陳家瑞第五版《汽車(chē)構(gòu)造》第6章 進(jìn)排氣系統(tǒng)及排氣凈化裝置

1、第六章第六章 進(jìn)排氣系統(tǒng)及進(jìn)排氣系統(tǒng)及排氣凈化裝置排氣凈化裝置進(jìn)氣系統(tǒng)：功用是盡可能多、盡可能均勻地向各缸供給可燃混合氣或純空氣。組成由空氣濾清器和進(jìn)氣歧管組成。排氣系統(tǒng)：功用是盡可能多的把燃燒后的廢氣排出氣缸。 主要內(nèi)容主要內(nèi)容進(jìn)氣系統(tǒng)排氣系統(tǒng)排氣凈化裝置強(qiáng)制式曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)第一節(jié)第一節(jié) 進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)氣系統(tǒng)空氣濾清器1、空氣濾清器的功用2、空氣濾清器的結(jié)構(gòu)進(jìn)氣歧管1、進(jìn)氣歧管結(jié)構(gòu)2、進(jìn)氣歧管加熱3、諧振進(jìn)氣系統(tǒng)4、可變進(jìn)氣歧管空氣濾清器的功用空氣濾清器的功用普通轎車(chē)：每消耗1L汽油需要消耗500010000L空氣。大量的空氣進(jìn)入氣缸，若不將其中的雜質(zhì)或灰塵濾除，必然加速氣缸的磨

2、損，縮短發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命。發(fā)動(dòng)機(jī)不安裝空氣濾清器，其壽命將縮短2/3。空氣濾清器的功用：1、濾除空氣中的雜質(zhì)或灰塵2、降低進(jìn)氣噪聲第一節(jié)第一節(jié) 進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)氣系統(tǒng)空氣濾清器1、空氣濾清器的功用2、空氣濾清器的結(jié)構(gòu)3、空氣濾清器進(jìn)氣導(dǎo)流管 進(jìn)氣歧管1、進(jìn)氣歧管結(jié)構(gòu)2、進(jìn)氣歧管加熱3、諧振進(jìn)氣系統(tǒng)4、可變進(jìn)氣歧管空氣濾清器的結(jié)構(gòu)空氣濾清器的結(jié)構(gòu)1油浴式空氣濾清器2紙濾芯空氣濾清器3離心式及復(fù)合式空氣濾清器第一節(jié)第一節(jié) 進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)氣系統(tǒng)空氣濾清器1、空氣濾清器的功用2、空氣濾清器的結(jié)構(gòu)3、空氣濾清器進(jìn)氣導(dǎo)流管 進(jìn)氣歧管1、進(jìn)氣歧管結(jié)構(gòu)2、進(jìn)氣歧管加熱3、諧振進(jìn)氣系統(tǒng)4、可變進(jìn)氣歧管空氣濾清器進(jìn)氣導(dǎo)流管空

3、氣濾清器進(jìn)氣導(dǎo)流管較長(zhǎng)的進(jìn)氣導(dǎo)流管有利于實(shí)現(xiàn)從車(chē)外吸氣。因?yàn)檐?chē)外空氣溫度一般比發(fā)動(dòng)機(jī)罩下的溫度低30左右，所以從車(chē)外吸入的空氣密度可增大近10%，燃油消耗率可降低3%。 第一節(jié)第一節(jié) 進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)氣系統(tǒng)空氣濾清器1、空氣濾清器的功用2、空氣濾清器的結(jié)構(gòu)3、空氣濾清器進(jìn)氣導(dǎo)流管 進(jìn)氣歧管1、進(jìn)氣歧管結(jié)構(gòu)2、進(jìn)氣歧管加熱3、諧振進(jìn)氣系統(tǒng)4、可變進(jìn)氣歧管進(jìn)氣歧管進(jìn)氣歧管 將空氣、燃油混合氣或潔凈空氣盡可能均勻地分配到各個(gè)氣缸，為此進(jìn)氣歧管內(nèi)氣體流道的長(zhǎng)度應(yīng)盡可能相等。為了減小氣體流動(dòng)阻力，提高進(jìn)氣能力，進(jìn)氣歧管的內(nèi)壁應(yīng)該光滑 第一節(jié)第一節(jié) 進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)氣系統(tǒng)空氣濾清器1、空氣濾清器的功用2、空氣濾清器的

