客户赵先生驾驶一辆2021款大众迈腾B8L轿车，在正常使用汽车时，发现车辆升档困难，发动机动力严重下降。经过汽车维修技师仔细检查发现发动机内部积碳严重，确定是由于涡轮增压器损坏引起的。作为汽车维修专业的学生，你知道如何对涡轮增压器故障进行检修吗？

一、涡轮增压系统的功用

涡轮增压系统可以让现代汽车在不增加发动机排量的基础上，提高发动机功率。

图3-7-1废气涡轮增压系统的功用

所谓增压是指将进入气缸前的新鲜空气预先进行压缩，然后再以高密度送入气缸。增压器的结构型式有多种，但目前在轿车上应用最普遍、最有效的是废气涡轮增压系统，它是将发动机排出的废气导入涡轮室，利用废气的流动能量冲击涡轮，使其高速运转，涡轮则驱动压气机工作，进而实现进气增压，从而增加每个发动机工作循环气缸进气空气量，增加循环供油量，提高了升功率和升扭矩，如图3-7-1所示。

二、涡轮增压系统的组成

废气涡轮增压系统的主要部件有涡轮增压器、增压压力电磁阀、膜片式控制阀和冷却器。增压涡轮一般位于进气流量传感器与进气门之间的进气管道中。增压涡轮转动时，对从空气滤清器进入的新鲜空气进行压缩，然后再送入气缸。（图3-7-2）

图3-7-2 废气涡轮增压结构图

1.涡轮增压器

涡轮增压器内有动力涡轮和增压涡轮，它们安装在同一根轴上，当废气从排气歧管流至动力涡轮机叶轮处，其压力就使动力涡轮叶轮转动，同时增压涡轮也转动，迫使空气进入气缸。

2.增压压力电磁阀和膜片式控制阀

ECU通过控制增压压力电磁阀，进一步控制膜片式控制阀使旁通阀门动作，从而改变实际涡轮增压压力。阀门打开，增压压力下降；阀门关闭，增压压力上升。

3.冷却器

冷却器，也称为中冷器，它可降低进气温度，对消除发动机爆震、提高进气效率等都十分有利的。

三、涡轮增压器的结构与工作原理

1.涡轮增压器的结构

一般汽车的涡轮增压器安装在靠近排气歧管的位置，如图3-7-3所示。

图3-7-3涡轮增压器的位置

如图3-7-4所示为涡轮增压器结构，涡轮增压器由涡轮室和增压器组成。进气口与排气歧管相连，排气口接在排气管上，增压器进气口与空气滤清器管道相连，排气口接在进气歧管上。涡轮和叶轮分别装在涡轮室和增压器内，二者同轴刚性联接。

a）涡轮增压器外形                    b）涡轮增压器内部构造

图3-7-4 涡轮增压器的结构

2.涡轮增压器的工作原理

涡轮增压器实际上是一种空气压缩机，它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸，如图3-7-5。当发动机转速增加，废气排出速度与涡轮转速也同步增加，叶轮就压缩更多的空气进入气缸。空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和调整一下发动机的转速，以达到增加发动机的输出功率的效果。

图3-7-5 废气涡轮增压器的工作原理

涡轮增压由于平均有效压力增加，从而增大了发动机爆震倾向，热负荷偏高。为了保证发动机在不同转速及工况下都得到最佳增压值，并防止发动机爆震和限制热负荷，必须对涡轮增压系统的增压压力进行控制。

目前多是采用调节进入动力涡轮室的废气量从而对增压压力进行控制。当涡轮增压器工作使进气增压压力增大，此时旁通阀打开，通过动力涡轮的废气量和气压就会减小，动力涡轮和增压涡轮转速降低，进气增压压力就会减小。由此可见，通过控制旁通阀，就可改变通过动力涡轮的废气量，从而实现对增压压力的控制。

1-空气滤清器；2-进气流量传感器；3-增压涡轮；4-涡轮增压器；5-动力涡轮；

6-膜片式控制阀；7-爆震传感器；8-冷却液温度传感器；9-增压压力传感器；

10-节气门位置传感器；11-冷却器；12-喷油器；13-点火线圈；14-火花塞；

15-增压压力控制电磁阀；16-点火控制模块；17-曲轴位置传感器

图3-7-6 带有涡轮增压的发动机电子控制系统

如图3-7-6所示，在ECU中存储着发动机增压压力特性图的有关数据，在发动机工作时，ECU根据增压压力等传感器输入的信息，确定当时的实际进气增压压力，然后将实际进气压力与理论压力值进行比较。若实际增压压力值与理论压力值不相符合，ECU就输出控制信号，通过对增压压力电磁阀进行控制，改变膜片式控制阀上的压力，使旁通阀动作，改变实际增压压力。即当实际进气压力低于理论值时，旁通阀关闭；当进气压力高于理论值时，旁通阀打开。

