进排气系统及排气净化装置

1、第六章第六章 进、排气系统及排气进化装置进、排气系统及排气进化装置1 1 进气系统进气系统 1空气滤清器外壳 2空气滤清器盖 3滤芯 4后进气导流管 5前进气导流管 6谐振 一、空气滤清器一、空气滤清器(一一)空气滤清器的功用空气滤清器的功用滤除空气中的杂质或灰尘，让洁净的空气进入气缸。滤除空气中的杂质或灰尘，让洁净的空气进入气缸。另外，也有降低进气噪声的作用。另外，也有降低进气噪声的作用。(二)空气滤清器结构 进气导流管、空气滤清器盖、空气滤清器外壳和滤芯等进气导流管、空气滤清器盖、空气滤清器外壳和滤芯等组成。组成。1油浴式空气滤清器油浴式空气滤清器2滤芯空气滤清器滤芯空气滤清器3离心式及复

2、合式空气滤清器离心式及复合式空气滤清器通汽缸通汽缸空气入口空气入口纸滤芯纸滤芯外壳外壳滤清器盖滤清器盖桑塔纳发动机的空气滤清器桑塔纳发动机的空气滤清器捷达王发动机空气滤纸滤芯式纸滤芯式 重量轻、结构简单、安装及保重量轻、结构简单、安装及保养容易、滤清效率高，但对油养容易、滤清效率高，但对油类污染十分敏感。类污染十分敏感。 纸滤芯经浸油处理后即成为湿纸滤芯经浸油处理后即成为湿式纸滤芯式纸滤芯:使用寿命长、吸附杂使用寿命长、吸附杂质的能力强和滤清效果好，但质的能力强和滤清效果好，但不能反复使用，需定期更换。不能反复使用，需定期更换。 1滤芯 2外壳 3盖 4蝶形螺母 5进气导流管 6金属网 7打褶

3、滤纸 8下密封面 9上密封面 油浴式空气滤清器油浴式空气滤清器 用于多尘条件下工作的发动机上用于多尘条件下工作的发动机上 ，滤芯清洗后可，滤芯清洗后可以重复使用以重复使用 。1外壳外壳 2滤芯滤芯 3密封圈密封圈 4盖盖 5蝶形螺母蝶形螺母离心式及复合式空气滤清器离心式及复合式空气滤清器 多用于大型载货汽车上，许多用于大型载货汽车上，许多自卸车或矿山用汽车上还多自卸车或矿山用汽车上还使用离心式与纸滤芯式相结使用离心式与纸滤芯式相结合的复合式空气滤清器。合的复合式空气滤清器。1卡簧卡簧 2纸滤芯纸滤芯 3滤清器上盖滤清器上盖4蝶形螺母蝶形螺母 5密封垫密封垫 6、9、13密封圈密封圈 7上体上体

4、 8出气口出气口 10进气进气口口 11旋流管旋流管 12下体下体 14集灰盘集灰盘15卡箍卡箍 16旋流管螺旋导向面旋流管螺旋导向面 (三)空气滤清器进气导流管现代轿车上，为了增强谐振进气效果，进气导流管需要较大的容积。现代轿车上，为了增强谐振进气效果，进气导流管需要较大的容积。但是导流管不能太粗，以保证空气在导流管内有一定的流速。但是导流管不能太粗，以保证空气在导流管内有一定的流速。较长的进气导流管有利于从车外吸气。因为车外空气温度一般比发较长的进气导流管有利于从车外吸气。因为车外空气温度一般比发动机罩下的温度低动机罩下的温度低30左右，从车外吸入的空气密度可增大近左右，从车外吸入的空气密

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、进气歧管二、进气歧管1进气歧管结构进气歧管结构将空气、燃油混合气由化油器或节气门体分配到各缸进气道。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。桑塔纳发动机进排气管桑塔纳发动机进排气管出水口出水口进水口进水口进气歧管进气歧管排气歧管排气歧管进气进气排气排气进气歧管内气体流道的长度应尽可能相等。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。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。2进气歧管加热进气歧管加热化油器式或节气门体燃油喷射式发动机。温度太低，汽油将

