汽车基础知识-进排气系统篇..

汽车构造——进排气系统篇时间：2005-11-08地点：1＃会议室周占毫•1.进气系统•2.排气系统•3.奇瑞公司AVL发动机进排气系统的特点进气系统把空气或混合气导入发动机气缸的零部件集合体称为发动机进气系统进气系统包含了空气滤清器、进气歧管、进气门机构。空气经空气滤清器过滤掉杂质后，流过空气流量计，经由进气道进入进气歧管，与喷油嘴喷出的汽油混合后形成适当比例的油气，由进气门送入气缸内点火燃烧，产生动力空气滤清器引气管进气软管空气流量计空气滤清器空气滤清器的作用：1.用是在满足空气吸入量的情况下过滤掉最微小的杂质颗粒，保护发动机。不同的地区因土壤，气候及道路的情况不同，空气中含有的尘土等杂质成分和含量也有所不同，就其化学成分来说，多数是二氧化硅。当它们进入发动机气缸的摩擦表面时，就会刺破润滑油膜，加剧发动机气缸的磨损，缩短发动机的使用寿命。安装空气滤清器能减少气缸、活塞和活塞环等零件的磨损。2.优质空气滤清器能有效降低发动机吸入空气时的噪音。3.连同进气管路一起，利用谐振原理起到增压效果，以提高充气系数。空气滤清器的结构和分类•空气滤清器是由空滤油滤芯和壳体等零件组成。滤芯一般采用可更换和可清理结构，从滤芯性质分类有干式和湿式两种。广泛使用的干式滤芯多用特种纸和无纺布做成，而无纺布又多用于安全滤芯。进气系统滤芯孔径及过滤面积取决于发动机排量、使用环境、更换周期及进气阻力等因素。空滤器的安装尺寸及壳体形状取决于整车布置要求，但也应注意降噪和谐振增压。空滤器壳体和连通管路的设计应尽量避免气流产生急转弯，并使气体通过滤芯全面积。设计时还应注意降噪和进气阻力与管路直径、长度的关系，在管路和滤清器上设置谐振器是降噪的有效方法。现代的中小型汽车空气滤清器多采用纸质滤芯。为节省空间增加过滤面积，其纸质滤芯被折叠成各种各样的形状，以增大过滤面积。空气滤清器的设计要点:进气系统提高发动机每升气缸工作容积所发出的有效功率，即升功率，是提高发动机功率有效的方法。而要提高发动机的升功率，加大进气量是一种解决方案。有些发动机采用强制吸气法的方式，用增大气体密度来提高进气量，例如采用涡轮增压（Turbo）。但是，在日益严格的废气排放法例的管制及制造成本的限制下，多数汽车的发动机还是倾向采用自然吸气法方式。采用自然吸气法，又要提高进气量，设计者就把注意力放在了进气的速度方面，也就是千方百计提高气体的流动速度来提高单位时间内的进气量，在提高换气效率上做文章。换气是汽车发动机最基本的功能。通过换气，排出废旧气体，发动机工作循环回复到循环初始状态，吸纳新鲜气体来提供燃料所需的氧气良好的发动机进气通道设计是提高进气量的重要保证。通过采用了大通量的空气滤清器，大口径或多支进气管，就是改善气体的流速以提升发动机功率；打磨进气歧管内壁，使用不锈钢进气管等，就可以增高管壁的光滑程度来减少与气体之间的摩擦，进而提高气体的流动速度。•进气管进气歧管•进气歧管的作用：•1.把空气、燃料、曲轴箱通风的油气和EGR（排气再循环）的废气均匀的分配给各缸；•2.利用进气歧管和稳压箱的形状和长度提高充量系数；排气消声系统的总成说明及功用•把气缸内燃烧废气导出的零部件集合体称为发动机排气系统排气系统构成•排气系统包括排气歧管、排气管、排气净化装置、排气消声装置等。排气系统的功用：•1、引导发动机排气，使各缸废气顺畅的排出；•2、由于排气门的开闭与活塞往复运动的影响，排气气流呈脉动形式，排气门打开时存在一定的压力，具有一定的能量，气体排出时会产生强烈的排气噪声，因此在排气系统装有排气消声器来降低排气噪声；•3、降低排气污染物CO,HC,NOX等的含量，达到排气净化的作用排气歧管•排气歧管作用是把多缸发动机个缸排除的废气汇集在一起，并导入排气总管•设计排气歧管时应注意：•1.尽量避免支管急转弯，内表面应光滑平整，以减小排气流动阻力；•2.多缸机应避免各缸排气干涉，减小排气压力波的干涉；排气系统看似只是简单的管道，其实设计时不仅要考虑到特定的底盘布置，而且排气系统的长度、管径大小、消声器的大小都要考虑到排气气体的流动，防止相邻气缸排气时气流的互相干涉。在电喷发动机上，氧传感器就装在排气总管上，它感应排气中氧分子含量并反馈至电控单元（ECU），从而决定迸入发动机内的混合气比例。发动机的排气歧管可能是镀铝或镀锌钢材做成，也可能是用不锈钢材做成排气管排气总管连接催化式排气净化器。催化式排气净化器的关键在于“催化”，也就是利用催化剂对汽车的废气进行净化，将废气中的有害物质转化为无害物质。催化式净化器从催化式排气净化器出来就连接到消声器了。