进排气系统及排气净化装置完美

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(完整版)汽车发动机的进排气系统

第五章发动机进排气系统
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。

柴油机进排气系统

• 废气再循环技术
• 废气再循环是指将排气中已燃烧的部分废气，再次引入到进气管，随新鲜气体一起进入气缸参与燃烧的过程。 • 降低排气中的NOx、HC和CO，但是如果EGR量过多，则直接降低燃油经济性，同时碳烟排放增加。因此根据发动机的不同工况，需要精确的控制最佳再循环废气量。 • 内部EGR和外部EGR • 实施内部EGR只需控制排气相位即可，不需要专门的系统，因此机构简单，再循环废气量可通过配气相位的精确控制来调节。缺点是再循环废气的温度较高，所以降低NOx排放效果不如外部EGR，而且可实施EGR的范围有限。 • 外部EGR，在再循环管路中，通过设置中冷器可以降低再循环废气的温度，从而提高EGR降低NOx排放的效果。缺点是系统结构复杂。Fra bibliotek机械增压
机械增压是一种通过发动机曲轴直接驱动压气机，以提高发动机进气压力的增压方式。机械增压的特点是能有效的提高发动机功率。与涡轮增压相比，其低速增压效果更好。另外，机械增压器与发动机容易匹配，结构也比较紧凑。但是驱动增压器需要消耗发动机功率，因此燃油消耗率略高。废气涡轮增压主要由涡轮机和压气机构成，利用废气能量推动涡轮机转动，由此驱动与涡轮同轴连接的压气机实现增压。废气涡轮增压器与发动机无机械连接。这种增压方式能有效地回收利用排气能量，所以经济性比机械增压和非增压发动机都好，并可大幅度的降低有害气体的排放和排气噪声水平。缺点是因涡轮机是流体机械，而发动机是动力机械，因此废气涡轮增压发动机低速增压效果差，而且在发动机过渡工况瞬态响应特性较差。
• 进气谐振
• 进气谐振是指在进气过程中有效利用进气管内压力波的往复震荡来多进气。 • 进气支管通过稳压箱与进气总管连接，因稳压箱具有一定的容积，对进气支管内的压力波构成一个开口边界，故利用一定长度和直径的进气支管与一定容积的稳压箱（谐振室）就可构成一个进气谐振系统。 • 并使其固有频率与进气门的进气周期调谐，那么在特定的转速下，就会在进气门关闭之前，在进气支管内产生大幅度的压力波，使进气支管靠近进气门处的压力峰值提高，从而增加进气量。这种效应称作进气波动效应。 • 进气谐振系统的优点是没有运动件，工作可靠，成本低。但只能增加特定转速下的进气量和发动机转矩

《汽车发动机构造与维修》复习指导书

《汽车发动机构造与维修》复习指导书注：各部分检修内容不作考试重点。

一、各章重点第1章发动机基本工作原理与总体构造重点：1.发动机排量、压缩比2.四冲程发动机工作原理3.柴油机与汽油机的区别、四冲程与二冲程的区别第2章发动机循环与性能重点：1.发动机性能指标（动力性指标、经济性指标）2.发动机性能特性(1)发动机工况(2)速度特性(3)负荷特性3.高速柴油机的理论循环和汽油机的理论循环第3章机体组与曲柄连杆机构重点：1.机体组、活塞组、连杆组、曲轴飞轮组的组成，主要零部件的作用、结构、原理、装配关系2.曲柄连杆机构的拆装、调整，连杆组的检修3.活塞环安装、活塞组拉缸及其控制4.如何检验和校正连杆的弯曲，扭转变形第4章配气机构与换气过程重点：1.配气机构的组成、主要零部件的构造、工作原理、传动关系和调整方法2.配气相位、充气效率的概念3.配气机构的调整（气门间隙、配气相位、气门密封性检验等）第5章化油器式发动机燃油系统与燃烧重点：1.过量空气系数和空燃比2.汽油机各工况对混合气成分的要求3.汽油机的燃烧过程（正常燃烧、不正常燃烧），使用因素对燃烧过程的影响（汽油品质、混合气浓度、点火提前角、转速、负荷等）第6章电控汽油喷射系统重点：1.汽油喷射系统的构成和工作原理，汽油喷射控制方式，燃油压力调节器，喷油器等2.汽油喷射所需传感器的原理与结构，如发动机曲轴位置和转速传感器、节气门位置传感器、空气流量计、爆震传感器、氧传感器等。

