涡轮增压器中电磁阀结构与测试方法

一、涡轮增压器及其电磁阀

1.1涡轮增压器的历史背景及未来发展

（1）涡轮增压器的历史背景
当代社会车辆越来越多，为了能更有效的提高车辆的动力和节省能源的消耗，涡轮增压便应时代而出。涡轮增压技术的概念是在19世纪被Gottlieb Daimler（戴姆勒）和Rudolf Diesel（狄塞尔 ） 提出的，前者制造了世界上第一台汽车后者发明了柴油发动机，但在当时他们只是发现预压缩空气可以提高发动机功率。直到1905年，瑞士的工程师比希博士优化了这个提高发动机功率的概念，并通过实验发现引入增压技术的发动机功率比没有增压技术的发动机功率增大了约40％。因为在20世纪初期汽车刚发展，所以无法将这项技术广泛应用到民用汽车上。到1914年第一次世界大战爆发，这项技术才初步应用到飞机和坦克上，这是增压技术发展的快速时期。在汽车用涡轮增压的早期直到19世纪70年代，因涡轮增压技术的不完善和能源的充足，这一技术在当时没有得到消费者的认可。直到19世纪70年代，因为石油危机在当时爆发，致使石油与汽油价格上涨飞速，这个时候商用车市场中搭载涡轮增压器的柴油车才逐渐被大众所接受。此后的四十多年里，涡轮增压技术被世人认识到它的重要性，所以它才能更快的发展，然后开始越来越多的出现在民用车之中。它的易用性与出色性能和较低的能源消耗便受到了大家的欢迎。

（2）涡轮增压器的未来与发展
随着当代科技的迅速发展，涡轮增压器已经发展为部件变少、转速变高、体积变小、空气压缩比变优。现在在欧洲，带有涡轮增压器的发动机已经达到了约50%，涡轮增压的发动机已经变为了提升汽车动力性能的主流方向了。随着现在科技的不断发展，新的耐高温材料、平衡技术、微量润滑油轴承系统、电子控制的迅速发展，涡轮增压技术在汽车上的应用也会越来越成熟。伴随着近年国际石油的价格上升，各个国家的环保意识不断变强，所以需要在汽车动力机械动力性与经济性和环保型方面达到平衡。因为国家总体排放立法的不断完善和机械制造技术的水平的迅速提高，涡轮增压技术只有随着时代的变化而改变才能得到更大的发展范围。随着发动机使用的涡轮增压技术慢慢得到了广泛应用，汽车发动机排出的废气中剩余能量也可以通过废气涡轮增压系统得到利用，从而使节能减排这一时代主流得到真正的体现。从未来能源形势来看，涡轮增压技术可以作为一项有应用前景的技术使得我国在未来的现代化建设中发挥的更好。

1.2涡轮增压器基本工作原理及组成

以发动机增压方式可以分可为以下4类：（1）不用专门增压装置的增压：有谐波增压、动力增压与惯性增压；（2）以发动机废气能量的驱动方式增压：有气波增压和废气涡轮增压这两种方式；（3）机械增压：就是通过利用发动机的动力来作为增压能量增压的；（4）复合增压：即同时采用两种形式的增压。今天我们重点讨论涡轮增压。

带有涡轮增压系统的发动机的主要优点是：以不增加发动机排量为基础，但是可以较大幅度的提升了发动机功率。没有增压功能的发动机是通过形成真空从大气中直接吸入空气，而有涡轮增压的发动机是通过涡轮增压系统使发动机得到压缩空气的。因为进入气缸的空气量变多了，所以发动机才能喷入更多的燃油产生更大的功率，同时也拥有比较高的燃烧效率。所以当一样大小和同样重量的发动机在拥有涡轮增压器后，可以产生较大的功率。另外它还有节能减排的优点，因为涡轮增压器给汽车的发动机供给了压缩后的空气，所以燃料可以在发动机气缸里得到更充分和更彻底的燃烧。而且发动机进气管中的空气经常保持正压力时对发动机也有一定的好处，新鲜空气进入气缸可以清除残留在燃烧室中的废气并且可以达到冷却气缸头、活塞和气门。总而言之，发动机在加装有废气涡轮增压器后，不仅对保护环境和节约能源作出了贡献，而且功率和扭矩也大约增大了20%-30%。

