汽車進排氣系統(tǒng)

1、 第一節(jié)進第一節(jié)進 氣氣 系系 統(tǒng)統(tǒng)一、空氣濾清器一、空氣濾清器 1、功用：把空氣中的塵土分離出來，保證供、功用：把空氣中的塵土分離出來，保證供給氣缸足夠量的清潔空氣，以減少氣缸、活塞給氣缸足夠量的清潔空氣，以減少氣缸、活塞等零件的磨損，降低進氣噪聲。等零件的磨損，降低進氣噪聲。 普通轎車每消耗普通轎車每消耗1L汽油需要消耗汽油需要消耗500010000L空氣。若不裝空氣濾清器，發(fā)動機壽命空氣。若不裝空氣濾清器，發(fā)動機壽命將縮短將縮短2/3。第四章 進排氣系統(tǒng)及排氣凈化裝置 空氣濾清器一般由進氣導流管、空氣濾清器蓋、空氣濾清器一般由進氣導流管、空氣濾清器蓋、空氣濾清器外殼和濾芯等組成?，F(xiàn)在廣泛

2、用于空氣濾清器外殼和濾芯等組成?，F(xiàn)在廣泛用于汽車發(fā)動機上的空氣濾清器仍有多種結(jié)構(gòu)形式。汽車發(fā)動機上的空氣濾清器仍有多種結(jié)構(gòu)形式。 （1）油浴式空氣濾清器）油浴式空氣濾清器 （2）紙濾芯空氣濾清器）紙濾芯空氣濾清器 （3）離心式及復(fù)合式空氣濾清器）離心式及復(fù)合式空氣濾清器2、空氣濾清器結(jié)構(gòu)、空氣濾清器結(jié)構(gòu)工作原理（過濾式）工作原理（過濾式） 在現(xiàn)代轎車上，為了增強發(fā)動機的諧振進氣效在現(xiàn)代轎車上，為了增強發(fā)動機的諧振進氣效果，保證空氣在導流管內(nèi)有一定的流速，進氣果，保證空氣在導流管內(nèi)有一定的流速，進氣導流管需要有較大的容積，且不能太粗。因此導流管需要有較大的容積，且不能太粗。因此較長的進氣導流管有

3、利于實現(xiàn)從車外吸氣。較長的進氣導流管有利于實現(xiàn)從車外吸氣。 車外空氣溫度一般比發(fā)動機罩下的溫度低車外空氣溫度一般比發(fā)動機罩下的溫度低30左右，所以從車外吸入的空氣密度可增大近左右，所以從車外吸入的空氣密度可增大近10%，燃油消耗率可降低，燃油消耗率可降低3%。 3、空氣濾清器進氣導流管、空氣濾清器進氣導流管 1、進氣歧管結(jié)構(gòu)、進氣歧管結(jié)構(gòu) （1）對于化油器式或節(jié)氣門體噴射式發(fā)動機，進氣歧）對于化油器式或節(jié)氣門體噴射式發(fā)動機，進氣歧管指的是化油器或節(jié)氣門體之后到氣缸蓋進氣道之前管指的是化油器或節(jié)氣門體之后到氣缸蓋進氣道之前的進氣管路。它的功用是將空氣、燃油混合氣由化油的進氣管路。它的功用是將空氣

4、、燃油混合氣由化油器或節(jié)氣門體分配到各缸進氣道。器或節(jié)氣門體分配到各缸進氣道。 二、進氣歧管二、進氣歧管 （2）對于氣道燃油噴射式發(fā)）對于氣道燃油噴射式發(fā)動機或柴油機，進氣歧管只動機或柴油機，進氣歧管只是將潔凈的空氣分配到各缸是將潔凈的空氣分配到各缸進氣道。進氣道。 進氣歧管應(yīng)盡可能均勻地進氣歧管應(yīng)盡可能均勻地將工質(zhì)分配到各個氣缸，將工質(zhì)分配到各個氣缸，為此進氣歧管內(nèi)氣體流道為此進氣歧管內(nèi)氣體流道的長度應(yīng)盡可能相等。的長度應(yīng)盡可能相等。 為了減小氣體流動阻力，為了減小氣體流動阻力，提高進氣能力，進氣歧管提高進氣能力，進氣歧管的內(nèi)壁應(yīng)該光滑。的內(nèi)壁應(yīng)該光滑。 通常進氣歧管利用發(fā)動機排氣或循環(huán)冷卻

