.4.11(13) 第六章 进排气系统及排气净化装置

1、1第六章第六章 进排气系统及排气净化装置进排气系统及排气净化装置1 进气系统进气系统2 排气系统排气系统3 排气净化装置排气净化装置4 强制式曲轴箱通风系统强制式曲轴箱通风系统5 汽油蒸发控制系统汽油蒸发控制系统2第一节第一节 进气系统进气系统u进气系统功用：进气系统功用：尽可能多和尽可能均匀地向各气缸供给可尽可能多和尽可能均匀地向各气缸供给可燃混合气或纯净空气燃混合气或纯净空气u进气系统组成：进气系统组成：空气滤清器、进气歧管等空气滤清器、进气歧管等3u加长进气导流管作用：加长进气导流管作用： 增强发动机的谐振进气效果；增强发动机的谐振进气效果； 增大进气量增大进气量4u化油器式汽油机化油器

2、式汽油机进、排气系统组成进、排气系统组成u现代电喷汽油机现代电喷汽油机进排气系统的组成进排气系统的组成pcv(曲轴箱强制通风)positive crankcase ventilation5一一 空气滤清器空气滤清器n 空气滤清器的功用空气滤清器的功用是清除空气中的灰尘是清除空气中的灰尘等机械颗粒物，使进等机械颗粒物，使进气洁净，减少气缸磨气洁净，减少气缸磨损，其次，也起到消损，其次，也起到消减进气噪声的作用。减进气噪声的作用。n要求：要求：滤清能力强，进气阻力小，维护保养周期长，滤清能力强，进气阻力小，维护保养周期长，价格低廉价格低廉6n空气滤清器结构空气滤清器结构7n种类和工作原理种类和工作

3、原理按滤清方式可以分为按滤清方式可以分为惯性式、过滤式和综合式惯性式、过滤式和综合式；按是否用机油分按是否用机油分干式（干惯性式、干过滤式）和湿式（湿惯性干式（干惯性式、干过滤式）和湿式（湿惯性式、湿过滤式）式、湿过滤式）。l惯性式：惯性式：它是根据离心力或惯性力它是根据离心力或惯性力与质量成正比的原理与质量成正比的原理优点：优点：进气阻力小，保养简单。进气阻力小，保养简单。缺点：缺点：滤清能力不强，即滤清效滤清能力不强，即滤清效果差。果差。8l综合式：综合式：综合上述两种滤清方式，使空气通过惯性式，除综合上述两种滤清方式，使空气通过惯性式，除去粗粒灰尘，然后再通过过滤式除去细粒灰尘。去粗粒灰

4、尘，然后再通过过滤式除去细粒灰尘。 l过滤式：过滤式：它是根据吸附原理，引导气流通过滤芯（如金属网、它是根据吸附原理，引导气流通过滤芯（如金属网、丝、棉质物质和纸质等），将尘土隔离和粘附在滤芯上丝、棉质物质和纸质等），将尘土隔离和粘附在滤芯上优点：优点：滤清能力强，滤清效果好。滤清能力强，滤清效果好。缺点：缺点：进气阻力大，滤芯易堵塞。进气阻力大，滤芯易堵塞。9二二 进气歧管进气歧管u功用：功用：将可燃混合气或纯净空气分别送到各个气缸将可燃混合气或纯净空气分别送到各个气缸u安装：安装：用螺栓固定在气缸盖或者机体上用螺栓固定在气缸盖或者机体上u密封：密封：进气歧管与机体或者缸盖的结合面装有石棉衬

5、垫进气歧管与机体或者缸盖的结合面装有石棉衬垫u要求：要求：进气阻力小，内壁光滑进气阻力小，内壁光滑10三三 进气谐振增压进气谐振增压进气谐振增压系统进气谐振增压系统是利用进气是利用进气流惯性产生的压力波，提高进流惯性产生的压力波，提高进气压力，增加进气量。气压力，增加进气量。增压可以提高发动机的动力增压可以提高发动机的动力性能，降低油耗及排污性能，降低油耗及排污固定长度进气歧管，适合最大转矩固定长度进气歧管，适合最大转矩所对应转速区的进气谐振增压。所对应转速区的进气谐振增压。11当进气门迅速关闭时，当进气门迅速关闭时，在进气流的惯在进气流的惯性力作用下，气流仍会向气门方向流性力作用下，气流仍会

