发动机进排气系统

1、第五章：发动机进排气系统，学习目标，1。了解进气和排气系统的功能；2.掌握汽车空气滤清器和消音器的结构特点；3.了解曲轴箱通风的工作原理和废气再循环装置的工作过程；4.了解用于外部净化的催化反应器的净化原理；5.了解废气涡轮增压的工作原理；6.掌握涡轮增压器的结构；7.了解空气波增压和机械增压的工作特点；8.了解带排气阀的涡轮增压器系统的调整过程。5.1概述，功能：在内燃机的工作循环期间，不断地将新鲜空气或可燃混合物送入燃烧室，并将燃烧室的废气排放到大气中，以确保内燃机的连续运行。组成：空气过滤器、进气管、排气管、排气消声器、5.2进排气系统、5.2.1进排气管1。空气过滤器的功能：清除空气中

2、的灰尘和沙子，减少气缸、活塞和活塞环的磨损。(3)空气滤清器进口导管，进口导管长度：从车外吸入，确保进口温度低，增加进口空气量，降低燃油消耗率。2、空气过滤式、油浴式空气过滤器、纸滤芯式空气过滤器、离心式和复合式空气过滤器、1)油浴式空气过滤器、罩盖、滤芯和外壳，发动机上用于多尘条件的滤芯经金属丝清洗后大多可重复使用，油浴式空气过滤器过滤过程中，过滤罩盖、滤芯、外壳、机油、干纸滤芯、可重复使用，在恶劣环境下不可靠，其一般维护周期为500010000公里。湿纸滤芯使用寿命长，吸附杂质能力强，过滤效果好，但不能重复使用，需要定期更换。它广泛应用于汽车发动机，包括贝氏螺母、滤芯、进气导管、金属网、滤

3、纸和纸质滤芯的空气过滤结构。3)大型卡车中使用的大多数湿式滤芯过滤效率高，但需要定期更换，并配备可旋转空气的装置。桑塔纳发动机空气滤清器，3。结构、滤油器、进气口、纸质滤芯、外壳、过滤罩、捷达金发动机空气滤清器、空气滤清器结构、空气滤清器材料，现代汽车大多采用纸质空气滤清器。纸质滤芯过滤效率高，粉尘透过率仅为0.1%-0.4%。使用纸质空气滤清器可以减少气缸和活塞的磨损，延长发动机的使用寿命。空气过滤器使用4000-8000公里时应进行除尘，使用20000-25000公里时应更换滤芯和密封圈。4)纸质过滤器的特点及清洗方法该滤芯采用微孔滤纸，表面经过树脂处理。发动机工作时，滤芯周围会附着一层灰

4、尘。清洗时不应用水或油来防止油和水浸透滤芯。常用的清洗方法有两种：一种是敲击法，即将滤芯从外壳中取出，轻轻敲击纸质滤芯的端面，使灰尘脱落。但是，滤芯的外表面不应被敲打，以免损坏滤纸，降低过滤效果。其次，冲洗法，即从滤芯内部吹入压缩空气以吹掉灰尘。但是，压缩空气压力不得超过294600千帕，以防损坏滤芯。2。空气过滤器的维护和更换方法，1)清洁空气过滤器拆卸和清洁步骤如下：1。拧下空气滤清器盖上部的固定螺栓或卡箍。2.拆下滤清器盖夹。3.用抹布清洁空气滤清器盖的内部。4.清洁空气过滤器的外部，打开上盖的锁，并取下上盖。2.空气过滤器的维护和更换方法；5.取出空气滤芯，并更换新的。如果过滤器很快被

5、更换，也就是说，它仍然是干净的，你可以通过轻敲来清洁空气格栅。如果灰尘太多，你需要用压缩空气枪吹掉里面的灰尘。吹气时，必须注意从滤芯内部向外部吹气，以确保灰尘被吹出。，进气歧管，1。功能，将空气-燃料混合物或清洁空气尽可能均匀地分配到每个气缸，2。要求进气歧管中气流通道的长度应尽可能相等，以减少气流阻力并提高进气能力，进气歧管的内壁应光滑。3.一种进气歧管，用于化油器/节气门发动机，使用铝合金为空气通道轻微导热。桑塔纳发动机的进排气管、出水口、进水口、进气歧管、排气歧管、进排气管，简单的进气管结构简单，但由于进入每个气缸的阻力。距离、气流方向和速度不同，进气不均匀。谐振进气管的细长进气管能很好

6、地与各气缸的连接长度相匹配，进气流量的脉动效应被用来增强进气效果。带有共振腔的进气管可以改变共振腔的容积，调节内燃机的最大扭矩和相应的转速范围，从而降低噪声。3.谐振进气系统，因为进气过程是间歇性和周期性的，在进气歧管中引起一定幅度的压力波。这种压力波在进气系统中以音速来回传播和反射。共振进气系统由一定长度和直径的进气歧管和一定容积的共振腔组成。如果其自振动频率与气门的进气循环相协调，则在进气门关闭之前，进气歧管将以特定的速度产生大的压力波，这将增加进气歧管的压力并增加进气量。这种效应称为摄入波动效应。图8.8共振进气系统、进气导管、辅助共振室、进气歧管、主共振室、空气流量计、空气过滤器和捷达