1.2.1涡轮增压器的基本工作原理
因为汽车在使用废气涡轮增压系统后可以得到更大的扭矩，并且同时又可以取得更大的发动机功率。而这些都是通过发动机吸入的空气被涡轮增压器压缩而实现的。空气被压缩了，所以在每一个吸气冲程中会有更多的空气，也就是说在燃烧室中会有更多的氧气进去。这就是通过提高氧气供给量，同时也增加了功率。涡轮增压器其实也可以叫做空气压缩机，它是利用废气流能量来进行压缩空气从而增大进气量。所以涡轮增压器的工作原理就是利用发动机排出的废气流的惯性冲力推动涡轮室内的涡轮，然后涡轮和压缩机轮是通过一根轴相连，涡轮带动压缩机轮转动，压缩机轮就会压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压后进入气缸中参与作功行程。




1.2.2工作过程
（1）利用发动机排出废气进入到涡轮室内，废气流推动涡轮排气端涡轮叶轮并使之转动。这时涡轮带动与之同轴相连的另一侧的压缩机叶轮也同时转动。
（2）压缩机的叶轮转动把空气从进风口吸进压缩机内，然后空气就会经叶片的旋转压缩后，再被输入进压缩通道进行二次压缩，最后这些被压缩后的空气被注入到气缸内参与燃烧。
（3）如果发动机设有中冷器，压缩空气在进入气缸前会先流经中冷器，中冷器会降低空气被压缩后所产生的温度并提高空气密度，从而防止发动机爆震。
（4）气缸内燃烧产生的废气从排气歧管排出后，再进入涡轮，然后重复以上的动作再次压缩空气。

1.2.3主要部件
（1）涡轮增压器
涡轮增压系统中最重要的部件当然是涡轮增压器，并且涡轮的外形和蜗牛背上的壳相似，所以才叫涡轮增压器。涡轮增压的系统中提高容积效率的核心部件是涡轮增压器本体，它的主要结构是：进气端、排气端和中间的涡轮轴。进气端包括有压缩机壳体、压缩机出风口、压缩机叶轮。排气端包括有涡轮壳体、涡轮出风口、涡轮叶轮。涡轮轴就是负责连接两个壳体的。并且轴承室安装有负责连接并承托起压缩机叶轮、涡轮机叶轮，涡轮轴，和机油入口、机油出口等。
（2）涡轮轴
涡轮轴虽然看起来就是一个简单的金属管，但实际上它肩负着120000-160000r/min 转动与超高温的精密零件。材料的精细加工和应用是所有涡轮机工作的核心技术，它采用的是传统结构-涡轮轴轴瓦轴承。它只是一个金属管，但涡轮和压缩机只有通过它连接才能高速地转动。
（3）涡轮叶轮
叶片式涡轮叶轮，可以分为两种：“水车”（叶片的形状是直叶片设计，废气产生的碰撞回旋的力量，可以直接与旋转运动的结合），和“风车”叶片（形状弯曲的叶片设计，此外，对撞击力的使用能有效地利用气流，进入叶片气体的膨胀能量）。涡轮轮的直径和叶片数会影响线性的功率，在理论上，叶片的数量越少，低速响应就越差，但高速的爆发力和承受力是不可与比拟多叶片比拟的。
（4）压缩机叶轮
叶片是所有涡轮增压器的动力源。但是压缩机的叶轮和涡轮叶轮有着不同的功能，所以叶片的形状就是不一样的了。压缩机叶轮基本上是如何有效地将空气推入，压缩空气作为首要任务，然后确定其形状。
一般情况下，原来的涡轮压缩机叶轮的叶片设计为全叶片，也就是说，叶片采用的是从顶部到末端的设计。为了增大吸入空气的面积，提高高速旋转的效率，又出现了大量的全叶片旁穿在安装端安装了一半的叶轮叶片（这样的设计更常在改装品上出现）。
（5）旁通阀
排气旁通阀启闭是由ECU通过控制增压压力限制电磁阀来操控。根据发动机的ECU的工作状态，增压压力是由预设目标增压压力确定，和增压压力传感器检测到的实际增压压力，然后根据差异来改变脉冲信号控制电磁阀的占空比，改变电磁阀控制开启时间。控制右室腔气动开启的气体压力，然后改变排气旁通阀，排气旁通控制量，精确调节增压压力。
（6）增压压力限制电磁阀N75
根据增压压力的操作状态的电控制单元通过预设目标增压压力确定，和增压压力传感器检测到的实际增压压力比较，然后根据差异来改变脉冲信号来控制电磁阀的开启和关闭的占空比，来改变电磁阀的开启时间、开启和改变排气旁通阀控制量，从而达到准确调节增压压力。

