发动机之进排气系统

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PCV 阀工作过程
发动机不工作
怠速或减速
部分节气门开度
发动机大负荷
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汽油蒸发控制系统
功用：将汽 油蒸气收集 和储存在碳 罐内，送到 气缸内烧掉
组成：碳罐、 气液分离器
荷的变化而自动改变有效长度的进气歧管 高速
转换阀
低速
节气门
转换阀控 制机构
电子控制 装置
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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
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发动机排气系统
•功用 •类型 •组成
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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） 催化转换器 排气消声器
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单涡轮增压系统
进气 旁通阀
节气门
排气 旁通阀
涡轮机
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中 冷 器
压气机
空气滤清 器
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➢中冷器的工作
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双涡轮增压系统
空气滤清 器
中冷器
增压器
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火花塞
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喷油器
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涡轮增压器
压气机
涡轮机
废气回送到进
气管，与新鲜
混合气一起再
次进入气缸，
减少了NOx的
生成量。
排气
管
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EGR阀
进气 管
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强制曲轴箱通风系统（PCV）
空气滤清器
功用防止曲轴 箱气体排放到 大气中
组成空气滤清 器、空气软管
曲轴气体软管、 PCV阀
PCV 阀
曲轴 箱
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思考题
课 外
1.何谓增压?增压有几种基本类型?各有何 优缺点?
2．汽油机增压有何困难?如何克服? 3.喷油器的作用是什么？对它有什么要求？ 4.喷油泵的作用是什么？对它有什么要求？
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进气歧管内气体流道的长 度应尽可能相等
减气体流动阻力，提高进 气能力，进气歧管的内壁 应该光滑
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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
2）应用点火提前角自适应控制，来克服由 于增压而增加的爆燃倾向
3）对增压后的空气进行中间冷却，提高功 率、降低油耗、降低热负荷和减轻爆燃
4）采用增压压力调节装置
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涡轮增压系统
单涡轮增压系统
一个涡轮增压器
双涡轮增压系统
两个涡轮增压器并列 布置
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工作，新鲜空气
在压气机内增压
后进入气缸
排
气
管
进气管
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3.气波增压
气波增压器
进气管 •由曲轴经传动 带驱动气波增 压器转子，利 用排气压力波 使空气受到压 缩，以提高进 气压力
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转动带
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消声器
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功用 •降低压力、衰减脉动以消除排气噪声 材料 •镀铝钢板、不锈钢板 组成 由共振室、膨胀室、管子和、吸声材料
工作原 理
•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
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浮子室
气 缸
气液 分离器
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碳 罐
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汽油蒸发控制系统工作原理
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发动机增压系统
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发动机增压功用
•增压
将空气预先压缩后供入气缸，以提高空 气密度、增加进气量
•功用
进气量增加，可增加循环供油量， 从而可增加发动机功率
氧化催化 转换器
三效催化 转换器
将排气中的CO和HC 氧化为CO2和H2O ， 以二次空气作为氧化 剂
以排气中的CO和HC作 为还原剂，把NOx还原 为氮（N2）和氧O2）， 而CO和HC在还原反应 中被氧化为CO2和H2O
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排气再循环系统（EGR）
• 功用把排出的
涡轮机
压气机
排气 旁通阀
膜盒
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•排气旁通阀工作原理
•当压气机出口压 力低，膜片在膜片 弹簧作用下移向右 室，使排气旁通阀 关
•当增压压力高， 膜片左移，排气旁 通阀开，部分排气 直接排入大气
•从而控制增压压 力及涡轮机转速
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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
•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
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• 可变进气歧管类型
1）可变长度进气歧管 根据发动机转速和负
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
湿式纸滤芯
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
