进排气系统及排气净化系统
(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。
汽车排气净化系统的检查
汽车排气净化系统的检查为了降低汽车排气污染和防止来自燃油箱的汽油蒸气排入大气中，大部分汽车都设有燃油蒸气控制系统和废气再循环系统。
本文主要对燃油蒸气控制系统、废气再循环系统、氧浓度传感器的检查进行分析阐述。
标签：汽车;排气净化系统;检查燃油蒸气控制系统的作用是将汽油箱内的汽油蒸气收集到活性炭罐中，然后适时导人进气歧管，使之在气缸中燃烧，这样既避免了燃油蒸气排出后对大气的污染，又节约了能源。
燃油蒸气控制系统的主要装置有活性炭罐、双金属真空通道阀（BVSV）等。
活性炭罐主要用来吸收燃油箱内的燃油蒸气，双金属真空通道阀用来控制燃油蒸气与进气歧管之间的流通通道，根据冷却水温度适时打开或关闭流通通道。
有的车上也用燃油蒸气控制阀代替双金属真空通道阀。
燃油蒸气控制阀的电控单元根据冷却水温度、发动机转速等传感器信号进行控制。
废气再循环是指将排气管中的一部分废气引入进气管的新鲜空气中，被再次吸入缸内进行循环。
废气再循环的目的是降低排气中NOx的排放量，因为NOx 是在高温条件下产生的，而废气再次被吸人气缸中会吸收燃烧产生的热量，使最高温度降低。
废气再循环也会使发动机的功率降低，使发动机在怠速、低速等工况下运转不稳定。
因此，需要由电控单元根据发动机的工况实时控制废气再循环系统的工作。
一、燃油蒸气控制系统的检查（1）检查油管及连接处有无松动现象。
（2）检查油箱盖垫圈及阀门有无损坏现象。
（3）检查活性炭罐外表有无损坏（开裂）现象。
（4）检查双金属真空通道阀，拔下双金属真空通道阀上的两根管子，检查两接口之间的导通情况。
在冷却水温度低于35℃时，两接口之间应不通气;在冷却水温度高于54℃时，两接口之间应通气。
否则，说明双金属真空通道阀损坏，应予以更换。
（5）检查燃油蒸气控制阀。
燃油蒸气控制阀的检查可参照燃油压力调节系统中电磁真空阀的检查方法进行。
二、废气再循环系统的检查1.检查废气再循环系统的工作情况（1）在冷态下起动发动机并使之怠速运转，可用手摸EGR阀，应感觉不到其动作（不开启）。
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
六章节进排气系统及排气净化装置
➢ 消声器 发动机的排气压力为0.3～0.5MPa，温度在500～700℃。此外，由于
排气的间歇性，在排气管内引起排气压力的脉动。 排气消声器的功用是降低排气噪声。消声器通过逐渐降低排气压力和
衰减排气压力的脉动，使排气能量耗散殆尽。
第三节 汽车的公害
①汽车排气对大气的污染； ②汽车噪声对环境的危害（污染）； ③汽车电气设备对无线通讯及电视广播等的电波干扰（污
四、柴油机微粒过滤器
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，需及时清除积存在滤芯上的微粒，以恢复过滤器的工作能力和减小排 气阻力。
通常，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，并供入二次空气，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。
恒温进气系统也称进气温度自动调节系统。它由空气加热装置(又称热炉) 和安装在空气滤清器进气导流管上的控制装置组成。
恒温进气系统的功用是在发动机冷起动之后，向发动机供给热空气，这 时即使供给的是稀混合气，热空气也能促使汽油充分汽化和燃烧，从而 减少了CO和HC的排放，又改善了发动机低温运转性能。当发动机温度升 高后，恒温进气系统向发动机供给未经加热的环境空气。
4. 无直接危害的物质
燃烧后产生的大量CO2 虽然不会对环境造成直接污染，但其大量积聚会对地球
环境造成不良影响，它导致的温室效应、臭氧层的增加，对 人类有害。
三、汽车排气污染物的成因
发动机各部位排出HC的比例：
➢ 排气管：55%~65%； ➢ 曲轴箱通风口漏出20%~25%； ➢ 化油器和油箱蒸发15%~20%。 二冲程汽油机的HC排放量因有扫气过程，较四冲程汽油
柴油机的进排气系统结构设计
柴油机的进排气系统结构设计1进气系统设计1.1进气系统的组成及其作用进气系统主要空气滤清器和进气支管组成。
1.2空气滤清器设计1.2.1作用燃油燃烧的时候需要消耗大量的空气，以一般的柴油机为例，每消耗一升柴油大概要消耗6000-10000L空气。
这么多的空气，里面的杂质诸如灰尘等肯定会很多，如果不把这些杂质清除，一定会加速气缸的部件的磨损，缩短整个发动机的寿命。