1.3 涡轮增压器在汽车上应用的优缺点
（1）优点
A.增大马力：大家都知道发动机的燃料在汽缸内燃烧作功才可以得到功率，但是因为吸入气缸内空气量限制了燃料的输入量，所以发动机所产生的功率也就受到了限制。发动机在最佳状态下运行时，提高输出功率只能通过压缩更多的空气进入气缸后再增加燃料量，才能增强燃烧功率。所以在目前的技术条件下，涡轮增压器便是在机械装置输出功率不断增加的情况下，使发动机工作效率提高的唯一途径。
B.节省燃油：由于发动机工作行程压缩空气量的增加，降低了喷油量，从而降低了油耗。
C.改善排气质量：由于有足够的压缩空气，使燃料燃烧充分，可大大提高排气质量，减少汽车尾气有害物质的排放，和减少温室气体二氧化碳，保护了环境。
D.有利于高原作业：因为发动机在高原作业时，海拔变高，燃油的燃点会降低，达不到设计时理想的输出动力，但是通过涡轮增压系统增压作用之后，就可以显著的改善发动机这一“水土不服”的弊病。

（2）缺点
涡轮迟滞：涡轮增压器虽然可以辅助发动机增加动力，但它有缺点的，其中最明显的便是“滞后响应”，是由于叶轮在废气惯性作用使节气变化的反应慢，会造成发动机延迟增加或减少输出功率的现象。现在，越来越多的涡轮发动机获得更多的功率比自然进气发动机的同一时间，要尽量减少了涡轮的滞后。努力使它接近线性性质的自然进气发动机，使接近的涡轮机更易于驱动和接近非涡轮机。
表现：对于这种突然加速或超车的车。会有点瞬间提不上劲的感觉，如果是涡轮增压发动机大，涡轮滞后，暗示它可能突然发力，对于正常驾驶来说很难操控，甚至存在行车安全隐患。
影响因素：涡轮的滞后受诸多因素的影响，其中有涡轮尺寸大小、发动机的排量、发动机的改装、涡轮轴转动惯量、涡轮效率、进气损失等。一般来说，如果发动机排量不相同，涡滞后越大那么涡轮越大，涡轮轴越重（转动惯量越大）的涡轮滞后也就会越大等。

1.4涡轮增压器类型和结构图
（1）带旁通的废气涡轮增压器
涡轮增压器有两个方面的问题.
*在高转速区时，涡轮机转速较高，得到空气压缩的比可能会过大。
*在低转速区时，涡轮机转速较低，压缩机叶轮转速就会达不能达到所需要转速。空气压缩的不够紧。发动机达不到理想的功率。
所以废气涡轮增压器在结构方面采用了一个折中的办法，那就是加装个废气旁通阀。在高速区，废气的一部分不会进入涡轮并直接通过旁路进入排气管。这就会得到发动机的最佳压力和最大功率。
此系统在低转速区不起作用。借助于旁通阀，旁通可以开启或关闭。



（2）带可调节导向叶片的涡轮增压器
在带可调节导向叶片的废气涡轮增压器（VGT增压器=可变涡轮增压器几何形状）是柴油发动机的标准配置。VGT增压器在废气涡轮增压器中使用可调式导论叶片而非旁通阀，废气气流通过可调式导论叶片影响涡轮。借助一个真空罐对调节叶片进行操作。与带有废气旁通阀的废气涡轮增压器不同的是，VGT增压器不仅可在高转速范围内提供所需的空气压缩比而且还能在整个转速范围内提供所需的空气压缩比。





导轮叶片平置即进口截面较窄时，通过收缩作用使废气气流加速并提高涡轮转速。因此可在低转速和满负荷时迅速产生压力。



废气流量增加或需要较低增压压力时，可将导轮叶片调节到倾斜位置，即将废气气流进口截面增大。涡轮的增压压力和功率几乎保持不变。



通过电磁阀和真空罐来调节导轮叶片。发动机控制单元ECU可以控制增压压力限制电磁阀。电磁阀可以接通真空和大气压力到真空罐的通道。电磁阀受控时，最大真空压力施加作用。真空罐将导轮叶片调节到倾斜位置。电磁阀断电时，大气压力对真空罐施加作用，导轮叶片被调节到倾斜位置。需要达到中间档时，就会通过控制电磁阀是真空值在大气压力与最大可能真空压力之间变化。
因此发动机控制单元在调节过程中不断根据所需增压压力调节导轮叶片的位置。

