第5章發(fā)動機之進排氣系統(tǒng)

1、2021-12-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院1 12021-12-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院2 2進氣系統(tǒng)組成進氣系統(tǒng)組成空氣濾空氣濾清器清器進氣進氣歧管歧管 空氣濾清器空氣濾清器 進氣支管進氣支管 空氣流量計空氣流量計 2021-12-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院3 3提供清潔新鮮空氣提供清潔新鮮空氣提供合適濃度的混合氣提供合適濃度的混合氣進氣均勻充分地分配到各個氣缸進氣均勻充分地分配到各個氣缸進氣系統(tǒng)的功用進氣系統(tǒng)的功用2021-12-272021-12-27北京郵電大

2、學自動化學院北京郵電大學自動化學院4 4空氣濾清器空氣濾清器1.1.功用功用濾除濾除空氣中的雜質(zhì)或灰塵，讓潔空氣中的雜質(zhì)或灰塵，讓潔凈的空氣進入氣缸凈的空氣進入氣缸削減進氣噪聲削減進氣噪聲2021-12-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院5 52.2.空氣濾清器類型空氣濾清器類型油浴式空氣濾清器油浴式空氣濾清器紙濾芯空氣濾清器紙濾芯空氣濾清器離心式及復合式空氣濾清器離心式及復合式空氣濾清器2021-12-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院6 6油浴式空氣濾清器油浴式空氣濾清器2021-12-272021-12-27北京郵電大學

3、自動化學院北京郵電大學自動化學院7 7紙濾芯空氣濾清器紙濾芯空氣濾清器干式紙濾芯干式紙濾芯可反復使用，惡劣環(huán)可反復使用，惡劣環(huán)境下工作不可靠，一境下工作不可靠，一般維護周期為般維護周期為5000500010000km 10000km 濕式紙濾芯濕式紙濾芯使用壽命長、吸附雜使用壽命長、吸附雜質(zhì)的能力強和濾清效質(zhì)的能力強和濾清效果好，但不能反復使果好，但不能反復使用，需定期更換用，需定期更換 廣泛用于汽車發(fā)動機上廣泛用于汽車發(fā)動機上2021-12-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院8 8碟形螺母碟形螺母濾芯濾芯進氣導進氣導流管流管金屬金屬網(wǎng)網(wǎng)濾濾紙紙紙濾芯空氣濾清

4、器結(jié)構(gòu)紙濾芯空氣濾清器結(jié)構(gòu)2021-12-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院9 9離心式及復合式空氣濾清器離心式及復合式空氣濾清器應用：多用于大型貨車上應用：多用于大型貨車上工作原理：空氣首先從濾清工作原理：空氣首先從濾清器下部周圍的進氣孔進入離器下部周圍的進氣孔進入離心式空氣濾清器內(nèi)的旋流管。心式空氣濾清器內(nèi)的旋流管。由于空氣切向地進入旋流管，由于空氣切向地進入旋流管，因此在旋流管內(nèi)產(chǎn)生高速旋因此在旋流管內(nèi)產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)運動。在離心力的作用下，轉(zhuǎn)運動。在離心力的作用下，空氣中的大部分灰塵被甩向空氣中的大部分灰塵被甩向旋流管壁，空氣則從旋流管旋流管壁，空氣則從旋

5、流管頂部的出口經(jīng)接管進入紙濾頂部的出口經(jīng)接管進入紙濾芯空氣濾清器?？諝庵袣埓嫘究諝鉃V清器?？諝庵袣埓娴募毼㈦s質(zhì)經(jīng)紙濾芯濾除的細微雜質(zhì)經(jīng)紙濾芯濾除。2021-12-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院1010 空氣濾清器進氣導流管和諧振器空氣濾清器進氣導流管和諧振器 增強諧振增強諧振進氣效果進氣效果 要有較大要有較大的容積的容積 保證空氣保證空氣有一定流有一定流速速空氣濾清空氣濾清器器后導流管后導流管諧振諧振室室前導流管前導流管橡膠波紋橡膠波紋管管 2021-12-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院1111進氣歧管進氣歧管 功用功

