核心部件解密 长城2.0VGT柴油机拆解(2)

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在之前的拆解文章中，我们已经介绍了长城2.0VGT柴油发动机的高压共轨系统及附件，在本文中，我们将介绍这款发动机的进排气和气缸体，包括这款发动机的核心部件，VGT可变涡轮几何，以及电子EGR阀等。让我们拧开它的锁紧螺丝，揭开这台独立柴油机的秘密。

● VGT可变涡轮几何形状

VGT可变涡轮几何

长城自主研发的GW4D20 2.0VGT柴油发动机中，最大的亮点是VGT可变涡轮几何，与传统的排气阀涡轮增压器不同的是，它采用了变截面技术，可以保证发动机在高/低速时都能获得涡轮增压器带来的充足进气能量，使发动机的动力输出更加平顺。那么这项技术的具体原理是什么呢？内部结构是什么？

废气驱动涡轮，涡轮又驱动叶轮加压空气体，从而有效增加进气。

相信大部分网友对涡轮增压技术不会陌生，但为了让读者更清楚地了解这项技术，编辑们需要在这里多说几句。目前，涡轮增压技术是发动机中常见的技术之一，其原理其实很简单。发动机燃烧过程排出的废气驱动涡轮，涡轮驱动叶轮增压空气体，有效增加进气量，提高发动机功率。

燃烧室排出的废气吹动涡轮，然后带动叶轮给空气体加压。

但传统的排气阀涡轮增压器也有缺点，即当发动机转速较低、排气量较小时，涡轮增压器会因驱动力不足而无法达到工作转速。在这种工作状态下，动力性能甚至不如同排量的自然吸气发动机，这就是我们常说的“涡轮迟滞”现象。

导叶的开启角度是通过调节可变舌片在喷嘴环上的倾斜或垂直位置来驱动喷嘴环，然后喷嘴环在内部与导叶联动，实现其开启/关闭角度。

VGT可变涡轮几何形状有效地解决了这个问题。其核心在于内部增加了可调涡流截面的导叶。它的位置是固定的，但角度可以根据发动机的工况进行调整。废气将沿着导向叶片被送到涡轮叶片。通过调节叶片角度，可以控制通过涡轮叶片的气体流量和速度，从而控制涡轮速度并改变气体压力。简单来说，它的原理就像把软管的一端插入水龙头。打开水龙头时，水压相对平缓，但当挤压软管出口的开口时，水压会增大，随着挤压面积的增大，水压会逐渐增大。

调节杆推动内部可变舌片的角度，从而调节导叶的开/关。

上面提到的例子类似于可变截面涡轮增压技术。当发动机低速排气压力较低时，导叶的开启角度较小。根据流体力学原理，此时引入涡轮的空气体的流速会加快，涡轮处的压力会增大，从而更容易推动涡轮旋转，有效降低涡轮的滞后性，也提高了发动机在低速时的响应时间和加速能力。但随着转速和排气压力的增加，叶片的开启角度逐渐增大。在发动机满载状态下，叶片保持全开，降低排气背压，从而达到传统大型涡轮的增压效果。那么导流叶片是如何调节的呢？

左:位置反馈装置，右:真空调节器

要控制导叶的开启角度，需要参考一系列发动机工况。)，发动机控制单元会计算出最合适的涡轮增压器压力，然后通过位置反馈装置反馈给ECU，计算出当前增压器所需的导叶截面积。之后，真空调节器将增压器内部调节杆的位置改变真空度，推动喷嘴环上的可变舌片，以倾斜或垂直的角度驱动喷嘴环，然后喷嘴环与内部导叶联动，调节其开/关角度，从而实现变截面技术。

问题:变截面涡轮增压发动机的日常维护和传统涡轮增压发动机有什么区别？

因为两个涡轮增压器的工作原理基本相同，所以在日常维护中不会有太大的区别。首先，消费者要注意缩短车用机油的更换周期，使用耐高温、抗氧化性能好的优质油品。二是要及时更换机油滤清器和空空气滤清器，保持汽轮机清洁。最后，在日常驾驶方面，消费者也要注意，在冷车点火后，最好是热车后再开，而在熄火前，需要等待发动机怠速一段时间，冷却后再熄火增压器，以保证增压器的使用寿命。

电控废气再循环阀

废气再循环阀被称为废气再循环控制阀，其主要功能是控制进气系统中的废气再循环。废气再循环是指发动机燃烧的过程，其中一部分废气被引入进气管，与新鲜空气体混合，然后进入发动机气缸进行二次燃烧，从而减少NOx的排放。

但是，过量的废气再循环会影响发动机的正常运转，尤其是在怠速时以及在满负荷需要发动机动力时，再循环废气会对发动机的性能产生一定的影响。因此，需要一种装置来根据发动机的实际工况和工况的变化，自动调节和控制参与再循环的废气量。

电控废气再循环阀

左:废气再循环阀冷却器，冷却废气右:电控废气再循环阀电机，驱动齿轮调节阀门开度。

废气再循环阀可以有效控制进入进气管的废气量，从而解决废气再循环过多对发动机性能的影响。废气再循环阀安装在进气管和排气管之间，而传统的气动废气再循环阀通过化油器节气门上的进气孔吸入负压。当进气孔处的负压达到EGR阀内弹簧的预紧力时，阀门将开启，从而在发动机进气管和排气管之间形成进气通道，排气管内的废气将通过该通道进入进气管，完成废气再循环。搭载长城2.0VGT的电控EGR阀有什么特点？

电机转动上图中的齿轮，打开/关闭废气再循环阀。

电控废气再循环阀的优点是比传统的气动废气再循环阀更精确，可以保证各种工况下的状态。里面装有电机。发动机工作时，ECU会根据传感器反馈的电子信号，知道发动机当前的工作状况。当阀门需要开启或关闭时，电子控制单元会向电控废气再循环阀中的电机发出信号，电机通过内齿轮运行并关闭阀门，从而实现废气循环系统的启动和停止。

此外，搭载长城2.0VGT发动机的电控EGR阀还具有自清洁功能，因为EGR阀长期使用会产生积碳。发动机关闭后，EUC不会立即断电。在1-20秒内，EGR阀将从全开到全关重复三次，以清理阀杆和阀座上的积碳，避免积碳过多，EGR阀将正式工作。此外，它还具有自我学习的功能。当发动机关闭时，气门将落座并关闭。因为积碳可能会导致ECU在0: 00计算气门的初始位置，所以每次发动机关闭后，ECU都会在0: 00重新记录气门的初始位置，避免以后电子EGR阀关闭时出现零位误差。