1.5涡轮增压器系统所需的传感器和电磁阀
涡轮增压系统需要各个传感器传递信号给ECU,ECU分析信号后再传递执行信号给增压压力限制电磁阀N75，增压压力限制电磁阀可以控制废气旁通阀的开度（导向叶片的位置），进而控制增压压力。



图7. 传感器和电磁阀

（1）发动机控制单元
新型的J248发动机控制单元配有功能强大的16位微处理器。通过改变电磁阀N75的工作比，发动机控制单元的高速运算能力可以实现增压压力的最佳调节。
*进气管压力传感器和高度传感器没有电学方面的代号，因为他们都位于控制单元内。
（2）增压压力传感器
这个传感器通过压力管与涡轮机后面的进气管相连接，检测到增压压力后，然后将得到的信号传递给ECU。
信号的使用：在计算旁通阀开度（导向叶片位置）时需要增压压力值。
信号失灵产生的结果：如果传感器失灵，导向叶片会处于在倾斜的位置。发动机功率就会降低。
（3）高度传感器
高度传感器位于发动机控制单元里，它会把当前环境气压传输给控制单元ECU。
信号的使用：ECU利用环境的气压值来作为增压压力调节的修正值，因为随着高度不断的增加，空气的浓度野就会不断的降低。这个信号也用于废气再循环的调节。
信号失灵产生的结果：如果高度传感器失灵，那么涡轮增压器会以恒定功率按一个设定好的特征曲线去工作。但是这时有害物质的排放值会变高，并且发动机功率也可能会下降。
（4）进去管温度传感器G72
进去管温度传感器安装在增压空气冷却器后面的进气管上面。
信号的使用：ECU会把进气管温度信号作为增压压力调节的修正值。这个信号可以修正温度对增压空气密度的影响。
信号失灵产生的结果：当传感器信号失灵时，ECU就会使用设定的一个替代温度。此时可能出现功率下降。
（5）发动机转速传感器G28
通过这个传感器可以得到曲轴转速。
信号的使用：ECU计算系统控制的许多功能都要发动机转速传感器的信号。此外计算以下列值时也需要：怠速的调整、燃料的喷射量、增压的调整、喷射的时刻。
信号失灵产生的结果：当没有了转速传感器的信号时，发动机就不会启动了。如果发动机在运转过程中出现了信号失灵，发动机就会停止运转。
（6）增压压力限制电磁阀N75
增压限制电磁阀N75的压力控制是通过发动机控制单元ECU控制的。在有排气旁通阀的涡轮增压器系统中，电磁阀会根据发动机控制单元ECU的指示控制大气压的开启时间。根据增压压力和大气压力产生作用于压力罐上的控制压力。排气旁通阀克服弹簧压力，废气流分离。从涡轮的一部分流，另一部分的废气旁通阀进入排气管的方式是不使用的。当电源不通时电磁阀将关闭，增压压力就直接作用于压力罐。
在带可调节导向叶片的涡轮增压系统中，使用一个真空泵，该真空泵通过一个电子气动压力转换器作用到压力罐上。同时压力转换器是被发动机控制单元控制。
（7）增压器空气再循环电磁阀N249
这是一种汽油发动机增压空气循环阀，是由端盖、空气循环阀膜片、空气循环阀定位支架、膜片弹簧和弹簧座，气嘴，弹簧座，空气循环阀膜片和空气循环阀定位支架安装在端盖内，弹簧一端的内端面与端盖接触，在弹簧座的一端的顶部的另一端，隔膜式空气循环阀是安装在弹簧座的外表面，空气循环阀定位支架压在膜式空气循环阀上面。在空气循环阀膜片的密封端面上设有圆弧形凸台，空气循环阀定位支架。空气循环阀定位支架圆周上有多个气流孔，气动阀定位支架圆周上均匀设置有气孔。空气循环阀通过螺栓安装在压缩机出口处，空气循环阀在弹簧作用下位于压缩机气体出口之处。
1.6涡轮增压器中的电磁阀的结构及工作原理
（1）涡轮增压器中的增压压力限制电磁阀N75的结
构



