进排气系统及排气净化装置的构造与检修
第六章 掌握柴油机的进排气控制系统结构原理及检修方法
第六章 掌握柴油机的进排气控制系统 结构原理及检修方法
❖ ．学习目标 ❖ 1.掌握柴油机的空气预热系统 ❖ 2.掌握柴油发动机的进气控制系统 ❖ 3.掌握柴油机的增压控制系统 ❖ 4.掌握柴油机废气再循环控制系统 ❖ 5.掌握柴油机尾气净化处理系统
一、废气涡轮增压系统
废气涡轮增压系统的功用是利用废气的能量，通过增 压器将发动机的进气先进行压缩，使增压后的空气密度 增大，实际充入的空气量增加（见图6-18和图6-19）。 这样，可以向气缸内喷入更多的燃料并能获得充分燃烧 ，因此提高了柴油机的输出功率。
图6-18废气涡轮增压器在汽车上的应用
图6-19废气涡流增压系统示意图
的一种增压控制系统。典型的电子控制式惯性增压系统 如图6-27所示。它主要由各种传感器、电子控制单元、 电磁阀空气室空气控制气缸、控制阀等组成。
图6-27电子控制式惯性增压系统
一、废气再循环控制系统的作用
EGR系统工作时，将一部分废气引入进气系统， 与新鲜的燃油混合气混合，使混合气变稀，从而降 低了燃烧速度，燃烧温度随之下降，从而有效的减 少NOX的生成，如图6-28所示。其关键部件是EGR 阀，其实物如图6-29所示。
1.涡轮增压器的结构 涡轮增压器一般由涡轮部分、中间壳体、压气机部
分三大部分组成（见图6-20）。
图6-20废气涡轮增压器的组成
2.中冷器的结构 废气涡轮增压系统一般加装有中冷器，以便对从涡
轮增压器压气机出来的温度升高的空气进行冷却，以 提高空气的密度，提高发动机的充气效率。其实物如 图6-21所示。
二、可变截面涡轮增压器
可变截面涡轮增压器的结构如图2-23所示。
图6-23可变涡轮增压系统的结构
(完整版)汽车发动机的进排气系统
主要内容
进排气系统的组成 EGR 废气再循环 涡轮增压
5.Байду номын сангаас概述
作用：
在内燃机工作循环时，不断地将新鲜空气或可 燃混合气送入燃烧室，将燃烧室的废气排放到大 气中，保证内燃机连续运转。
组成：
空气滤清器、进气管、排气管、排气消音器
一、空气滤清器
1、功用：
清除流向化油器的空气中所含的尘土和沙粒， 以减少气缸、活塞和活塞环的磨损。
共振式进气管
进气管细长与各缸连接长度大体一致能很好的匹配，利用进气流 的脉动效应增强进气效果。
带谐振腔进气管
能改变谐振腔的容积，可以调节内燃机的最大扭矩和 相应的转数范围 降低噪声
捷达进气管实物图
捷达排气管实物图
三、排气消声器
功用： 减少噪声和消除废气中的火焰及火星。 原理： 1)多次地变动气流方向； 2)重复地使气流通过收缩而又扩大的断面； 3)将气流分割为很多小的支流并沿着不平滑的平
面流动 4)将气流冷却。
排气管
排气的净化装置
催化反应器
EGR 闭是曲轴箱强制通风系统 进气恒温控制原理
排气净化装置
作用：
除去 HC CO NOx (HC一半串入曲轴箱) 方法：
1.机内净化 2.机外净化
三元催化 EGR
三元催化器
• 三元催化器串接在排气歧管和和消声器之间, 氧传感器之 后.
