進排氣系統(tǒng)及排氣凈化裝置

1、第六章第六章 進、排氣系統(tǒng)及排氣進化裝置進、排氣系統(tǒng)及排氣進化裝置1 1 進氣系統(tǒng)進氣系統(tǒng) 1空氣濾清器外殼 2空氣濾清器蓋 3濾芯 4后進氣導流管 5前進氣導流管 6諧振 一、空氣濾清器一、空氣濾清器(一一)空氣濾清器的功用空氣濾清器的功用濾除空氣中的雜質或灰塵，讓潔凈的空氣進入氣缸。濾除空氣中的雜質或灰塵，讓潔凈的空氣進入氣缸。另外，也有降低進氣噪聲的作用。另外，也有降低進氣噪聲的作用。(二)空氣濾清器結構 進氣導流管、空氣濾清器蓋、空氣濾清器外殼和濾芯等進氣導流管、空氣濾清器蓋、空氣濾清器外殼和濾芯等組成。組成。1油浴式空氣濾清器油浴式空氣濾清器2濾芯空氣濾清器濾芯空氣濾清器3離心式及復

2、合式空氣濾清器離心式及復合式空氣濾清器通汽缸通汽缸空氣入口空氣入口紙濾芯紙濾芯外殼外殼濾清器蓋濾清器蓋桑塔納發(fā)動機的空氣濾清器桑塔納發(fā)動機的空氣濾清器捷達王發(fā)動機空氣濾紙濾芯式紙濾芯式 重量輕、結構簡單、安裝及保重量輕、結構簡單、安裝及保養(yǎng)容易、濾清效率高，但對油養(yǎng)容易、濾清效率高，但對油類污染十分敏感。類污染十分敏感。 紙濾芯經浸油處理后即成為濕紙濾芯經浸油處理后即成為濕式紙濾芯式紙濾芯:使用壽命長、吸附雜使用壽命長、吸附雜質的能力強和濾清效果好，但質的能力強和濾清效果好，但不能反復使用，需定期更換。不能反復使用，需定期更換。 1濾芯 2外殼 3蓋 4蝶形螺母 5進氣導流管 6金屬網 7打褶

3、濾紙 8下密封面 9上密封面 油浴式空氣濾清器油浴式空氣濾清器 用于多塵條件下工作的發(fā)動機上用于多塵條件下工作的發(fā)動機上 ，濾芯清洗后可，濾芯清洗后可以重復使用以重復使用 。1外殼外殼 2濾芯濾芯 3密封圈密封圈 4蓋蓋 5蝶形螺母蝶形螺母離心式及復合式空氣濾清器離心式及復合式空氣濾清器 多用于大型載貨汽車上，許多用于大型載貨汽車上，許多自卸車或礦山用汽車上還多自卸車或礦山用汽車上還使用離心式與紙濾芯式相結使用離心式與紙濾芯式相結合的復合式空氣濾清器。合的復合式空氣濾清器。1卡簧卡簧 2紙濾芯紙濾芯 3濾清器上蓋濾清器上蓋4蝶形螺母蝶形螺母 5密封墊密封墊 6、9、13密封圈密封圈 7上體上體

4、 8出氣口出氣口 10進氣進氣口口 11旋流管旋流管 12下體下體 14集灰盤集灰盤15卡箍卡箍 16旋流管螺旋導向面旋流管螺旋導向面 (三)空氣濾清器進氣導流管現代轎車上，為了增強諧振進氣效果，進氣導流管需要較大的容積?，F代轎車上，為了增強諧振進氣效果，進氣導流管需要較大的容積。但是導流管不能太粗，以保證空氣在導流管內有一定的流速。但是導流管不能太粗，以保證空氣在導流管內有一定的流速。較長的進氣導流管有利于從車外吸氣。因為車外空氣溫度一般比發(fā)較長的進氣導流管有利于從車外吸氣。因為車外空氣溫度一般比發(fā)動機罩下的溫度低動機罩下的溫度低30左右，從車外吸入的空氣密度可增大近左右，從車外吸入的空氣密