6、用將空氣將空氣- -燃油混合氣或燃油混合氣或潔凈空氣盡可能均勻地潔凈空氣盡可能均勻地分配到各個氣缸分配到各個氣缸 要求要求進氣歧管內(nèi)氣體流道的長進氣歧管內(nèi)氣體流道的長度應盡可能相等度應盡可能相等減氣體流動阻力，提高進減氣體流動阻力，提高進氣能力，進氣歧管的內(nèi)壁氣能力，進氣歧管的內(nèi)壁應該光滑應該光滑2021-12-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院12122021-12-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院1313 組成組成：進氣支管或進氣導流管與一定：進氣支管或進氣導流管與一定容積的諧振室容積的諧振室 進氣波動效應進氣波動效應：

7、特定轉(zhuǎn)速，壓力波，：特定轉(zhuǎn)速，壓力波，增加進氣量。增加進氣量。 特點特點 工作可靠，成本低；工作可靠，成本低； 增加特定轉(zhuǎn)速下的進氣量和轉(zhuǎn)矩增加特定轉(zhuǎn)速下的進氣量和轉(zhuǎn)矩 諧振進氣系統(tǒng)諧振進氣系統(tǒng)2021-12-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院1414功用功用利用進氣波動效應和盡量縮小發(fā)動機利用進氣波動效應和盡量縮小發(fā)動機在高、低速運轉(zhuǎn)時進氣速度的差別在高、低速運轉(zhuǎn)時進氣速度的差別 要求要求發(fā)動機在高轉(zhuǎn)速、大負荷時裝備粗短發(fā)動機在高轉(zhuǎn)速、大負荷時裝備粗短的進氣歧管的進氣歧管 在中、低轉(zhuǎn)速和中、小負荷時配用細在中、低轉(zhuǎn)速和中、小負荷時配用細長的進氣歧管長的進氣歧

8、管 可變進氣歧管可變進氣歧管2021-12-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院1515 可變進氣歧管類型可變進氣歧管類型1 1）可變長度進氣歧管可變長度進氣歧管 根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷的變化而自動改變有效長度的進氣歧管荷的變化而自動改變有效長度的進氣歧管 轉(zhuǎn)換閥轉(zhuǎn)換閥轉(zhuǎn)換閥控轉(zhuǎn)換閥控制機構(gòu)制機構(gòu)電子控制電子控制裝置裝置節(jié)氣門節(jié)氣門低速低速高速高速2021-12-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院16162 2）雙通道可變進氣岐管雙通道可變進氣岐管 中、低轉(zhuǎn)速中、低轉(zhuǎn)速高轉(zhuǎn)速高轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)閥旋轉(zhuǎn)閥噴油器噴油器進氣道進

9、氣道2021-12-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院1717發(fā)動機排氣系統(tǒng)發(fā)動機排氣系統(tǒng)功用功用減小阻力和降低噪聲，排廢氣減小阻力和降低噪聲，排廢氣單排氣系統(tǒng)單排氣系統(tǒng)雙排氣系統(tǒng)雙排氣系統(tǒng) 排氣管（包括排氣歧管、總管等）排氣管（包括排氣歧管、總管等）催化轉(zhuǎn)換器催化轉(zhuǎn)換器排氣消聲器排氣消聲器類型類型組成組成2021-12-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院1818排氣系統(tǒng)類型排氣系統(tǒng)類型排氣尾管排氣尾管消聲器消聲器催化轉(zhuǎn)換器催化轉(zhuǎn)換器排氣歧管排氣歧管叉形管叉形管連通道連通道單排氣系單排氣系統(tǒng)統(tǒng)雙排氣系雙排氣系統(tǒng)統(tǒng)2021-12

