汽车进排气系统.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第一节进 气 系 统,一、空气滤清器,1,、功用：把空气中的尘土分离出来，保证供给气缸足够量的清洁空气，以减少气缸、活塞等零件的磨损，降低进气噪声。,普通轿车每消耗,1L,汽油需要消耗,5000,10000L,空气。若不装空气滤清器，发动机寿命将缩短,2/3,。,第四章 进排气系统及排气净化装置,空气滤清器一般由进气导流管、空气滤清器盖、空气滤清器外壳和滤芯等组成。现在广泛用于汽车发动机上的空气滤清器仍有多种结构形式。,（,1,）油浴式空气滤清器,（,2,）纸滤芯空气滤清器,（,3,）离心式及复合式空气滤清器,2,、空气滤清器结构,工作原理（过滤式）,在现代轿车上，为了增强发动机的谐振进气效果，保证空气在导流管内有一定的流速，进气导流管需要有较大的容积，且不能太粗。因此较长的进气导流管有利于实现从车外吸气。,车外空气温度一般比发动机罩下的温度低,30,左右，所以从车外吸入的空气密度可增大近,10%,，燃油消耗率可降低,3%,。,3,、空气滤清器进气导流管,1,、进气歧管结构,（,1,）对于化油器式或节气门体喷射式发动机，进气歧管指的是化油器或节气门体之后到气缸盖进气道之前的进气管路。它的功用是将空气、燃油混合气由化油器或节气门体分配到各缸进气道。,二、进气歧管,（,2,）对于气道燃油喷射式发动机或柴油机，进气歧管只是将洁净的空气分配到各缸进气道。,进气歧管应尽可能均匀地将工质分配到各个气缸，为此进气歧管内气体流道的长度应尽可能相等。,为了减小气体流动阻力，提高进气能力，进气歧管的内壁应该光滑。,通常进气歧管利用发动机排气或循环冷却液进行加热。,气道燃油喷射式发动机的进气歧管无需加热。,2,、进气歧管加热,利用一定长度和直径的进气歧管与一定容积的谐振室组成谐振进气系统，并使其固有频率与气门的进气周期调谐，那么在特定的转速下，就会在进气门关闭之前，在进气歧管内产生大幅度的压力波，使进气歧管的压力增高，从而增加进气量。这种效应称作,进气波动效应,。,谐振进气系统的优点：没有运动件，工作可靠，成本低。但只能增加特定转速下的进气量和发动机转矩。,3,、谐振进气系统,进气门的开启关闭和活塞向下运动会使进气系统产生膨胀波。膨胀波从进气门出发，以当地声音速传播到管端。,由于进气系统的管端是敞开的，膨胀波在此变成压缩波并同样以当地声速反向传回进气门。如果这个压缩波传到进气门时进气门开启着，那么由于压缩波引起的质点振动方向与进气气流方向一致，进气气流因此而得到增强，气缸容积效率将会提高，扭矩也将增大。,进气调谐原因分析,为了追求最佳的充量系数，可以采用可变进气系统，以充分利用进气谐振的效果，达到高速与低速性能的最优化。常见的可变进气系统是通过改变进气管,长度或流通截面,的方式来实现。,为了充分利用进气波动效应和获得最佳容积效率，应使进气管长度与发动机转速相匹配（反比关系）。要求发动机在高转速、大负荷时装备粗短的进气歧管；而在中、低转速和中、小负荷时配用细长的进气歧管。,4,、可变进气歧管,一、单排气系统及双排气系统,1,、,单排气系统,直列型发动机在排气行程期间，气缸中的废气经排气门排气歧管排气管催化转换器和消声器排气尾管大气中。,第二节 排 气 系 统,有些,V,型发动机采用两个单排气系统，即每个排气歧管各自都连接一个排气管、催化转换器、消声器和排气尾管。这种布置形式称作双排气系统。,双排气系统降低了排气系统内的压力，使发动机排气更为顺畅，气缸中残余的废气较少，因而可以充入更多的空气燃油混合气或洁净的空气，发动机的功率和转矩都相应地有所提高。,2,、双排气系统,二、排气歧管,一般由铸铁或球墨铸铁制造，近些年来采用不锈钢排气歧管的汽车愈来愈多（不锈钢质量轻，耐久性好，同时内壁光滑，排气阻力小）。,排气歧管的形状十分重要。为了不使各缸排气相互干扰及不出现排气倒流现象，并尽可能地利用惯性排气，应将排气歧管做得尽可能长，而且各缸支管应相互独立、长度相等。,良好的歧管流型与结构有助于降低整个流动阻力，特别是对于高速多缸发动机，为避免排气压力波的互相干涉，用多枝型排气管或多排气管结构来替代单排气管，可以获得理想的低速转矩与充量系数值。,在排气管中往往还有消声器和排气后处理器（催化转化器），设计时应该保证足够的消声与降污效果的前提下，尽可能降低流动阻力。