第6章_进排气系统

1、1第六章 进排气系统n第一节第一节 概述概述n第二节第二节 进气系统进气系统n第三节第三节 排气系统排气系统n第四节第四节 增压系统增压系统n第五节第五节 EGR系统系统第一节第一节 概述概述n一、功用及组成一、功用及组成n功用：排除气缸内燃烧后的废气，并向气缸内尽可能多地功用：排除气缸内燃烧后的废气，并向气缸内尽可能多地充入新鲜气体，为实现热功转换提供物质基础。充入新鲜气体，为实现热功转换提供物质基础。n组成：进排气管、空气滤清器、催化转化器、消声器等组成：进排气管、空气滤清器、催化转化器、消声器等n二、发展趋势二、发展趋势n1、进排气系统协调控制技术、进排气系统协调控制技术n 1）废气涡轮

2、增压技术）废气涡轮增压技术n 2）废气再循环技术（）废气再循环技术（EGR）n2、可变技术、可变技术n 可变增压、可变进气谐振管等。可变增压、可变进气谐振管等。23第二节第二节 进气系统进气系统n一、概述一、概述n功用：功用：尽可能多尽可能多、尽可能均匀尽可能均匀地向各缸供给可燃地向各缸供给可燃混合气或纯空气。混合气或纯空气。n组成：空气滤清器和进气歧管。组成：空气滤清器和进气歧管。n化油器式汽油机化油器式汽油机空气经空气滤清器过滤后，进入空气经空气滤清器过滤后，进入化油器，在化油器内与汽油形成可燃混和气，进入进化油器，在化油器内与汽油形成可燃混和气，进入进气歧管，然后经进气门进入气缸气歧管，

3、然后经进气门进入气缸n直接喷射式汽油机直接喷射式汽油机空气经空气滤清器过滤后，流空气经空气滤清器过滤后，流过空气流量计，由进气道进入进气歧管，与喷油嘴喷过空气流量计，由进气道进入进气歧管，与喷油嘴喷出的汽油混合形成可燃混和气，经进气门进入气缸出的汽油混合形成可燃混和气，经进气门进入气缸n柴油机柴油机空气经空气滤清器过滤后，进入进气歧管，空气经空气滤清器过滤后，进入进气歧管，经进气门进入气缸。经进气门进入气缸。4二、空气滤清器二、空气滤清器n1、功用、功用n滤除空气中的杂质或灰尘滤除空气中的杂质或灰尘n降低进气噪声降低进气噪声n2、结构形式：、结构形式：n油浴式空气滤清器油浴式空气滤清器n纸滤芯

4、空气滤清器纸滤芯空气滤清器n离心式及复合式空气滤清器离心式及复合式空气滤清器51）油浴式空气滤清器）油浴式空气滤清器6n1）油浴式空气滤清器）油浴式空气滤清器n适用于：多尘条件下工作的发动机，如越野车。适用于：多尘条件下工作的发动机，如越野车。n工作原理：工作原理：n气流转弯时，粗大杂质被甩入机油中被机油粘气流转弯时，粗大杂质被甩入机油中被机油粘附；附；n气流通过滤芯，细小杂质被滤芯滤除；气流通过滤芯，细小杂质被滤芯滤除；n滤芯上附着的杂质被飞溅机油所冲洗，流回储滤芯上附着的杂质被飞溅机油所冲洗，流回储油池。油池。n结构：滤芯多用金属丝制成。结构：滤芯多用金属丝制成。n效果：滤除效果：滤除95

5、%97%杂质。杂质。n优点：可重复使用。优点：可重复使用。2）纸滤芯空气滤清器）纸滤芯空气滤清器78n2）纸滤芯空气滤清器）纸滤芯空气滤清器n适用于：广泛用于各类汽车发动机上。适用于：广泛用于各类汽车发动机上。n工作原理：工作原理：n粗大的杂质被滤网阻留；粗大的杂质被滤网阻留；n细微杂质被纸滤芯滤除。细微杂质被纸滤芯滤除。n优点：优点：n质量轻、成本低、效果好。质量轻、成本低、效果好。n滤芯分类滤芯分类：n由经过树脂处理的微孔滤纸制成。由经过树脂处理的微孔滤纸制成。n干式纸滤芯：可以反复使用。干式纸滤芯：可以反复使用。n湿式纸滤芯：经过浸油处理。湿式纸滤芯：经过浸油处理。n使用寿命长，吸附杂质

6、的能力强和滤清效果好，使用寿命长，吸附杂质的能力强和滤清效果好，n不能反复使用，需要定期更换。不能反复使用，需要定期更换。93、离心式及、离心式及复合式空气复合式空气滤清器滤清器10n3、离心式及复合式空气滤清器、离心式及复合式空气滤清器n适用于：离心空气滤清器多用于大型载货汽车适用于：离心空气滤清器多用于大型载货汽车n工作原理：工作原理：n空气在旋流管中进行高速旋转运动空气在旋流管中进行高速旋转运动n离心力作用，大部分灰尘被甩向旋流管壁，离心力作用，大部分灰尘被甩向旋流管壁，并落入集灰盘并落入集灰盘n双级复合式空气滤清器双级复合式空气滤清器n纸滤芯空气滤清器（上体）纸滤芯空气滤清器（上体）n