废气涡轮增压利用废气能量直接压缩空气，提高内燃机的 功率。废气涡轮增压器由压气机、涡轮和中间体三部分组 成。中间体内有轴承、密封、润滑油路和冷却腔等。采用 浮动轴承，降低轴与轴承间的相对速度。带放气阀的涡轮 增压系统对改善柴油机的加速性和低速扭矩特性有良好效 果。
图解汽车发动机技术之进排气系统
图解汽车发动机技术之进排气系统发动机进、排气系统的作用是供给发动机新鲜空气，并将燃烧后的废气排出。
发动机进排气系统直接影响发动机的动力性、经济性及排放性能。
01进气系统进气系统的作用是尽可能多、尽可能均匀地向各缸供给可燃混合气或新鲜空气，保证发动机连续运转。
进气系统通常由空气滤清器、节气门体和进气歧管等部件组成，如下图所示。
空气滤清器的主要作用是滤除空气中的杂质等，让洁净的空气进入气缸。
发动机大多使用干式纸滤芯空气滤清器，它由纸滤芯和滤清器外壳组成，滤清器外壳包括滤清器盖和滤清器外壳底座。
节气门体的作用是控制进入发动机的进气量。
在工作过程中空气中的部分杂质遇热会凝结在节气门体上，会造成怠速抖动，熄火等现象，所以要对节气门体进行定期清洗。
进气歧管是指节气门体之后到气缸盖进气道之前的进气管道。
进气歧管必须将空气尽可能均匀地分配到各气缸，因此进气歧管长度应尽量相等。
02排气系统车辆排气系统是指收集并且排放废气的系统，其主要由排气歧管、排气管、三元催化器、谐振器、消声器、排气尾管等部件组成。
汽车排气系统主要有以下作用：①将废气引到车尾排放，防止有害气体进入驾驶室。
②改善发动机的排放污染，减少对大气的危害。
③降低发动机排放废气的噪声。
1、排气系统的类型排气系统一般有单排气系统和双排气系统两种类型，单排气系统应用于直列式发动机和部分 V型发动机，双排气系统用于V/W型发动机。
•单排气系统直列式发动机在排气行程期间，气缸中的废气经排气门进入排气歧管，再由排气歧管进入排气管、三元催化器和消声器，最后由排气尾管排到大气中，如下图所示。
V型发动机有两个排气歧管，在大多数装配V型发动机的车辆上仍采用单排气系统，即通过一个叉形管将两个排气歧管连接到一个排气管上。
•双排气系统有些 V/W型发动机采用两个单排气系统，即每个排气歧管各自连接一个排气管、三元催化器、谐振器、消声器和排气尾管，这种布置形式称为双排气系统，如下图所示。
《汽车发动机构造与检修》教案 项目六--任务2 排气系统教案
《汽车发动机构造与检修》教案排气歧管直接安装在发动机气缸盖上，如图6-20所示。
排气歧管的设计要求主要是尽量 减少排气阻力，并避免各气缸之间相互干扰。
若排气歧管的结构设计不合理，则各气缸排气 之间会产生相互干涉或者废气回流现象，影响发动机的排气顺畅度，进而影响发动机的动力 性。
图6-20排气歧管因排气系统工作条件比较恶劣（高温、循环交变温度状态下工作），要求排气歧管材料具 有良好的高温性能和良好的铸造性能。
良好的高温抗氧化性能、稳定的显微组织、热膨胀系 数小、优良的高温强度、良好的工艺性能和低成本。
制造排气歧管的材料主要有铸铁和不锈钢。
2. 三元催化转换器三元催化转换器靠着排气歧管安装，是汽车排气系统中最至要的机外净化装置，它的功 用是利用转换器中的催化剂将废气中的有害气体转变为无害气体。
一•般为整体不可拆卸式。
三元催化转换器内部的催化剂一般是钳（或耙）与佬贵重金属的混合物。
三元催化转换器的工作原理：当高温的汽车尾气通过净化装置时，三元催化转换器中的 净化剂将增强CO 、HC 和NO,三种气体的活性，促使其进行一定的氧化-还原化学反应，其 中CO 在高温下氯化成为无色、无毒的二氧化碳气体；HC 化合物在高温下氧化成水（H2。
） 和二氧化碳；NOx 还原成氮气和氧气。
三种有害气体变成无害气体，使汽车尾气得以净化。
3. 氧传感器氧传感器的功用是测定发动机燃烧后的排气中的氧气含量，并把氧气含量转换成电压信 号传递到ECU,使发动机能够实现以过量空气系数为目标的闭环控制；确保三元傕化转换器 对排气中的碳氢化合物（HC ）、一氧化碳（CO ）和氮氧化合物（NOQ 三种污染物都有最大 的转化效率，最大程度地进行排放污染物的转化和净化。
氧传感器的类型有敏化错式（ZrCh ）和氧化钛式（TiO?）两种。
其中应用广泛的是氧化 错式。
氧化倍式氧传感器主要由错管、加热元件、电极引线、护管、壳体等组成。
发动机排气 管的废气钢敏护管 发动机排气管 图6-23氧化错式传感器的结构氧传感器的工作原理：高温下，部分氧分子发生电离，形成氧离子。
最新06-进排气系统及排气净化装置
效果
所有转速下都可以使发动机扭矩提高 8%。
11
P220图6-8
P220图6-9
低转速，转换阀关闭， 中低转速，旋转阀封
空气沿弯曲又细长的
闭短进气通道，空气
进气歧管进入气缸
沿长进气道进入气缸
