第5章-發(fā)動機(jī)的進(jìn)排氣系統(tǒng)課件

第5章發(fā)動機(jī)的進(jìn)、排氣系統(tǒng)5.1概述5.2進(jìn)氣排氣系統(tǒng)5.3發(fā)動機(jī)的增壓5.1概述一、進(jìn)、排氣系統(tǒng)的組成空氣濾清器、進(jìn)氣管、排氣管、排氣消聲器二、功用在內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán)時，不斷地將新鮮空氣或可燃混合氣送入燃燒室，又將燃燒后的廢氣排到大氣中，保證內(nèi)燃機(jī)的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。5.2進(jìn)氣排氣系統(tǒng)5.2.1進(jìn)、排氣管一、空氣濾清器1.功用----清潔空氣

濾去空氣中的塵埃和雜質(zhì)，將清潔的空氣（或可燃混合氣）送入燃燒室，以減少活塞與氣缸套之間、活塞組之間和氣門組之間的磨損；還能抑制內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)氣噪聲。實踐證明，不安裝空氣濾清器，發(fā)動機(jī)壽命將縮短2/3。2.濾清方法（三種）1）慣性式（離心式）

利用空氣中所含塵土與雜質(zhì)密度比空氣大的特點，在空氣吸入氣缸的途徑中使其急速旋轉(zhuǎn)或改變方向，在離心力或慣性力的作用下，將塵土與雜質(zhì)甩到外圍而與空氣分離。多用于大型載貨汽車上。2）油浴式

利用油浴把空氣流在轉(zhuǎn)折時甩出的塵土與雜質(zhì)粘住，避免二次塵土與雜質(zhì)吸入。應(yīng)用：用于在多塵條件下工作的發(fā)動機(jī)上，如越野發(fā)動機(jī)。特點：空氣中的雜質(zhì)可被濾除95%~97%；濾芯清洗后可重復(fù)使用。3）過濾式

引導(dǎo)氣流通過帶有細(xì)小孔的濾芯把塵土與雜質(zhì)擋在濾芯外面。

現(xiàn)代轎車上普遍使用的是紙質(zhì)空氣濾清器。其優(yōu)點是：質(zhì)量輕、成本低、濾清效果好。3.進(jìn)氣管（三種）P101圖5-21）簡單進(jìn)氣管

結(jié)構(gòu)簡單，但由于進(jìn)如各氣缸的氣流阻力、路程長短和氣流方向、速度的差異，致使各氣缸進(jìn)氣不均勻。2）共振式進(jìn)氣管進(jìn)氣管與各氣缸單獨連接，可利用進(jìn)氣氣流的脈動效應(yīng)以增強(qiáng)進(jìn)氣效果。

較細(xì)長，與各氣缸相連的各個管長度大體一致，能很好的匹配。進(jìn)氣效果的強(qiáng)弱取決于進(jìn)氣管的長度、直徑和內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速。3）帶諧振腔的進(jìn)氣管優(yōu)點：1.沒有運(yùn)動件，工作可靠，成本低；2.改變諧振腔的容積，可調(diào)節(jié)內(nèi)燃機(jī)的最大扭矩和相應(yīng)的轉(zhuǎn)速；3.可降低進(jìn)氣噪聲。補(bǔ)充4）可變進(jìn)氣管

發(fā)動機(jī)在高轉(zhuǎn)速、大負(fù)荷時裝備粗短的進(jìn)氣管，在中低轉(zhuǎn)速時配用細(xì)長的進(jìn)氣管。目的：縮小發(fā)動機(jī)在高、低轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時進(jìn)氣速度的差點，從而改善發(fā)動機(jī)經(jīng)濟(jì)性及動力性。補(bǔ)充4.進(jìn)氣管的加熱利用發(fā)動機(jī)排氣或循環(huán)冷卻液進(jìn)行加熱。注意：溫度太低，汽油將在管壁上凝結(jié)；加熱過度將減少進(jìn)入氣缸的混合氣數(shù)量，并使發(fā)動機(jī)功率下降。5.2.2排氣消聲器一、排氣系統(tǒng)的組成排氣歧管、排氣總管、催化反應(yīng)器、排氣消聲器、排氣尾管等二、對排氣系統(tǒng)的要求1.在盡可能低的排氣流動阻力下，排除盡可能少的有害物質(zhì)；2.在車輛的特定部位，以盡可能低的熱輻射、盡可能低的噪聲排氣；3.排氣管內(nèi)表面應(yīng)光滑，外形盡量符合氣流流線。

三、排氣消聲器的功用消減排氣噪聲。消聲器通過降低排氣壓力和衰減排氣壓力的脈動，使排氣能量耗散殆盡。四種基本結(jié)構(gòu)形式：1.吸收式2.干涉式3.擴(kuò)張式4.共振式一般有前、中、后三個排氣消聲器。（見P102圖5-3）5.2.3排氣凈化裝置隨著汽車保有量的與日俱增，汽車排氣對人類健康的危害及對環(huán)境的污染也日甚一日。有害物質(zhì)主要是：一氧化碳、碳?xì)浠衔?、氮氧化合物、微粒凈化處理方法?.機(jī)內(nèi)凈化

