模块8进排气系统及排气净化装置

1、项目一项目一 进气系统及增压装置的进气系统及增压装置的结构与检修结构与检修 为了提高发动机的动力性能，增加进为了提高发动机的动力性能，增加进气量，降低油耗及排污，我们采用了较为气量，降低油耗及排污，我们采用了较为先进的技术，即可变进气道系统和进气增先进的技术，即可变进气道系统和进气增压系统，其目的都是增加进气量，提高充压系统，其目的都是增加进气量，提高充气效率，以满足发动机各种工况都能提高气效率，以满足发动机各种工况都能提高动力性能的要求，进气系统结构图如图动力性能的要求，进气系统结构图如图8-1所示。所示。图图8-1 进气系统结构图进气系统结构图【任务描述】【任务描述】 进气系统主要由空气滤

2、清器、进气进气系统主要由空气滤清器、进气总管（导流管）、进气歧管等其他装置总管（导流管）、进气歧管等其他装置组成，为了提高发动机的进气效率，我组成，为了提高发动机的进气效率，我们主要采用可变进气道系统和进气增压们主要采用可变进气道系统和进气增压系统。系统。图图8-2 可变进气控制系统可变进气控制系统【知识准备】【知识准备】一、可变进气系统一、可变进气系统1动力阀控制系统动力阀控制系统 动力阀控制系统控制发动机进气道动力阀控制系统控制发动机进气道的空气流通截面大小，以适应发动机不的空气流通截面大小，以适应发动机不同转速和负荷时的进气量需求，从而改同转速和负荷时的进气量需求，从而改善发动机的动力性

3、。善发动机的动力性。 图图8-3 动力阀控制系统分析动力阀控制系统分析 控制方式：控制方式：ECU真空电磁阀真空电磁阀真真空空膜片真空气室膜片真空气室动力阀动力阀 中低转速：受中低转速：受ECU控制的真空电磁控制的真空电磁阀关闭，真空室的真空度不能进入动力阀关闭，真空室的真空度不能进入动力阀上部的真空室，动力阀关闭，进气通阀上部的真空室，动力阀关闭，进气通道变小，提高充气效率。道变小，提高充气效率。 高转速：高转速：ECU将真空电磁阀接通，将真空电磁阀接通，真空室的真空度进入动力阀，将动力阀真空室的真空度进入动力阀，将动力阀打开，进气通道变大，充气效率提高。打开，进气通道变大，充气效率提高。

4、主要控制信号：发动机转速信号、主要控制信号：发动机转速信号、温度传感器信号、空气流量信号。温度传感器信号、空气流量信号。 控制电路：如图控制电路：如图8-5所示，所示，ECU根据接根据接收发动机转速、温度、空气流量等传感器传收发动机转速、温度、空气流量等传感器传来的信号，判断发动机所处工况，控制真空来的信号，判断发动机所处工况，控制真空电磁阀的通断，以此控制动力阀的开闭，从电磁阀的通断，以此控制动力阀的开闭，从而改变进气道的流通面积，提高进气量。而改变进气道的流通面积，提高进气量。图图8-4 动力阀的结构动力阀的结构1真空罐；真空罐；2真空电磁阀；真空电磁阀；3ECU；4膜片真空气室；膜片真空

5、气室；5动力阀动力阀图图8-5 动力控制系统的控制电路动力控制系统的控制电路 谐波进气增压系统利用了进气管内谐波进气增压系统利用了进气管内的压力波与进气门的开启配合，当进气的压力波与进气门的开启配合，当进气门开启时，使反射回来的压力波正好传门开启时，使反射回来的压力波正好传到该气门附近，从而形成进气增压的效到该气门附近，从而形成进气增压的效果，提高发动机的充气效率和功率。果，提高发动机的充气效率和功率。 谐波增压控制系统利用进气流惯性谐波增压控制系统利用进气流惯性产生的压力波来提高充气效率。产生的压力波来提高充气效率。 进气谐波：在发动机工作过程中，进气进气谐波：在发动机工作过程中，进气歧管内

6、不断有高速流动的混合气流。歧管内不断有高速流动的混合气流。 当气体高速流向进气门时，如果进气门当气体高速流向进气门时，如果进气门突然关闭，进气门附近的气体流动将会突然突然关闭，进气门附近的气体流动将会突然停止，但由于惯性仍有气体继续冲进进气管停止，但由于惯性仍有气体继续冲进进气管内，于是进气门附近的气体被压缩，压力升内，于是进气门附近的气体被压缩，压力升高高 。 当流动气体惯性过后，被压缩的气当流动气体惯性过后，被压缩的气体开始膨胀，向着进气流相反的方向流体开始膨胀，向着进气流相反的方向流动，进气门附近的压力开始下降。动，进气门附近的压力开始下降。 空气室是否参与进气受进气增压控制空气室是否参

