涡轮增压器 (G2360238)

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部件位置 - 1/3 - 配备 Ingenium I4 2.0 升 150 马力和 180 马力柴油发动机的车辆 - 仅限 EU4 市场车辆

部件位置 - 2/3 - 配备 Ingenium I4 2.0 升 150 马力和 180 马力柴油发动机的车辆 - 仅限 EU5 和 EU6 市场车辆

部件位置 - 3/3 - 配备 Ingenium I4 2.0 升 240 马力柴油发动机的车辆 - 仅限 EU5 和 EU6 市场车辆

Ingenium I4 2.0 升柴油机涡轮增压器系统有 2 种类型：

• Ingenium I4 2.0 升 150 马力和 180 马力柴油发动机 - 配备单涡轮增压器的车辆。
• Ingenium I4 2.0 升 240 马力柴油发动机 - 配备串行式顺序双涡轮增压器的车辆。

单涡轮增压器车型使用具有可变几何涡轮 (VGT) 的单个涡轮增压器。 双涡轮增压器车型包括一个具有 VGT 的高压 (HP) 涡轮增压器和一个低压 (LP) 固定涡轮增压器。

在双涡轮增压器型号上，串行式顺序双涡轮增压系统使用了两种涡轮增压器。 使用旁通阀控制涡轮增压器之间的气流，旁通阀的运行模式取决于发动机转速和负载。 这让发动机可以在低发动机转速时实现快速的油门响应，以及在高发动机转速时高效地利用废气能量。

HP 涡轮增压器在整个发动机转速范围内运行。 随着发动机转速增加，LP 涡轮增压器投入运行，此时串行式顺序双涡轮增压器系统中两个涡轮增压器同时运行。 在高发动机转速时，增压压力完全由 LP 涡轮增压器产生。

涡轮增压器包含位于一个单轴之上的一个径向涡轮和离心式压缩机。 轴和叶轮由 2 个径向半浮式轴承和一个止推轴承支撑。

涡轮增压器通过进气分配和过滤系统的增压空气管进行连接。

进一步信息请参阅:进气分配和过滤 (303-12A 进气分配和过滤 - INGENIUM I4 2.0L 升柴油机, 说明和操作).

使用发动机机油实现涡轮增压器冷却，使它维持最佳工作温度并防止轴承过热。 此外，LP 涡轮增压器压缩机由发动机冷却系统进行冷却。

涡轮增压器 - 配备 Ingenium I4 2.0 升 150 马力和 180 马力柴油发动机的车辆

涡轮增压器通过使用 3 个螺柱及螺母和一个多层钢制垫圈，连接至排气歧管。

配备可变几何涡轮 (VGT) 的涡轮增压器具有由电动执行器控制的可变叶片。

执行器由动力传动系统控制模块 (PCM) 通过脉宽调制 (PWM) 直接从 PCM 进行控制。

VGT 执行器包含一个传感器，该传感器将其位置信息提供给 PCM。

通过改变 VGT，可以控制涡轮机所提取的能量，从而控制压缩机所产生的增压压力。 低速行驶时，通过关闭叶片可以提高轴能量，而在高速行驶时，则可以通过打开叶片来降低轴能量。 因此叶片受到控制，以提供所需的增压压力。 也可以增加排气歧管压力和高压 (HP) 废气再循环 (EGR) 流量。

隔热罩安装在涡轮增压器和排气歧管上方，以保护其他部件，并防止与高温排气部件意外接触。

涡轮增压器 - 配备 Ingenium I4 2.0 升 240 马力柴油发动机的车辆

具有 Ingenium I4 2.0 升 240 马力柴油发动机的车辆配备了串行式顺序双涡轮增压器系统。。 它在各种发动机转速下，提高特定的功率水平并且增大扭矩。

双涡轮增压器系统包括 2 种不同尺寸的涡轮增压器。 一个较小的、用于在发动机低转速时更快加速发动机的、配备可变几何涡轮 (VGT) 的高压 (HP) 涡轮增压器 一个较大的、配备废气旁通阀的低压 (LP) 固定涡轮增压器。 低压涡轮增压器在高发动机转速和高负荷时提供增压。