,三、消声器,发动机排气,有一定的能量,：,0.3,0.5MPa,，,500,700,。,由于排气的间歇性，在排气管内引起排气压力的脉动。若直接排放到大气中，将产生强烈的、频谱比较复杂的噪声，其频率从几十赫到一万赫以上。,消声器通过逐渐降低排气压力和衰减排气压力的脉动，使排气能量耗散殆尽。（,降低噪声,）,一、发动机的有害排放物,汽车排放的污染物主要有一氧化碳,(CO),、碳氢化合物,(HC),、氮氧化合物,(NO,),和微粒。,CO,与血液中血红素的亲和力是氧气的,300,倍，因此吸入,CO,后，血液吸收和运送氧的能力降低，导致头晕、头痛等中毒症状。当吸入含容积浓度为,0.3%,的,CO,气体时，可致人于死亡。,空气中,NO,浓度在,10,20ppm,时可刺激口腔及鼻粘膜、眼角膜等。当,NO,超过,500ppm,时，几分钟可使人出现肺气肿而死亡。,第三节 排气净化装置,二、恒温进气系统,进气温度自动调节系统由空气加热装置（又称热炉）和安装在空气滤清器进气导流管上的控制装置构成，多用于化油器式或节气门体喷射式发动机上。,恒温进气系统的功用就是在发动机冷起动之后，向发动机供给热空气，这时即使供给的是稀混合气，热空气也能促使汽油充分汽化和燃烧，从而减少了,CO,和,HC,的排放，又改善了发动机低温运转性能。当发动机温度升高后，恒温进气系统向发动机供给未经加热的环境空气。,三、二次空气喷射系统,虽然二次空气喷射系统有各种各样的结构，但其功用基本相同，即利用空气泵将新鲜空气经空气喷管喷入排气道或催化转换器，使排气中的,CO,和,HC,进一步氧化或燃烧成为二氧化碳,(CO,),和水,(H,O),。,四、催化转换器,氧化催化转换器（二元）和三元催化转换器。,氧化催化转换器只将排气中的,CO,和,HC,氧化为,CO,和,H,O,。必须向氧化催化转换器供给二次空气作为氧化剂，才能使其有效地工作。,三元催化转换器可同时减少,CO,、,HC,和,NOx,的排放，它以排气中的,CO,和,HC,作为还原剂，把,NO,还原为氮,(N,),和氧,(O,),，而,CO,和,HC,在还原反应中被氧化为,CO,和,H,O,。,当同时采用两种转换器时，通常把两者放在同一个转换器外壳内，而且三元催化转换器置于氧化催化转换器前面。排气经过三元催化转换器之后，部分未被氧化的,CO,和,HC,继续在氧化催化转换器中与供入的二次空气进行氧化反应。,五、柴油机微粒过滤器,主要采用过滤法处理排气微粒。,微粒过滤器的滤芯由多孔陶瓷制造，它有较高的过滤效率。排气穿过多孔陶瓷滤芯进入排气管，而微粒则滞留在滤芯上。,需及时清除积存在滤芯上的微粒，以恢复过滤器的工作能力和减小排气阻力。为此，在过滤器入口处设置一个燃烧器，通过喷油器向燃烧器内喷入少量燃油，并供入二次空气，利用火花塞或电热塞将其点燃，将滞留在滤芯上的微粒烧掉。,六、排气再循环,(EGR),系统,排气再循环是净化排气中,NOx,的主要方法。,排气再循环是指把发动机排出的部分废气回送到进气歧管，并与新鲜混合气一起再次进入气缸。由于废气中含有大量的,CO2,，而,CO2,不能燃烧却吸收大量的热，使气缸中混合气的燃烧温度降低，从而减少了,NOx,的生成量。,在暖机期间或怠速时，,NOx,生成量不多；在全负荷或高转速下工作时，为了使发动机有足够的动力性，不进行排气再循环。,现代汽车发动机采用强制式曲轴箱通风系统（,PCV,系统），防止曲轴箱气体排放到大气中。,在发动机工作时，有部分可燃混合气和燃烧产物经由气缸窜入曲轴箱内。当发动机在低温下运行时，还可能有液态燃油漏入曲轴箱。这些物质如不及时清除，将加速机油变质并使机件受到腐蚀或锈蚀。,因为窜入曲轴箱内的气体中含有,HC,及其他污染物，所以不允许把这种气体排放到大气中。,第四节 强制式曲轴箱通风系统,汽车构造（上册）,汽油箱和化油器浮子室中的汽油随时都在蒸发汽化，若不加以控制或回收，则当发动机停机时，汽油蒸气将逸入大气，造成对环境的污染。,汽油蒸发控制系统的功用便是将这些汽油蒸气收集和储存在炭罐内，在发动机工作时再将其送入气缸燃烧。,1,、真空直接控制的汽油蒸发控制系统,2,、电子控制汽油蒸发控制系统,第五节 汽油蒸发控制系统,汽车构造（上册）,思考题,1,、为什么发动机在大负荷、高转速时应装备粗短的进气歧管，而在低转速和中、小负荷时应装备细长的进气歧管,?,2,、,为什么说恒温进气系统是一种排气净化装置,?,3,、,在什么情况下不进行排气再循环，为什么,?,