*增压压力限制电磁阀N75的工作原理
橡胶软管分别与增压器压缩机出口、增压压力调节单元和低压进气管（压缩机入口）连接。发动机控制单元在工作循环中向电磁阀N75供电，以改变增压压力调节单元隔膜阀上的压力来调节增压压力。在低速时，连接端的电磁阀和限压的B端，使压力调节装置自动调节增压压力；在加速或高负荷时，电磁阀被发动机控制单元以占空比的形式供电，低压一端连通其它两端，所以压力的压降使增压压力调整单元的隔膜阀、排气旁通阀的开度减小，提高了增压压力，增压压力越大占空比也就越大。

（2）增压空气再循环阀N249的结构



*涡轮增压空气再循环电磁阀N249的工作原理

空气再循环电磁阀N249是安装在进气歧管之下的。电磁阀上有三个管接头，A与进气歧管相连接；B与机械式空气再循环阀相连接；C 与真空罐相连接。电磁阀N249是发动机控制单元控制，和进气歧管与机械空气再循环阀N249的隔膜室相通时不相通电，真空罐和空气再循环阀的膜片室相通时通电。在发动机怠速或低负荷条件下时，进气歧管的真空度越大，发动机进气不加压，然后增压空气再循环电磁阀不通电时，进气歧管真空应用在机械空气再循环阀打开阀门，高压排气涡轮增压器压气机流回到低端，在这一次的增压器不工作；当车辆在高速行驶急减速时，节气门瞬间关闭，此时增压器需要卸压。所以，当进气歧管真空度不足以打开机械空气再循环阀，此时发动机控制单元会立即向增压空气再循环电磁阀N249通电，真空罐和机械空气再循环阀相通，电磁阀在强大的真空吸力下被打开，增压器随后泄压。增压器卸压目的是，涡轮增压器压缩机室到节气门的高压被拆除，旋转叶轮的阻力不会太大，这一是减少高压压气机叶轮的冲击，二是涡轮增压器保持在一个高转速、增压器可以更迅速地提供所需的发动机时所需要的增压压力，降低涡轮增压器的滞后现象。

1.7涡轮增压器中电磁阀的检测与测试方法

1.7.1涡轮增压器中增压压力限制电磁阀N75的检测与测试方法
该电磁阀由控制单元以及拍方式（工作比）控制，可接通操作涡轮增压器导轮叶片调节真空罐的控制压力。

*增压压力限制电磁阀N75诊断仪检测
从增压压力限制电磁阀N75上拆下软管，接上辅助软管，然后启动执行元件进行诊断，同时触发增压压力限制电磁阀N75，电磁阀会发出咔嚓声，检查打开和关闭（需要向辅助软管吹气进行检查）。如果电磁阀无咔嚓声，然后就对对增压压力限制电磁阀N75进行电气检测。
*增压压力限制电磁阀N75的电气检测

（1）检测增压压力限制电磁阀N75的电阻



拔下电磁阀N75的插头，测量电磁阀两触点间的电阻，规定值：25-35欧姆。如果没有达到规定值，就需要更换了。

（2）检测增压压力限制电磁阀N75的供电



将电磁阀接上12V的电（注意极性要与实车相同）然后同时用软管吹气，并进行检查，通常情况下，不通电A应该与 B 接通，通电时A、B、C 都应该互相接通。

（3）检测增压压力限制电磁阀N75的触发情况



拆下电磁阀N75的导线插头，然后把二极管试灯串接在端子1和2之间，并启动执行元件的诊断功能，触发电磁阀N75，二极管的试灯应闪亮。

1.7.2增压空气再循环阀N249的检测与测试方法

（1）测量该阀两触点之间的电阻：规定值在21-30欧。如果没有未达到规定值，就应该更换增压空气再循环阀N249。
（2）检查增压压力调节阀压力控制单元



*检查条件

发动机温度不能低于60℃、进气和排气系统没有泄漏。

*检查步骤

首先拔下增压压力限制电磁阀N75之后，再启动发动机，瞬间加速到最高转速后观察，这时候2应运动，当2没有运动时，就应该去检查电磁阀杠杆1是否能活动自如，如果发现卡滞现象，应更换涡轮增压压力调节阀。如果杠杆1能运动自如，但是2不动，也应该要更换涡轮增压压力调节阀。