6、向气门方向流动，使进气门附近的气体压缩，动，使进气门附近的气体压缩，压力压力上升，随即被压缩的气体因压力较高上升，随即被压缩的气体因压力较高而向反方向膨胀流动，当膨胀气体波而向反方向膨胀流动，当膨胀气体波传到进气管口时，因受到外界大气压传到进气管口时，因受到外界大气压的阻挡，被反射回来，如此往复，的阻挡，被反射回来，如此往复，在在进气门和进气管口之间的管道中形成进气门和进气管口之间的管道中形成压力波。压力波。谐振压力波的波长与进气管的长度成正比谐振压力波的波长与进气管的长度成正比。波长较大的谐振压力。波长较大的谐振压力波有利于发动机中、低转速区进气增压，反之，则有利于发动机波有利于发动机中、低

7、转速区进气增压，反之，则有利于发动机高速范围内的进气增压。高速范围内的进气增压。如果使这个如果使这个压力波与进气频率（转速）压力波与进气频率（转速）谐调谐调，即可使进气管内的气体产生谐，即可使进气管内的气体产生谐振，就会在进气门关闭之前，在进气振，就会在进气门关闭之前，在进气歧管内产生大幅度的压力波，使进气歧管内产生大幅度的压力波，使进气门处的气压增高，进气增多。门处的气压增高，进气增多。12四四 可变进气歧管谐振增压可变进气歧管谐振增压 通过电脑控制，通过电脑控制，自动改变进气歧管的有效长度自动改变进气歧管的有效长度，在所有转速下，在所有转速下都提高发动机的功率。都提高发动机的功率。 当当发

8、动机中、低速运发动机中、低速运转时转时，电脑发出指令，电脑发出指令，转换阀控制机构关闭转转换阀控制机构关闭转换阀，此时空气沿着左换阀，此时空气沿着左图箭头所示的路径，图箭头所示的路径，经经过细而长的进气歧管进过细而长的进气歧管进入气缸，使进气增多入气缸，使进气增多；当发动机高转速时当发动机高转速时，转，转换阀开启，空气沿右上换阀开启，空气沿右上角图中箭头所示的路径，角图中箭头所示的路径，经过粗而短的进气歧管经过粗而短的进气歧管进入气缸，使进气增多。进入气缸，使进气增多。13第二节第二节 排气系统排气系统排气系统由排气系统由排气歧管、三元催化器、消声器和排气管组排气歧管、三元催化器、消声器和排气

9、管组成成，由单排气系统和双排气系统。，由单排气系统和双排气系统。14u排气歧管排气歧管n功用：汇集各气缸的废气，从消声器排出功用：汇集各气缸的废气，从消声器排出n要求：排气阻力小，排气噪音小要求：排气阻力小，排气噪音小n材料：铸铁、球墨铸铁和不锈钢材料：铸铁、球墨铸铁和不锈钢15u进、排气歧管的排列形式进、排气歧管的排列形式16u消声器消声器排气的特点排气的特点压力约为压力约为03-05mpa，温度约，温度约500-700，有，有一定的能量。具有间歇性，产生压力的脉动。一定的能量。具有间歇性，产生压力的脉动。排气直接排放到大气中排气直接排放到大气中，将产生强烈的、频谱比较复杂的噪声，将产生强烈

10、的、频谱比较复杂的噪声，其频率从几十其频率从几十hz到一万到一万hz以上。以上。功用功用消减排气噪声，即降低排气压力和衰减排气压力的脉消减排气噪声，即降低排气压力和衰减排气压力的脉动，使排气能量耗散殆尽。动，使排气能量耗散殆尽。消声器有消声器有四种基本结构形四种基本结构形式式。实际应用的消声器多。实际应用的消声器多为这些基本形式的组合。为这些基本形式的组合。17第三节第三节 排气进化装置排气进化装置1 发动机的有害排放物及产生机理发动机的有害排放物及产生机理2 恒温进气系统恒温进气系统3 3 二次空气喷射系统二次空气喷射系统4 4 催化转换器催化转换器5 5 排气再循环系统排气再循环系统181

