真空泵(由排气凸轮轴驱动)产生的真空力的作用下控制废气旁通阀的开度,让部分废气从废气旁通阀排出,调节流过涡轮的废气量,从而有效控制进气增压压力,使之与发动机工况相适应。
当废气旁通阀执行器不受真空力时,废气旁通阀为全开状态;随着真空力的增压,废气旁通阀由部分关闭到完全关闭。
 
图4 增压压力限制控制
1.3 增压空气循环控制
 如图5所示,当发动机工况急剧变化或其他因素引起增压压力急剧上升时,如急加速后急松加速踏板,发动机控制单元控制空气旁通阀使涡轮增压器前后的空气导通,保持压力平衡,可有效避免空气喘振及叶轮损坏,同时能使涡轮保持在较高转速,在需要时能更迅速地向发动机提供所需的增压压力,减小涡轮增压器的迟滞现象。 
 
图5 增压空气循环控制
 
 
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