第7章柴油机燃油系统与燃烧重点：1.柴油机燃烧过程，使用因素对燃烧过程的影响2.喷油器、喷油泵的功用、基本结构、工作原理与检修，分配式喷油泵的优点3.柴油机的燃烧室，与采用的喷油器第8章进排气系统及排气净化装置重点：1.废气涡轮增压的基本结构与原理2.可变进气歧管技术3.排气净化装置的构造与原理（EGR、二次空气喷射、三元催化转化器）第9章冷却、润滑系统重点：1.冷却系的功用、冷却水循环路线2.冷却系主要元件的结构、工作原理（如节温器、冷却风扇）3.润滑系的功用、油路，润滑方式4.润滑系主要元件的结构、工作原理（机油泵、机油滤清器）第10章发动机的装配、磨合及验收重点：1.发动机装配工艺与技术要求二、复习题及参考答案一、名词解释1、湿式缸套外表面直接与冷却液接触的气缸套。

汽车污染控制要“多管齐下”

机械与设备
汽车污染控制要 “ 多管齐下＂
冯鑫
（江苏省东海县机关事业单位社会保险管理处，江苏东海２２２．３００）
【摘要】随着社会经济的高速发展，汽车拥有量的急剧增加，汽车给世界带来了现代物质文明，但同时也带来了环境噪声污染等
对汽车产生的废气进行净化以减少污染，此途径也不能达到 “ 零污染 ”。机外净化技术就是在汽车的排气系统中安装各种净化装置，
政策和规章的落实，包括对汽车生产企业进行排放技术监督、对生产不合格车辆的企业进行处罚、对己报废的车辆要坚决销毁，以此来规范机动车尾气污染防治工作，使汽车尾气排放量降到最低水平，把对人体的危害减到最低水平，还城市居民以洁净的空气环境。２技术创新。有效控制汽车噪声污染对于噪声的污染重点采取技术创新，通过科技的研发，寻找有效的防控方法和途径。一方面依靠噪声控制技术的发展；另一方面还有赖于立法管理和政府的行政措施。特别是汽车噪声源的管理，对防治噪声污染至关重要。根据噪声产生和传播的机理，可以把噪声控制技术分为以下三
施。
车辆运行，并及时淘汰油耗大，污染重的超期服役车辆，堵绝报废汽车非法交易。
（４）提高燃料质量，强制推广使用乙醇汽油。机动车排放标准的提高与机动车燃料的品质有着很大的关系，原国家环保局从１９８８
年开始，制定有关机动车污染物管理的系列国家排放标准并组织实施。１９９７年开始推进中国汽油无铅化，全面提高了汽油质量。１９９９年颁布实施了国家污染物排放标准一一《车用汽油有害物质控制标准》，汽油中的各种有害物质在我国首次得到控制。汽油生产及销售部门必须严格执行车用燃料监督管理的规定，停止出售含铅汽油，