5、度可增大近10%，燃油消耗率可降低燃油消耗率可降低3%。二、進氣歧管二、進氣歧管1進氣歧管結構進氣歧管結構將空氣、燃油混合氣由化油器或節(jié)氣門體分配到各缸進氣道。將空氣、燃油混合氣由化油器或節(jié)氣門體分配到各缸進氣道。桑塔納發(fā)動機進排氣管桑塔納發(fā)動機進排氣管出水口出水口進水口進水口進氣歧管進氣歧管排氣歧管排氣歧管進氣進氣排氣排氣進氣歧管內氣體流道的長度應盡可能相等。進氣歧管內氣體流道的長度應盡可能相等。為了減小氣體流動阻力，提高進氣能力，進氣歧管的內壁應該光滑。為了減小氣體流動阻力，提高進氣能力，進氣歧管的內壁應該光滑。2進氣歧管加熱進氣歧管加熱化油器式或節(jié)氣門體燃油噴射式發(fā)動機。溫度太低，汽油將

6、在管壁化油器式或節(jié)氣門體燃油噴射式發(fā)動機。溫度太低，汽油將在管壁上凝結。但是加熱過度將減少進入氣缸的混合氣數量，并使發(fā)動機上凝結。但是加熱過度將減少進入氣缸的混合氣數量，并使發(fā)動機功率下降。功率下降。通常進氣歧管利用發(fā)動機排氣或循環(huán)冷卻液進行加熱。通常進氣歧管利用發(fā)動機排氣或循環(huán)冷卻液進行加熱。氣道燃油噴射式發(fā)動機的進氣歧管無需加熱。氣道燃油噴射式發(fā)動機的進氣歧管無需加熱。3諧振進氣系統(tǒng)諧振進氣系統(tǒng)一定長度和直徑的進氣歧管一定長度和直徑的進氣歧管與一定容積的諧振室組成諧與一定容積的諧振室組成諧振進氣系統(tǒng)，并使其固有頻振進氣系統(tǒng)，并使其固有頻率與氣門的進氣周期調諧；率與氣門的進氣周期調諧；在特定

7、轉速下，進氣門關閉在特定轉速下，進氣門關閉之前，在進氣歧管內產生大之前，在進氣歧管內產生大幅度的壓力波，使進氣歧管幅度的壓力波，使進氣歧管的壓力增高，從而增加進氣的壓力增高，從而增加進氣量。這種效應稱作進氣波動量。這種效應稱作進氣波動效應。效應。沒有運動件，工作可靠，成沒有運動件，工作可靠，成本低。但只能增加本低。但只能增加特定轉速特定轉速下的進氣量和發(fā)動機轉矩。下的進氣量和發(fā)動機轉矩。1-進氣導流管進氣導流管 2-副諧振室副諧振室3-空氣濾清器空氣濾清器 4-空氣流量計空氣流量計 5-主諧振室主諧振室 6-進氣歧管進氣歧管4可變進氣歧管可變進氣歧管利用進氣波動效應、縮小高、低速時的進氣速度差

8、。利用進氣波動效應、縮小高、低速時的進氣速度差。發(fā)動機在高轉速、大負荷時裝備粗短的進氣歧管；而在中、低轉速發(fā)動機在高轉速、大負荷時裝備粗短的進氣歧管；而在中、低轉速和中、小負荷時配用細長的進氣歧管。和中、小負荷時配用細長的進氣歧管。1)可變長度進氣支管可變長度進氣支管1空氣濾清器空氣濾清器2節(jié)氣門節(jié)氣門 3轉換閥轉換閥 4轉換閥控制機構轉換閥控制機構 5發(fā)動機電控單元發(fā)動機電控單元 2) 可變雙通道進氣支管可變雙通道進氣支管 1短進氣通道短進氣通道2旋轉閥旋轉閥 3長進氣通道長進氣通道 4噴油器噴油器 5進氣道進氣道 6進氣門進氣門第二節(jié)第二節(jié) 排氣系統(tǒng)排氣系統(tǒng)一、單排氣系統(tǒng)及雙排氣系統(tǒng)一、單