二、涡轮增压器的常见故障和其使用及维护注意事项

2.1废气涡轮增压的常见故障

（1）压气机的喘振：当进气系统被堵塞（如空气滤清器滤芯被异物堵塞或进气管因积尘而使涡轮增压器吸气阻力变大），所造成发动机增压压力降低和波动，使发动机功率损失，产生黑烟的工作不平衡。
（2）增压器运转时有产生强烈的振动和噪音：增压器强烈振动的主要原因是转子轴磨损严重。涡轮和泵轮的损坏或着损坏转子的动平衡引污泥振动和噪音的产生。当噪声可以清楚地听出是金属摩擦产生的声音，就可以清楚地确定是由于轴承松动，才导致涡轮叶轮或着压缩机叶轮与壳体之间摩擦；也可能是涡轮叶轮与压缩机叶轮变形了，导致与壳体间的摩擦。如果是周期性噪声，那么有可能是局部粉尘沉积或涡轮或压缩机叶轮变形导致。
（3）增压压力下降：增压的压降是一个综合性故障，主要原因是转子转速下降。一般来说，当发动机处于额定转速（2500转/分）时，增压器转子转速可达15～20万转/分，使压力达到额定值。如果是涡轮或压缩机轮叶片变形损坏、轴承和轴磨损等原因，都会使转子的转速下降，导致压力降低。压降会直接影响发动机的功率。
（4）涡轮端或泵轮端排油：涡轮增压器的转子轴采用全浮式轴承，为了保证其润滑，从发动机主轴直接通向输油管道，使涡轮增压器的轴承腔向转子轴提供润滑。为了不让油进入到涡轮壳和泵轮壳之内，活塞环密封圈就会分别安装在轴承的两端了。如果转子轴磨损时，转子轴线的径向间隙就会变得过大，密封圈也就失去了它的作用。平时要是由于润滑条件不当，也会使密封环磨损，损坏会造成密封失效，导致汽轮机或泵端的“油”故障。变得严重时，排气管和消声器就会形成很多的石油和焦炭，增加了排气阻力，降低了增压器反映速度，发动机的功率就会下降。而且在泵轮端，排油严重时，会导致涡轮增压器的管道中存在大量的油，使中冷器被油污堵塞一部分，从而增加了进气阻力，进而使发动机功率下降。所以，如果发动机机的油消耗突然变大了，第一点就要检查是不是发动机本身的问题，如果不是那么应去检查涡轮增压器是否严重排油了。
（5）增压器转子轴卡死或被烧损严重而停止运转：增压器的轴承被烧坏，涡轮和泵轮叶片被异物损坏。严重烧伤时，可能会使轴断裂。

2.2涡轮增压器增压压力过高或过低的原因

2.2.1增压压力过高
（1）增压压力限制电磁阀N75损坏。
（2）连接增压压力限制电磁阀N75的管路破损。
（3）增压器内增压压力调节阀卡在了打开位置。
（4）涡轮增压器与进气歧管之间的漏气。
（5）机械式空气再循环阀损坏。
（6）空气再循环电磁阀N249损坏。
（7）涡轮增压器损坏。

2.2.2增压压力过低
（1）增压压力调节阀压力单元损坏。
（2）增压压力控制单元软管漏气。
（3）涡轮增压器内的增压压力调节阀被卡在了关闭位置。

2.3涡轮增压器噪声

1.同步噪声：
机理：转子的动平衡和涡轮增压器中间体振动量与同步异响有关。其机理是叶轮转子在高速时受到转子不平衡的干扰。
特征：增压器转频和噪音的频率相同。可以采用同步监测中间体的振动噪声和涡轮增压器转速，去进行分析和识别。
优化措施：控制VSR(Vibration Sorting Rig) G level。

2.亚同步噪声：
机理：轴承油膜振荡和转子转动造成。
特征：振动及噪声的频率是涡轮转频0.4至0.5倍。（howlingnoise）可以采用同步监测涡中间体振动噪声和涡轮增压器转速，去进行分析识别。
优化措施：减小轴承间隙，优化中间体的振动。

3. 旋转噪声：
机理：旋转噪声是由叶轮产生的气体涡流噪声。由于叶轮叶片通过舌尖部分的旋转，经过大的压力变化，从而在叶轮振动的振动中有较大的影响作用，然后由涡轮叶片的周期性振动引起的噪音。
特征：基频为叶片数和涡轮转频的乘积。
优化措施：增加叶片数量；优化涡壳间隙；增加涡壳舌尖尺寸。

4.喘振噪声：
机理：当流量过低的时候，叶片扩压器与工作轮进口处的气流和壁面分离就可能会引起喘振。分离所产生的空气涡流冲击损失就会开始增加。并且当流量小于一定值时，气流的分离将可能扩展到整个叶片扩散器和工作轮通道，就会使气流产生强烈的振荡和回流。
特征：。涡轮增压器工作曲线接近喘振线或外界；有宽频带噪声，容易出现瞬态工况，主观越明显；空气滤清器出口处、压缩机出口风管之间进气歧管的管道内的气流会有短暂回流的现象。
解决措施：增压器匹配不当时，更换增压器；泄压阀控制；

