第八章进排气系统及排气净化装置.

汽车构造Page2第8章进、排气系统及排气净化装置第8章进、排气系统及排气净化装置主要内容：Page38.1进气系统8.2排气系统8.3汽车发动机增压8.4排气净化装置Page4图8.1空气滤清器及进、排气装置1.空气滤清器2.进气歧管3.排气歧管4.消声器进气管5.消声器消声器进气管空气滤清器进气歧管排气歧管消声器进气系统的功用是尽可能多且均匀地向各气缸供给可燃混合气或纯净的空气。一般进气系统主要包括空气滤清器和进气歧管。8.1进气系统8.1.1空气滤清器8.1.2进气支管Page58.1进气系统8.1.1空气滤清器Page6空气滤清器的功用是滤除空气中的杂质或灰尘，也有消减进气噪声的作用。空气滤清器一般由进气导流管、空气滤清器盖、空气滤清器外壳和滤芯等组成。空气滤清器有多种结构形式。1.纸滤芯空气滤清器纸滤芯空气滤清器被广泛用于各类汽车发动机上，其结构如图所示图8.2干式纸滤芯空气滤清器1滤芯；2．滤清器外壳；3一滤清器盖；4．蝶形螺母5．进气导流管；6．金属网；7一打褶滤纸；8一滤芯下密封面；9．滤芯上密封面8.1进气系统Page78.1.1空气滤清器2.油浴式空气滤清器油浴式空气滤清器用于在多尘条件下工作的发动机上，如越野车发动机。图8.3所示为油浴式空气滤清器的结构图，它包括空气滤清器外壳1、滤芯2、密封圈3和滤清器盖4等。图8.3油浴式空气滤清器1一滤清器外壳；2一滤芯；3-密封圈；4-滤清器盖；5蝶形螺母8.1进气系统Page88.1.1空气滤清器3.离心式及复合式空气滤清器离心式空气滤清器多用于大型载货汽车上。在许多自卸车或矿山用汽车上还使用离心式与纸滤芯式相结合的双级复合式空气滤清器(图8.4)。图8.4双级复合式空气滤清器1．卡簧；2．纸滤芯；3一滤清器上盖；4．蝶形螺母；5．密封垫；6、9、13罐f封圈；7．上体；8．出气口；10-进气口；11．旋流管；12．下体；14．集灰盘；15一卡箍；16．旋流管螺旋导向面8.1进气系统Page98.1.1空气滤清器4.进气导流管在现代轿车上，为了增强发动机的谐振进气效果，空气滤清器进气导流管需要有较大的容积。但是导流管不能太粗，以保证空气在导流管内有一定的流速，因此，进气导流管只能做得很长(图8.5)，有利于实现从车外吸气。图8.5空气滤清器进气导流管1．空气滤清器外壳；2．空气滤清器盖；3．滤芯；4．后进气导流管；5一前进气导流管；6．谐振室8.1进气系统Page108.1.1空气滤清器通化油器空气入口纸滤芯外壳滤清器盖桑塔纳发动机的空气滤清器空气滤清器实物8.1进气系统8.1.2进气支管Page11进气歧管进气总管空气滤清器空气流量计8.1进气系统8.1.2进气支管Page122.进气歧管功用：尽可能均匀地将可燃混合气或洁净的空气分配到各缸进气道。3.材料：合金铸铁、铝合金，气道喷射复合塑料。4.要求：进气歧管内气体流道的长度尽可能相等。为减小流动阻力提高进气能力，进气歧管内壁要光滑。8.1进气系统8.1.2进气支管Page135.进气歧管加热：1）利用高温排气加热混合气预热阀调节手柄排气管混合气预热阀轴石棉衬垫进气管8.1进气系统8.1.2进气支管Page142）利用循环冷却液加热节气门体安装面废气再循环阀安装面循环冷却液管进气歧管安装面8.1进气系统8.1.2进气支管Page156.可变进气歧管1）控制原理：进气管长度、直径等系统参数都会影响进气压力波，因而适当调整和控制这些参数，可以有效地利用进气压力波提高充气效率。2）控制方法：按照气体压力波传播的特点设计进气道，使进气道的长度、形状都可以改变，利用进气动态效应来提高充气效率。