9、排氣系統(tǒng)及雙排氣系統(tǒng) 直列型發(fā)動機氣缸中的廢直列型發(fā)動機氣缸中的廢氣經排氣門、排氣歧管、排氣氣經排氣門、排氣歧管、排氣管、催化轉換器和消聲器，最管、催化轉換器和消聲器，最后由排氣尾管排到大氣中。后由排氣尾管排到大氣中。這這種排氣系統(tǒng)稱作單排氣系統(tǒng)。種排氣系統(tǒng)稱作單排氣系統(tǒng)。V型發(fā)動機有兩個排氣歧管，大多數型發(fā)動機有兩個排氣歧管，大多數V型發(fā)動機汽車上仍采用單排型發(fā)動機汽車上仍采用單排氣系統(tǒng)，即通過一個叉形管將兩排氣歧管連接到一個排氣管上。氣系統(tǒng)，即通過一個叉形管將兩排氣歧管連接到一個排氣管上。但有些采用兩個單排氣系統(tǒng)，每個排氣歧管各自連接一個排氣管、但有些采用兩個單排氣系統(tǒng)，每個排氣歧管各自連

10、接一個排氣管、催化轉換器、消聲器和排氣尾管。催化轉換器、消聲器和排氣尾管。這種布置形式稱作雙排氣系統(tǒng)。這種布置形式稱作雙排氣系統(tǒng)。雙排氣系統(tǒng)降低了排氣系統(tǒng)內的壓力，使發(fā)動機排氣更為順暢，氣雙排氣系統(tǒng)降低了排氣系統(tǒng)內的壓力，使發(fā)動機排氣更為順暢，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燃油混合氣或潔凈的空氣，發(fā)動機的功率和轉矩都相應地有所提高。凈的空氣，發(fā)動機的功率和轉矩都相應地有所提高。二、排氣歧管二、排氣歧管一般鑄鐵或球墨鑄鐵，不銹鋼（質量輕，內壁光滑）。一般鑄鐵或球墨鑄鐵，不銹鋼（質量輕，內壁光滑）。排氣歧管的形狀十分重要。為避免

11、相互干擾及排氣倒流，并利用慣排氣歧管的形狀十分重要。為避免相互干擾及排氣倒流，并利用慣性排氣，應將排氣歧管做得盡可能的長，而且各缸支管相互獨立、性排氣，應將排氣歧管做得盡可能的長，而且各缸支管相互獨立、長度相等。長度相等。鑄鐵排氣支管鑄鐵排氣支管( (捷達轎車捷達轎車) )三、消聲器三、消聲器 發(fā)動機的排氣壓力為發(fā)動機的排氣壓力為0.30.5MPa，溫度在，溫度在500700，間歇性，間歇性，在排氣管內引起排氣壓力脈動。在排氣管內引起排氣壓力脈動。第三節(jié)第三節(jié) 排氣凈化裝置排氣凈化裝置 發(fā)動機的有害排放物：發(fā)動機的有害排放物：CO、HC、NO、微粒。、微粒。催化轉換器催化轉換器、廢氣再循環(huán)廢氣

12、再循環(huán)裝置、柴油機微粒裝置、柴油機微粒過濾器過濾器、恒溫進氣裝置、恒溫進氣裝置、二次空氣噴射裝置二次空氣噴射裝置一、恒溫進氣系統(tǒng)一、恒溫進氣系統(tǒng)（進氣溫度自動調節(jié)系統(tǒng)）（進氣溫度自動調節(jié)系統(tǒng)）由加熱裝置由加熱裝置(熱爐熱爐)和空氣濾清器進氣導流管上的控制裝置構成；和空氣濾清器進氣導流管上的控制裝置構成；多用于多用于化油器式或節(jié)氣門體噴射式化油器式或節(jié)氣門體噴射式發(fā)動機。發(fā)動機。作用：作用：冷起動之后，向發(fā)動機供給熱空氣，促使汽油充分汽化和燃冷起動之后，向發(fā)動機供給熱空氣，促使汽油充分汽化和燃燒，減少燒，減少CO和和HC的排放和低溫運轉性能。當溫度升高后，向發(fā)動的排放和低溫運轉性能。當溫度升高后