有实验表明，如果不加装滤清器，发动机的寿命大概缩短三分之二，所以空气滤清器是很重要的。
为了保证柴油机气缸的寿命，我们决定采纳干式滤清器。
1.2.2进气导流管的设计在现在的这个柴油机车上，为了增强进气效果，能够利用发动机的谐振，这需要空气滤清器的进气导管有交大的容积，来增强发动的谐振，提升进气效能，但进气导管又不能做的太粗，否则在里面流动的新奇空气的流速太低，反而不利于进气，为了使效果最佳，本次设计的柴油机的导流管应该做的又细又长。
1.2.3进气支管的设计进气支管对于柴油机或者气道燃油喷射式发动机来说，进气支管必须把新奇的空气分配到各个气缸的进气道里面来，而且是均匀的分配，从这个要求考虑，进气支管必须是等长的，而且为了保证空气具有较高的流速，进气支管的内壁的应该尽可能的光滑，以便提升进气水平。
一般进气道使用合金铸铁制造，但车辆轻量化是汽车的重点进展方向之一，为了配合这种趋势，近来也采纳铝合金制造的进气支管，这种进气支管具有质量轻，导热性能优良的特点，随着科技的进步也有采纳复合材料的进气支管，而且应用越来越广。
这种进气支管，内壁光滑，质量很轻，关键是其无需特别加工，其内壁就特别光滑，这点十分重要，所以有增大应用的趋势。
1.3进气系统的方案为了充分利用进气歧管的谐波效应，使发动机在低速时获得大扭矩，在高速时获得大功率，保证在不同工况下具有良好的性能，汽车发动机采纳了可变进气系统。
每个进气歧管都有两个进气通道，一长一短。
根据汽油机的工作转速高低、负荷大小，由旋转阅A操纵空气经过哪一个通道流进气缸，可变进气管，它由两种长度的冲压管组成，可旋转阀A在外壳中转动；中低速时，空气由外侧通道经单独的进气管进入一长管，实现中、低速大扭矩；高速时，空气由内部通口经双进气管进入一短管，实现高速大功率。
发动机理论知识大全
4、油底壳
油底壳的功用是储存机油和封闭机体或曲轴箱。
油底壳用薄钢板冲压或用铝铸制而成。油底壳内设有挡板， 用以减轻汽车颠簸时油面的震荡。此外，为了保证汽车倾 斜时机油泵能正常吸油，通常将油底壳局部做得较深。油 底壳底部设放油螺塞。有的放油螺塞带磁性，可以吸引机 油中的铁屑。
活塞组
活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆瓦等组成。
油环的主要功用是刮除飞溅到气缸壁上的多余的机油，并 在气缸壁上涂布一层均匀的油膜。
此外，气环和油环还分别起到刮油和密封的辅助作用。
3、活塞销
活塞销用来连接活塞和连杆，并将活塞承受的力传给连杆 或相反。活塞销与连杆小头的连接方式有两种，即全浮式 和半浮式。
全浮式活塞销工作时，能在连杆小头和活塞销孔中转动， 而半浮式只能在活塞销孔中转动，不能在小头孔内转动 。
3)裙部 活塞头部以下的部分为活塞裙部。裙部的形状应保 证活塞在气缸内得到良好的导向，气缸与活塞之间在任何 工况下都应保持均匀的、适宜的间隙。
另外，沿活塞轴线方向活塞的温度是上高下低，活塞的 热膨胀量自然是上大下小。因此为使活塞工作时裙部接 近圆柱形，须把活塞制成上小下大的圆锥形或桶形。
2、活塞环
燃烧室具备的条件
1、结构紧凑、提高热效率 2、增大进气门或进气道、提高发动机转矩和功率 3、压缩行程终点产生挤气涡流、保证充分燃烧 4、保证火焰传播距离最短（汽油机） 5、形状与燃油喷射、空气涡流运动进行良好配合（柴油机）
3、气缸衬垫
气缸衬垫是机体顶面与气缸盖底面之间的密封件。 其作用是保持气缸密封不漏气，保持由机体流向 气缸盖的冷却液和机油不泄漏。 按所用材料的不同，气缸衬垫可分为金属—石棉 衬垫、金属—复合材料衬垫和全金属衬垫等多种。
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)
柴油机进排气系统
• 发动机进排气系统的功用及组成
• 排出气缸内燃烧产生的废气，并向气缸内尽可能多的充入新鲜气体， 为实现热工转换提供物质基础 • 进排气过程是间歇进行的，因此进排气管中都存在气流脉动。 • 排气消声器 • 三元催化器
• 进排气系统的发展趋势
• • • • • • 1、进排气系统协调控制技术 废气涡轮增压 废气再循环 2、可变技术 可变增压技术 可变进气技术
• 后处理器
• 汽油机常规排放污染物主要由CO、HC、Nox，可以通过 在排气管上加装三元催化转换器降低尾气中CO、HC、 Nox的含量。当混合气过量空气系数处于1±0.03的范围 内时，三元催化转换器的催化转换效率最高，转换效率高 达96%。 • 柴油机混合气的平均过量空气系数大于1，且混合气极不 均匀，因此不能采用三元催化转换器净化CO、HC、Nox 。而且一般降低Nox的技术措施和降低碳烟排放的技术措 施相矛盾，成为现代柴油机排放控制的主要技术难点。 • CO和HC采用氧化型催化转换装置使之氧化处理为CO2和 H2O；Nox采用还原型催化转换装置来还原处理成N2；碳 烟颗粒则采用捕集器来捕集以后烧掉。