消声器横截面是一个园形或者椭圆形的物体，多用薄钢板焊制，装在排气系统的中部或者后部位置上，它内部有一系列隔板、腔室、孔洞和管道，利用声波反射互相干扰抵消的现象，使声能逐渐消弱，用以隔离和衰减排气门每次打开时产生的脉动压力。目前，越来越多的消声器采用镀铝不锈钢材料，降低重量并可延长寿命。消声器消声器的主要作用时降低发动机排气噪声，并使高温废气能安全有效地排出。应保证排气畅通、阻力小、足够强度，并能经受500～700度的高温；与消声器连接最后一节是尾管，它是排气系统最后一段管子，将废气引出车外。尾观管有单排气和双排气两种，一般V型发动机或大排量发动机采用双排气，小排量车采用单排气。•尾管奇瑞公司发动机进排气系统新技术•奇瑞公司发动机是与世界上著名的发动机设计公司奥地利AVL公司合作开发的三大系列18款全铝发动机，排量从0.8L到4.0L，型式包括从直列3缸到V型8缸众多机型，全部满足欧IV排放标准。包含的新技术有CBRVVTDGIEGR•进排气系统的新技术有CBREGRCBR原理与结构可变充气运动CBR(ControlledBurnRate)—可控燃烧速率，它是通过控制进气气流的组织形式（涡流和滚流）来改善燃烧，降低排放，提高燃油经济性的一种新技术。车用发动机一般都是变工况工作的，不同的工况对进入发动机的气流也有不同的要求。传统发动机每缸只有一个进气道,不能兼顾发动机的不同工况。应用CBR技术可以很好的解决这一矛盾。CBR技术的优点和三元催化排气后处理系统配合使用可以满足欧4排放标准不需要成本较高的高压燃油系统发动机管理系统包含滑板控制功能已证明是一流的技术不需要特别的低硫燃油良好的燃油经济性CBR系统结构进气系统滑板式CBRCBR系统结构滑板式CBR低转速时，真空执行器通过摆臂机构拉动滑板沿图示方向移动，中性气道基本被关闭（只保留右上角的缺口）。主要靠切向气道提供的进气涡流来加速油雾和空气的混合，从而改善燃烧状况。高转速时，CBR控制阀切断给真空执行器的真空，在弹簧的作用下，滑板回位到图示位置，中性气道也被打开，增加进气滚流，从而提高最大功率。中性气道切向气道CBR原理资料TCI（TurboChargerIntercooler）应用背景：增压技术萌生于19世纪，在20世纪初期得到初步应用。随着材料科学及制造技术的进步，柴油机的涡轮增压技术在20世纪中叶开始大规模商业应用，并逐步推广到汽油机。目前，大功率柴油机的绝大部分、车用柴油机的半数以上以及相当比例的高性能汽油机，均采用了增压技术。应用功能：提高输出功率、降低噪声、降低排放。增压类型：我公司选用的是废气涡轮增压机械驱动式增压系统排气涡轮增压系统气波增压系统复合式增压系统增压系统分类涡轮增压器的结构和原理•构造涡轮增压器是由涡轮室和增压器组成的机器，涡轮室进气口与排气歧管相连，排气口接在排气管上；增压器进气口与空气滤清器管道相连，排气口接在进气歧管上。涡轮和叶轮分别装在涡轮室和增压器内，二者同轴刚性联接。•原理涡轮增压器实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。当发动机转速增快，废气排出速度与涡轮转速也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量和调整一下发动机的转速，就可以增加发动机的输出功率了。AVL项目中所用的增压器均为废气涡轮式涡轮增压器由压气机和涡轮两大部分组成。根据排气在涡轮中流动方向的不同，排气涡轮增压器可以分成两大类，即径流式涡轮增压器和轴流式涡轮增压器。一般大型柴油机多采用轴流式，以满足大流量、高效率的要求；而车用发动机多。采用径流式，以适应高转速及较高响应性能的要求。增压器的压气机部分，一般都采用单级离心式结构。ExhaustSystem(exploded)100ExhaustSystemDesignStatus-2,0lTCI100ExhaustSystemExhaustmanifoldPrecatalystHeatShieldLamdaSensor1TurbochargerGasketDownpipeBracketOilsupplylineOilreturnline1-螺栓2-弹簧垫圈3-压板4-推力片5-推力环6-压气机叶轮7-锁紧螺母8-密封环支承9-推力轴承10-圆柱头内六角螺钉11-垫圈12-压气机壳13-O型橡胶密封圈14-扩压器后板15-O型橡胶密封圈16-档油板17-弹性挡圈18-螺栓19-锁片20-压板21-隔热板22-涡轮和轴总成23-密封环24-浮动轴承25-中间体26-涡轮壳原理示意图：优点•谢谢！