10、-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院1919單排氣系統(tǒng)組成單排氣系統(tǒng)組成主消聲器主消聲器排氣尾管排氣尾管催化轉(zhuǎn)換器催化轉(zhuǎn)換器后排氣管后排氣管副消聲器副消聲器排起歧管排起歧管2021-12-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院2020排氣歧管排氣歧管材料材料 鑄鐵、球墨鑄鐵鑄鐵、球墨鑄鐵 不銹鋼不銹鋼 形狀形狀 排氣歧管應盡可排氣歧管應盡可能長，能長， 各缸歧管各缸歧管應相互應相互 獨立，長獨立，長度相等度相等。 2021-12-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院2121消聲器消聲器2021-12

11、-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院2222功用功用降低壓力、衰減脈動以消除排氣噪聲降低壓力、衰減脈動以消除排氣噪聲材料材料鍍鋁鋼板、不銹鋼板鍍鋁鋼板、不銹鋼板組成組成由共振室、膨脹室、管子和、吸聲材料由共振室、膨脹室、管子和、吸聲材料工作原工作原理理排氣經(jīng)過管子流入膨脹室，排氣不排氣經(jīng)過管子流入膨脹室，排氣不斷改變流動方向，使噪聲得到削減斷改變流動方向，使噪聲得到削減2021-12-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院2323汽車排污來源汽車排污來源排氣管排出的廢氣排氣管排出的廢氣（CO、HC、NOx和顆粒和顆粒 ）汽油蒸汽的

12、揮發(fā)汽油蒸汽的揮發(fā)（以以HC為主為主 ）曲軸箱竄氣（曲軸箱竄氣（以以HC為主為主 ）2021-12-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院2424催化轉(zhuǎn)換器催化轉(zhuǎn)換器功用：功用：利用催化劑的作用將排氣中利用催化劑的作用將排氣中CO、HC、Nox轉(zhuǎn)換為對人體無害轉(zhuǎn)換為對人體無害的氣體。的氣體。 2021-12-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院2525氧化催化氧化催化 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 將排氣中的將排氣中的CO和和HC氧化為氧化為CO2和和H2O ，以二次空氣作為氧化以二次空氣作為氧化劑劑 三效催化三效催化 轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器 以排氣中的以排

13、氣中的CO和和HC作作為還原劑，把為還原劑，把NOx還原還原為氮（為氮（N2）和氧）和氧O2），），而而CO和和HC在還原反應在還原反應中被氧化為中被氧化為CO2和和H2O 催化轉(zhuǎn)換器類型催化轉(zhuǎn)換器類型2021-12-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院2626排氣再循環(huán)系統(tǒng)（排氣再循環(huán)系統(tǒng)（EGREGR） 功用功用把排出的把排出的廢氣回送到進廢氣回送到進氣管，與新鮮氣管，與新鮮混合氣一起再混合氣一起再次進入氣缸，次進入氣缸，減少了減少了NOx的的生成量。生成量。 排氣排氣管管進氣進氣管管EGR閥閥2021-12-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北

14、京郵電大學自動化學院2727強制曲軸箱通風系統(tǒng)（強制曲軸箱通風系統(tǒng)（PCVPCV）空氣濾清器空氣濾清器曲軸曲軸箱箱PCV閥閥功用功用防止曲軸防止曲軸箱氣體排放到箱氣體排放到大氣中大氣中 組成組成空氣濾清空氣濾清器、空氣軟管器、空氣軟管 曲軸氣體軟管、曲軸氣體軟管、PCV閥閥2021-12-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院28282021-12-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院29292021-12-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院3030PCV PCV 閥工作過程閥工作過程發(fā)動機不工作發(fā)

15、動機不工作怠速或減速怠速或減速部分節(jié)氣門開度部分節(jié)氣門開度發(fā)動機大負荷發(fā)動機大負荷2021-12-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院3131汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)功用：功用：將汽將汽油蒸氣收集油蒸氣收集和儲存在碳和儲存在碳罐內(nèi)，送到罐內(nèi)，送到氣缸內(nèi)燒掉氣缸內(nèi)燒掉 組成組成：碳罐、：碳罐、氣液分離器氣液分離器氣氣缸缸氣液氣液 分離器分離器碳碳罐罐浮子室浮子室2021-12-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院3232汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)工作原理汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)工作原理2021-12-272021-12-27北京郵電大學自動化

