發(fā)動機排氣系統(tǒng)

1、了解了發(fā)動機的工作方式后，許多人又會產(chǎn)生新的疑問，作為一種相當普及的內(nèi)燃機，汽車發(fā)動機在經(jīng)過進氣、燃燒、做功后，必定要派出大量的廢氣，這些廢氣如何排出發(fā)動機，排出的廢氣又要經(jīng)過那些旅程才能最終從排氣管中排入大氣呢？這就是本文的重點：發(fā)動機排氣系統(tǒng)。排氣系統(tǒng)由三個部分組成：排氣歧管、觸媒轉換器（三元催化）和消聲器。發(fā)動機排氣系統(tǒng)發(fā)動機是在作功沖程中產(chǎn)生所有動力的。在此沖程中，氣缸中的汽油燃燒并膨脹，從而產(chǎn)生能量。另外三個沖程是實現(xiàn)作功沖程所必需的。 如果這三個沖程消耗了能量，則它們將對發(fā)動機造成消耗。在排氣沖程過程中，通過背壓來釋放能量是一個不錯的選擇。排氣門在排氣沖程開始時打開，然后活塞將廢氣

2、壓出氣缸。如果在活塞將廢氣壓出氣缸時遇到任何阻力，都會消耗能量。使用兩個排氣門而不是使用一個，就可以通過使廢氣經(jīng)過的孔變大而提高氣體的流動性。在普通發(fā)動機中，一旦廢氣排出氣缸，它們最終將進入排氣歧管。在四缸或八缸的發(fā)動機中，四個氣缸共用一根排氣歧管。通過排氣歧管，廢氣將流入一條通往催化轉化器和消音器的管道。事實上，排氣歧管可能是背壓的重要來源，因為來自某一氣缸的廢氣會在排氣歧管中形成氣壓，而這將影響下一個氣缸使用該排氣歧管排氣歧管使用排氣歧管的目的就是消除歧管的背壓。不是讓所有氣缸都共享一個公共歧管，而是每個氣缸都擁有自己的排氣管道。這些管道集中在一個較大的管中，稱為收集器。每個管道都進行了剪

3、切和彎曲，以便與其他管道等長。這樣可確保到達收集器的各個氣缸的廢氣占據(jù)相同的空間，因此這些共享收集器的氣缸將不再產(chǎn)生背壓。從排氣歧管之后，廢氣就進入了觸媒轉換器，以將未完全燃燒之污染物轉換為無害物質(zhì)，保護環(huán)境。在說到觸媒轉換器之前，我們先簡單的認識一下引擎廢氣的組成成分。汽油是一種碳氫化合物，在汽油分子中幾乎都是碳及氫原子，這些碳及氫燃燒后照理應該是產(chǎn)生二氧化碳 及水但是因為少量混合氣未完全燃燒，并且會有少許機油(有未燃燒的也有以燃燒的)被排放出來，所以會產(chǎn)生HC(碳氫化合物)及CO(一氧化碳)。再者，進到引擎內(nèi)的空氣中，含有百分之八十的氮氣(N2)，但經(jīng)過燃燒室的高溫，原本很穩(wěn)定的氮，會與空

4、氣中的氧(O2)化合，產(chǎn)生NO及NO2，統(tǒng)稱NOx。HC、CO及NOx都會造成環(huán)境污染且對人體有害，所以世界各國都會制訂環(huán)保法規(guī)，針對車輛排污加以限制。由于環(huán)保法規(guī)對車輛排污的標準相當嚴苛，不論怠速、加速、低速行駛、高速行駛或減速，都必須符合排污標準，車輛在面對這么嚴苛的限制，除了在性能與排污中取得平衡點外，唯一的”撇步“就是觸媒轉換器了。觸媒轉換器通常以貴重金屬為原料，有氧化型觸媒、還原型觸媒及目前絕大多數(shù)車輛采用的三元觸媒轉換器。在觸媒轉換器中，催化劑（以鉑和鈀的形式）涂在陶瓷蜂窩或陶瓷微珠上，陶瓷蜂窩或陶瓷微珠裝在一個與排氣管連接的類似于消音器的套件中。催化劑有助于將一氧化碳轉化成二氧化

5、碳，以及將碳氫化合物轉化成二氧化碳和水。 另外，它還可以將氮氧化合物轉化為氮氣和氧氣。觸媒轉換器再來上個簡單的化學課，排污中的HC和CO都是因為燃燒不完全所產(chǎn)生的，要消除它們就必須再燃燒它們，也就是使它們氧化，所以這是氧化型觸媒的任務。而NOx的生成則是因為氮被氧化所致，所以必須還原型觸媒來將NOx還原氮氣。三元觸媒轉換器則是讓HC和CO的氧化及NOx的還原都發(fā)生在同一觸媒中。而觸媒本身并不參與氧化或還原的化學反應，它只是化學反應中的催化劑。觸媒轉換器位于哪里呢？早期的觸媒轉換器多設置于排氣管中段的位置，而近來多裝在緊接排氣歧管之后，好使觸媒加快達到工作溫度。觸媒必須在接近500度的高溫下，才

6、能獲得較好的轉換效率，低溫時則幾乎沒有轉換能力，故冷車的排污量相當大。所以在此也要提醒所有車主，千萬不要在室內(nèi)或地下停車場內(nèi)熱車，盡量車一發(fā)動就開到室外，才不至于毒害自己或是其它在停車場內(nèi)的人員。如果您聽到過沒有消音器的汽車發(fā)動機運行時的聲音，就會知道消音器對降低噪音水平會產(chǎn)生多么大的作用。在消音器內(nèi)部帶有孔隙的簡單管組，可以像調(diào)節(jié)樂器那樣精確調(diào)節(jié)這些管和室。消音器的設計原理是：通過部分抵消的方式反射發(fā)動機產(chǎn)生的聲波。 在發(fā)動機中，當排氣閥打開且高壓氣體突然進入排氣系統(tǒng)時，即產(chǎn)生脈沖。此氣體中的分子與管道中的低壓分子碰撞，使其彼此堆疊。它們反過來進一步沿著管道堆疊在分子上，從而形成低壓區(qū)域。聲波通過這種方式，沿著管道以比實際氣體更快的速度傳播。 當這些壓力脈沖到達人耳時，耳膜產(chǎn)生振動。大腦將這些振動“理解”為聲音。消聲器的內(nèi)部結構消音器的內(nèi)部是一組管道。這些管道用于創(chuàng)建彼此相長或相消的反射波。 廢氣和聲波進入中心管。然后從消音器后壁彈回，并通過孔隙反射到消音器的主體部分。它們通過一組孔隙傳到另一室，在這里發(fā)生轉換，然后傳出最后管道，并離開消音器。一般消音器中會有數(shù)個膨脹室，引擎排放出來的廢氣經(jīng)過數(shù)個膨脹程序后，會使得排氣脈沖緩和而消除噪音。然而，