高转速，转换阀开启， 高转速，旋转阀是长
空气直接通过短粗进
进气通道短路，空气
气歧管进入气缸
为各缸分配均匀，气体流道长度相等 为减小气体流动阻力，内壁应该光滑
采用材料：
合金铸铁 铝合金 复合塑料
8
2、进气歧管加热
加热原因：
进气管温度太低，汽油在管 壁上凝结
进气管温度过高，减小进入 气缸混合气，功率下降
适当加热促进汽油蒸发
加热方式：
进气歧管
利用废气的温度加热
利用发动机循环冷却液进行 加热
一、发动机的有害排放物 排气来源
废气、窜气、蒸汽
排气的主要有害成分
CO：不完全燃烧产物，无色、无臭、无味气体
降低血液吸收和运送氧气能力
NOx：NO和NO2，产生于燃烧室内高温富氧的环境
刺激口腔及鼻粘膜、眼角膜等
HC：未燃烧和未完全燃烧的燃油和机油蒸汽
和NOx形成臭氧，刺激人眼和喉咙
06-进排气系统及排气净化装置
一、空气滤清器
功用
滤除空气中的杂质或灰尘 降低进气噪声
结构形式：
离心式及复合式空气滤清器
2
油浴式空气滤清器
适用于多尘条件下工作的发动机 工作原理：
气流转弯时，粗大杂质被甩入机油中被机油 粘附
气流通过滤芯，细小杂质被滤芯滤除 滤芯上附着的杂质被飞溅机油所冲洗，流回
5
空气滤清器进气导流管
第5章-发动机的进排气系统课件
19
5.2.4 混合气的预热装置
❖ 思考： 为什么混合气需要能调节温度的预热
装置？
-----若依靠废气直接对进气管壁进行预热， 不能调节；另外，若环境温度低，则空气密度 大，实际进入气缸着那个空气的质量多，混合 气变稀；若环境温度高，则空气密度小，实际 进入气缸中的空气质量少，混合气变浓。
缺点:
滞后，即由于叶轮的惯性作用对油门骤 时变化反应迟缓，使发动机延迟增加或减少 输出功率，这对于要突然加速或超车的汽车 而言，瞬间会有点提不上劲的感觉。
30
小结
❖ 1.进排气系统的基本装置及其作用 ❖ 2.发动机增压的类型
31
作业：（P114）
❖ 1.简述进排气系统的组成。 ❖ 5.什么是增压？增压有几种类型？
7
2）共振式进气管
进气管与各气缸单独连接，可利用进气 气流的脉动效应以增强进气效果。
较细长，与各气缸相连的各个管长度大 体一致，能很好的匹配。进气效果的强弱取 决于进气管的长度、直径和内燃机转速。
8
3）带谐振腔的进气管
优点： 1.没有运动件，工作可靠，成本低； 2.改变谐振腔的容积，可调节内燃机的最大扭
3.排气管内表面应光滑，外形尽量符合气流流线。
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❖ 三、排气消声器的功用
消减排气噪声。 消声器通过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。 四种基本结构形式： 1.吸收式 2.干涉式 3.扩张式 4.共振式 一般有前、中、后三个排气消声器。 （见P102 图5-3）
13
5.2.3 排气净化装置
《汽车发动机检修》电子教案(1) 学习任务四 进排气系统及排气净化装置检修 -课件
学习任务四进排气系统及排气净化装置检修业精于勤，荒于嬉，行成于思，毁于随。
一、知识准备（一）进气系统检修（二）排气系统及排气净化装置检修二、任务实施项目1.进气系统维护项目2.排气系统维护三、故障案例教学目标知识目标•熟悉发动机进排气系统的检修程序，分析进排气系统故障的主要原因；•熟练掌握专用工具检测进排气系统主要部件的方法；•掌握常用及专用工量具的正确使用方法。
能力目标•能够进行进排气系统维护保养项目；•使用专用工具检测进排气系统主要部件•能够进行进排气系统主要组件的修复。
一辆轿车进厂维修，客户反映该车启动后怠速不稳，特别是在打开空调、前照灯时，故障现象更加明显，经维修技师检查，可能是进气系统故障，需要对进排气系统进行检修。
知识准备情境引入要解决故障必须掌握配气机构检修知识。
（一）进气系统检修1．进气增压控制系统检修(1) 电控可变进气系统的检测（如图）①进气增压控制阀和膜片式执行器的检测。
用三通接头把真空表接入进气增压控制阀的真空管路中。
启动发动机，怠速时真空表应无变化。
迅速将节气门全开，真空表指针应在 53.3kPa位置处摆动，并且膜片式执行器的拉杆也应缩回，这说明进气增压控制阀在工作，膜片式执行器也没问题。
②电磁真空通道阀的检测。
电磁真空通道阀电路图如图所示。
检查电磁真空通道阀线圈有无断路、短路或搭铁现象；在 20°时，两端子 1 和 2 之间的电阻值应为38.5～44.45Ω 。
2．废气涡轮增压系统检查（1）首先检查发动机基本工作条件、压缩和泄漏及点火系和燃油供给系。
如果供油量和压力都正常，则再检查点火系的击穿电压是否足以点燃由涡轮增压产生的高压混合气，点火时刻是否正确。