要求发动机在高转速、大负荷时装备粗短的进气歧管；在中、低转速和中、小负荷时配用细长的进气歧管。8.1进气系统8.1.2进气支管Page16进气管长度可变机构空气滤清器节气门转换阀转换阀控制机构发动机电子控制装置8.1进气系统8.1.2进气支管Page17里卡多公司设计的可变进气管短进气通道旋转阀长进气通道喷油进气道进气门第8章进、排气系统及排气净化装置主要内容：Page188.1进气系统8.2排气系统8.3汽车发动机增压8.4排气净化装置8.2排气系统8.2.1排气支管8.2.2进气、排气支管的布置8.2.3消声器Page198.2排气系统8.2.1排气支管Page20材料：铸铁、球墨铸铁、不锈钢要求：做得尽可能长，各缸支管应该相互独立、长度相等，消除排气干扰现象。不锈钢排气支管图铸铁排气支管8.2排气系统8.2.2进气、排气支管的布置Page21组成：排气歧管、排气总管、消音器作用：汇集发动机各缸的废气安全地排入大气中。排气歧管排气总管排气温度传感器催化转换器副消声器后排气管主消声器排气尾管8.2排气系统8.2.2进气、排气支管的布置Page22分类：根据发动机排气管数分为单排气系统和双排气系统V型发动机排气系统示意图a)单排气系统b)双排气系统1发动机2排气歧管3叉形管4催化转换器5排气总管6消声器7排气尾管8连通管8.2排气系统8.2.3消声器Page23进气入口外隔板外壳内壳内隔板排气出口8.2排气系统8.2.3消声器Page244.消声器的基本结构：8.2排气系统8.2.3消声器Page254.典型的排气消音器构造排气入口外壳多孔管隔板排气出口第8章进、排气系统及排气净化装置主要内容：Page268.1进气系统8.2排气系统8.3汽车发动机增压8.4排气净化装置8.3汽车发动机增压Page27增压就是将空气预先压缩然后再供入气缸，以期提高空气密度、增加进气量的一项技术。发动机通过增压提高了新鲜空气或混合气的压力及密度，因此可以提高功率及转矩，降低比油耗。一般增压功率可以提高20％-3％，如果采用中冷及较高的增压压力，那么提高的幅度会更大。增压有涡轮增压、机械增压和气波增压等三种基本类型。进气旁通阀节气门进气管空气滤清器空气流量计压气机涡轮机催化转换器排气旁通阀排气旁通阀控制装置排气管1.分类8.3汽车发动机增压Page28空气滤清器进气旁通阀中冷器谐振室增压压力传感器进气管喷油器火花塞涡轮增压器排气排气管排气旁通阀控制装置8.3汽车发动机增压Page291.压气机蜗壳2.无叶式扩压管3.压气机叶轮4.密封套5.增压器轴6.进气道7.推力轴承8.挡油板9.浮动轴承1O.涡轮机叶轮11.出气道12.隔热板13.涡轮机蜗壳14.中间体汽车用涡轮增压器结构车用涡轮增压器由离心式压气机和径流式涡轮机及中间体三部分组成。2.涡轮增压器的结构及工作原理8.3汽车发动机增压Page301）离心式压气机离心式压气机由进气道6、压气机叶轮3、无叶式扩压管2及压气机蜗壳1等组成。叶轮包括叶片和轮毂，并由增压器轴5带动旋转。离心式压气机示意图1.压气机叶片2.叶轮3.叶片式径流式涡轮机示意图1.叶轮2.叶片3.叶片式喷管4.蜗壳2）径流式涡轮机涡轮机是将发动机排气的能量转变为机械功的装置。径流式涡轮机由蜗壳、喷管、叶轮和出气道等组成。8.3汽车发动机增压Page313.增压压力的调节排气旁通阀及其控制装置的安装位置1.控制膜盒2.连动杆3.排气旁通阀4.排气管5.涡轮机叶轮6.涡轮机蜗壳7.增压器轴8.中间体9.压气机蜗壳10.压气机叶轮11.