從改善燃料的霧化、蒸發(fā)、混合及分配以改善燃燒層進(jìn)氣稀薄燃燒等。2.機(jī)外凈化1）恒溫進(jìn)氣系統(tǒng)2）二次空氣噴射系統(tǒng)3）催化轉(zhuǎn)換器4）廢氣再循環(huán)系統(tǒng)（EGR）一、恒溫進(jìn)氣系統(tǒng)也稱進(jìn)氣溫度自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。組成：由空氣加熱裝置（熱爐）和安裝在空氣濾清器進(jìn)氣導(dǎo)流管上的控制裝置構(gòu)成。功用：在發(fā)動機(jī)冷起動之后，向發(fā)動機(jī)供給熱空氣（減少了CO和HC的排放，并改善了發(fā)動機(jī)低溫運(yùn)轉(zhuǎn)性能）；當(dāng)發(fā)動機(jī)溫度升高后，向發(fā)動機(jī)供給未經(jīng)加熱的環(huán)境空氣。二、二次空氣噴射系統(tǒng)功用：

利用空氣泵將新鮮空氣經(jīng)空氣噴管噴入排氣道或催化轉(zhuǎn)換器，使排氣中的CO和HC進(jìn)一步氧化或燃燒稱為二氧化碳和水。三、催化轉(zhuǎn)化器功用：利用催化劑的作用將排氣中的CO、HC和NOX轉(zhuǎn)換為對人體無害的CO2、H2O的一種排氣凈化裝置。四、廢氣再循環(huán)裝置（EGR）目的：凈化排氣中的NOX

原理：把發(fā)動機(jī)排除的部分廢氣回送到進(jìn)氣管，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。5.2.4混合氣的預(yù)熱裝置思考：為什么混合氣需要能調(diào)節(jié)溫度的預(yù)熱裝置？-----若依靠廢氣直接對進(jìn)氣管壁進(jìn)行預(yù)熱，不能調(diào)節(jié)；另外，若環(huán)境溫度低，則空氣密度大，實際進(jìn)入氣缸著那個空氣的質(zhì)量多，混合氣變?。蝗舡h(huán)境溫度高，則空氣密度小，實際進(jìn)入氣缸中的空氣質(zhì)量少，混合氣變濃?？刂圃恚私猓㏄1075.3發(fā)動機(jī)的增壓什么是增壓？

----所謂增壓，就是將空氣預(yù)先壓縮然后再供入氣缸，以期提高空氣密度、增加進(jìn)氣量的一項技術(shù)。增壓裝置：壓氣機(jī)、增壓器作用：1.由于進(jìn)氣量增加，可相應(yīng)地增加循環(huán)供油量，從而增加發(fā)動機(jī)功率；2.改善燃油經(jīng)濟(jì)性。增壓的基本類型：1.機(jī)械增壓2.廢氣渦輪增壓3.氣波增壓5.3.1機(jī)械增壓

機(jī)械增壓系統(tǒng)(Supercharger)裝置在發(fā)動機(jī)上并由皮帶與發(fā)動機(jī)曲軸相連接，從發(fā)動機(jī)輸出軸獲得動力來驅(qū)動增壓器的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，從而將空氣增壓吹到進(jìn)氣岐道里。

機(jī)械增壓器的原理與發(fā)動機(jī)機(jī)油泵有些類似，也是與發(fā)動機(jī)動力相連，只不過壓縮的是空氣。

在機(jī)械增壓器當(dāng)中，羅茨式壓氣機(jī)最廣為人知。

羅茨式壓氣機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、壽命長，供氣量與轉(zhuǎn)速成正比。

機(jī)械增壓的優(yōu)缺點：

優(yōu)點：響應(yīng)性好，完全沒有渦輪的遲滯現(xiàn)象，可以在任何時候都能輸出源源不斷的扭力，尤其在起步時能讓汽車沖勁十足。

缺點：高轉(zhuǎn)速時會產(chǎn)生大量的摩擦，能量損失大，影響經(jīng)濟(jì)性和高轉(zhuǎn)動力性，并且噪音大。5.3.2氣波增壓

利用高壓廢氣的脈沖氣波迫使空氣壓縮。這種系統(tǒng)低速增壓性能好、加速性好、工況范圍大；但尺寸大、笨重和噪聲大。優(yōu)點：氣波增壓器具有良好的速度和負(fù)荷響應(yīng)特性，比較適合于汽車發(fā)動機(jī)增壓的要求，增壓壓力與大氣壓力之比可達(dá)2.5:1。缺點：氣波增壓器運(yùn)轉(zhuǎn)噪聲大,結(jié)構(gòu)不如渦輪增壓器緊湊，故應(yīng)用尚少。

5.3.3廢氣渦輪增壓和增壓器的冷卻

渦輪增壓簡稱Turbo，如果在轎車尾部看到Turbo或者T，即表明該車采用的發(fā)動機(jī)是渦輪增壓發(fā)動機(jī)。

渦輪增壓器實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，廢氣排出速度與禍輪轉(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)增加燃料量就可以增加發(fā)動機(jī)的輸出功率。優(yōu)點:能在不加大發(fā)動機(jī)排量就能較大幅度地提高發(fā)動機(jī)的功率及扭力，一般而言，加裝增壓器后的發(fā)動機(jī)的功率及