但在实际中，一般组合使用调节点火正时和调节增压压力来获得更好的控制效果。单一地采用降低增压压力，会降低发动机运行性能；而采用涡轮增压后，只调节点火正时，会导致温度增高，对高温排气驱动的涡轮有不利影响。

因此，两种方法并用是最优解。实际应用中，当ECU根据传感器输入的信号鉴别出发动机爆震时，立刻使点火提前角推迟，同时平行地降低增压压力。爆震消失时，仍将增压压力慢慢降低，通过点火正时调节装置再将点火提前调节至最佳值，以便可能保持发动机获得最大扭矩。当点火提前角达到最佳值时，再慢慢的增加充气增压压力。

涡轮增压器的润滑及冷却

来自发动机润滑系统主油道的机油，经增压器中间体上的机油进口1进入增压器，润滑和冷却增压器轴和轴承。然后，机油经中间体上的机油出口2返回发动机油底壳(图3-7-7)。在增压器轴上装有油封，用来防止机油窜入压气机或涡轮机蜗壳内。如果油封损坏，将导致机油消耗量增加和排气冒蓝烟。

1—机油进口；2—机油出口；3—冷却液进口；4—冷却水套；5—冷却液出口；

图3-7-7 涡轮增压器的润滑油路及冷却水套

由于汽油机增压器的热负荷大，因此在增压器中间体的涡轮机侧设置自冷却水套，并用软管与发动机的冷却系统连通。冷却液自中间体上的冷却液进口3流入中间体内的冷却水套4，从冷却液出口5流回发动机冷却系。冷却液在中间体的冷却水套中不断循环，使增压器轴和轴承得到冷却。

有些涡轮增压器在中间体内不设置冷却水套，只靠机油及空气对其进行冷却。当发动机在大负荷或高转速工作之后，如果立即停机，那么机油可能由于轴承温度太高而在轴承内燃烧。因此，这类涡轮增压发动机应该在停机之前，至少在怠速下运转l分钟。

一、任务准备

工作任务：一辆2021款大众迈腾B8L轿车，请对涡轮增压器进行检修及更换。

1.课前准备

（1）场地设施：举升机一台，装有废气抽排系统和消防设施的场地。

（2）设备设施：2021款大众迈腾B8L轿车一辆

（3）工量具：常用工具（一套）、车辆故障诊断仪、万用表等。

（4）耗材：车内三件套、车外三件套等。

（5）学生组织：教师指导、分组实训、过程评价。

2.注意事项

（1）在工作过程中要注意人身安全，认真执行7S管理。

（2）在工作过程中请根据操作步骤，规范操作，防止损坏设备和器材。

（3）严格按照工作要求正确使用仪器设备，出现问题及时报告，服从管理。

二、任务实施

1.故障现象

一辆2021款大众迈腾B8L轿车，在正常使用时发现车辆升档困难，发动机动力严重下降。

2.故障原因分析

根据故障现象，车辆升档困难，发动机动力严重下降，显然与燃油供给系统有关。再者，发动机内部积碳过多，极可能是燃油滤清器故障或涡轮增压器故障。考虑车辆燃油滤清器堵塞并不会对发动机动力产生过大影响，所以应对涡轮增压器进行检测。

3.故障诊断与排除

（1）读取故障码

用故障诊断仪的“读取故障码”功能，选择“读取故障码”功能，读取故障码，如图2-9-14所示。

图3-7-8 读取故障码

（2）读取数据流

用故障诊断仪的“读取数据流”功能检查进气压力。使用电脑检测仪，进入发动机系统，08-读取数据块，显示组115：在全负荷下，2档行车，发动机转速在1800-2300rpm时查看显示区4，规定值：1350-1750mbar。理论值与实际值的偏差：最大100mbar。

（3）执行元件测试

用故障诊断仪的“执行元件测试”功能检查增压压力限制电磁阀N75和增压器空气再循环电磁阀N249的工作情况。

（4）检查是否有泄露或堵塞

检查空气滤清器与涡轮增压器之间、涡轮增压器与气缸盖之间、涡轮增压器与排气管之间是否有泄漏或堵塞。

（5）增压压力调节阀的压力单元检修

让发动机怠速运转5min，后急踩油门发动机转速迅速升高到5000r/min，增压压力调节单元的推杆应能正常移动，无卡滞现象。

（6）拆卸涡轮增压器

断开蓄电池负极线，排空冷却液，拆下带尾气催化净化器的排气前管，拆下空气滤清器壳体，拆下发动机罩，松开软管夹2，拧下螺栓1，然后将空气管从涡轮增压器上拔下，如图3-7-9所示。