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。
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4.进气歧管加热
• 应用于化油器式/节气门体式汽油机 • 温度对进气的影响 — 温度过低，汽油将在管壁上凝结 — 温度过高，减少进气量 • 加热方式 — 发动机排气加热 — 循环冷却液加热
第六章 进排气系统与排气净化装置
《汽车构造》
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5.谐振进气系统
• 组成：进气支管或进气导流管与一定 容积的谐振室 • 进气波动效应：特定转速，压力波， 增加进气量。 • 特点 ① 工作可靠，成本低； ② 增加特定转速下的进气量和转矩
第六章 进排气系统与排气净化装置
《汽车构造》
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二、单排气系统组成
副消声器 催化转 换器
主消声器
后排气管
排起歧 管
排气尾管
第六章 进排气系统与排气净化装置 《汽车构造》
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四、消声器
功用 •降低压力、衰减脉动以消除排气噪声 •镀铝钢板、不锈钢板 由共振室、膨胀室、管子和、吸声材 料 •排气经过管子流入膨胀室，排气 不断改变流动方向，使噪声得到 削减
进气歧管内气体流道的长 度应尽可能相等
2.要求
减气体流动阻力，提高进 气能力，进气歧管的内壁 应该光滑
《汽车构造》
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第六章 进排气系统与排气净化装置
3.进气歧管类型
•用于化油器式/节 气门体式发动机多 用铝合金轻导热
• 用于气道燃油喷 射式发动机可用复 合塑料
第六章 进排气系统与排气净化装置 《汽车构造》
第六章 进排气系统与排气净化装置
《汽车构造》
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二、有害排放物
•CO
不完全燃烧的产物，使人头晕、 头痛甚至死亡 以NO、N02为主，产生于燃烧 室高温富氧环境，导致人肺气肿 未燃的燃油和机油，和NOX反映生 成03使植物受害，刺激人眼和喉咙 炭粒、灰分、末燃燃油和润滑油液 态颗粒，对人的呼吸道有害
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材料 组成
工作 原理
第六章 进排气系统与排气净化装置
第三节 排气净化装置
汽车排污来源 汽车有害排放物 排气净化装置
第六章 进排气系统与排气净化装置
《汽车构造》
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一、汽车排污来源
排气管排出的废气（CO、HC、
NOx和颗粒 ）
汽油蒸汽的挥发（以HC为主 ） 曲轴箱窜气（以HC为主 ）
1）可变长度进气歧管 根据发动机转速和负 荷的变化而自动改变有效长度的进气歧管 高速 转换阀 节气门 低速 转换阀控 制机构
电子控制 装置
第六章 进排气系统与排气净化装置 《汽车构造》
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2）双通道可变进气岐管
中、低转速
喷油器 旋转阀
高转速
进气道
第六章 进排气系统与排气净化装置 《汽车构造》
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第二节 发动机排气系统
•功用 •类型 减小阻力和降低噪声，排废气
单排气系统 双排气系统 排气管（包括排气歧管、总管等） •组成 催化转换器 排气消声器
第六章 进排气系统与排气净化装置 《汽车构造》
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一、排气系统类型
排气尾管
叉形管
排气歧管
单排气 系统
催化转换器
消声器
连通道
双排气 系统
空气滤 清器
进气 歧管