4、結(jié)構(gòu)3、空氣濾清器進(jìn)氣導(dǎo)流管 進(jìn)氣歧管1、進(jìn)氣歧管結(jié)構(gòu)2、進(jìn)氣歧管加熱3、諧振進(jìn)氣系統(tǒng)4、可變進(jìn)氣歧管進(jìn)氣歧管加熱進(jìn)氣歧管加熱化油器式或節(jié)氣門(mén)體燃油噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管的溫度很重要。溫度太低，汽油將在管壁上凝結(jié)。因此，對(duì)這類發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)募訜嵋源龠M(jìn)汽油的蒸發(fā)。通常進(jìn)氣歧管利用發(fā)動(dòng)機(jī)排氣或循環(huán)冷卻液進(jìn)行加熱 氣道燃油噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管無(wú)需加熱第一節(jié)第一節(jié) 進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)氣系統(tǒng)空氣濾清器1、空氣濾清器的功用2、空氣濾清器的結(jié)構(gòu)3、空氣濾清器進(jìn)氣導(dǎo)流管 進(jìn)氣歧管1、進(jìn)氣歧管結(jié)構(gòu)2、進(jìn)氣歧管加熱3、諧振進(jìn)氣系統(tǒng)4、可變進(jìn)氣歧管諧振進(jìn)氣系統(tǒng)諧振進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)氣波動(dòng)效應(yīng)利用一定長(zhǎng)度和直徑的進(jìn)氣歧

5、管與一定容積的諧振室組成諧振進(jìn)氣系統(tǒng)，并使其固有頻率與氣門(mén)的進(jìn)氣周期調(diào)諧，那么在特定的轉(zhuǎn)速下，就會(huì)在進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉之前，在進(jìn)氣歧管內(nèi)產(chǎn)生大幅度的壓力波，使進(jìn)氣歧管的壓力增高，從而增加進(jìn)氣量。只能增加特定轉(zhuǎn)速下的進(jìn)氣量和發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩 第一節(jié)第一節(jié) 進(jìn)氣系統(tǒng)進(jìn)氣系統(tǒng)空氣濾清器1、空氣濾清器的功用2、空氣濾清器的結(jié)構(gòu)3、空氣濾清器進(jìn)氣導(dǎo)流管 進(jìn)氣歧管1、進(jìn)氣歧管結(jié)構(gòu)2、進(jìn)氣歧管加熱3、諧振進(jìn)氣系統(tǒng)4、可變進(jìn)氣歧管可變進(jìn)氣歧管可變進(jìn)氣歧管發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速、大負(fù)荷時(shí)裝備粗短的進(jìn)氣歧管；而在中、低轉(zhuǎn)速和中、小負(fù)荷時(shí)配用細(xì)長(zhǎng)的進(jìn)氣歧管?？勺冞M(jìn)氣歧管在所有轉(zhuǎn)速下都可以使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩平均提高5%。 第二節(jié)第二節(jié) 排氣系統(tǒng)

6、排氣系統(tǒng)單排氣系統(tǒng)及雙排氣系統(tǒng)排氣歧管消聲器單排氣系統(tǒng)及雙排氣系統(tǒng)單排氣系統(tǒng)及雙排氣系統(tǒng)雙排氣系統(tǒng)降低了排氣系統(tǒng)內(nèi)的壓力，使發(fā)動(dòng)機(jī)排氣更為順暢，氣缸中殘余的廢氣較少，因而可以充入更多的空氣燃油混合氣或潔凈的空氣，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩都相應(yīng)地有所提高。第二節(jié)第二節(jié) 排氣系統(tǒng)排氣系統(tǒng)單排氣系統(tǒng)及雙排氣系統(tǒng)排氣歧管消聲器排氣歧管排氣歧管一般排氣歧管由鑄鐵或球墨鑄鐵制造，近些年來(lái)采用不銹鋼排氣歧管的汽車(chē)愈來(lái)愈多，其原因是不銹鋼排氣歧管質(zhì)量輕，耐久性好，同時(shí)內(nèi)壁光滑，排氣阻力小。排氣歧管的形狀十分重要。為了不使各缸排氣相互干擾及不出現(xiàn)排氣倒流現(xiàn)象，并盡可能地利用慣性排氣，應(yīng)該將排氣歧管做得盡可能的長(zhǎng)，而且

