发动机之进排气系统
(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。
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。
发动机的排气系统与工作原理
发动机的排气系统与工作原理发动机是现代交通工具中的核心部件，它的排气系统起着关键作用。
排气系统负责将发动机燃烧产生的废气排出，并确保发动机性能和燃油经济性的最佳平衡。
本文将探讨发动机排气系统的组成部分以及其工作原理。
一、排气系统的组成部分发动机的排气系统由多个部分组成，每个部分都起着重要的作用。
以下是排气系统的主要组成部分：1. 排气歧管：排气歧管将每个气缸的排气管道汇聚在一起，使废气能够顺利流动到下一个部分。
2. 催化转化器：催化转化器是排气系统中的关键组件之一。
它通过化学反应将有害的废气转化为无害的气体，以保护环境免受污染。
3. 消声器：消声器通过缓解废气的压力和减少噪音，向外部环境排放更加安静的废气。
4. 尾管：尾管是废气排放的最终通道，将废气从车辆末端释放出去。
二、排气系统的工作原理排气系统的工作原理是确保废气在发动机中顺利流动并尽可能减少排放有害物质。
以下是排气系统的工作原理的概述：1. 废气流动：废气是由发动机燃烧产生的。
当活塞向下运动时，废气通过打开的排气门从气缸中排出。
废气流经排气歧管，并通过排气管道流动向下一个组件。
2. 催化反应：废气中含有一些有害物质，如一氧化碳（CO）和氮氧化物（NOx）。
这些有害物质在催化转化器中发生化学反应，转化为无害的氮气（N2）、水蒸气（H2O）和二氧化碳（CO2）。
3. 噪音减少：排气系统通过消声器减少废气的噪音。
消声器内部包含了吸音材料和减震装置，它们能够吸收并减少废气流过时产生的噪音。
4. 废气释放：最后，废气通过尾管排放到外部环境中。
排气系统的设计旨在确保废气顺利排出，同时使废气对环境和乘车舒适性的影响降到最低。
总结：发动机的排气系统是确保发动机性能和燃油经济性的关键组成部分。
它由排气歧管、催化转化器、消声器和尾管等部分构成。
排气系统的工作原理包括废气流动、催化反应、噪音减少和废气释放等过程。
这些工作原理的协同作用，使发动机排放的废气更加环保，同时提供了更好的驾驶舒适性。
发动机进气和排气的原理
发动机进气和排气的原理
发动机的进气和排气是引擎操作的两个重要过程，这两个过程共同构成了发动机的工作循环。
下面将介绍发动机进气和排气的基本原理。
1. 进气过程：
在进气过程中，发动机通过进气系统从外界吸入空气。
主要的功能是提供支持燃烧所需的氧气。
以下是进气过程的基本原理：
- 进气门打开：进气门开启时，发动机的活塞处于下行冲程。
活塞向下运动，气缸内的气体排出，以清除上一个工作周期剩余的废气。
- 进气阀门关闭：当活塞到达上止点之前，进气阀关闭。
这样，气缸内的气体被封闭，形成一个密封空间。
- 进气回路形成：进气门关闭后，活塞继续向下运动，气缸内的体积增大，形成负压。
负压将气缸连接的进气道中的空气吸入气缸中。
- 燃油喷射：当进气阀关闭后，燃油喷射器将燃油喷入气缸内，与进入的空气混合形成可燃混合气。
- 进气门关闭：当活塞向上运动时，进气门关闭，封闭气缸中的混合气体。
2. 排气过程：
在排气过程中，发动机通过排气系统将燃烧产生的废气排出。
以下是排气过程的基本原理：
- 排气门打开：活塞到达上止点时，排气门打开。
废气开始从气缸内排出。
- 排气阀门关闭：在排气门打开的同时，进气门关闭，防止新鲜空气进入气缸。
- 排气管排气：废气通过排气管排出发动机，并进入排气系统，最终排到车辆的尾气中去。
通过这种进气和排气的循环，发动机能够不断吸入新鲜空气来支持燃烧，并将废气排出，使发动机能够持续高效地工作。
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。
汽车发动机排气系统
汽车发动机排气系统
汽车发动机排气系统是指收集和排放废气的系统，主要由排气歧管、排气管、消声管、尾管和共鸣器等组成。
排气歧管是连接发动机排气孔的部件，将各缸的排气歧管汇集在一起，使废气能够通过排气管顺利排出。
在设计排气歧管时，会尽可能使每个气缸的排气阻力相同，以保证每个气缸的排气顺畅。
当汽油和空气混合后进入发动机燃烧，会产生高温高压气体推动活塞。
当气体的能量被释放后，对发动机就不再有价值，这些气体就变成了废气，被排出了发动机。
废气从气缸排出后，会立即进入排气歧管，然后通过排气管排出。
催化转化器是排气系统中的重要组成部分，它含有铂、铑、钯等贵金属元素，能够将废气中的有害物质转化为无害物质，如将一氧化碳和碳氢化合物转化为二氧化碳和水，将氮氧化物还原成氮气。
此外，消声管和尾管等部件也起到降低噪音和净化废气的作用。
整个排气系统在设计和制造过程中需要精确控制每个部件的尺寸、形状和材料，以确保废气的排放顺畅、噪音降低以及减少对环境的影响。
简述汽车发动机工作过程
简述汽车发动机工作过程汽车发动机是汽车的重要组成部分，它通过燃烧燃料产生能量，驱动车辆行驶。
发动机的工作过程可以分为四个阶段：进气、压缩、燃烧和排气。
下面将对每个阶段进行详细描述。
1. 进气阶段：在进气阶段，发动机通过进气门将空气引入燃烧室。
进气门是通过凸轮轴带动，凸轮轴根据曲轴的转速进行旋转。
进气门的开启和关闭由凸轮轴上的凸轮控制，凸轮轴的转动是通过连杆机构与曲轴相连实现的。
2. 压缩阶段：进气阀关闭后，活塞开始向上运动，将进气混合气体压缩。
压缩过程使混合气体变得更加浓缩，增加了燃烧时产生的能量。
压缩过程中，汽缸内的体积减小，气体压力增加。
3. 燃烧阶段：当活塞到达顶点时，高压点火系统将火花塞产生的火花引燃混合气体。
混合气体在火花的作用下发生燃烧反应，释放出大量的能量。
燃烧产生的高温高压气体将活塞推向下方，并且曲轴转动，通过连杆机构将活塞的往复运动转换为曲轴的旋转运动。
4. 排气阶段：在燃烧完全后，活塞再次向上运动，将燃烧产生的废气排出。
此时，排气门打开，废气通过排气门进入排气管，最终被排放到大气中。
排气门的开启和关闭过程与进气门相似，由凸轮轴控制。
在发动机工作过程中，曲轴的旋转驱动着汽缸内的活塞做往复运动。
曲轴通过连杆机构与活塞相连，能够实现活塞的上下运动转换为曲轴的旋转运动。
这样，曲轴的转动就能够驱动汽车的动力传出装置，如驱动轴、传动箱等，从而驱动车辆行驶。
发动机运行过程中需要燃料与空气的混合物进行燃烧，以产生能量。
为了确保燃料的燃烧效率，发动机还配备了一系列辅助设备，如喷油系统、点火系统、进气系统和排气系统等。
总结起来，汽车发动机工作过程包括进气、压缩、燃烧和排气四个阶段。
这些阶段由发动机各个部件的协同工作完成，最终产生能量驱动车辆行驶。
汽车发动机的工作原理和性能对车辆的性能和经济性都有着重要的影响。
汽车发动机的进排气系统
汽车发动机的进排气系统1. 引言进排气系统是一台汽车发动机中至关重要的组成局部。
它负责引入新鲜的空气和排出废气，从而保证发动机正常运行和性能的提升。
本文将详细介绍汽车发动机的进排气系统的工作原理、组成局部和常见问题等。
2. 工作原理汽车发动机的进排气系统工作原理主要包括气缸充气、气缸排气和废气处理三个过程。
2.1 气缸充气气缸充气是指在发动机行程的吸气冲程中，通过进气门将新鲜空气引入气缸。
进气门由凸轮轴通过气门机构控制开关，其开启时间和开启程度都会影响空气进入气缸的速度和量。
进气管道会对进气气流进行调节和过滤，以确保空气的清洁和稳定进入。
2.2 气缸排气气缸排气是指在发动机行程的排气冲程中，通过排气门将废气从气缸排出。
排气门的工作由凸轮轴通过气门机构控制，其开启时间和开启程度决定了废气排出的速度和量。
废气通过排气管道进入排气系统，最终排出汽车尾部。
2.3 废气处理废气处理是针对排出的废气进行净化和处理，以满足环境保护的要求。
常见的废气处理方法包括催化转化器和颗粒捕集器等。
催化转化器通过催化剂将废气中的有害物质转化为无害物质，而颗粒捕集器那么用于捕集和减少废气中的颗粒物质。
3. 组成局部汽车发动机的进排气系统由多个重要组成局部组成，包括进气系统、排气系统和废气处理系统等。
3.1 进气系统进气系统的主要组成局部包括空气滤清器、进气管道、节气门和进气歧管等。
空气滤清器用于过滤进入发动机的空气，防止粉尘和颗粒物对发动机的损坏。
进气管道将新鲜空气引入发动机，而节气门用于控制进气气流的大小。
进气歧管将进气气流分配到每个气缸中。
3.2 排气系统排气系统的主要组成局部包括排气管道、消声器和尾气管等。
排气管道将废气从气缸排到消声器中，消声器通过减少废气流动的噪音。
最终，废气通过尾气管排出汽车尾部。
3.3 废气处理系统废气处理系统的主要组成局部是催化转化器和颗粒捕集器。
催化转化器通过催化剂将废气中的有害物质转化为无害物质。
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可以改善燃油经济性
2020/6/5
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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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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
•冷却：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
2020/6/5
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
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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
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
2020/6/5
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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
涡轮机
压气机
排气 旁通阀
膜盒
2020/6/5
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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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2020/6/5
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1
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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2
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
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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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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2020/6/5
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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
•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
2020/6/5
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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。
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
2020/6/5
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排气再循环系统（EGR）
• 功用把排出的
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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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ性较差
2020/6/5
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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
2020/6/5
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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
2020/6/5
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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
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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
2020/6/5
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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
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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？
2020/6/5
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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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46
➢中冷器的工作
2020/6/5
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双涡轮增压系统
空气滤清 器
中冷器
增压器
2020/6/5
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
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
2020/6/5
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机械增压器（罗茨式压气机）
2020/6/5
北京邮电大学自动化学院
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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
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。
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
2020/6/5
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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
2020/6/5
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排气管
气波增压器 转子
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2020/6/5
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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
2020/6/5
北京邮电大学自动化学院
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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
2020/6/5
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18
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