13、，向發(fā)動機供給未經加熱的環(huán)境空氣。機供給未經加熱的環(huán)境空氣。三、二次空氣噴射系統(tǒng)三、二次空氣噴射系統(tǒng)利用空氣泵將新鮮空氣經空氣噴管噴入排氣道或催化轉換器，使排利用空氣泵將新鮮空氣經空氣噴管噴入排氣道或催化轉換器，使排氣中的氣中的CO和和HC進一步氧化或燃燒成為二氧化碳進一步氧化或燃燒成為二氧化碳(CO)和水和水(HO)。1空氣泵空氣泵 2旁通閥旁通閥 3、5真空管真空管 4分流閥分流閥 6空氣分配管空氣分配管 7空氣噴管空氣噴管 8排氣支管排氣支管 9排氣管排氣管 10催化轉換器催化轉換器 1l單向止回閥單向止回閥1）啟動工作狀態(tài)：電控單元不使旁通線圈和分流線圈通電，于是）啟動工作狀態(tài)：電控單

14、元不使旁通線圈和分流線圈通電，于是這兩個線圈同時把通向旁通閥和分流閥的真空隔斷，這時空氣泵送這兩個線圈同時把通向旁通閥和分流閥的真空隔斷，這時空氣泵送出的空氣經旁通閥進入大氣。持續(xù)時間的長短決定于發(fā)動機的溫度。出的空氣經旁通閥進入大氣。持續(xù)時間的長短決定于發(fā)動機的溫度。如果發(fā)動機溫度很低，啟動工作狀態(tài)將持續(xù)較長時間。如果發(fā)動機溫度很低，啟動工作狀態(tài)將持續(xù)較長時間。2）預熱期間，電控單元同時使旁通線圈和分流線圈通電。）預熱期間，電控單元同時使旁通線圈和分流線圈通電。這時進氣管真空度分別經旁通線圈和分流線圈傳送到旁通閥和分流這時進氣管真空度分別經旁通線圈和分流線圈傳送到旁通閥和分流閥?？諝獗盟统龅?/p>

15、空氣經旁通閥流入分流閥，再由分流閥流入空氣閥。空氣泵送出的空氣經旁通閥流入分流閥，再由分流閥流入空氣分配管，最后由空氣噴管噴入排氣道。分配管，最后由空氣噴管噴入排氣道。3）正常工作時，電控單元只使旁通線圈通電而不使分流線圈通電，）正常工作時，電控單元只使旁通線圈通電而不使分流線圈通電，通向分流閥的真空度被分流線圈隔斷。這時，空氣泵送出的空氣經通向分流閥的真空度被分流線圈隔斷。這時，空氣泵送出的空氣經旁通閥進入分流閥，再經分流閥進入氧化催化轉換器。旁通閥進入分流閥，再經分流閥進入氧化催化轉換器。四、催化四、催化（凈化）凈化）轉換器轉換器利用催化劑的作用將利用催化劑的作用將CO、HC和和NOX轉轉

16、換成對人體無害氣體。換成對人體無害氣體。氧化氧化催化轉換器催化轉換器和和三元三元催化轉換器催化轉換器兩種類型。兩種類型。 2）三元催化轉換器可同時減少）三元催化轉換器可同時減少CO、HC和和NOX的排放，它以排氣的排放，它以排氣中的中的CO和和HC作為還原劑，把作為還原劑，把NOX還原為氮還原為氮(N2)和氧和氧(O2)，而，而CO和和HC在還原反應中被氧化為在還原反應中被氧化為CO2和和H2O。當同時采用兩種轉換器時，常把兩者放在同一殼體內，且把三元催當同時采用兩種轉換器時，常把兩者放在同一殼體內，且把三元催化轉換器置于氧化催化轉換器前面?；D換器置于氧化催化轉換器前面。排氣經過三元催化轉換

17、器之后，部分未被氧化的排氣經過三元催化轉換器之后，部分未被氧化的CO和和HC繼續(xù)在氧繼續(xù)在氧化催化轉換器中進行氧化反應?；呋D換器中進行氧化反應。1）氧化催化轉換器在金屬鉑、鈀或銠等催化劑作用下，將）氧化催化轉換器在金屬鉑、鈀或銠等催化劑作用下，將CO、HC氧化成氧化成CO2和和H20（二元催化轉換器）。使用時須供給二次空氣（二元催化轉換器）。使用時須供給二次空氣作為氧化劑，才能有效地工作。作為氧化劑，才能有效地工作。a、三元催化器串接在排氣歧管和和消聲器之間、三元催化器串接在排氣歧管和和消聲器之間, 氧傳感器之后。氧傳感器之后。b、三元催化器的內部結構是蜂窩狀管道設計、三元催化器的內部結構