5、液進通常進氣歧管利用發(fā)動機排氣或循環(huán)冷卻液進行加熱。行加熱。 氣道燃油噴射式發(fā)動機的進氣歧管無需加熱。氣道燃油噴射式發(fā)動機的進氣歧管無需加熱。 2、進氣歧管加熱、進氣歧管加熱 利用一定長度和直徑的進氣歧管與一定容積的諧振室利用一定長度和直徑的進氣歧管與一定容積的諧振室組成諧振進氣系統(tǒng)，并使其固有頻率與氣門的進氣周組成諧振進氣系統(tǒng)，并使其固有頻率與氣門的進氣周期調(diào)諧，那么在特定的轉(zhuǎn)速下，就會在進氣門關(guān)閉之期調(diào)諧，那么在特定的轉(zhuǎn)速下，就會在進氣門關(guān)閉之前，在進氣歧管內(nèi)產(chǎn)生大幅度的壓力波，使進氣歧管前，在進氣歧管內(nèi)產(chǎn)生大幅度的壓力波，使進氣歧管的壓力增高，從而增加進氣量。這種效應(yīng)稱作的壓力增高，從而

6、增加進氣量。這種效應(yīng)稱作進氣波進氣波動效應(yīng)動效應(yīng)。 諧振進氣系統(tǒng)的優(yōu)點：沒有運動件，工作可靠，成本諧振進氣系統(tǒng)的優(yōu)點：沒有運動件，工作可靠，成本低。但只能增加特定轉(zhuǎn)速下的進氣量和發(fā)動機轉(zhuǎn)矩。低。但只能增加特定轉(zhuǎn)速下的進氣量和發(fā)動機轉(zhuǎn)矩。 3、諧振進氣系統(tǒng)、諧振進氣系統(tǒng) 為了追求最佳的充量系數(shù)，可以采用可變進氣系統(tǒng)，為了追求最佳的充量系數(shù)，可以采用可變進氣系統(tǒng)，以充分利用進氣諧振的效果，達到高速與低速性能以充分利用進氣諧振的效果，達到高速與低速性能的最優(yōu)化。常見的可變進氣系統(tǒng)是通過改變進氣管的最優(yōu)化。常見的可變進氣系統(tǒng)是通過改變進氣管長度或流通截面長度或流通截面的方式來實現(xiàn)。的方式來實現(xiàn)。 為了

7、充分利用進氣波動效應(yīng)和獲得最佳容積效率，為了充分利用進氣波動效應(yīng)和獲得最佳容積效率，應(yīng)使進氣管長度與發(fā)動機轉(zhuǎn)速相匹配（反比關(guān)系）。應(yīng)使進氣管長度與發(fā)動機轉(zhuǎn)速相匹配（反比關(guān)系）。要求發(fā)動機在高轉(zhuǎn)速、大負荷時裝備粗短的進氣歧要求發(fā)動機在高轉(zhuǎn)速、大負荷時裝備粗短的進氣歧管；而在中、低轉(zhuǎn)速和中、小負荷時配用細長的進管；而在中、低轉(zhuǎn)速和中、小負荷時配用細長的進氣歧管。氣歧管。4、可變進氣歧管、可變進氣歧管 一、單排氣系統(tǒng)及雙一、單排氣系統(tǒng)及雙排氣系統(tǒng)排氣系統(tǒng) 1、單排氣系統(tǒng)單排氣系統(tǒng) 直列型發(fā)動機在排氣行直列型發(fā)動機在排氣行程期間，氣缸中的廢氣程期間，氣缸中的廢氣經(jīng)排氣門經(jīng)排氣門排氣歧管排氣歧管排氣管排

8、氣管催化轉(zhuǎn)換器和催化轉(zhuǎn)換器和消聲器消聲器排氣尾管排氣尾管大大氣中。氣中。第二節(jié) 排 氣 系 統(tǒng) 有些有些V型發(fā)動機采用兩個單排氣系統(tǒng)，即每個型發(fā)動機采用兩個單排氣系統(tǒng)，即每個排氣歧管各自都連接一個排氣管、催化轉(zhuǎn)換器、排氣歧管各自都連接一個排氣管、催化轉(zhuǎn)換器、消聲器和排氣尾管。這種布置形式稱作雙排氣消聲器和排氣尾管。這種布置形式稱作雙排氣系統(tǒng)。系統(tǒng)。 雙排氣系統(tǒng)降低了排氣系統(tǒng)內(nèi)的壓力，使發(fā)動雙排氣系統(tǒng)降低了排氣系統(tǒng)內(nèi)的壓力，使發(fā)動機排氣更為順暢，氣缸中殘余的廢氣較少，因機排氣更為順暢，氣缸中殘余的廢氣較少，因而可以充入更多的空氣而可以充入更多的空氣燃油混合氣或潔凈的燃油混合氣或潔凈的空氣，發(fā)動機