（2）目测软管、垫片和管道装配是否正确，有无损伤、磨蚀。
如破损或变质，将使涡轮装置不能正常工作，导致增压过高或过低。
（3）检查进气负压或空气滤清器真空泄漏情况。
检查时可向进气系统注入丙烷，观察发动机转速和真空度，同时检测HC水平。
8章 进排气系统及排气净化装置
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
2.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8.3)。
图8.10 不锈钢排气歧管图
8.11 铸铁排气歧管
8.2.2 进气、排气歧管的布置
直列型发动机在排气行程期间，气缸中的废气经排气门进人排气歧管，再由 排气歧管进入排气管、催化转换器和消声器，最后由排气尾管排到大气中。 这种排气系统称作单排气系统(图8.12)。
图8.12 单排气系统的组成
1排气歧管；2-前排气管；3．催化转换器；4钟气温度传感器；5．副消声器； 6．后排气管；7．主消声器；8排气尾管
图8.3 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
3.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。
1一控制膜盒 2一连动杆 3一排气旁通阀 4一排气管 5一涡轮机叶轮 6一涡轮机蜗壳 7一 增压器轴 8一中间体 9一压气机蜗壳 10一压气机叶轮 11一连通管
4.涡轮增压器的润滑及冷却 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(图8.24)
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汽车发动机构造与维修
学习任务七 进排气系统及排气净化 装置的构造与检修
7.1 进气系统
7.2 排气系统
7.3 排气净化装置
*********
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7.1 进气系统
• 一、进气系统的构造与维修 • 1.功用：
尽可能多、均匀地向各个气缸提供干净的 空气和燃油混合气 • 2.组成： 空气滤清器、谐振室、进气总管、进气歧 管、节气门以及附在进气道上的传感器
• 2.消声器
降低噪音，消除废气中的火焰或火星。 分类：吸收式、反射式、组合式
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7.3 排气净化装置
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汽车发动机构造与维修
1、排放污染物主要有：HC、NOx、CO 2、来源：发动机燃烧废气、曲轴箱窜气、
汽油蒸气 3、CO 不完全燃烧（燃烧不完全，空气不足缺氧）。原因
2.开环控制EGR系统
➢ 如右图，主要由EGR阀和EGR 电磁阀等组成
➢ 原理：EGR阀安装在废气再循 环通道中，用以控制废气再循 环量。EGR电磁阀按装在通向 EGR真空通道中，ECU根据发 动机冷却液温度、节气门开度 、转速和起动等信号来控制电 磁阀的通电或断电。ECU不给 EGR电磁阀通电时，控制EGR 阀的真空通道接通，EGR阀开 启，进行废气再循环； ECU给 EGR电磁阀通电时，控制EGR 阀的真空度通道被切断，EGR 阀关闭，停止废气在循环。
、消声器、排气管尾等
汽车发动机构造与维修汽车发 Nhomakorabea机构造与维修
• 二、排气系统主要部件 • 1.排气管
排气管由排气歧管和排气总管组成。排气歧管是连接排 气道与排气总管的部分，一般由铸铁或不锈钢制成。直列 式发动机有一个排气歧管，V形发动机可有两个排气歧管 ，这两个排气歧管多数由一根叉形管连到一个排气总管上 ，称为单排气系统。有些V形发动机两个排气歧管各自连 接一根排气管，称为双排气系统。
广州市机电技师学院 交通运输系
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目 录
学习任务一 发动机拆卸与认识 学习任务二 曲柄连杆机构的构造与检修 学习任务三 配气机构的构造与检修 学习任务四 汽油喷射系统的构造与检修 学习任务五 柴油机燃油系统的构造与检修 学习任务六 发动机点火系统的构造与检修 学习任务七 进排气系统及排气净化装置的构造与检修 学习任务八 冷却系统的构造与检修 学习任务九 润滑系统的构造与检修 学习任务十 发动机装配与检验
1、EGR电磁阀 2、节气门 3、
EGR阀 4、水温传感器5、曲轴位
置传感器
6、ECU 7、起动信
号
