汽車基礎(chǔ)知識-進(jìn)排氣系統(tǒng)篇

1、 汽車構(gòu)造進(jìn)排氣系統(tǒng)篇 時間：2005-11-08 地點(diǎn)：1會議室 周占毫 1.進(jìn)氣系統(tǒng) 2.排氣系統(tǒng) 3.奇瑞公司AVL發(fā)動機(jī)進(jìn)排氣系統(tǒng)的特點(diǎn) 進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)氣系統(tǒng) 把空氣或混合氣導(dǎo)入發(fā)動機(jī)氣缸的零部件 集合體稱為發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng) 進(jìn)氣系統(tǒng)包含了空氣濾清器、進(jìn)氣歧管、進(jìn)氣門機(jī)構(gòu)。 空氣經(jīng)空氣濾清器過濾掉雜質(zhì)后，流過空氣流量計(jì)，經(jīng) 由進(jìn)氣道進(jìn)入進(jìn)氣歧管，與噴油嘴噴出的汽油混合后形 成適當(dāng)比例的油氣，由進(jìn)氣門送入氣缸內(nèi)點(diǎn)火燃燒，產(chǎn) 生動力 空氣濾清器 引氣管 進(jìn)氣軟管 空氣流量計(jì) 空氣濾清器 空氣濾清器的作用： 1.用是在滿足空氣吸入量的情況下過濾掉最微小的雜質(zhì)顆 粒，保護(hù)發(fā)動機(jī)。不同的地區(qū)因土壤，氣

2、候及道路的情 況不同，空氣中含有的塵土等雜質(zhì)成分和含量也有所不 同，就其化學(xué)成分來說，多數(shù)是二氧化硅。當(dāng)它們進(jìn)入 發(fā)動機(jī)氣缸的摩擦表面時，就會刺破潤滑油膜，加劇發(fā) 動機(jī)氣缸的磨損，縮短發(fā)動機(jī)的使用壽命。安裝空氣濾 清器能減少氣缸、活塞和活塞環(huán)等零件的磨損。 2.優(yōu)質(zhì)空氣濾清器能有效降低發(fā)動機(jī)吸入空氣時的噪音。 3.連同進(jìn)氣管路一起，利用諧振原理起到增壓效果，以提 高充氣系數(shù)。 空氣濾清器的結(jié)構(gòu)和分類 空氣濾清器是由空濾油濾芯和殼體等零件組成。濾芯 一般采用可更換和可清理結(jié)構(gòu)，從濾芯性質(zhì)分類有干 式和濕式兩種。廣泛使用的干式濾芯多用特種紙和無 紡布做成，而無紡布又多用于安全濾芯。 進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)氣系

3、統(tǒng) 濾芯孔徑及過濾面積取決于發(fā)動機(jī)排量、使用環(huán)境、更 換周期及進(jìn)氣阻力等因素?？諡V器的安裝尺寸及殼體形狀 取決于整車布置要求，但也應(yīng)注意降噪和諧振增壓。空濾 器殼體和連通管路的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量避免氣流產(chǎn)生急轉(zhuǎn)彎，并 使氣體通過濾芯全面積。設(shè)計(jì)時還應(yīng)注意降噪和進(jìn)氣阻力 與管路直徑、長度的關(guān)系，在管路和濾清器上設(shè)置諧振器 是降噪的有效方法。 現(xiàn)代的中小型汽車空氣濾清器多采用紙質(zhì)濾芯。為節(jié) 省空間增加過濾面積，其紙質(zhì)濾芯被折疊成各種各樣的形 狀，以增大過濾面積。 空氣濾清器的設(shè)計(jì)要點(diǎn): 進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)氣系統(tǒng) 提高發(fā)動機(jī)每升氣缸工作容積所發(fā)出的有效功率，即升功率，是提高發(fā)動機(jī)功 率有效的方法。而要提高發(fā)動機(jī)的升

4、功率，加大進(jìn)氣量是一種解決方案。有些發(fā) 動機(jī)采用強(qiáng)制吸氣法的方式，用增大氣體密度來提高進(jìn)氣量，例如采用渦輪增壓 （Turbo）。但是，在日益嚴(yán)格的廢氣排放法例的管制及制造成本的限制下，多 數(shù)汽車的發(fā)動機(jī)還是傾向采用自然吸氣法方式。采用自然吸氣法，又要提高進(jìn)氣 量，設(shè)計(jì)者就把注意力放在了進(jìn)氣的速度方面，也就是千方百計(jì)提高氣體的流動 速度來提高單位時間內(nèi)的進(jìn)氣量，在提高換氣效率上做文章。換氣是汽車發(fā)動機(jī) 最基本的功能。通過換氣，排出廢舊氣體，發(fā)動機(jī)工作循環(huán)回復(fù)到循環(huán)初始狀態(tài)， 吸納新鮮氣體來提供燃料所需的氧氣 良好的發(fā)動機(jī)進(jìn)氣通道設(shè)計(jì)是提高進(jìn)氣量的重要保證。通過采用了大通量的空 氣濾清器，大口徑或