9、的功率和轉(zhuǎn)矩都相應(yīng)地有所提高?？諝?，發(fā)動機的功率和轉(zhuǎn)矩都相應(yīng)地有所提高。 2、雙排氣系統(tǒng)、雙排氣系統(tǒng)二、排氣歧管二、排氣歧管 一般由鑄鐵或球墨鑄鐵制造，一般由鑄鐵或球墨鑄鐵制造，近些年來采用不銹鋼排氣歧管近些年來采用不銹鋼排氣歧管的汽車愈來愈多（不銹鋼質(zhì)量的汽車愈來愈多（不銹鋼質(zhì)量輕，耐久性好，同時內(nèi)壁光滑，輕，耐久性好，同時內(nèi)壁光滑，排氣阻力小）。排氣阻力?。?。 排氣歧管的形狀十分重要。為排氣歧管的形狀十分重要。為了不使各缸排氣相互干擾及不了不使各缸排氣相互干擾及不出現(xiàn)排氣倒流現(xiàn)象，并盡可能出現(xiàn)排氣倒流現(xiàn)象，并盡可能地利用慣性排氣，應(yīng)將排氣歧地利用慣性排氣，應(yīng)將排氣歧管做得盡可能長，而且各缸

10、支管做得盡可能長，而且各缸支管應(yīng)相互獨立、長度相等。管應(yīng)相互獨立、長度相等。 良好的歧管流型與結(jié)構(gòu)有助于降低整個流動阻力，良好的歧管流型與結(jié)構(gòu)有助于降低整個流動阻力，特別是對于高速多缸發(fā)動機，為避免排氣壓力波特別是對于高速多缸發(fā)動機，為避免排氣壓力波的互相干涉，用多枝型排氣管或多排氣管結(jié)構(gòu)來的互相干涉，用多枝型排氣管或多排氣管結(jié)構(gòu)來替代單排氣管，可以獲得理想的低速轉(zhuǎn)矩與充量替代單排氣管，可以獲得理想的低速轉(zhuǎn)矩與充量系數(shù)值。系數(shù)值。 在排氣管中往往還有消聲器和排氣后處理器（催在排氣管中往往還有消聲器和排氣后處理器（催化轉(zhuǎn)化器），設(shè)計時應(yīng)該保證足夠的消聲與降污化轉(zhuǎn)化器），設(shè)計時應(yīng)該保證足夠的消聲與

11、降污效果的前提下，盡可能降低流動阻力。效果的前提下，盡可能降低流動阻力。三、消聲器三、消聲器 發(fā)動機排氣發(fā)動機排氣有一定的能量有一定的能量：0.30.5MPa，500700。 由于排氣的間歇性，在排氣管由于排氣的間歇性，在排氣管內(nèi)引起排氣壓力的脈動。若直內(nèi)引起排氣壓力的脈動。若直接排放到大氣中，將產(chǎn)生強烈接排放到大氣中，將產(chǎn)生強烈的、頻譜比較復(fù)雜的噪聲，其的、頻譜比較復(fù)雜的噪聲，其頻率從幾十赫到一萬赫以上。頻率從幾十赫到一萬赫以上。 消聲器通過逐漸降低排氣壓力消聲器通過逐漸降低排氣壓力和衰減排氣壓力的脈動，使排和衰減排氣壓力的脈動，使排氣能量耗散殆盡。（氣能量耗散殆盡。（降低噪聲降低噪聲） 一

12、、發(fā)動機的有害排放物一、發(fā)動機的有害排放物 汽車排放的污染物主要有一氧化碳汽車排放的污染物主要有一氧化碳(CO)、碳氫化合、碳氫化合物物(HC)、氮氧化合物、氮氧化合物(NO)和微粒。和微粒。 CO與血液中血紅素的親和力是氧氣的與血液中血紅素的親和力是氧氣的300倍，因此倍，因此吸入吸入CO后，血液吸收和運送氧的能力降低，導致頭后，血液吸收和運送氧的能力降低，導致頭暈、頭痛等中毒癥狀。當吸入含容積濃度為暈、頭痛等中毒癥狀。當吸入含容積濃度為0.3%的的CO氣體時，可致人于死亡。氣體時，可致人于死亡。 空氣中空氣中NO濃度在濃度在1020ppm時可刺激口腔及鼻粘時可刺激口腔及鼻粘膜、眼角膜等。當