7、进气管的物理图，2。进气歧管加热，2。化油器或节气门体燃油喷射发动机进气歧管的加热。如果温度太低，汽油会凝结在管壁上。然而，过度加热会减少进入气缸的空气-燃料混合物的量，并降低发动机功率。通常，进气歧管由发动机废气或循环冷却液加热。进气道燃油喷射发动机的进气歧管不需要加热。4。可变进气歧管，根据发动机转速和负载的变化自动改变进气歧管的有效长度。目的：为了充分利用进气波动效应，减小发动机高低速运行时的进气速度差异，提高发动机的经济性和动力性，特别是在中低速和中小负荷时。要求：发动机进气管在高速重载时又粗又短；在低速和中等负荷时，发动机的进气管很细。6.可变进气歧管。1)控制原理：进气管的长度和直

8、径等系统参数会影响进气压力波。因此，适当地调节和控制这些参数可以有效地利用进气压力波来提高充气效率。2)控制方法：根据气体压力波传播的特点设计进气道，利用进气道的动态效应，改变进气道的长度和形状，提高充气效率。要求发动机在高速和重载时配备粗短的进气歧管；细长的进气歧管用于中低速和中小负荷。捷达排气管实物图，组成：排气歧管，排气总管，消声器功能：收集发动机每个气缸的废气，并将其安全排放到大气中。1排气歧管2排气歧管3催化转化器4排气温度传感器5辅助消音器6后排气管7主消音器8排气尾管第二排气系统1、单排气系统和双排气系统直列式发动机气缸中的废气经过排气阀、排气歧管、排气管、催化转化器和消音器，最

9、后通过排气尾管排放到大气中。这个排气系统被称为单一排气系统。v型发动机有两个排气歧管。大多数V型发动机汽车仍然采用单一排气系统，即两个排气歧管通过一个叉管连接到一个排气管。然而，有些采用两个单一的排气系统，每个排气歧管与一个排气管、一个催化转化器、一个消声器和一个排气尾管相连。这种布置称为双排气系统。v型发动机有两个排气歧管，即两个排气歧管通过一个叉管连接到一个排气管。来自两个排气歧管的废气通过相同的排气管、消音器和尾管排出(图8.15a)。然而，一些V型发动机采用双排气系统(图8.15b)，可以填充更多的空气燃料混合物或清洁空气，发动机的功率和扭矩也相应提高。图8.15 V发动机排气系统示意

10、图a)单排气系统；b)双排气系统1-发动机；2排气歧管；3一个叉管；4个催化转化器；5排气管；6消声器；7排气尾管；8.连接管：一个长的入口通道；2.排气歧管。1.材质：球墨铸铁、不锈钢；2.要求：每个气缸歧管应尽可能地相互独立，并具有相同的长度。避免各气缸的排气干扰和排气回流，充分利用惯性排气。排气消声器，功能：降低噪音，消除废气中的火焰和火花。原理：1)多次改变气流方向；2)使气流反复通过收缩和扩大的部分；3)将气流分成许多小分支并沿不平坦的平面流动4)冷却气流。3.消音器2。基本类型：四种实际应用中的大多数都是这些基本类型的组合。红旗CA7220消声器结构、膨胀型、吸收和共振型组合、吸收

11、、膨胀和共振型组合、排气管、第三节排气净化装置发动机的有害排放物：一氧化碳、碳氢化合物、一氧化氮、颗粒物。催化转化器、废气再循环装置、柴油颗粒过滤器、恒温进气装置、二次空气喷射装置、1。恒温进气系统(进气温度自动调节系统)由加热装置(热风炉)和空气过滤器进气导管上的控制装置组成；主要用于化油器或节气门体喷射发动机。功能：冷启动后，向发动机提供热空气，使汽油充分汽化燃烧，减少一氧化碳和碳氢化合物的排放，降低低温运行性能。当温度升高时，未加热的环境空气被供应给发动机。在三次空气喷射系统和二次空气喷射系统中，新鲜空气通过使用空气泵的空气喷嘴被喷射到排气管道或催化转化器中，使得排气中的一氧化碳和碳氢化

12、合物被进一步氧化或燃烧成二氧化碳(一氧化碳)和水(一氧化碳)。1、1气泵2旁通阀3、5真空管4分流阀6空气分配管7空气喷嘴8排气支管9排气管10催化转化器1l单向止回阀1)开始工作状态：电子控制单元不使旁通线圈和分流阀线圈通电，因此这两个线圈同时切断通向旁通阀和分流阀的真空，然后空气泵送的空气通过旁通阀进入大气。持续时间取决于发动机的温度。如果发动机温度很低，起动工作状态将持续很长时间。2)预热期间，电子控制单元同时给旁路线圈和分流线圈通电。此时，进气管的真空度分别通过旁通线圈和分流线圈传递到旁通阀和分流阀。气泵抽取的空气通过旁通阀流入分流阀，然后通过分流阀流入配气管，最后通过空气喷嘴喷入排气