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•纸滤芯空气滤清器结构
进气导 流管
碟形螺母
金属 网
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滤 纸
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1）齿轮增速器 驱动
增压 器
机械增压器
2）传动带及电磁 离合器驱动
电
增压
磁
器
离
合
器
齿轮
空
增速
气
器
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机械增压器（罗茨式压气机）
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2.涡轮增压
涡轮增压器（Turbo）
压气机 涡轮机
•利用废气涡轮机，
带动与其同轴安
装的压气机叶轮
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进气系统组成
• 空气滤清器 • 进气支管 • 空气流量计
空气滤 清器
进气 歧管
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进气系统的功用
提供清洁新鲜空气 提供合适浓度的混合气 进气均匀充分地分配到各个气缸
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空气滤清器
1.功用
•离心式压 气机
•径流式涡 轮机
•中间体
增压器轴
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增压压力调节
•在涡轮增 压系统中都 设有进气旁 通阀和排气 旁通阀，用 以控制增压 压力
进气 旁通阀
排气 旁通阀
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•排气旁通阀及其控制装置
排气管 •结构：膜盒分左 右室，右室连压 气机出口，左室 在有弹簧膜片上。 膜片经杆连排气 旁通阀。
排气管
气波增压器 转子
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4.复合增压
机械增压与涡轮增压适 当结合
串联复合增压
空气先涡轮增压，中冷器 降温，再机械增压
主要用于高增压发动机上
并联复合增压
由机械增压和涡轮增压同 时供给增压空气
低速主要靠机械增压，而 在高速主要靠涡轮增压
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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 ）
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催化转换器
功用：利用催化剂的作用将排气中
CO、HC、Nox转换为对人体无害 的气体。
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催化转换器类型
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空气滤清器进气导流管和谐振器
橡胶波纹 管
空气滤清 器
前导流管
谐振 后导流管 室
• 增强谐振 进气效果
• 要有较大 的容积
• 保证空气 有一定流 速
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进气歧管
功用 要求
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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
滤芯
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离心式及复合式空气滤清器
应用：多用于大型货车上 工作原理：空气首先从滤清 器下部周围的进气孔进入离 心式空气滤清器内的旋流管。 由于空气切向地进入旋流管， 因此在旋流管内产生高速旋 转运动。在离心力的作用下， 空气中的大部分灰尘被甩向 旋流管壁，空气则从旋流管 顶部的出口经接管进入纸滤 芯空气滤清器。空气中残存 的细微杂质经纸滤芯滤除。
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排气尾管
排气系统类型
叉形管
排气歧管
催化转换器 消声器
连通道
单排气系 统
双排气系 统
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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
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排气歧管
材料 铸铁、球墨铸铁 不锈钢
形状 排气歧管应尽可 能长， 各缸歧管 应相互 独立，长 度相等。
可以得到良好的加速性
可以改善燃油经济性
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发动机增压类型
机械增压
与发动机容易匹配，结构紧 凑，但燃油消耗率高
涡轮增压
经济性好，排放少噪声低，但 顺态响应差，低速加速性差
气波增压
低速转矩特性好，但体积大， 噪声高
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1.机械增压
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汽油机增压发展
1.汽油机增压比柴油机增压困难原因
1）汽油机增压后爆燃倾向增加 2）增压后汽油机和涡轮增压器热负荷大 3）汽油机，转速和功率范围宽广，致使涡 轮增压器与汽油机的匹配相当困难
4）涡轮增压汽油机的加速性较差
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2.汽油机增压的改进
1）电喷汽油机增压，克服了化油器式发动 机与涡轮增压器匹配的困难
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
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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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油浴式空气滤清器
2020/6/5
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纸滤芯空气滤清器
广泛用于汽车发动机上
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涡轮增压器的润滑及冷却
•润滑：机油自主油 道，进入增压器，
机油 进口
冷却液 出口
润滑和冷却增压器
轴和轴承。后返回
油底壳
水
•Baidu Nhomakorabea却：涡轮机侧设
套
置冷却水套，并用
软管与发动机的冷
却系统相通
机 油 出
冷却液 进口
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口 北京邮电大学自动化学院
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➢涡轮增压器的润滑及冷却
2020/6/5
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