11、 1 发动机的有害排放物及产生机理发动机的有害排放物及产生机理n发动机有害排放物：发动机有害排放物：coco、hchc、noxnox、微粒、微粒ncoco：不完全燃烧产物。无色无味有毒的气体：不完全燃烧产物。无色无味有毒的气体nhchc：未燃烧和未完全燃烧的燃油和机油蒸汽。刺激人眼：未燃烧和未完全燃烧的燃油和机油蒸汽。刺激人眼和咽喉和咽喉 nnoxnox：nono、nono2 2，产生于燃烧室内高温富氧环境中，刺激，产生于燃烧室内高温富氧环境中，刺激口腔及鼻粘膜、眼角膜等口腔及鼻粘膜、眼角膜等n微粒微粒：主要是柴油机排气中的碳粒，微粒表面吸附的可：主要是柴油机排气中的碳粒，微粒表面吸附的可溶性

12、有机物对人的呼吸道有害溶性有机物对人的呼吸道有害n净化措施：净化措施：进气恒温系统进气恒温系统、二次空气喷射系统二次空气喷射系统、催化转催化转换系统换系统、废气在循环系统废气在循环系统等等192 2 恒温进气系统恒温进气系统恒温进气系统恒温进气系统：也叫进气温度自动调节系统：也叫进气温度自动调节系统构成：构成：空气加热装置（热炉）和控制装置空气加热装置（热炉）和控制装置适用范围：适用范围：化油器式、节气门体喷射式发动机上化油器式、节气门体喷射式发动机上功用：功用：在发动机冷起动之后，在发动机冷起动之后，向发动机供给热空气向发动机供给热空气，这，这时即使供给的是稀混合气，热空气也能促使汽油充分汽

13、时即使供给的是稀混合气，热空气也能促使汽油充分汽化和燃烧，从而减少了化和燃烧，从而减少了coco和和hchc的排放，又能改善发动机的排放，又能改善发动机低温性能。当发动机温度升高后，恒温进气系统向发动低温性能。当发动机温度升高后，恒温进气系统向发动机供给未加热的环境空气。机供给未加热的环境空气。安装位置：安装位置：空气滤清器及进气导流管上。空气滤清器及进气导流管上。20213 3 二次空气喷射系统二次空气喷射系统二次空气喷射系统的二次空气喷射系统的主要功用主要功用是在冷起动时由是在冷起动时由ecuecu根据发动机温根据发动机温度，控制来自度，控制来自空气泵的新鲜空气喷入排气歧管或三元催化转换器

14、空气泵的新鲜空气喷入排气歧管或三元催化转换器中，使排气中的中，使排气中的coco和和hchc进一步氧化或燃烧成为二氧化碳（进一步氧化或燃烧成为二氧化碳（co2co2）和水（和水（h2oh2o），以控制尾气中），以控制尾气中coco和和hc hc 成分，同时，加快三元催化成分，同时，加快三元催化转换器的升温过程。转换器的升温过程。发动机启动发动机启动2 2，4 4断电断电发动机预热发动机预热2 2，4 4通电通电发动机正常发动机正常2 2通电，通电，4 4断电断电22功用功用：利用催化剂将排气中的利用催化剂将排气中的coco、hchc和和n0 xn0 x转换为人转换为人体无害的气体的一种排气进化

15、装置。体无害的气体的一种排气进化装置。催化剂：催化剂：铂、钯、铑。铂、钯、铑。( (什么是催化剂？什么是催化剂？) )分类：分类：氧化催化转换器和三元催化转换器氧化催化转换器和三元催化转换器 ( (各自转换哪些物质各自转换哪些物质) )4 4 催化转换器催化转换器23利用催化剂的作用将利用催化剂的作用将排气中的排气中的coco、hchc和和noxnox转换转换为对人体无害为对人体无害的气体的一种排气净化装置。金属铂、钯或铑均可作催化剂。的气体的一种排气净化装置。金属铂、钯或铑均可作催化剂。催化转换器有氧化催化转换器和三元催化转换器等。催化转换器有氧化催化转换器和三元催化转换器等。氧化催化转换器