16、學院北京郵電大學自動化學院3333發(fā)動機增壓系統(tǒng)發(fā)動機增壓系統(tǒng)2021-12-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院3434發(fā)動機增壓功用發(fā)動機增壓功用增壓增壓將空氣預先壓縮后供入氣缸，以提高空將空氣預先壓縮后供入氣缸，以提高空氣密度、增加進氣量氣密度、增加進氣量功用功用進氣量增加，可增加循環(huán)供油量，進氣量增加，可增加循環(huán)供油量，從而可增加發(fā)動機功率從而可增加發(fā)動機功率可以改善燃油經(jīng)濟性可以改善燃油經(jīng)濟性可以得到良好的加速性可以得到良好的加速性2021-12-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院3535發(fā)動機增壓類型發(fā)動機增壓類型機

17、械增壓機械增壓渦輪增壓渦輪增壓氣波增壓氣波增壓與發(fā)動機容易匹配，結(jié)構(gòu)緊與發(fā)動機容易匹配，結(jié)構(gòu)緊湊，但燃油消耗率高湊，但燃油消耗率高經(jīng)濟性好，排放少噪聲低，但經(jīng)濟性好，排放少噪聲低，但順態(tài)響應差，低速加速性差順態(tài)響應差，低速加速性差低速轉(zhuǎn)矩特性好，但體積大，低速轉(zhuǎn)矩特性好，但體積大，噪聲高噪聲高2021-12-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院36361.機械增壓機械增壓機械增壓器機械增壓器1）齒輪增速器）齒輪增速器驅(qū)動驅(qū)動2）傳動帶及電磁）傳動帶及電磁離合器驅(qū)動離合器驅(qū)動齒輪齒輪 增速增速器器增壓增壓器器空空氣氣增壓增壓器器電電磁磁離離合合器器2021-12-

18、272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院3737機械增壓器（羅茨式壓氣機）機械增壓器（羅茨式壓氣機） 2021-12-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院38382.渦輪增壓渦輪增壓渦輪增壓器（渦輪增壓器（Turbo）渦輪機渦輪機排排氣氣管管壓氣機壓氣機進氣管進氣管利用利用廢氣渦輪機廢氣渦輪機，帶動與其帶動與其同軸安同軸安裝的壓氣機裝的壓氣機葉輪葉輪工作，新鮮空氣工作，新鮮空氣在壓氣機內(nèi)增壓在壓氣機內(nèi)增壓后進入氣缸后進入氣缸2021-12-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院39392021-12-27

19、2021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院40403.氣波增壓氣波增壓氣波增壓器氣波增壓器進氣管進氣管轉(zhuǎn)動帶轉(zhuǎn)動帶排氣管排氣管氣波增壓器氣波增壓器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子由曲軸經(jīng)傳動由曲軸經(jīng)傳動帶驅(qū)動帶驅(qū)動氣波增氣波增壓器轉(zhuǎn)子，壓器轉(zhuǎn)子，利利用用排氣壓力波排氣壓力波使空氣受到壓使空氣受到壓縮，以提高進縮，以提高進氣壓力氣壓力2021-12-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院41412021-12-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院42424.復合增壓復合增壓機械增壓與渦輪增壓適機械增壓與渦輪增壓適當結(jié)合當結(jié)合串聯(lián)復合增壓