2 个涡轮增压器以串联方式连接，利用旁通阀调节。 来自 HP 涡轮增压器的增压压力可由 LP 涡轮增压器进一步放大。

因此，串行式顺序双涡轮增压器能够在涡轮机和压缩机侧持续进行自适应以满足发动机运行的实际要求。

串行式顺序系统中匹配的 2 个涡轮增压器有助于驱动使废气再循环 (EGR) 的优势最大化所需的高增压压力。 这也是排放控制中的一个关键因素。

进一步信息请参阅:发动机排放控制 (303-08A 发动机排放控制 - INGENIUM I4 2.0L 升柴油机, 说明和操作).

双涡轮增压器系统中安装了 2 个真空控制执行器。 一个 LP 涡轮增压器废气旁通阀执行器和一个 HP 涡轮增压器涡轮旁通阀 (TBV) 执行器。 低压涡轮增压器废气旁通阀执行器调节在非常高的发动机转速和负荷下低压涡轮增压器产生的最大增压压力。 HP VGT 涡轮旁通阀执行器控制至 LP 涡轮增压器的废气流量。 两个真空执行器通过电子真空调节阀 (EVRV) 进行控制。 动力传动系统控制模块 (PCM) 控制 EVRV 的工作情况。

可变叶片工作原理

可变几何涡轮 (VGT) 中的可变叶片用于提高或降低传输至涡轮机叶轮的废气能量。 在低发动机转速下，调节叶片的俯仰角有助于大幅提升 VGT 中的增压压力。 可变叶片的运行由动力传动系统控制模块 (PCM) 进行控制。

随着发动机转速的提高，废气流量因而增加，PCM 增大叶片开度。 这可避免涡轮过速，并提供平滑的高速操作。

VGT 执行器还向 PCM 提供反馈信号，以确定叶片的俯仰角。 这可确保涡轮机叶轮向压缩机叶轮传输的能量符合 VGT 转速和增压压力的要求。

A = 低发动机转速；B = 中等发动机转速；C = 最大发动机转速。

车辆在高海拔地区行驶时，环境压力降低。 环境压力降低将导致压缩机叶轮更快地旋转，藉此获得相同的增压空气压力。 为防止涡轮机叶轮在这些情况下超速运转，动力传动系统控制模块 (PCM) 通过进一步打开叶片来保护 VGT。 这将降低涡轮机叶轮转速。 这称为 VGT 的海拔裕量。 PCM 采用内部大气压力传感器监测海拔高度。

涡轮增压器 - 配备 Ingenium I4 2.0 升 150 马力和 180 马力柴油发动机的车辆

配备可变几何涡轮 (VGT) 的涡轮增压器是一种由废气驱动的离心式空气压缩机。 VGT 涡轮增压器通过向发动机提供压缩空气来增大输出功率。 VGT 叶轮吸收来自发动机废气的能量，以驱动压缩机叶轮。

压缩机叶轮通过进气系统吸入环境空气。 环境空气被压缩并通过增压空气冷却器输送至节气门体。

至 VGT 的进气口接收废气再循环 (EGR) 系统中的空气。

进一步信息请参阅:发动机排放控制 (303-08A 发动机排放控制 - INGENIUM I4 2.0L 升柴油机, 说明和操作).

通过对发动机进行涡轮增压，增大进入气缸的空气的压力和密度，氧气量也因此增加。 这促使喷射更大剂量的燃油，因此提高发动机的功率输出和在高海拔条件下保持功率的能力。

内部元件由机油冷却。 发动机机油在轴承壳体内循环流动，轴承壳体起到“高温”涡轮和“低温”压缩机之间热屏障的作用。 轴承属于半浮式径向轴承类型，由发动机机油进行润滑。 机油循环流至涡轮增压器轴承壳体，然后通过气缸缸体的排油管路，再回流到油底壳。

增压空气冷却器用于在空气从涡轮增压器压缩机流入进气歧管时增大空气的密度。 涡轮增压器对增压空气的压缩会提高空气的温度，降低增压空气密度。 因此进入气缸的氧气减少，发动机功率降低。 为了克服这个问题，空气流经增压空气冷却器，然后进入发动机。 通过向车辆低温冷却系统传热，降低温度。 冷却进气可限制氮氧化物（NOx）的产生，也有助于减少发动机排放。

进一步信息请参阅:进气分配和过滤 (303-12A 进气分配和过滤 - INGENIUM I4 2.0L 升柴油机, 说明和操作).