13、膜、眼角膜等。當NO超過超過500ppm時，幾分鐘可時，幾分鐘可使人出現(xiàn)肺氣腫而死亡。使人出現(xiàn)肺氣腫而死亡。第三節(jié) 排氣凈化裝置二、恒溫進氣系統(tǒng)二、恒溫進氣系統(tǒng) 進氣溫度自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)由空氣加熱裝置（又稱熱爐）進氣溫度自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)由空氣加熱裝置（又稱熱爐）和安裝在空氣濾清器進氣導流管上的控制裝置構(gòu)成，和安裝在空氣濾清器進氣導流管上的控制裝置構(gòu)成，多用于化油器式或節(jié)氣門體噴射式發(fā)動機上。多用于化油器式或節(jié)氣門體噴射式發(fā)動機上。 恒溫進氣系統(tǒng)的功用就是在發(fā)動機冷起動之后，向恒溫進氣系統(tǒng)的功用就是在發(fā)動機冷起動之后，向發(fā)動機供給熱空氣，這時即使供給的是稀混合氣，發(fā)動機供給熱空氣，這時即使供給的是稀混合

14、氣，熱空氣也能促使汽油充分汽化和燃燒，從而減少了熱空氣也能促使汽油充分汽化和燃燒，從而減少了CO和和HC的排放，又改善了發(fā)動機低溫運轉(zhuǎn)性能。的排放，又改善了發(fā)動機低溫運轉(zhuǎn)性能。當發(fā)動機溫度升高后，恒溫進氣系統(tǒng)向發(fā)動機供給當發(fā)動機溫度升高后，恒溫進氣系統(tǒng)向發(fā)動機供給未經(jīng)加熱的環(huán)境空氣。未經(jīng)加熱的環(huán)境空氣。四、催化轉(zhuǎn)換器四、催化轉(zhuǎn)換器 氧化催化轉(zhuǎn)換器（二元）和三元催化轉(zhuǎn)換器。氧化催化轉(zhuǎn)換器（二元）和三元催化轉(zhuǎn)換器。 氧化催化轉(zhuǎn)換器只將排氣中的氧化催化轉(zhuǎn)換器只將排氣中的CO和和HC氧化為氧化為CO和和HO。必須向氧化催化轉(zhuǎn)換器供給二次空氣。必須向氧化催化轉(zhuǎn)換器供給二次空氣作為氧化劑，才能使其有效地工

15、作。作為氧化劑，才能使其有效地工作。 三元催化轉(zhuǎn)換器可同時減少三元催化轉(zhuǎn)換器可同時減少CO、HC和和NOx的排的排放，它以排氣中的放，它以排氣中的CO和和HC作為還原劑，把作為還原劑，把NO還原為氮還原為氮(N)和氧和氧(O)，而，而CO和和HC在還原反在還原反應(yīng)中被氧化為應(yīng)中被氧化為CO和和HO。 當同時采用兩種轉(zhuǎn)換器時，通常把兩者放在同一個當同時采用兩種轉(zhuǎn)換器時，通常把兩者放在同一個轉(zhuǎn)換器外殼內(nèi)，而且三元催化轉(zhuǎn)換器置于氧化催化轉(zhuǎn)換器外殼內(nèi)，而且三元催化轉(zhuǎn)換器置于氧化催化轉(zhuǎn)換器前面。排氣經(jīng)過三元催化轉(zhuǎn)換器之后，部分轉(zhuǎn)換器前面。排氣經(jīng)過三元催化轉(zhuǎn)換器之后，部分未被氧化的未被氧化的CO和和HC繼續(xù)在氧化催化轉(zhuǎn)換器中與供繼續(xù)在氧化催化轉(zhuǎn)換器中與供入的二次空氣進行氧化反應(yīng)。入的二次空氣進行氧化反應(yīng)。六、排氣再循環(huán)六、排氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)系統(tǒng) 排氣再循環(huán)是凈化排氣中排氣再循環(huán)是凈化排氣中NOx的主要方法。的主要方法。 排氣再循環(huán)是指把發(fā)動機排出的部分廢氣回送到排氣再循環(huán)是指把發(fā)動機排出的部分廢氣回送到進氣歧管，并與新鮮混合氣