6、在管壁化油器式或节气门体燃油喷射式发动机。温度太低，汽油将在管壁上凝结。但是加热过度将减少进入气缸的混合气数量，并使发动机上凝结。但是加热过度将减少进入气缸的混合气数量，并使发动机功率下降。功率下降。通常进气歧管利用发动机排气或循环冷却液进行加热。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。气道燃油喷射式发动机的进气歧管无需加热。3谐振进气系统谐振进气系统一定长度和直径的进气歧管一定长度和直径的进气歧管与一定容积的谐振室组成谐与一定容积的谐振室组成谐振进气系统，并使其固有频振进气系统，并使其固有频率与气门的进气周期调谐；率与气门的进气周期调谐；在特定

7、转速下，进气门关闭在特定转速下，进气门关闭之前，在进气歧管内产生大之前，在进气歧管内产生大幅度的压力波，使进气歧管幅度的压力波，使进气歧管的压力增高，从而增加进气的压力增高，从而增加进气量。这种效应称作进气波动量。这种效应称作进气波动效应。效应。没有运动件，工作可靠，成没有运动件，工作可靠，成本低。但只能增加本低。但只能增加特定转速特定转速下的进气量和发动机转矩。下的进气量和发动机转矩。1-进气导流管进气导流管 2-副谐振室副谐振室3-空气滤清器空气滤清器 4-空气流量计空气流量计 5-主谐振室主谐振室 6-进气歧管进气歧管4可变进气歧管可变进气歧管利用进气波动效应、缩小高、低速时的进气速度差

8、。利用进气波动效应、缩小高、低速时的进气速度差。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。和中、小负荷时配用细长的进气歧管。1)可变长度进气支管可变长度进气支管1空气滤清器空气滤清器2节气门节气门 3转换阀转换阀 4转换阀控制机构转换阀控制机构 5发动机电控单元发动机电控单元 2) 可变双通道进气支管可变双通道进气支管 1短进气通道短进气通道2旋转阀旋转阀 3长进气通道长进气通道 4喷油器喷油器 5进气道进气道 6进气门进气门第二节第二节 排气系统排气系统一、单排气系统及双排气系统一、单

9、排气系统及双排气系统 直列型发动机气缸中的废直列型发动机气缸中的废气经排气门、排气歧管、排气气经排气门、排气歧管、排气管、催化转换器和消声器，最管、催化转换器和消声器，最后由排气尾管排到大气中。后由排气尾管排到大气中。这这种排气系统称作单排气系统。种排气系统称作单排气系统。V型发动机有两个排气歧管，大多数型发动机有两个排气歧管，大多数V型发动机汽车上仍采用单排型发动机汽车上仍采用单排气系统，即通过一个叉形管将两排气歧管连接到一个排气管上。气系统，即通过一个叉形管将两排气歧管连接到一个排气管上。但有些采用两个单排气系统，每个排气歧管各自连接一个排气管、但有些采用两个单排气系统，每个排气歧管各自连

10、接一个排气管、催化转换器、消声器和排气尾管。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。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。净的空气，发动机的功率和转矩都相应地有所提高。二、排气歧管二、排气歧管一般铸铁或球墨铸铁，不锈钢（质量轻，内壁光滑）。一般铸铁或球墨铸铁，不锈钢（质量轻，内壁光滑）。排气歧管的形状十分重要。为避免

11、相互干扰及排气倒流，并利用惯排气歧管的形状十分重要。为避免相互干扰及排气倒流，并利用惯性排气，应将排气歧管做得尽可能的长，而且各缸支管相互独立、性排气，应将排气歧管做得尽可能的长，而且各缸支管相互独立、长度相等。长度相等。铸铁排气支管铸铁排气支管( (捷达轿车捷达轿车) )三、消声器三、消声器 发动机的排气压力为发动机的排气压力为0.30.5MPa，温度在，温度在500700，间歇性，间歇性，在排气管内引起排气压力脉动。在排气管内引起排气压力脉动。第三节第三节 排气净化装置排气净化装置 发动机的有害排放物：发动机的有害排放物：CO、HC、NO、微粒。、微粒。催化转换器催化转换器、废气再循环废气