18、是蜂窩狀管道設計. 在蜂窩管道壁上有鉑在蜂窩管道壁上有鉑,銠和鈀等貴金屬元素的涂層作為催化反應媒。銠和鈀等貴金屬元素的涂層作為催化反應媒。c、三元催化器最佳工作溫度為、三元催化器最佳工作溫度為: 375800 C; 短時耐受溫度為短時耐受溫度為 900 C。d、14.614.7空燃比的混合氣在發(fā)動機汽缸內燃燒后經三元催化器空燃比的混合氣在發(fā)動機汽缸內燃燒后經三元催化器過濾過濾, 轉化成無害的氣體排出。轉化成無害的氣體排出。五、柴油機微粒過濾器：五、柴油機微粒過濾器：濾芯由多孔陶瓷制造。濾芯由多孔陶瓷制造。 過濾器入口處設置一個燃燒器，通過噴油器向燃燒器內噴入少量燃過濾器入口處設置一個燃燒器，通

19、過噴油器向燃燒器內噴入少量燃油，并供入二次空氣，利用火花塞或電熱塞將其點燃，將滯留在濾油，并供入二次空氣，利用火花塞或電熱塞將其點燃，將滯留在濾芯上的微粒燒掉。芯上的微粒燒掉。 1排氣支管排氣支管 2燃油燃油 3電熱塞電熱塞 4濾芯濾芯 5燃燒器燃燒器 6噴油器噴油器 六、排氣再循環(huán)六、排氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)系統(tǒng)降低降低NOX的有效措施。的有效措施。 EGR系統(tǒng)凈化系統(tǒng)凈化NOx的基本原理是：的基本原理是：排氣中的主要成分是排氣中的主要成分是CO2、H2O和和N2等，這三種氣體的熱容量較高。當新混合氣和部分排氣混等，這三種氣體的熱容量較高。當新混合氣和部分排氣混合后，熱容量也隨之增大。在進行

20、相同發(fā)熱量的燃燒時，與不混合合后，熱容量也隨之增大。在進行相同發(fā)熱量的燃燒時，與不混合時相比，可使燃燒溫度下降，這樣就抑制時相比，可使燃燒溫度下降，這樣就抑制NOX生成。生成。 但過度的廢氣再循環(huán)，但過度的廢氣再循環(huán)，使混合使混合氣的著火性能和發(fā)動機輸出功率氣的著火性能和發(fā)動機輸出功率下降，影響發(fā)動機的正常運行，下降，影響發(fā)動機的正常運行，特別是在怠速、低轉速小負荷及特別是在怠速、低轉速小負荷及發(fā)動機處于冷態(tài)運行時，將明顯發(fā)動機處于冷態(tài)運行時，將明顯降低發(fā)動機的性能。降低發(fā)動機的性能。EGR率率 = EGR氣體流量氣體流量/（吸入空氣量（吸入空氣量+EGR氣體流量）氣體流量）100%真空直接控

21、制真空直接控制EGR閥閥正背壓正背壓EGR閥閥電子控制電子控制EGR閥閥可變可變EGR率廢氣再循環(huán)控制的工作原理是：率廢氣再循環(huán)控制的工作原理是：發(fā)動機工作時，發(fā)動機工作時，ECU根根據各種傳感器送來的信號，確定發(fā)動機在哪一種工況工作，經過查據各種傳感器送來的信號，確定發(fā)動機在哪一種工況工作，經過查表和計算修正、輸出適當的指令，控制電磁閥的開度，以調節(jié)廢氣表和計算修正、輸出適當的指令，控制電磁閥的開度，以調節(jié)廢氣再循環(huán)的再循環(huán)的EGR率率 這種形式沒有這種形式沒有EGR率的反饋信號，為率的反饋信號，為開環(huán)控制開環(huán)控制第四節(jié)第四節(jié) 強制式曲軸箱通風系統(tǒng)強制式曲軸箱通風系統(tǒng) 原因：原因： 汽油蒸汽汽油蒸汽 冷凝冷凝稀釋機油稀釋機油 廢氣中二氧化硫廢氣中二氧化硫 遇水遇水 亞硫酸亞硫酸 遇氧遇氧 硫酸硫酸 廢氣進入廢氣進入曲軸