7、离心式空气滤清器（下体）离心式空气滤清器（下体）11n为了增强发动机的为了增强发动机的谐振进气效果谐振进气效果，空气滤清器进气导流管需要，空气滤清器进气导流管需要有较大的容积。有较大的容积。n 为保证空气在导流管内有一定的流速，导流管不能太粗为保证空气在导流管内有一定的流速，导流管不能太粗n因此，进气导流管只能做得很长。因此，进气导流管只能做得很长。n 较长的进气导流管有利于实现从车外吸气。因为车外空气较长的进气导流管有利于实现从车外吸气。因为车外空气温度一般比发动机罩下的温度低温度一般比发动机罩下的温度低30左右，所以从车外吸入左右，所以从车外吸入的空气密度可增大近的空气密度可增大近10%，

8、燃油消耗率可降低，燃油消耗率可降低3%n3.空气滤清器进气导流管空气滤清器进气导流管三、节气门三、节气门121314n四、进气管四、进气管n1、进气支管、进气支管n定义定义：n对于对于化油器式或节气门体汽油喷射式发动机，进化油器式或节气门体汽油喷射式发动机，进气歧管指的是化油器或气歧管指的是化油器或节气门体之后到气缸盖进节气门体之后到气缸盖进气道之前的进气管路。气道之前的进气管路。n功用功用：n化油器式或节气门体汽油喷射式发动机：化油器式或节气门体汽油喷射式发动机：n将空气燃油混合气分配到各缸进气道。将空气燃油混合气分配到各缸进气道。n气道燃油喷射式发动机或柴油机：气道燃油喷射式发动机或柴油机

9、：n将洁净空气分配到各缸进气道。将洁净空气分配到各缸进气道。15n结构特征：结构特征：n为各缸分配均匀，气体流道长度相等。为各缸分配均匀，气体流道长度相等。n为减小气体流动阻力，内壁应该光滑。为减小气体流动阻力，内壁应该光滑。n采用材料：采用材料：n合金铸铁合金铸铁n铝合金铝合金n复合塑料复合塑料16n进气歧管加热进气歧管加热n加热原因：加热原因：n进气管温度太低，汽油在管进气管温度太低，汽油在管壁上凝结。壁上凝结。n适当加热促进汽油蒸发。适当加热促进汽油蒸发。n不利：进气管温度过高，减不利：进气管温度过高，减小进入气缸混合气，功率下小进入气缸混合气，功率下降降n加热方式：加热方式：n利用废气

10、的温度加热利用废气的温度加热n利用发动机循环冷却液进行利用发动机循环冷却液进行加热加热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进 气气排气排气17n2、谐振进气系统、谐振进气系统n原理：原理：n进气过程具有间歇性和周期性，进气歧进气过程具有间歇性和周期性，进气歧管内产生一定幅度压力波；管内产生一定幅度压力波；n压力波以当地声速在进气系统内传播和压力波以当地声速在进气系统内传播和往复反射；往复反射；n一定长度和直径的进气歧管与一定容积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；有频率与气门的进

11、气周期调谐；n特定转速下，进气门关闭前，进气歧管特定转速下，进气门关闭前，进气歧管内产生大幅度压力波，增加进气量。内产生大幅度压力波，增加进气量。n优点：优点：n没有运动件，工作可靠，成本低。没有运动件，工作可靠，成本低。n局限性：局限性：n只能增加特定转速下的进气量和发动机只能增加特定转速下的进气量和发动机扭矩扭矩副谐振室主谐振室18n1、可变进气支管、可变进气支管n目的：目的：n充分利用进气波动效应；充分利用进气波动效应；n尽量缩小发动机在高低转速进气速度尽量缩小发动机在高低转速进气速度差别；差别；n改善中低转速负荷的经济性和动力性改善中低转速负荷的经济性和动力性n要求：要求：n高转速、大

12、负荷装备短粗的进气歧管；高转速、大负荷装备短粗的进气歧管；n中低转速、中低负荷配用细长的进气中低转速、中低负荷配用细长的进气歧管；歧管；n效果效果n所有转速下都可以使发动机扭矩提高所有转速下都可以使发动机扭矩提高8%。五、可变进气系统五、可变进气系统192.可变谐振管可变谐振管20第三节第三节 排气系统排气系统n组成：组成：n排气歧管排气歧管n排气管排气管n催化转换器催化转换器n消声器消声器催化转换器前消声器后消声器21第六章第六章 进排气系统及排气净化进排气系统及排气净化第三节第三节 排气系统排气系统催化转换器消声器n一、单排气系统及双排气系统一、单排气系统及双排气系统n单排气系统（单排气系