12、再循环装置、柴油机微粒装置、柴油机微粒过滤器过滤器、恒温进气装置、恒温进气装置、二次空气喷射装置二次空气喷射装置一、恒温进气系统一、恒温进气系统（进气温度自动调节系统）（进气温度自动调节系统）由加热装置由加热装置(热炉热炉)和空气滤清器进气导流管上的控制装置构成；和空气滤清器进气导流管上的控制装置构成；多用于多用于化油器式或节气门体喷射式化油器式或节气门体喷射式发动机。发动机。作用：作用：冷起动之后，向发动机供给热空气，促使汽油充分汽化和燃冷起动之后，向发动机供给热空气，促使汽油充分汽化和燃烧，减少烧，减少CO和和HC的排放和低温运转性能。当温度升高后，向发动的排放和低温运转性能。当温度升高后

13、，向发动机供给未经加热的环境空气。机供给未经加热的环境空气。三、二次空气喷射系统三、二次空气喷射系统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，使排气中的气中的CO和和HC进一步氧化或燃烧成为二氧化碳进一步氧化或燃烧成为二氧化碳(CO)和水和水(HO)。1空气泵空气泵 2旁通阀旁通阀 3、5真空管真空管 4分流阀分流阀 6空气分配管空气分配管 7空气喷管空气喷管 8排气支管排气支管 9排气管排气管 10催化转换器催化转换器 1l单向止回阀单向止回阀1）启动工作状态：电控单元不使旁通线圈和分流线圈通电，于是）启动工作状态：电控单

14、元不使旁通线圈和分流线圈通电，于是这两个线圈同时把通向旁通阀和分流阀的真空隔断，这时空气泵送这两个线圈同时把通向旁通阀和分流阀的真空隔断，这时空气泵送出的空气经旁通阀进入大气。持续时间的长短决定于发动机的温度。出的空气经旁通阀进入大气。持续时间的长短决定于发动机的温度。如果发动机温度很低，启动工作状态将持续较长时间。如果发动机温度很低，启动工作状态将持续较长时间。2）预热期间，电控单元同时使旁通线圈和分流线圈通电。）预热期间，电控单元同时使旁通线圈和分流线圈通电。这时进气管真空度分别经旁通线圈和分流线圈传送到旁通阀和分流这时进气管真空度分别经旁通线圈和分流线圈传送到旁通阀和分流阀。空气泵送出的

15、空气经旁通阀流入分流阀，再由分流阀流入空气阀。空气泵送出的空气经旁通阀流入分流阀，再由分流阀流入空气分配管，最后由空气喷管喷入排气道。分配管，最后由空气喷管喷入排气道。3）正常工作时，电控单元只使旁通线圈通电而不使分流线圈通电，）正常工作时，电控单元只使旁通线圈通电而不使分流线圈通电，通向分流阀的真空度被分流线圈隔断。这时，空气泵送出的空气经通向分流阀的真空度被分流线圈隔断。这时，空气泵送出的空气经旁通阀进入分流阀，再经分流阀进入氧化催化转换器。旁通阀进入分流阀，再经分流阀进入氧化催化转换器。四、催化四、催化（净化）净化）转换器转换器利用催化剂的作用将利用催化剂的作用将CO、HC和和NOX转转

16、换成对人体无害气体。换成对人体无害气体。氧化氧化催化转换器催化转换器和和三元三元催化转换器催化转换器两种类型。两种类型。 2）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的排放，它以排气的排放，它以排气中的中的CO和和HC作为还原剂，把作为还原剂，把NOX还原为氮还原为氮(N2)和氧和氧(O2)，而，而CO和和HC在还原反应中被氧化为在还原反应中被氧化为CO2和和H2O。当同时采用两种转换器时，常把两者放在同一壳体内，且把三元催当同时采用两种转换器时，常把两者放在同一壳体内，且把三元催化转换器置于氧化催化转换器前面。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