5.Whoosh noise
机理：高压比、低流量会使涡轮增压器的工作曲线太靠近喘振线或边际喘振区域，由于气流和壁面分离产生压缩机入口的压力波动。
特征：压缩机入口和出口压力波动谱和噪声谱对应良好；压缩机入口温度上升在相应的噪声段；涡轮增压器工作曲线由喘振线或边缘喘振区过密。
优化措施：（1）源头优化：怎样才能让涡轮增压器工作曲线远离喘振线区域；（2）从传输路径：向压缩机入口或出口增加谐振腔。

2.4轮增压器的使用注意事项

（1）涡轮增压发动机冷启动注意：汽车发动机冷启动之后，应先怠速运转三至五分钟后再加油，这个做法可以提升机油温度，提高流动性，从而使涡轮增压器轴承能得到充分的润滑，这是在冬季时的一个重要点。如果急加油，涡轮增压器的转子轴、轴承、密封圈等部件就会因缺油而过早磨损。对于较长停车时间（超过一周）的车辆，增压器必须在发动机重新启动前进行润滑。方法是将增压器的进油口松开，将干净的同等级的机油倒入。同时，当更换了发动机润滑油、清洗或更换机油滤清器之后，都要按照上述方法先向涡轮增压器加入一定量的润滑油后，才能启动车辆。
（2）涡轮增压发动机熄火注意事项:发动机在长时间加载或运行后不能立即关闭。这是因为发动机的正常工作，油泵会把机油输送至涡轮增压器的转子轴承使它能达到润滑和冷却。但是如果发动机熄火之后，油泵就会立即停止了工作，机油的压力也就会迅速下降为零，这样润滑油就中断了，那么涡轮增压器内轴承壳内高温不能迅速散开。而转子涡轮增压器仍然在高速转动，这就会造成涡轮增压器轴和轴之间的剧烈磨损，就会损坏轴承和轴。并且当发动机突然熄火之后，排气歧管所产生的温度也就会很快传递到涡轮增压器壳体的上面，增压器内部的机油就会因过热而恶化，可能会形成积炭。过量的积碳会被堵塞进油口，加速了涡轮轴与轴套之间的磨损。
那么正确的熄火方法应该是：发动机熄火前先怠速三至五分钟，等增压器转子转速和油温有所下降后再熄火。并且严禁使用“加速熄火-空档滑行”的操作方法，使油泵停止，造成涡轮增压器损坏。而且应该长时间避免发动机进行空转，否则就会因怠速油压力低，使涡轮增压器转子轴浮动受到影响，然后致使密封圈和转子轴轴承的早期磨损。
(3)涡轮增压发动机油品选择：涡轮发动机装配技术是高加工精度。所以，在选用涡轮增压机油的时候，要选择具有良好的耐磨性、耐高温性的机油，只有这样才会更容易建立起高强度的油膜。现在合成油或者半合成油都可以满足这个要求，所以除了可以选择原规定的机油外，也可以选择合成油或半合成油等优质润滑油。
(4)经常检查涡轮增压器的密封环是否破损：如果当涡轮端油封失效时，废气就可能通过密封环进入到发动机的润滑系统中，如果时间过长就可能导致机油过早坏掉，此外，在低转速发动机油会通过密封环进入排气管，通过随排气从排气管排出，造成排烟管；当压缩机油封失效时，增压器的油就会进入到压缩机壳体，随空气被吸入气缸，造成机油过度消耗造成“烧机油”的现象，进而导致气缸内的积碳增加。
（5）定期更换机油：因为涡轮增压器中转子轴与轴承间的匹配度非常高，如果油过脏或不好，就会带来杂质或磨蚀。造成涡轮增压器内加速轴承磨损，或转子轴和轴承的咬死。所以，要定期去更换机油，而且每次换油时，都应该更换机油滤清器。