7、与进气受进气增压控制阀的控制。阀的控制。 增压控制阀由真空电机驱动，电磁阀增压控制阀由真空电机驱动，电磁阀控制着真空系统的通断，如图控制着真空系统的通断，如图8-6所示。所示。图图8-6 可变进气系统的控制原理图可变进气系统的控制原理图 低速时，进气控制阀关闭，压力波低速时，进气控制阀关闭，压力波传播距离长，发动机低速性能好。传播距离长，发动机低速性能好。 高速时，进气控制阀打开，压力波高速时，进气控制阀打开，压力波传播距离短，发动机高速性能好。传播距离短，发动机高速性能好。 （1）可变进气歧管长度及断面积式（见）可变进气歧管长度及断面积式（见图图8-7）。）。 （2）可变进气道式（见图）可变

8、进气道式（见图8-8）。）。 高速：控制阀打开，空气从短进气高速：控制阀打开，空气从短进气管进入气缸，充气效率好；管进入气缸，充气效率好； 低速：控制阀关闭，空气从长进气低速：控制阀关闭，空气从长进气管进入气缸。管进入气缸。图图8-7 可变进气歧管长度及断面积式进气系统可变进气歧管长度及断面积式进气系统图图8-8 可变进气道式进气系统可变进气道式进气系统 （3）日产汽车公司采用的可变进气系统）日产汽车公司采用的可变进气系统的应用，如图的应用，如图8-9所示。所示。 构造：控制阀装在副进气歧管上。构造：控制阀装在副进气歧管上。 低、中速：控制阀关闭，空气从细低、中速：控制阀关闭，空气从细长的主进

9、气歧管进入气缸；长的主进气歧管进入气缸； 高速：控制阀打开，空气从主、副高速：控制阀打开，空气从主、副进气歧管进入气缸。进气歧管进入气缸。图图8-9 日产汽车公司采用的可变进气系统构造与作用日产汽车公司采用的可变进气系统构造与作用1进气增压装置的功能进气增压装置的功能 所谓增压是指将进入气缸前的新鲜所谓增压是指将进入气缸前的新鲜空气预先进行压缩，然后再以高密度的空气预先进行压缩，然后再以高密度的气体进入气缸，增加充气量，从而有效气体进入气缸，增加充气量，从而有效地增加发动机功率。地增加发动机功率。 进气增压以驱动方式分为涡轮增压、机进气增压以驱动方式分为涡轮增压、机械增压，对应的增压器称涡轮增

10、压器、机械械增压，对应的增压器称涡轮增压器、机械增压器。增压器。图图8-10 涡轮增压器的剖面彩图涡轮增压器的剖面彩图 车用涡轮增压器由离心式压气机和径车用涡轮增压器由离心式压气机和径流式涡轮机及中间体三部分组成。流式涡轮机及中间体三部分组成。 增压器轴通过两个浮动轴承支承在中增压器轴通过两个浮动轴承支承在中间体内。间体内。 中间体内有润滑和冷却轴承的油道，中间体内有润滑和冷却轴承的油道，还有防止机油漏入压气机或涡轮机中的密还有防止机油漏入压气机或涡轮机中的密封装置等，如图封装置等，如图8-11所示。所示。图图8-11 涡轮增压器的结构涡轮增压器的结构 （1）涡轮增压器的工作原理。涡轮增压）涡

11、轮增压器的工作原理。涡轮增压器实际上就是一个空气压缩机，它是利器实际上就是一个空气压缩机，它是利用发动机排出的废气作为动力来推动涡用发动机排出的废气作为动力来推动涡轮室内的涡轮（位于排气道内），涡轮轮室内的涡轮（位于排气道内），涡轮又带动同轴的叶轮（位于进气道内），又带动同轴的叶轮（位于进气道内），叶轮压缩由空气滤清器管道送来的新鲜叶轮压缩由空气滤清器管道送来的新鲜空气，再送入气缸。空气，再送入气缸。图图8-12 润滑油路和冷却水套润滑油路和冷却水套 （2）典型废气涡轮增压控制原理图如图）典型废气涡轮增压控制原理图如图8-15所示，废气推动涡轮增压器的动力涡轮带动所示，废气推动涡轮增压器的动力