13、管。3)在正常运行期间，电子控制单元只给旁路线圈通电，而不给分流线圈通电，分流线圈阻止通向分流阀的真空度。此时，空气泵泵送的空气通过旁通阀进入分流阀，然后通过分流阀进入氧化催化转化器。催化(净化)转化器通过催化剂的作用将一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物转化为对人体无害的气体。氧化催化转化器和三元催化转化器。2)三元催化转化器可以同时降低一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物的排放。它利用废气中的一氧化碳和碳氢化合物作为还原剂将氮氧化物还原成氮气(N2)和氧气(氧气)，而一氧化碳和碳氢化合物在还原反应中被氧化成二氧化碳和H2O。当两种转化器同时使用时，它们通常放在同一个壳体中，三元催化转化器放在氧化催化转

14、化器的前面。废气通过三元催化转化器后，一些未氧化的一氧化碳和碳氢化合物在氧化催化转化器中继续发生氧化反应。1)氧化催化转化器将一氧化碳和碳氢化合物氧化成二氧化碳和水三元催化器串联在排气歧管和消声器之间，并位于氧传感器后面。三元催化转化器的内部结构为蜂窝管设计，蜂窝管壁涂有贵金属元素如铂、铑和钯作为催化反应介质。三效催化剂的最佳工作温度为：-37580；短期耐受温度为900。D. 14.614.7空燃比的混合气在发动机气缸内燃烧后，将被三元催化转化器过滤，并转化为无害气体排放。柴油微粒过滤器：滤芯由多孔陶瓷制成。在过滤器的入口处设置燃烧器，少量燃料通过燃料喷射器注入燃烧器，并供应二次空气，二次空

15、气由火花塞或电热塞点燃，以烧掉滞留在过滤器元件上的颗粒。1个排气支管，2个燃油，3个电热塞，4个滤芯，5个燃烧器和6个喷油器，6个。降低废气再循环(EGR)系统中氮氧化物的有效措施。EGR系统净化氮氧化物的基本原理是废气中的主要成分是二氧化碳、H2O和N2等。这三种气体有较高的热容量。当新混合物与部分废气混合时，热容量也会增加。当进行具有相同热值的燃烧时，与没有混合的燃烧相比，可以降低燃烧温度，从而抑制氮氧化物的产生。然而，过量的废气再循环将降低混合物的点火性能和发动机的输出功率，这将影响发动机的正常运行，尤其是在怠速、低速和小负荷时以及当发动机在冷态下运行时，这将明显降低发动机的性能。EGR

16、率=EGR气体流量/(进气EGR气体流量)100%，真空直接控制废气再循环阀，2)废气再循环废气再循环是改善可燃混合气的一种方法。其基本原理是：将5%的废气重新引入进气管，并与新鲜混合气体一起进入燃烧室，从而降低最高燃烧温度，从而减少氮氧化物的产生。第四节曲轴箱强制通风系统原因：汽油蒸汽冷凝并稀释机油废气中的二氧化硫，二氧化硫与水、亚硫酸和氧气相遇，硫酸废气进入曲轴箱。压力增加，泄漏到曲轴箱的气体含有碳氢化合物和其他污染物，不允许排放到大气中。功能：为了延长机油的使用寿命，减少摩擦部件的磨损和腐蚀，减少发动机漏油。首先，曲轴箱通风的目的1。防止润滑油变质和燃油稀释机油，减少零件磨损和腐蚀。2.

17、减压、冷却和防泄漏：气体泄漏到曲轴箱中会增加曲轴箱中的压力和温度，导致润滑油从曲轴油封和密封垫中泄漏。3.回收可燃气体，减少污染。吹入曲轴箱的气体被吸入气缸燃烧，碳氢化合物被回收，同时减少了空气污染。自然通风：从曲轴箱抽取的气体直接进入大气。强制通风：从曲轴箱抽取的气体被引入进气管。排气管、上端盖、曲轴箱强制通风系统：pcv(曲轴箱强制通风)系统。2.曲轴箱强制通风的工作条件当发动机工作时，曲轴箱中的气体通过挺杆室和吸气管被吸入进气管，而新鲜空气通过气门盖上的小空气过滤器进入曲轴箱。为了防止怠速和轻载时过量气体进入气缸造成空燃比失衡，增加了流量控制阀。曲轴箱通风装置3的工作演示。流量控制阀的工作状态流量控制阀是一种单向阀，也称为PCV阀，它可以调节发动机怠速、中小负荷和大负荷时的通风强度。(1)怠速时，进气管内的真空度最大，单向阀被吸入并压在阀座上，曲轴箱内的气体只能通过阀的小孔，因此流量小，怠速稳定。(2)在中等负荷下，进气管内真空度下降，阀门在弹簧张力下离开阀座，因此适当增加通风量，以保证g的及时抽出第五节汽油蒸发控制系统汽油箱和化油器浮子室中的汽油随时都在蒸发。如果不加以控制或回收，当发动机停止运转时，汽油蒸气将会逃逸到大气中，造成环境污染。汽油蒸发控制系统的功能是在碳罐中收集和储存汽油蒸气，然后在发动机工