13、统（L型、型、V型）型）n一个排气管一个排气管n一个催化转换器一个催化转换器n一个消声器一个消声器n双排气系统（双排气系统（V型）型）n两个排气歧管两个排气歧管n两个排气管两个排气管n两个催化转换器两个催化转换器n两个消声器两个消声器n双排气系统优点：双排气系统优点：n降低排气压力，排气顺畅降低排气压力，排气顺畅n残余废气少，充入更多混合气（空气）残余废气少，充入更多混合气（空气）n提高功率和转矩提高功率和转矩22n排气歧管排气歧管n目的：目的：n内壁光滑，排气阻力小内壁光滑，排气阻力小n各缸不相互干扰各缸不相互干扰n不出现排气倒流现象不出现排气倒流现象n尽可能利用惯性排气尽可能利用惯性排气n

14、要求：要求：n排气歧管尽可能长排气歧管尽可能长n各缸支管相互独立，长度相等各缸支管相互独立，长度相等n材料材料n铸铁或球墨铸铁（一般情况）铸铁或球墨铸铁（一般情况）n不锈钢（近年发展起来）不锈钢（近年发展起来）思考题2n一台六缸发动机，那几个缸的排气管汇合在一起一台六缸发动机，那几个缸的排气管汇合在一起能较好地排除排气干扰现象？能较好地排除排气干扰现象？n答：要使几个缸的排气管汇合在一起，能较好地答：要使几个缸的排气管汇合在一起，能较好地排除排气干扰现象，关键是这几个缸的排气间隔排除排气干扰现象，关键是这几个缸的排气间隔要足够长。六缸发动机的排气顺序为要足够长。六缸发动机的排气顺序为1-5-3

15、-6-2-4，因此把，因此把1,2,3缸汇合在一起，缸汇合在一起，4,5,6缸汇合缸汇合在一起，使相邻两个的排气间隔为在一起，使相邻两个的排气间隔为240 ，则不，则不会发生干扰。会发生干扰。2324进气进气入口入口外隔板外隔板外壳外壳内壳内壳内隔板内隔板排气排气出口出口三、排气消声器三、排气消声器1、功用：、功用：n减少排气噪声和消除废气中的火焰及火星减少排气噪声和消除废气中的火焰及火星 。2、原理：、原理：n多次地变动气流方向；多次地变动气流方向；n重复地使气流通过收缩而又扩大的断面；重复地使气流通过收缩而又扩大的断面；n将气流分割为很多小的支流并沿着不平滑的平面流动；将气流分割为很多小的

16、支流并沿着不平滑的平面流动；n将气流冷却。将气流冷却。n基本结构形式基本结构形式n吸收式吸收式n干涉式干涉式n扩张式扩张式n共振式共振式25n第五节第五节 EGR系统系统n一、排气再循环：一、排气再循环：n将部分废气回送到进气歧管，与新鲜空气一起将部分废气回送到进气歧管，与新鲜空气一起再进入气缸。再进入气缸。n功用：功用：n降低气缸中混合气的燃烧温度，抑制降低气缸中混合气的燃烧温度，抑制NOx的的生成。生成。n局限性：局限性：n掺入废气后，混合气的热值降低，致使发动机掺入废气后，混合气的热值降低，致使发动机的有效功率下降。的有效功率下降。26n再循环量与工况关系：再循环量与工况关系：nNOx生

17、成量随发动机负荷增大而增加，因此再生成量随发动机负荷增大而增加，因此再循环废气量随发动机负载增加而增大。循环废气量随发动机负载增加而增大。n暖机或怠速时，暖机或怠速时， NOx生成量不多，为保证发生成量不多，为保证发动机运转稳定性，不进行排气再循环。动机运转稳定性，不进行排气再循环。n全负荷或高转速时，为使发动机有足够的动力全负荷或高转速时，为使发动机有足够的动力性，不进行排气再循环。性，不进行排气再循环。n再循环量的控制再循环量的控制n由排气再循环（由排气再循环（EGR）阀自动控制）阀自动控制27n排气在循环阀自动控排气在循环阀自动控制方式：制方式：n1.真空直接控制真空直接控制EGR阀阀n

18、由进气管真空度直接由进气管真空度直接控制。控制。n真空度小时，不足以真空度小时，不足以克服膜片弹簧作用力，克服膜片弹簧作用力，锥阀关闭再循环通道。锥阀关闭再循环通道。n真空度大时，克服膜真空度大时，克服膜片弹簧弹力，提起锥片弹簧弹力，提起锥阀，再循环通道打开。阀，再循环通道打开。28n2、正背压、正背压EGR阀阀n利用排气背压传送阀（利用排气背压传送阀（BPV）控）控制膜片室真空度制膜片室真空度n低转速或节气门开度很小时，排低转速或节气门开度很小时，排气压力不足以使气压力不足以使BPV阀关闭，膜阀关闭，膜片室与大气连通，锥阀保持关闭，片室与大气连通，锥阀保持关闭，再循环通道封闭再循环通道封闭n排气压力增大时，膜片被向上推排气压力增大时，膜片被向上推动将动将BPV阀关闭，膜片室与大气阀关闭，膜片室与大气隔断，进气管真空度传到膜片室，隔断，进气管真空