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3.闭环控制EGR系统 ➢ 闭环控制EGR系统，检测实际的EGR率或
EGR阀开度作为反馈控制信号，其控制精度 更高。 ➢ 与开环相比只是在EGR阀上增设一个EGR阀 开度传感器，控制原理如图，EGR率传感器 安装在进气总管中的稳压箱上，新鲜空气经 节气门进入稳压箱，参与再循环的废气经 EGR电磁阀进入稳压箱，传感器检测稳压箱 内气体中的氧浓度，并转换成电信号送给 ECU，ECU根据此反馈信号修正EGR电磁阀 的开度，使EGR率保持在最佳值。
• 1）干式纸质空气滤清器
主要用于轿车，优点：质量轻、成本低、使用方便、滤 清效果好。缺点：容尘能力差，寿命短，一般 6000KM~8000KM清理，每20000KM更换滤芯。
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• 2）惯性-纸质空气滤清器
主要用于大客车和载重车。
• 3）油浴式空气滤清器
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• 2.进气歧管
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• 二、废气再循环控制系统 • 1.EGR控制系统功能 • 2.开环控制EGR系统 • 3.闭环控制EGR系统 • 4.EGR控制系统的检修
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• 1. EGR控制系统功能 将适当的废气重新引入气缸参加燃烧，从 而降低气缸的最高温度，以减少NOx的排 放量
• 种类：开环控制EGR系统和闭环控制EGR 系统。
：空燃比小，混合气过浓。（喷油过多、进气量小） 4、HC 不完全燃烧（没有烧全，直接排放；也有燃料分解
产物）。原因：点火；混合气过浓过稀；气缸压力— 5、NOx 高温燃烧，混合气偏稀。
影响高温燃烧的因素：EGR；积炭；水温；点火提前角 ；汽油辛烷值--
汽车发动机构造与维修
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• 一、净化装置组成 • 1.废气再循环（EGR） • 2.三元催化转化器（TWC） • 3.燃油蒸发控制系统（EVAP） • 4.曲轴箱强制通风系统（PCV） • 5.二次空气喷射 • 6.柴油机微粒过滤器
式发动机的影响大。检查各连接部位应连接可靠，密封垫 应完好； • 3 .检查节气门内腔的积垢和积胶情况，必要时用清洗剂进 行清洗。
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7.2 排气系统
• 一、排气系统构造 • 1.功用：将发动机燃烧作功后的废气经过滤
消声后排放到大气中。 • 2.组成：排气歧管、排气总管、催化转换器
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• 3.进气总管 位于空气滤清器与进气歧管之间
• 4.谐振窒 位于空气滤清器之前，减少进气噪音
• 节气门
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• 三、进气系统的维修
维修时应注意进行以下检查： • 1.检查空气滤清器滤心是否赃污，必要时用压缩空气吹净
或更换； • 2.进气系统漏气对电控燃油喷射发动机的影响比对化油器
汽车发动机构造与维修 • 发动机进气系统结构图
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• 二、空气供给系统的主要部件
• 1.空气滤清器
功用：主要是滤除空气中的杂质或灰尘，让洁净的空气 进入气缸。防止损坏活塞和气缸。另外，空气滤清器也有 降低进气噪声的作用。 类型：1）干式纸质、2）惯性-纸质、3）油浴式
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功用是将空气或可燃混合气引入汽缸，并保证进气充分 及各缸进气量一致
汽车发动机构造与维修
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可变进气歧管
发动机在低转速时，进气阀门关闭，用又长又细的进气歧管，可 以增加进气的气流速度和气压强度，并使得汽油得以更好的雾化，燃 烧的更好，提高扭矩。（就像捏扁水管后，水流就会更有力）
发动机在高转速时需要大量混合气，打开阀门，减少进气阻力， 这是进气歧管就会变的又粗有短，这样才能吸入更多的混合气，提高 输出功率