17、器之后，部分未被氧化的排气经过三元催化转换器之后，部分未被氧化的CO和和HC继续在氧继续在氧化催化转换器中进行氧化反应。化催化转换器中进行氧化反应。1）氧化催化转换器在金属铂、钯或铑等催化剂作用下，将）氧化催化转换器在金属铂、钯或铑等催化剂作用下，将CO、HC氧化成氧化成CO2和和H20（二元催化转换器）。使用时须供给二次空气（二元催化转换器）。使用时须供给二次空气作为氧化剂，才能有效地工作。作为氧化剂，才能有效地工作。a、三元催化器串接在排气歧管和和消声器之间、三元催化器串接在排气歧管和和消声器之间, 氧传感器之后。氧传感器之后。b、三元催化器的内部结构是蜂窝状管道设计、三元催化器的内部结构

18、是蜂窝状管道设计. 在蜂窝管道壁上有铂在蜂窝管道壁上有铂,铑和钯等贵金属元素的涂层作为催化反应媒。铑和钯等贵金属元素的涂层作为催化反应媒。c、三元催化器最佳工作温度为、三元催化器最佳工作温度为: 375800 C; 短时耐受温度为短时耐受温度为 900 C。d、14.614.7空燃比的混合气在发动机汽缸内燃烧后经三元催化器空燃比的混合气在发动机汽缸内燃烧后经三元催化器过滤过滤, 转化成无害的气体排出。转化成无害的气体排出。五、柴油机微粒过滤器：五、柴油机微粒过滤器：滤芯由多孔陶瓷制造。滤芯由多孔陶瓷制造。 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过滤器入口处设置一个燃烧器，通

19、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。芯上的微粒烧掉。 1排气支管排气支管 2燃油燃油 3电热塞电热塞 4滤芯滤芯 5燃烧器燃烧器 6喷油器喷油器 六、排气再循环六、排气再循环(EGR)系统系统降低降低NOX的有效措施。的有效措施。 EGR系统净化系统净化NOx的基本原理是：的基本原理是：排气中的主要成分是排气中的主要成分是CO2、H2O和和N2等，这三种气体的热容量较高。当新混合气和部分排气混等，这三种气体的热容量较高。当新混合气和部分排气混合后，热容量也随之增大。在进行

20、相同发热量的燃烧时，与不混合合后，热容量也随之增大。在进行相同发热量的燃烧时，与不混合时相比，可使燃烧温度下降，这样就抑制时相比，可使燃烧温度下降，这样就抑制NOX生成。生成。 但过度的废气再循环，但过度的废气再循环，使混合使混合气的着火性能和发动机输出功率气的着火性能和发动机输出功率下降，影响发动机的正常运行，下降，影响发动机的正常运行，特别是在怠速、低转速小负荷及特别是在怠速、低转速小负荷及发动机处于冷态运行时，将明显发动机处于冷态运行时，将明显降低发动机的性能。降低发动机的性能。EGR率率 = EGR气体流量气体流量/（吸入空气量（吸入空气量+EGR气体流量）气体流量）100%真空直接控

21、制真空直接控制EGR阀阀正背压正背压EGR阀阀电子控制电子控制EGR阀阀可变可变EGR率废气再循环控制的工作原理是：率废气再循环控制的工作原理是：发动机工作时，发动机工作时，ECU根根据各种传感器送来的信号，确定发动机在哪一种工况工作，经过查据各种传感器送来的信号，确定发动机在哪一种工况工作，经过查表和计算修正、输出适当的指令，控制电磁阀的开度，以调节废气表和计算修正、输出适当的指令，控制电磁阀的开度，以调节废气再循环的再循环的EGR率率 这种形式没有这种形式没有EGR率的反馈信号，为率的反馈信号，为开环控制开环控制第四节第四节 强制式曲轴箱通风系统强制式曲轴箱通风系统 原因：原因： 汽油蒸汽汽油蒸汽 冷凝冷凝稀释机油稀释机油 废气中二氧化硫废气中二氧化硫 遇水遇水 亚硫酸亚硫酸 遇氧遇氧 硫酸硫酸 废气进入废气进入曲轴