连通管8.3汽车发动机增压Page32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进人增压器，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。涡轮增压器的润滑油路及冷却水套1.机油进口2.机油出口3.冷却液进H4.冷却水套5.冷却液出口4.涡轮增压器的润滑及冷却第8章进、排气系统及排气净化装置主要内容：Page338.1进气系统8.2排气系统8.3汽车发动机增压8.4排气净化装置8.4排气净化装置Page341.发动机的有害排放物(1)有害排放物:CONOxHC碳烟(2)有害排放物的控制•为了降低有害排放并遵守国家有关法规，各汽车公司在降低排放上采取了大量技术措施。这些措施大致分为：•1）以降低排放为目标，通过改进发动机燃烧过程为主的机内处理方法。•2）对燃烧排出的有害物，在排气系统等处进行后处理。•3）对曲轴箱窜气或油蒸气部分进行处理。2和3又称为机外处理方法。8.4排气净化装置Page352.发动机的机内净化●改善发动机燃烧状况●改善可燃混合气品质(1)改善发动机的燃烧状况：从有害气体的生成机理出发，对发动机的燃烧状况本身进行改进，抑制有害气体的产生，使排出的废气尽可能变得无害，采取此措施，被认为是治理汽车发动机排气污染的根本方法。它是通过配气相位、点火时刻等的优化调整和燃烧室、火花塞等的优化设计配置来达到的。8.4排气净化装置Page36(2)改善可燃混合气的品质1）恒温进气空气滤清器恒温进气空气滤清器可以在发动机冷起动之后，向发动机供给热空气。从而既减少了CO和HC的排放，又改善了发动机低温运转性能。8.4排气净化装置Page372）废气再循环废气再循环是改善可燃混合气的一种方式。其基本原理是：将5%～20%的废气再引入进气管，与新鲜混合气一道进入燃烧室，使最高燃烧温度降低，从而减少NOx的生成量。8.4排气净化装置Page383.发动机的机外净化(1)二次空气喷射(2)催化转换器(3)柴油机微粒过滤器(4)汽油蒸发控制系统8.4排气净化装置Page393.发动机的机外净化(1)二次空气喷射新鲜空气喷射到排气门附近，使高温废气和空气接触混合，以使未燃HC、CO进一步燃烧。8.4排气净化装置Page403.发动机的机外净化(2)催化转换器催化转化器式利用催化剂的作用，使排气中的有害成分CO、HC和Nox尽量进行化学反应转化为对人体无害CO2、H2O和N2的一种排气净化装置，也称作催化转化净化器。8.4排气净化装置Page413.发动机的机外净化(3)柴油机微粒过滤器柴油机微粒过滤器1一排气支管2一燃油3一电热塞4一滤芯5一燃烧器6一喷油器微粒是柴油机排放的主要问题。对车用柴油机排气微粒的处理，主要采用过滤法。微粒过滤器的滤芯由多孔陶瓷制造，它有较高的过滤效率。排气穿过多孔陶瓷滤芯进入排气管，而微粒则滞留在滤芯上。过滤器工作一段时间后，需及时清除存积在滤芯上的微粒，以恢复过滤器的工作能力和减小排气阻力。为此，在过滤器入口处设置一个燃烧器，通过喷油器向燃烧器内喷入少量燃油，并供二次空气，利用火花塞或电热塞将其点燃，将滞留在滤芯上的微粒烧掉。8.4排气净化装置Page423.发动机的机外净化(4)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汽化，若不加以控制或回收，则当发动机停机时，汽油蒸气将逸入大气，造成对环境的污染。汽油蒸发控制系统的功用便是将这些汽油蒸气收集和储存在炭罐内，在发动机工作时再将其送入气缸烧掉。典型的汽油蒸发控制系统如图所示。课后作业Page43思考题2、4