16、氧化催化转换器将排气中的将排气中的coco和和hchc氧化为氧化为coco和和h ho o，必须向氧，必须向氧化催化转换器供给二次空气作为氧化剂，才能使其有效地工作。化催化转换器供给二次空气作为氧化剂，才能使其有效地工作。三元催化转换器三元催化转换器可同时减少可同时减少coco、hchc和和noxnox的排放，它以排气的排放，它以排气中的中的coco和和hchc作为还原剂，把作为还原剂，把nono还原为氮还原为氮(n(n) )和氧和氧(o(o) )，而，而coco和和hchc在还原反应中被氧化为在还原反应中被氧化为coco和和h ho o 。当同时采用两种转换器时，通常把两者放在同一个转换器外

17、壳当同时采用两种转换器时，通常把两者放在同一个转换器外壳内，而且内，而且三元催化转换器置于氧化催化转换器前面三元催化转换器置于氧化催化转换器前面。排气经过。排气经过三元催化转换器之后，部分未被氧化的三元催化转换器之后，部分未被氧化的coco和和hchc继续在氧化催化继续在氧化催化转换器中与供入的二次空气进行氧化反应。转换器中与供入的二次空气进行氧化反应。24（1 1）催化转换器）催化转换器不能使用加铅汽油不能使用加铅汽油，会使催化剂失效；，会使催化剂失效；（2 2）催化转换器仅在催化转换器仅在温度超过温度超过350350 c c才起作用，才起作用，因此，因此，催化转换器都安催化转换器都安装在温

18、度较高的排气歧装在温度较高的排气歧管后面附近管后面附近；（3 3）混合气空燃比必混合气空燃比必须在须在14.714.7附近附近。混合气。混合气过浓或气缸缺火，都会过浓或气缸缺火，都会使转换器过热。使转换器过热。255 5 柴油机微粒过滤柴油机微粒过滤266 6 排气再循环（排气再循环（egregr）装置）装置采用采用egregr装置降低装置降低noxnox排放量的基本原理是：将排气管中少量排气排放量的基本原理是：将排气管中少量排气引入进气管，与新鲜空气混合后送入气缸，引入进气管，与新鲜空气混合后送入气缸，利用废气中的利用废气中的co2co2吸吸热，使气缸中混合气的燃烧温度降低，从而减少热，使气

19、缸中混合气的燃烧温度降低，从而减少noxnox的生成量的生成量。 noxnox是在燃烧室的高温、富氧条件下生成的。是在燃烧室的高温、富氧条件下生成的。 功用：把发动机排出的部分废气回送到进气歧管，并与新鲜混合功用：把发动机排出的部分废气回送到进气歧管，并与新鲜混合气一起再次进入气缸。气一起再次进入气缸。要求：必须根据发动机运转的要求：必须根据发动机运转的工况对再循环的废气量加以控工况对再循环的废气量加以控制。在制。在怠速怠速和和全负荷全负荷工况，不工况，不进行排气再循环。进行排气再循环。分类：传统式和排气背压传送式两种分类：传统式和排气背压传送式两种什么是全负荷？什么是全负荷？什么是怠速？什么

20、是怠速？维持发动机没有做功时维持发动机没有做功时正常运转的最低转速。正常运转的最低转速。 272829第四节第四节 强制式曲轴箱通风系统强制式曲轴箱通风系统 原因：原因：发动机工作时，一部分可燃混发动机工作时，一部分可燃混合气和废气经活塞环泄漏到曲轴箱内，合气和废气经活塞环泄漏到曲轴箱内，不利后果有不利后果有: :1 1 将使润滑油变稀；将使润滑油变稀；2 2 废气的高温和酸性物质及水蒸废气的高温和酸性物质及水蒸汽将侵蚀零件；汽将侵蚀零件；3 3 使曲轴箱内的压力增大，温度使曲轴箱内的压力增大，温度升高，易使机油向外渗漏。升高，易使机油向外渗漏。为此，一般汽车发动机都有曲轴箱通风装为此，一般汽车发动机都有曲轴箱通风装置，将进入曲轴箱内的混合气和废气抽出，置，将进入曲轴箱内的混合气和废气抽出，使新鲜气体进入