20、串聯(lián)復合增壓并聯(lián)復合增壓并聯(lián)復合增壓空氣先渦輪增壓，中冷器空氣先渦輪增壓，中冷器降溫，再機械增壓降溫，再機械增壓 主要用于高增壓發(fā)動機上主要用于高增壓發(fā)動機上由機械增壓和渦輪增壓同由機械增壓和渦輪增壓同時供給增壓空氣時供給增壓空氣低速主要靠機械增壓，而低速主要靠機械增壓，而在高速主要靠渦輪增壓在高速主要靠渦輪增壓2021-12-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院4343汽油機增壓發(fā)展汽油機增壓發(fā)展1.汽油機增壓比柴油機增壓困難原因汽油機增壓比柴油機增壓困難原因1）汽油機增壓后爆燃傾向增加）汽油機增壓后爆燃傾向增加2）增壓后汽油機和渦輪增壓器熱負荷大）增壓后汽油

21、機和渦輪增壓器熱負荷大3）汽油機，轉(zhuǎn)速和功率范圍寬廣，致使渦）汽油機，轉(zhuǎn)速和功率范圍寬廣，致使渦輪增壓器與汽油機的匹配相當困難輪增壓器與汽油機的匹配相當困難4）渦輪增壓汽油機的加速性較差）渦輪增壓汽油機的加速性較差2021-12-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院44442.汽油機增壓的改進汽油機增壓的改進1）電噴汽油機增壓電噴汽油機增壓，克服了化油器式發(fā)，克服了化油器式發(fā)動機與渦輪增壓器匹配的困難動機與渦輪增壓器匹配的困難2）應用點火提前角自適應控制應用點火提前角自適應控制，來克服，來克服由于增壓而增加的爆燃傾向由于增壓而增加的爆燃傾向3）對增壓后的空氣進行

22、中間冷卻對增壓后的空氣進行中間冷卻，提高功，提高功率、降低油耗、降低熱負荷和減輕爆燃率、降低油耗、降低熱負荷和減輕爆燃4）采用增壓壓力調(diào)節(jié)裝置采用增壓壓力調(diào)節(jié)裝置2021-12-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院4545渦輪增壓系統(tǒng)渦輪增壓系統(tǒng)單渦輪增壓系統(tǒng)單渦輪增壓系統(tǒng)一個渦輪增壓器一個渦輪增壓器雙渦輪增壓系統(tǒng)雙渦輪增壓系統(tǒng)兩個渦輪增壓器并列兩個渦輪增壓器并列布置布置2021-12-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院4646單渦輪增壓系統(tǒng)單渦輪增壓系統(tǒng)空氣濾清空氣濾清器器壓氣機壓氣機渦輪機渦輪機中中冷冷器器節(jié)氣門節(jié)氣門進氣進

23、氣 旁通閥旁通閥排氣排氣 旁通閥旁通閥2021-12-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院4747中冷器的工作中冷器的工作2021-12-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院4848雙渦輪增壓系統(tǒng)雙渦輪增壓系統(tǒng)空氣濾清空氣濾清器器中冷器中冷器增壓器增壓器增壓器增壓器噴油器噴油器火花塞火花塞2021-12-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院4949渦輪增壓器渦輪增壓器離心式壓離心式壓氣機氣機 徑流式渦徑流式渦輪機輪機 中間體中間體壓氣機壓氣機增壓器軸增壓器軸渦輪機渦輪機2021-12-272021-

24、12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院5050增壓壓力調(diào)節(jié)增壓壓力調(diào)節(jié)進氣進氣 旁通閥旁通閥排氣排氣 旁通閥旁通閥在渦輪增在渦輪增壓系統(tǒng)中都壓系統(tǒng)中都設有設有進氣旁進氣旁通閥和排氣通閥和排氣旁通閥旁通閥，用，用以控制增壓以控制增壓壓力壓力2021-12-272021-12-27北京郵電大學自動化學院北京郵電大學自動化學院5151排氣旁通閥及其控制裝置排氣旁通閥及其控制裝置排氣排氣 旁通閥旁通閥膜盒膜盒壓氣機壓氣機排氣管排氣管渦輪機渦輪機結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)：膜盒分左膜盒分左右室，右室連壓右室，右室連壓氣機出口，左室氣機出口，左室在有彈簧膜片上。在有彈簧膜片上。膜片經(jīng)桿連排氣膜片經(jīng)桿連排氣旁通