2.5轮增压器的维护注意事项

(1)当空气滤清器或空气滤清器壳已拆下时，请勿启动发动机。
（2）如果涡轮增压器损坏，必须更换，首先应检查以下可能的原因，如有必要，应一一排除。
*发动机机油的油量和油质
*涡轮增压器的使用条件
*连接涡轮增压器的油管
（3）当涡轮增压器拆卸时，必须封闭入口、出口和进油口，防止灰尘或异物进入。
（4）拆卸涡轮增压器时，不要跌落冲击，不要划伤易变形的部件，如执行机构和连杆。
（5）更换涡轮增压器时，也要查看油管中油泥和积碳，根据规定，必要时应该清洗或更换。
（6）更换涡轮增压器时，要向进油口内加入干净的机油，同时缓慢转动泵轮，来达到润滑轴承的效果。

三、具体车型涡轮增压器中的电磁阀故障诊断分析和排除

案列一、
故障车辆信息：大众凌渡1.4t、DCT变速箱、行驶里程4960km
故障现象描述：当车辆在行驶时，出现加速不平稳，功率不足，油耗增大，发动机有噪音，发动机故障灯常亮。用6150B连接诊断接头测试，得到故障码：00564增压压力控制超出控制极限，静态。
故障原因分析：增压压力限制电磁阀N75调节涡轮增压器的入口压力，参与的执行器与传感器有:

1、位于进气歧管上的进气温度传感器G42。
2、位于进气歧管上的进气压力传感器G71。
3、位于控制单元内的环境压力传感器。
4、位于节气门前的进气温度传感器G299。
5、位于节气门前的增压压力传感器G31。
6、增压压力限制电磁阀N75。

根据工作原理分析：进气温度传感器G42和进气压力传感器G71传递信号给发动机控制单元，（计算进气量），然后根据进气温度传感器G299和增压压力传感器G31采集信息（计算增压压力），根据发动机特性曲线的实际压力调整。增压压力压限制电磁阀N75调节废气从排气涡轮的排气量。当节气门全部打开时J388给J632全时间信号，增压压力传感器G31压力管道增压压力信号传递给J632，当J632接受到信号时，通过PWM控制限压阀N75打开，在N75的调节下，增压前和增压后的压力会形成一个合适的工作压力。从而控制压力控制单元，压力单元控制流向涡轮的废气量，最后达到控制泵轮的转速，进而达到调节增压压力。
分析得到以下可能导致此故障的原因：

（1）涡轮增压器故障。
（2）增压传感器故障。
（3）真空管路故障漏气。
（4）增压压力限制电磁阀N75故障。
（5）发动机控制单元故障。
（6）线路故障。

诊断与排除:当怠速的时空挡加油，连接6150B进入到发动机控制单元，走自诊断，读取115第4区得到的数据为1.4-1.5bar（这个数据为节气门前的增压压力传感器G31检测到的涡轮增压器的增压压力），所以基本可以排除增压器本身的故障。当试车时挂入前进挡D，急加油时，115组数据第3区为1.48bar（增压理论值）第4区的最大值达到了2.2bar显然远远超出发动机增压最大值1.8bar（增压实际值）。当得到高增压压力信号时候，发动机控制单元就会为了保护部件安全，然后就会限制发动机的动力，也就会出现此车动力不足的故障现象。

维修过程:在检查增压压力限制电磁阀N75真空管路时，并没有发现有漏气等故障，随后检测了电磁阀N75相关线路，也没有发现有短路断路的，最后尝试更换电磁阀N75后，故障消除。连接6150B读取115组，第3区和第4区的数值很接近，同时最大第4区的数值接近1.8bar， 故障消除除。

当知道是由于电磁阀N75的原因产生的故障，所以拔下电磁阀N75的插头，用万用表测量电磁阀两触点间的电阻，得到电阻为无穷大，不在规定值25-35Ω之间，所以电磁阀N75损坏。

总结；因为此车增压压力限制电磁阀N75损坏，不能调节涡轮增压器的进气压力。增压压力传感器G31在检测到的增压压力大于1.8bar时，会传递信号给发动机控制单元，发动机控制单元在得到增压压力信号后，就会为了保护部件发出信号，从而限制发动机动力，也就会出现发动机动力不足的故障现象了。

四、结论

本文具体的介绍了汽车涡轮增压器的历史、涡轮增压器的结构种类、工作过程、组成部件等等，使得我们可以更好的去认识涡轮增压。并且在文中详细的介绍了涡轮增压压力限制电磁阀N75和增压空气再循环阀N249的检测与测试方法。通过本项目学习，可以知道涡轮增压系统对汽车、能源和环境的影响，并且对日常使用带有涡轮增压的汽车的使用注意事项和常见故障的解决有一定帮助。
参考文献：梁涛《涡轮增压器中电磁阀结构与测试方式》
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