第六章 进排气系统与排气净化装置
《汽车构造》
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•进气系统的组成 空气滤清器: 滤除空气中的杂质， 让洁净的空气进入气缸。 进气支管 ：将空气-燃油混合气由化 油器或节气门分配到各缸进气道。 空气流量计：只用于汽油喷射发动 机 (进气管压力传感器)
第六章 进排气系统与排气净化装置 《汽车构造》
滤清器盖
滤 芯
外壳
机油
第六章 进排气系统与滤清器
广泛用于汽车发动机上
干式纸滤芯 可反复使用，恶劣环 境下工作不可靠，一 般维护周期为5000～ 10000km 使用寿命长、吸附杂 质的能力强和滤清效 果好，但不能反复使 用，需定期更换
《汽车构造》
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2.空气滤清器类型
油浴式空气滤清器 纸滤芯空气滤清器 离心式及复合式空气滤清器
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第六章 进排气系统与排气净化装置
《汽车构造》
1）油浴式空气滤清器
盖 • 用于在多尘条件 下工作的发动机 上 • 滤芯多为金属丝 清洗后可重复使 用
滤芯
外壳
第六章 进排气系统与排气净化装置
《汽车构造》
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• 油浴式空气滤清器滤清过程
《汽车构造》
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•NOX •HC •微粒
第六章 进排气系统与排气净化装置
第六章 进排气系统与排气净化装置
《汽车构造》
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6.可变进气歧管 •功用
利用进气波动效应和尽量缩小发动机 在高、低速运转时进气速度的差别 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
•要求
第六章 进排气系统与排气净化装置
《汽车构造》
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• 可变进气歧管类型
《汽车构造》
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3.空气滤清器进气导流管和谐振器
橡胶波纹管 前导流管 • 增强谐振 进气效果 • 要有较大 的容积 • 保证空气 有一定流 速
谐振室 空气滤清器
第六章 进排气系统与排气净化装置
后导流管
《汽车构造》
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四、进气歧管
1.功用
将空气-燃油混合气或 洁净空气尽可能均匀地 分配到各个气缸
湿式纸滤芯
第六章 进排气系统与排气净化装置
•纸滤芯空气滤清器结构
进气导 流管
碟形螺母
金属 网
滤芯
滤 纸
第六章 进排气系统与排气净化装置 《汽车构造》
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3）离心式及复合式空气滤清器
• 多用于大型货车 上 • 湿式滤芯滤清效 率较高但需定期 更换 • 布置有能使空气 旋转的装置
第六章 进排气系统与排气净化装置
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二、进气系统的功用
提供清洁新鲜空气（用于直喷式） 提供合适浓度的混合气（用于 化油器式/节气门体式） 进气均匀充分地分配到各个气缸
第六章 进排气系统与排气净化装置
《汽车构造》
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三、空气滤清器
1.功用
滤除空气中的杂质或灰尘，让洁 净的空气进入气缸
削减进气噪声
第六章 进排气系统与排气净化装置 《汽车构造》
第六章 进排气系统与排气净化装置
发动机进气系统
发动机排气系统 排气净化装置
第六章 进排气系统与排气净化装置 《汽车构造》
第一节 发动机进气系统
进气系统组成 进气系统功用 空气滤清器 进气歧管
第六章 进排气系统与排气净化装置
《汽车构造》
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一、进气系统组成
• 空气滤清器 • 进气歧管 • 空气流量计 (进气管压力 传感器)