第5章-发动机的进排气系统课件

并与新鲜混合气一起再次进入气缸。由于废气中含有大量的CO2 ，而 CO2不能燃烧却吸收大量的热，使气缸中混合气的燃烧温度降低，从而减少了NOX的生成量。
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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？
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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。
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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）
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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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第10章进排气系统及排气净化装置
10.1进排气系统的功用 10.2进气系统 10.3排气系统 10.4发动机增压和增压器
10.1进排气系统的功用
进排气系统的主要功用是把尽可能多而清洁的新鲜充量(空气与燃油的混合气或纯净的空气)或废气迅速地导入或导出汽缸，主要由空气滤清器、进气管、排气管、消声器、废气净化装置和增压装置、气道等组成。
部分汽缸使用单独的进气管(如图10-14所示);一是每一对相邻两缸共用一条进气管，而每缸使用单独的排气管(如图10-15所示)，这样可使进气歧管制造简化，有利于排气的散热，以降低进气歧管附近的温度;二是每缸都单独使用一条进气管(如图10-16所示)，这样可以减弱相互之间的影响，有利于改善混合气分配的均匀性。有的发动机将进排气歧管分装在两侧，其目的是避免热机时废气对进气歧管加热，以提高发动机的进气量，改善动力性。
粒，减轻灰尘造成发动机缸套、活塞组件、气门组件、轴承副等主要零部件的磨损及发动机润滑油的污染，延长发动机的使用寿命。空气滤清器还能抑制内燃机的进气噪声。
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10.2进气系统
2.空气滤清器的原理空气滤清器过滤的原理分为以下二类。 (1)惯性式利用灰尘比重比空气大的特点，在空气流过时使之急速旋转或改变方向，在离心力或惯性力的作用下将尘土与杂质甩到外围与空气分离，对滤清空气中较大的颗粒特别有效，其滤清效率为 50%~60%常用作多尘土地区工作的内燃机上的空气粗滤器，但不能单独使用。
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10.2进气系统
3.空气滤清器的结构 (1)简单的干式纸质空气滤清器图10-8是小轿车上普遍使用的干式滤清器，由空气滤清器外壳、滤芯、滤清器盖等组成。滤芯由经过树脂浸渍的、折叠成波褶状经防火处理的微孔滤纸做成，可以经受10 kPa的气压和140℃的高温，滤清效率可达99.5。纸质干式空气滤清器特点是重量轻、高度小、成本低、使用方便、滤清效果好。其缺点是容尘能力小、寿命较短，一般每行驶6 000~8 000 km要清理滤芯一次，每行驶24 000 km必须更换滤芯。纸质干式空气滤清器对油类的污染十分敏感，一旦被油液浸润，滤清阻力急剧增大。因此，纸质空气滤清器使用、保养时，切忌接触油液。
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10.2进气系统
(2)惯性一纸质空气滤清器为提高空气滤清效果与延长纸质空气滤清器的使用时间，
‘常常采用复合式的空气滤清器。图10-9是大客车和载重车上使用的惯性一纸质空气滤清器。滤清器由以下组件构成。 ①旋流片(叶片环) ②集尘室 ③主滤芯和安全滤芯 ④堵塞指示器 ⑤防雨帽
在干式或湿式空气滤清器的基础上增设了一套引入排气管周围的热空气到空气滤清器入口处，并与该处的冷空气相混合的装置(如图10-20所示)。
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10.2进气系统
4.可变进气歧管进气门迟闭可利用气流的惯性效应多进气，提高充气效率，
增加发动机扭矩。气流惯性效应与发动机转速、进气管长度、直径等有关。为在高、低转速的宽广范围内充分利用进气惯性效应，并缩小高低速时进气速度的差别，改善发动机动力性和发动机上己开始采用可变进气歧管技术。高速时，气流速度快，采用短而粗的进气歧管，中、低速时采用细而长的进气歧管。
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10.2进气系统
进气系统(如图10-2所示)主要包括空气滤清器和进气岐管，有的发动机上还装有进气预热装置、可变进气系统、空气计量装置 (电喷式发动机)等(如图10-3所示)。
10.2.1空气滤清器
1.空气滤清器的功能空气滤清器(如图10-4所示)外形较大，壳体呈盆形，装在汽油
喷射装置的空气进口。空气滤清器的作用(如图10-5所示)是滤除空气中的硬质灰尘颗
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10.2进气系统
3.进气预热对单点喷射发动机，进气歧管要采取预热措施，以促进燃油蒸
发，改善各缸混合气形成及各缸混合气分配的均匀性。 (1)进气歧管加热
早期的汽油机只是将进气管与排气管放在同一侧，利用排气管的热辐射加热进气管，预热效果不是很好，且影响充气效率(如图 10-17所示)。 (2)高温废气加热
用预热阀控制，利用废气热量加热进气管。通过一个预热阀来改变排气管流出废气的流向。需要加热时让废气绕过进气管，对其加热。否则废气直接从排气管排出(如图10-18所示)。
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10.2进气系统
(3)冷却液预热在进气管上设有水套，进水管与发动机冷却水套或水泵出水管
相连，排水管则单独流回到水泵入口处(如图10-19所示)。 (4)恒温进气装置
进气系统的功用是尽可能多地和尽可能均匀地向各汽缸供给空气与燃油的混合气或纯净的空气。一般进气系统主要由空气滤清器和进气歧管组成(如图10-1所示)，在燃油喷射式发动机中，进气系统还包括空气流量计或进气管压力传感器，以便对进入汽缸的空气量进行计量。
排气系统的功用是以尽可能小的排气阻力和噪声，将汽缸内的废气排到大气中。排气系统主要由排气歧管、排气管和排气消声器等组成(如图10-1所示)，在汽油喷射式发动机中还包括三元催化净化器。
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10.2进气系统
(3)油浴式空气滤清器油浴式空气滤清器由滤清器体、金属滤芯、油池、中心管和
滤清器盖等组成(如图10-10所示)。金属滤芯装在滤清器体的内壁和中心管之间，滤清器体的底部为油盘，内盛一定数量的机油。
10.2.2进气歧管
1.进气歧管结构对节气门体喷射式(单点喷射)发动机，进气歧管是指节气门体
和汽缸盖之间的进气管，负责将混合气分配到各汽缸进气道(如图 10-11所示)。对多点喷射式发动机(如图10-12所示)或柴油机，进气歧管(如图10-13所示)是指汽缸盖进气道口之前的进气管，只是将新鲜空气分配到各个汽缸的进气道，经过进气门流入汽缸。
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10.2进气系统
2.进排气歧管布置在直列式多缸发动机上，进排气歧管有多种排列方法。一是
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10.2进气系统
(2)过滤式引导气流通过带有细小孔隙的滤芯，把尘土与杂质挡在外面。
纸滤芯空气滤清器有质量轻、成本低和滤清效果好等优点，广泛应用于汽车发动机上。 (3)油浴式
利用油浴把空气流在转折时甩出的尘土与杂质粘住。油浴式空气滤清器综合了惯性式和过滤式两种滤清原理，其滤清效率达 95%~97 %