图3-7-9 拆卸空气管

如图3-7-10所示，拧下螺母（箭头标注），拔下插头1、2、3和4打开线束支架。

图3-7-10 打开线束支架

如图3-7-11所示脱开燃油软管1，松开固定卡（箭头标注）并将导线槽从支架中向上拔出。

图3-7-11 脱开燃油软管

如图3-7-12所示，拧下螺栓1，松开管路固定卡3，拆下冷却液软管（箭头标注），将冷却液管路2翻至一侧。拆下尾气催化净化器前的氧传感器。

图3-7-12 冷却液软管位置

如图3-7-13所示，拆下凸轮轴调节螺栓（箭头标注），取下凸轮轴调节器。

图3-7-13 拆卸凸轮轴调节螺栓

如图3-7-14所示，拧下螺栓（箭头标注）和螺母1，拆下隔热罩2。

图3-7-14 隔热罩位置

如图3-7-15所示，脱开电气连接插头1、3，按下曲轴箱通气风软管上的脱开锁止卡2，然后脱开软管。

图3-7-15 脱开电气连接插头

如图3-7-16所示，拆下螺栓1，松开螺栓3，拆下涡轮增压器托架2。

图3-7-16 涡轮增压器托架位置

如图3-7-17所示，拧下螺栓1，然后拔下冷却液连接管。拧下螺栓2和3，然后拔下供油管路和回油管路。松开软管夹（箭头标注）。

图3-7-17 松开软管夹

如图3-7-18所示，拧下螺栓1，拔下冷却液连接管2。拆下隔音垫。

图3-7-18 拔下冷却液连接管

如图3-7-19所示，松开螺栓1、3，然后拆下摆动支架。

图3-7-19 摆动支架位置

用张紧带FT10038G将发动机拉回约20mm（图3-7-20）。

图3-7-20 张紧带位置

如图3-7-21所示，拆卸螺母（箭头标注），将涡轮增压器从气缸盖拆下，然后向上将其取出。

图3-7-21 连接螺母位置

（7）拆下涡轮增压器后，仔细观察增压涡轮和动力涡轮，检查是否存在弯曲、破裂或过度磨损现象。检查涡轮壳体内部是否存在由于轴的摆动范围过量、进入脏污或润滑不当而造成的磨损或冲击损伤。用手旋转涡轮，手感阻力应是均匀的，不应过大，转动应无粘滞感，即应无擦伤或任何接触。将百分表插入涡轮机壳的孔中，使其接触轴端，沿轴向移动涡轮机轴，如图3-7-22所示。若轴向间隙或径向间隙不符合要求，则更换涡轮增压器。

图3-7-22 涡轮增压器轴向间隙的检查

（8）更换涡轮增压器并安装

安装大致以拆卸步骤倒序进行，同时注意下列事项：

①更换密封件、密封圈、O形圈和自锁螺母。

②用热螺栓膏润滑涡轮增压器双头螺柱。对于热螺栓膏，请参见→电子备件目录(ETKA ).在供油管路接头处给涡轮增压器加注发动机机油。

③装配前，增压空气系统的软管接头和软管必须无油脂。

④使用正确类型的软管夹(与原厂设备相同）固定所有软管接头。

安装涡轮增压器后，以怠速运行发动机约1分钟，切勿立即加快转速，这样可保证涡轮增压器润滑系统充满机油。

1.涡轮增压系统可以让现代汽车在不增加发动机排量的基础上，提高发动机功率。

2.废气涡轮增压系统是将发动机排出的废气导入涡轮室，利用废气的流动能量冲击涡轮，使其高速运转，涡轮则驱动压气机工作，进而实现进气增压，从而增加每个发动机工作循环气缸进气空气量，增加循环供油量，提高了升功率和升扭矩。

3.废气涡轮增压系统的主要部件有涡轮增压器、增压压力电磁阀、膜片式控制阀和冷却器。

4.涡轮增压器由涡轮室和增压器组成。进气口与排气歧管相连，排气口接在排气管上，增压器进气口与空气滤清器管道相连，排气口接在进气歧管上，涡轮和叶轮分别装在涡轮室和增压器内。

5. 涡轮增压器是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。