7、各缸支管應(yīng)該相互獨(dú)立、長(zhǎng)度相等。 第二節(jié)第二節(jié) 排氣系統(tǒng)排氣系統(tǒng)單排氣系統(tǒng)及雙排氣系統(tǒng)排氣歧管消聲器消聲器消聲器發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣壓力為0.30.5MPa，溫度在500700若將發(fā)動(dòng)機(jī)排氣直接排放到大氣中，將產(chǎn)生強(qiáng)烈的、頻譜比較復(fù)雜的噪聲，其頻率從幾十赫到一萬(wàn)赫以上 討論：進(jìn)排氣系統(tǒng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性的影響。第三節(jié)第三節(jié) 排氣凈化裝置排氣凈化裝置發(fā)動(dòng)機(jī)的有害排放物恒溫進(jìn)氣系統(tǒng)二次空氣噴射系統(tǒng)催化轉(zhuǎn)換器柴油機(jī)微粒過(guò)濾器排氣再循環(huán)系統(tǒng)（EGR）發(fā)動(dòng)機(jī)的有害排放物發(fā)動(dòng)機(jī)的有害排放物 主要有一氧化碳（主要有一氧化碳（COCO）、碳?xì)浠衔铮ǎ?、碳?xì)浠衔铮℉CHC）、氮氧化合）、氮氧化合物（物（NOxNOx

8、）和微粒排放。）和微粒排放。 （1 1）一氧化碳（）一氧化碳（COCO）：碳?xì)淙剂系牟煌耆a(chǎn)物，人吸）：碳?xì)淙剂系牟煌耆a(chǎn)物，人吸入后將降低血液吸收和運(yùn)送氧氣的能力。入后將降低血液吸收和運(yùn)送氧氣的能力。 （2 2）碳?xì)浠衔铮ǎ┨細(xì)浠衔铮℉CHC）：包括未燃和未完全燃燒的燃）：包括未燃和未完全燃燒的燃油和潤(rùn)滑油蒸汽。油和潤(rùn)滑油蒸汽。 （3 3）氮氧化合物（）氮氧化合物（NOxNOx）：燃燒室內(nèi)高溫富氧環(huán)境中的）：燃燒室內(nèi)高溫富氧環(huán)境中的產(chǎn)物。產(chǎn)物。HCHC和和NoxNox在陽(yáng)光照射下形成光化學(xué)煙霧，其主要在陽(yáng)光照射下形成光化學(xué)煙霧，其主要生成物是臭氧，具有強(qiáng)烈氧化性，對(duì)人類、環(huán)境危害極生成物

9、是臭氧，具有強(qiáng)烈氧化性，對(duì)人類、環(huán)境危害極大。大。 微粒排放：主要指柴油機(jī)排氣中的碳煙，其表面吸附的微粒排放：主要指柴油機(jī)排氣中的碳煙，其表面吸附的可融性有機(jī)物對(duì)人的呼吸道有害?？扇谛杂袡C(jī)物對(duì)人的呼吸道有害。第三節(jié)第三節(jié) 排氣凈化裝置排氣凈化裝置發(fā)動(dòng)機(jī)的有害排放物恒溫進(jìn)氣系統(tǒng)二次空氣噴射系統(tǒng)催化轉(zhuǎn)換器柴油機(jī)微粒過(guò)濾器排氣再循環(huán)系統(tǒng)（EGR）恒溫進(jìn)氣系統(tǒng)恒溫進(jìn)氣系統(tǒng)用于：化油器式或節(jié)氣門(mén)體噴射式恒溫進(jìn)氣系統(tǒng)的功用就是在發(fā)動(dòng)機(jī)冷起動(dòng)之后，向發(fā)動(dòng)機(jī)供給熱空氣，這時(shí)即使供給的是稀混合氣，熱空氣也能促使汽油充分汽化和燃燒，從而減少了CO和HC的排放，又改善了發(fā)動(dòng)機(jī)低溫運(yùn)轉(zhuǎn)性能。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)溫度升高后，恒溫進(jìn)