5、多支進(jìn)氣管，就是改善氣體的流速以提升發(fā)動機(jī)功率；打磨 進(jìn)氣歧管內(nèi)壁，使用不銹鋼進(jìn)氣管等，就可以增高管壁的光滑程度來減少與氣體 之間的摩擦，進(jìn)而提高氣體的流動速度。 進(jìn)氣管 進(jìn)氣歧管 排氣消聲系統(tǒng)的總成說明及功用排氣消聲系統(tǒng)的總成說明及功用 把氣缸內(nèi)燃燒廢氣導(dǎo)出的零部件集合體稱為發(fā) 動機(jī)排氣系統(tǒng) 排氣系統(tǒng)構(gòu)成 排氣系統(tǒng)包括排氣歧管、排氣管、排氣 凈化裝置、排氣消聲裝置等。 排氣系統(tǒng)的功用： 1、引導(dǎo)發(fā)動機(jī)排氣，使各缸廢氣順暢的排出； 2、由于排氣門的開閉與活塞往復(fù)運(yùn)動的影響， 排氣氣流呈脈動形式，排氣門打開時存在一定 的壓力，具有一定的能量，氣體排出時會產(chǎn)生 強(qiáng)烈的排氣噪聲，因此在排氣系統(tǒng)裝有排

6、氣消 聲器來降低排氣噪聲； 3、降低排氣污染物CO,HC,NOX等的含量，達(dá) 到排氣凈化的作用 排氣歧管 排氣歧管作用是把多缸發(fā)動機(jī)個缸排除的廢氣 匯集在一起，并導(dǎo)入排氣總管 設(shè)計(jì)排氣歧管時應(yīng)注意： 1.盡量避免支管急轉(zhuǎn)彎，內(nèi)表面應(yīng)光滑平整， 以減小排氣流動阻力； 2.多缸機(jī)應(yīng)避免各缸排氣干涉，減小排氣壓力 波的干涉； 排氣系統(tǒng)看似只是簡單的管道，其實(shí)設(shè)計(jì)時不 僅要考慮到特定的底盤布置，而且排氣系統(tǒng)的 長度、管徑大小、消聲器的大小都要考慮到排 氣氣體的流動，防止相鄰氣缸排氣時氣流的互 相干涉。在電噴發(fā)動機(jī)上，氧傳感器就裝在排 氣總管上，它感應(yīng)排氣中氧分子含量并反饋至 電控單元（ECU），從而決

7、定迸入發(fā)動機(jī)內(nèi)的 混合氣比例。 發(fā)動機(jī)的排氣歧管可能是鍍鋁或鍍鋅鋼材做成， 也可能是用不銹鋼材做成 排氣管排氣管 排氣總管連接催化式排氣凈化器。催化式排氣凈化器的 關(guān)鍵在于“催化”，也就是利用催化劑對汽車的廢氣進(jìn) 行凈化，將廢氣中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。 催化式凈化器催化式凈化器 從催化式排氣凈化器出來就連接到消聲器了。消聲器橫截面 是一個園形或者橢圓形的物體，多用薄鋼板焊制，裝在排氣系 統(tǒng)的中部或者后部位置上，它內(nèi)部有一系列隔板、腔室、孔洞 和管道，利用聲波反射互相干擾抵消的現(xiàn)象，使聲能逐漸消弱， 用以隔離和衰減排氣門每次打開時產(chǎn)生的脈動壓力。目前，越 來越多的消聲器采用鍍鋁不銹鋼材料，降

8、低重量并可延長壽命。 消聲器消聲器 消聲器消聲器 的主要作用時降低發(fā)動機(jī)排氣噪聲，并使高 溫廢氣能安全有效地排出。應(yīng)保證排氣暢通、阻力 小、足夠強(qiáng)度，并能經(jīng)受500700度的高溫； 與消聲器連接最后一節(jié)是尾管，它是排氣系統(tǒng)最后一段管子， 將廢氣引出車外。尾觀管有單排氣和雙排氣兩種，一般V型發(fā) 動機(jī)或大排量發(fā)動機(jī)采用雙排氣，小排量車采用單排氣。 尾管 奇瑞公司發(fā)動機(jī)進(jìn)排氣系統(tǒng)新技術(shù) 奇瑞公司發(fā)動機(jī)是與世界上著名的發(fā)動 機(jī)設(shè)計(jì)公司奧地利AVL公司合作開發(fā)的 三大系列18款全鋁發(fā)動機(jī)，排量從0.8L 到4.0L，型式包括從直列3缸到V型8缸眾 多機(jī)型，全部滿足歐IV排放標(biāo)準(zhǔn)。包含 的新技術(shù)有CBR