涡轮增压器 - 配备 Ingenium I4 2.0 升 240 马力柴油发动机的车辆

从气缸缸盖排放的废气首先流入排气歧管。 高压 (HP) 涡轮增压器和低压 (LP) 涡轮增压器之间的废气分配由涡轮机旁通阀 (TBV) 进行控制。 TBV 的运行取决于发动机转速，由动力传动系统控制模块 (PCM) 进行控制。

在发动机转速低于 1500 转/分 (RPM) 的情况下，此时废气流量较低，TBV 保持完全关闭。 全部废气气流分流到 HP 涡轮增压器。 增压压力由不同的可变几何涡轮 (VGT) 执行器控制，这导致高增压压力快速提升。

HP 涡轮增压器排出的废气气流流经 LP 涡轮增压器。 这就提供了足够的气流以便启动 LP 涡轮增压器，该涡轮增压器运行以提供增压压力，而没有任何滞后。

随着发动机转速提升至介于 1500 和 2800 转/分之间，高压阶段的流量不断增加。 在此高压阶段，HP 涡轮增压器打开。 当超过最大容量时，HP 涡轮增压器 TBV 部分打开。 这使得更多的废气绕过 HP 涡轮增压器，进入 LP 涡轮增压器。

在高发动机转速和负载时，大多数废气绕过 HP 涡轮增压器，通过 TBV 进入 LP 涡轮增压器。 当低压阶段增压压力超过高压阶段的增压压力时，TBV 自动打开。 完全打开的 TBV 允许全部的废气气流通过 LP 涡轮增压器，从而生成最大输出功率。

在最大发动机转速和负载的情况下，通过将废气绕过 LP 涡轮增压器，限制 LP 涡轮增压器转速。 在此阶段，总增压压力由 LP 涡轮增压器废气旁通阀进行调节。

至 LP 涡轮增压器的进气口接收来自废气再循环 (EGR) 系统的空气。

进一步信息请参阅:发动机排放控制 (303-08A 发动机排放控制 - INGENIUM I4 2.0L 升柴油机, 说明和操作).

进气被 LP 涡轮增压器吸入，然后传送到 HP 涡轮增压器。

随着发动机转速增大，LP 涡轮增压器压缩更多的进气，然后传送至 HP 涡轮增压器。 HP 涡轮增压器将空气进一步压缩。 这将提高增压压力和增压空气密度。

在最大发动机转速下，增大的空气压力将打开被动压缩机旁通阀 (CBV)。 CBV 可通过 LP 涡轮增压器防止空气再循环，并允许更多的空气流量。

涡轮增压器的冷却和润滑

涡轮增压器连接到发动机机油回路以实现润滑和冷却目的。

涡轮增压器加压的发动机机油从机油滤清器总成直接提供。

涡轮增压器的快速加速和减速响应需求在很大程度上依赖于稳定、干净的机油流。 发动机润滑系统提供的机油为涡轮增压器的主轴和轴承进行润滑。 它也是涡轮增压器轴承壳体的冷却液。

为了涡轮增压器保持经久耐用，机油自由流入涡轮增压器并顺畅地回流到发动机油底壳。 因此，一定要按照定期保养间隔，使用建议质量和数量的机油来更换发动机机油。

低压 (LP) 涡轮增压器压缩机具有水冷式压缩机壳体。 与较低输出发动机相比，水冷式压缩机壳体可以提升增压空气温度，同时缓解压缩机内的机油焦化。

控制图 - -1/2 - 配备 Ingenium I4 2.0 升 150 马力和 180 马力柴油发动机的车辆

A = 硬接线：AL = 脉宽调制 (PWM)。

控制图 - -2/2 - 配备 Ingenium I4 2.0 升 240 马力柴油发动机的车辆

A = 硬接线：AL = 脉宽调制 (PWM)。