10、氣系統(tǒng)向發(fā)動(dòng)機(jī)供給未經(jīng)加熱的環(huán)境空氣。 位置：見(jiàn)圖氣道燃油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)不采用低于30度30-53度超過(guò)53度第三節(jié)第三節(jié) 排氣凈化裝置排氣凈化裝置發(fā)動(dòng)機(jī)的有害排放物恒溫進(jìn)氣系統(tǒng)二次空氣噴射系統(tǒng)催化轉(zhuǎn)換器柴油機(jī)微粒過(guò)濾器排氣再循環(huán)系統(tǒng)（EGR）二次空氣噴射系統(tǒng)二次空氣噴射系統(tǒng)功用：利用空氣泵將新鮮空氣經(jīng)空氣噴管?chē)娙肱艢獾阑虼呋D(zhuǎn)換器，使排氣中的CO和HC進(jìn)一步氧化或燃燒成為二氧化碳和水旁通閥分流閥第三節(jié)第三節(jié) 排氣凈化裝置排氣凈化裝置發(fā)動(dòng)機(jī)的有害排放物恒溫進(jìn)氣系統(tǒng)二次空氣噴射系統(tǒng)催化轉(zhuǎn)換器柴油機(jī)微粒過(guò)濾器排氣再循環(huán)系統(tǒng)（EGR）催化轉(zhuǎn)換器催化轉(zhuǎn)換器氧化催化轉(zhuǎn)換器：CO和HC氧化為CO和HO，因此這

11、種催化轉(zhuǎn)換器也稱做二元催化轉(zhuǎn)換器。三元催化轉(zhuǎn)換器：可同時(shí)減少CO、HC和NOx的排放 （1）催化轉(zhuǎn)換器不能使用加鉛汽油，會(huì)使催化劑失效；（2）催化轉(zhuǎn)換器僅在溫度超過(guò)350度才起作用，因此，催化轉(zhuǎn)換器都安裝在溫度較高的排氣歧管后面附近（3）混合氣空燃比必須在14.7附近。混合氣過(guò)濃或氣缸缺火，都會(huì)使轉(zhuǎn)換器過(guò)熱。第三節(jié)第三節(jié) 排氣凈化裝置排氣凈化裝置發(fā)動(dòng)機(jī)的有害排放物恒溫進(jìn)氣系統(tǒng)二次空氣噴射系統(tǒng)催化轉(zhuǎn)換器柴油機(jī)微粒過(guò)濾器排氣再循環(huán)系統(tǒng)（EGR）柴油機(jī)微粒過(guò)濾器柴油機(jī)微粒過(guò)濾器微粒過(guò)濾器的濾芯由多孔陶瓷制造過(guò)濾器入口處設(shè)置一個(gè)燃燒器，通過(guò)噴油器向燃燒器內(nèi)噴入少量燃油，并供入二次空氣，利用火花塞或電熱

12、塞將其點(diǎn)燃，將滯留在濾芯上的微粒燒掉 第三節(jié)第三節(jié) 排氣凈化裝置排氣凈化裝置發(fā)動(dòng)機(jī)的有害排放物恒溫進(jìn)氣系統(tǒng)二次空氣噴射系統(tǒng)催化轉(zhuǎn)換器柴油機(jī)微粒過(guò)濾器排氣再循環(huán)系統(tǒng)（EGR）排氣再循環(huán)系統(tǒng)（排氣再循環(huán)系統(tǒng)（EGREGR）排氣再循環(huán)是指把發(fā)動(dòng)機(jī)排出的部分廢氣回送到進(jìn)氣歧管，并與新鮮混合氣一起再次進(jìn)入氣缸。由于廢氣中含有大量的CO2，而CO2不能燃燒卻吸收大量的熱，使氣缸中混合氣的燃燒溫度降低，從而減少了NOx的生成量。暖機(jī)、怠速：NOx生成量不多，為了保持發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，不進(jìn)行排氣再循環(huán)。全負(fù)荷、高轉(zhuǎn)速：為了使發(fā)動(dòng)機(jī)有足夠的動(dòng)力性，也不進(jìn)行排氣再循環(huán)。 排氣再循環(huán)通道開(kāi)啟程度決定于進(jìn)氣管真空度大小。真空管真空管第四節(jié)第四節(jié) 強(qiáng)制曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)（強(qiáng)制曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)（PCVPCV）發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，有部分可燃混合氣和燃燒產(chǎn)物經(jīng)活塞環(huán)由氣缸竄入曲軸箱內(nèi)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在低溫下運(yùn)行時(shí)，還可能有液態(tài)燃油漏入曲軸箱內(nèi)。這將導(dǎo)致潤(rùn)滑油變質(zhì)，造成機(jī)件腐蝕或銹蝕，并且對(duì)大氣環(huán)境