汽车进排气系统

1、 第一节进第一节进 气气 系系 统统一、空气滤清器一、空气滤清器 1、功用：把空气中的尘土分离出来，保证供、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。等零件的磨损，降低进气噪声。 普通轿车每消耗普通轿车每消耗1L汽油需要消耗汽油需要消耗500010000L空气。若不装空气滤清器，发动机寿命空气。若不装空气滤清器，发动机寿命将缩短将缩短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

2、用于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。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）油浴式空气滤清器 （2）纸滤芯空气滤清器）纸滤芯空气滤清器 （3）离心式及复合式空气滤清器）离心式及复合式空气滤清器2、空气滤清器结构、空气滤清器结构工作原理（过滤式）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

3、利于实现从车外吸气。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，燃油消耗率可降低3%。 3、空气滤清器进气导流管、空气滤清器进气导流管 1、进气歧管结构、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）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、燃油混合气由化油的进气管路。它的功用是将空气

4、、燃油混合气由化油器或节气门体分配到各缸进气道。器或节气门体分配到各缸进气道。 二、进气歧管二、进气歧管 （2）对于气道燃油喷射式发）对于气道燃油喷射式发动机或柴油机，进气歧管只动机或柴油机，进气歧管只是将洁净的空气分配到各缸是将洁净的空气分配到各缸进气道。进气道。 进气歧管应尽可能均匀地进气歧管应尽可能均匀地将工质分配到各个气缸，将工质分配到各个气缸，为此进气歧管内气体流道为此进气歧管内气体流道的长度应尽可能相等。的长度应尽可能相等。 为了减小气体流动阻力，为了减小气体流动阻力，提高进气能力，进气歧管提高进气能力，进气歧管的内壁应该光滑。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

5、液进通常进气歧管利用发动机排气或循环冷却液进行加热。行加热。 气道燃油喷射式发动机的进气歧管无需加热。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、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。这种效应称作的压力增高，从而

6、增加进气量。这种效应称作进气波进气波动效应动效应。 谐振进气系统的优点：没有运动件，工作可靠，成本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。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、谐振进气系统 为了追求最佳的充量系数，可以采用可变进气系统，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长度或流通截面的方式来实现。的方式来实现。 为了

7、充分利用进气波动效应和获得最佳容积效率，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）。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管；而在中、低转速和中、小负荷时配用细长的进气歧管。气歧管。4、可变进气歧管、可变进气歧管 一、单排气系统及双一、单排气系统及双排气系统排气系统 1、单排气系统单排气系统 直列型发动机在排气行直列型发动机在排气行程期间，气缸中的废气程期间，气缸中的废气经排气门经排气门排气歧管排气歧管排气管排

8、气管催化转换器和催化转换器和消声器消声器排气尾管排气尾管大大气中。气中。第二节 排 气 系 统 有些有些V型发动机采用两个单排气系统，即每个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、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消声器和排气尾管。这种布置形式称作双排气系统。系统。 双排气系统降低了排气系统内的压力，使发动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而可以充入更多的空气燃油混合气或洁净的燃油混合气或洁净的空气，发动机

9、的功率和转矩都相应地有所提高。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、双排气系统二、排气歧管二、排气歧管 一般由铸铁或球墨铸铁制造，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（不锈钢质量的汽车愈来愈多（不锈钢质量轻，耐久性好，同时内壁光滑，轻，耐久性好，同时内壁光滑，排气阻力小）。排气阻力小）。 排气歧管的形状十分重要。为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，并尽可能出现排气倒流现象，并尽可能地利用惯性排气，应将排气歧地利用惯性排气，应将排气歧管做得尽可能长，而且各缸

10、支管做得尽可能长，而且各缸支管应相互独立、长度相等。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，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替代单排气管，可以获得理想的低速转矩与充量系数值。系数值。 在排气管中往往还有消声器和排气后处理器（催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化转化器），设计时应该保证足够的消声与

11、降污效果的前提下，尽可能降低流动阻力。效果的前提下，尽可能降低流动阻力。三、消声器三、消声器 发动机排气发动机排气有一定的能量有一定的能量：0.30.5MPa，500700。 由于排气的间歇性，在排气管由于排气的间歇性，在排气管内引起排气压力的脉动。若直内引起排气压力的脉动。若直接排放到大气中，将产生强烈接排放到大气中，将产生强烈的、频谱比较复杂的噪声，其的、频谱比较复杂的噪声，其频率从几十赫到一万赫以上。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，使排和衰减排气压力的脉动，使排气能量耗散殆尽。（气能量耗散殆尽。（降低噪声降低噪声） 一

12、、发动机的有害排放物一、发动机的有害排放物 汽车排放的污染物主要有一氧化碳汽车排放的污染物主要有一氧化碳(CO)、碳氢化合、碳氢化合物物(HC)、氮氧化合物、氮氧化合物(NO)和微粒。和微粒。 CO与血液中血红素的亲和力是氧气的与血液中血红素的亲和力是氧气的300倍，因此倍，因此吸入吸入CO后，血液吸收和运送氧的能力降低，导致头后，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晕、头痛等中毒症状。当吸入含容积浓度为0.3%的的CO气体时，可致人于死亡。气体时，可致人于死亡。 空气中空气中NO浓度在浓度在1020ppm时可刺激口腔及鼻粘时可刺激口腔及鼻粘膜、眼角膜等。当

13、膜、眼角膜等。当NO超过超过500ppm时，几分钟可时，几分钟可使人出现肺气肿而死亡。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）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，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。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，发动机供给热空气，这时即使供给的是稀混合

14、气，热空气也能促使汽油充分汽化和燃烧，从而减少了热空气也能促使汽油充分汽化和燃烧，从而减少了CO和和HC的排放，又改善了发动机低温运转性能。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。未经加热的环境空气。四、催化转换器四、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（二元）和三元催化转换器。 氧化催化转换器只将排气中的氧化催化转换器只将排气中的CO和和HC氧化为氧化为CO和和HO。必须向氧化催化转换器供给二次空气。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

15、作。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三元催化转换器可同时减少CO、HC和和NOx的排的排放，它以排气中的放，它以排气中的CO和和HC作为还原剂，把作为还原剂，把NO还原为氮还原为氮(N)和氧和氧(O)，而，而CO和和HC在还原反在还原反应中被氧化为应中被氧化为CO和和HO。 当同时采用两种转换器时，通常把两者放在同一个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，部分未被氧化的未被氧化的CO和和HC继续在氧化催化转换器中与供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。入的二次空气进行氧化反应。六、排气再循环六、排气再循环(EGR)系统系统 排气再循环是净化排气中排气再循环是净化排气中NOx的主要方法。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