9、VVT DGI EGR 進(jìn)排氣系統(tǒng)的新技術(shù)有CBR EGR CBRCBR原理與結(jié)構(gòu)原理與結(jié)構(gòu) 可變充氣運(yùn)動 CBR (Controlled Burn Rate)可控燃燒速率，它是通過控制進(jìn)氣氣流的 組織形式（渦流和滾流）來改善燃燒，降低排放，提高燃油經(jīng)濟(jì)性的 一種新技術(shù)。 車用發(fā)動機(jī)一般都是變工況工作的，不同的工況對進(jìn)入發(fā)動機(jī) 的氣流也有不同的要求。傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)每缸只有一個進(jìn)氣道,不能 兼顧發(fā)動機(jī)的不同工況。 應(yīng)用CBR技術(shù)可以很好的解決這一矛盾。 CBR技術(shù)的優(yōu)點(diǎn) 和三元催化排氣后處理系統(tǒng)配合使用可以滿足歐4排放標(biāo)準(zhǔn) 不需要成本較高的高壓燃油系統(tǒng) 發(fā)動機(jī)管理系統(tǒng)包含滑板控制功能 已證明是一流的

10、技術(shù) 不需要特別的低硫燃油 良好的燃油經(jīng)濟(jì)性 進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)氣系統(tǒng) 滑板式滑板式CBR 滑板式滑板式CBR u低轉(zhuǎn)速時，真空執(zhí)行器通過擺臂機(jī)構(gòu)拉動滑板沿圖示方向移動，中性氣 道基本被關(guān)閉（只保留右上角的缺口）。主要靠切向氣道提供的進(jìn)氣渦 流來加速油霧和空氣的混合，從而改善燃燒狀況。 u高轉(zhuǎn)速時，CBR控制閥切斷給真空執(zhí)行器的真空，在彈簧的作用下，滑板 回位到圖示位置，中性氣道也被打開，增加進(jìn)氣滾流，從而提高最大功率。 中性氣道 切向氣道 CBR原理資料 TCI（Turbo Charger Intercooler） 應(yīng)用背景：增壓技術(shù)萌生于19世紀(jì)，在20世紀(jì)初期得到初步應(yīng)用。隨著材料 科學(xué)及制造技

11、術(shù)的進(jìn)步，柴油機(jī)的渦輪增壓技術(shù)在20世紀(jì)中葉開始大規(guī) 模商業(yè)應(yīng)用，并逐步推廣到汽油機(jī)。目前，大功率柴油機(jī)的絕大部分、 車用柴油機(jī)的半數(shù)以上以及相當(dāng)比例的高性能汽油機(jī)，均采用了增壓技 術(shù)。 應(yīng)用功能：提高輸出功率、降低噪聲、降低排放 。 增壓類型： 我公司選用的是廢氣渦輪增壓 機(jī)械驅(qū)動式增壓系統(tǒng)排氣渦輪增壓系統(tǒng)氣波增壓系統(tǒng)復(fù)合式增壓系統(tǒng) 增壓系統(tǒng)分類 渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)和原理 構(gòu)造構(gòu)造 渦輪增壓器是由渦輪室和增壓器組成的機(jī)器，渦輪室進(jìn)氣口 與排氣歧管相連，排氣口接在排氣管上；增壓器進(jìn)氣口與空氣濾 清器管道相連，排氣口接在進(jìn)氣歧管上。渦輪和葉輪分別裝在渦 輪室和增壓器內(nèi)，二者同軸剛性聯(lián)接。 原理原理

12、 渦輪增壓器實(shí)際上是一種空氣壓縮機(jī)，通過壓縮空氣來增加 進(jìn)氣量。它是利用發(fā)動機(jī)排出的廢氣慣性沖力來推動渦輪室內(nèi)的 渦輪，渦輪又帶動同軸的葉輪，葉輪壓送由空氣濾清器管道送來 的空氣，使之增壓進(jìn)入氣缸。當(dāng)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速增快，廢氣排出速度 與渦輪轉(zhuǎn)速也同步增快，葉輪就壓縮更多的空氣進(jìn)入氣缸，空氣 的壓力和密度增大可以燃燒更多的燃料，相應(yīng)增加燃料量和調(diào)整 一下發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速，就可以增加發(fā)動機(jī)的輸出功率了。 AVL項(xiàng)目中所用的增壓器均為廢氣渦輪式 渦輪增壓器由壓氣機(jī)和渦輪兩大部分組成。根據(jù)排氣在渦輪中流動方向 的不同，排氣渦輪增壓器可以分成兩大類，即徑流式渦輪增壓器和軸流式渦 輪增壓器。一般大型柴油機(jī)多采用軸流式，以滿足大流量、高效率的要求； 而車用發(fā)動機(jī)多。采用徑流式，以適應(yīng)高轉(zhuǎn)速及較高響應(yīng)性能的要求。增壓 器的壓氣機(jī)部分，一般都采用單級離心式結(jié)構(gòu)。 Exhaust System (exploded) 100 Exhaust System Design Status-2,0l TCI 100 Exhaust System Exhaust manifold Pre catalyst Heat Shield Lamda Sensor 1 Turbocharger Gasket Downpipe Bracket Oil supply line Oil return l