12、涡轮带动增压涡轮，提高进气压力，增压涡轮，提高进气压力，ECU根据空气流根据空气流量、发动机转速等信号控制电磁阀，通过膜量、发动机转速等信号控制电磁阀，通过膜片控制阀控制旁通阀。片控制阀控制旁通阀。图图8-13 浮动轴承及其润滑油路浮动轴承及其润滑油路图图8-14 涡轮增压器的工作原理图涡轮增压器的工作原理图图图8-15 典型废气涡轮增压控制原理图典型废气涡轮增压控制原理图【任务描述】【任务描述】 涡轮增压器大大增加了发动机的动力，涡轮增压器大大增加了发动机的动力，有力地改善了燃油的经济性，深受广大车友有力地改善了燃油的经济性，深受广大车友们的欢迎。们的欢迎。 图图8-16所示为涡轮增压器的实

13、物图。所示为涡轮增压器的实物图。图图8-16 涡轮增压器的实物图涡轮增压器的实物图【任务实施】【任务实施】操作操作 涡轮增压器的检修涡轮增压器的检修一、废气涡轮增压器的拆卸一、废气涡轮增压器的拆卸 （1）拆卸与增压器连接的进气管路、排）拆卸与增压器连接的进气管路、排气管路以及连接喷油泵调速器的管路。气管路以及连接喷油泵调速器的管路。 （2）拆卸增压器的进回润滑油管。）拆卸增压器的进回润滑油管。 （3）拆卸增压器的固定螺母或螺栓。）拆卸增压器的固定螺母或螺栓。 （4）取下增压器，将进气、排气、润滑）取下增压器，将进气、排气、润滑等管路用棉纱堵上，防止灰尘、脏物进等管路用棉纱堵上，防止灰尘、脏物进

14、入。入。 （5）增压器的分解（见图）增压器的分解（见图8-17）。）。图图8-17 废气涡轮增压器废气涡轮增压器1隔热板；隔热板；2涡轮；涡轮；3密封环；密封环；4涡轮壳；涡轮壳；5推力轴承；推力轴承；6O形密封圈；形密封圈；7膜片弹簧；膜片弹簧；8密封套；密封套；9压气机壳；压气机壳；10转子轴；转子轴；11压气机叶轮；压气机叶轮；12密封环；密封环；13压气机后盖；压气机后盖；14中间壳；中间壳；15卡环；卡环；16浮动轴承浮动轴承 在增压器的外部烧蚀的螺栓、螺母上喷在增压器的外部烧蚀的螺栓、螺母上喷上螺母松动剂，上螺母松动剂，23min后，进行拆卸。后，进行拆卸。 拆下增压器左右端盖。拆

15、下增压器左右端盖。 取下压气叶轮固定螺母，取出压气叶取下压气叶轮固定螺母，取出压气叶轮。拆下排气蜗轮固定螺母，取出排气轮。拆下排气蜗轮固定螺母，取出排气蜗轮（有的增压器的排气涡轮同转子轴蜗轮（有的增压器的排气涡轮同转子轴一体，不能卸下）。一体，不能卸下）。 拆下压气机壳后盖板，取出拆下压气机壳后盖板，取出O形密封形密封圈、膜片弹簧、密封套。圈、膜片弹簧、密封套。 取出转子轴和浮动轴承。取出转子轴和浮动轴承。 清洗增压器的零件，清除涡轮壳及喷清洗增压器的零件，清除涡轮壳及喷孔的积炭。孔的积炭。1车上检查车上检查 （1）检查进气系统。检查空气滤清器与）检查进气系统。检查空气滤清器与涡轮增压器入口之

16、间、涡轮增压器出口涡轮增压器入口之间、涡轮增压器出口与气缸盖之间是否有泄漏或堵塞。与气缸盖之间是否有泄漏或堵塞。 （2）检查排气系统。检查气缸盖和涡轮）检查排气系统。检查气缸盖和涡轮增压器入口之间、涡轮增压器出口与排增压器入口之间、涡轮增压器出口与排气口之间是否有泄漏或堵塞。气口之间是否有泄漏或堵塞。 （3）检查涡轮增压压力。）检查涡轮增压压力。 （4）检查压缩机叶轮的旋转。）检查压缩机叶轮的旋转。（1）检查涡轮机轴的轴向间隙。）检查涡轮机轴的轴向间隙。（2）检查涡轮机轴的径向间隙。）检查涡轮机轴的径向间隙。 （1）增压器的组装顺序与分解相反，但应注）增压器的组装顺序与分解相反，但应注意，组装

17、时应更换密封套和意，组装时应更换密封套和O形圈，并涂上形圈，并涂上少量机油。少量机油。 （2）安装时，随时转动转子轴，如发现）安装时，随时转动转子轴，如发现有卡滞、摩擦时，应排除。有卡滞、摩擦时，应排除。 （3）增压器与发动机的各处连接必须可）增压器与发动机的各处连接必须可靠、密封。靠、密封。 （1）起动发动机，怠速运转）起动发动机，怠速运转1min后，检后，检查润滑油是否正常。查润滑油是否正常。 （2）中速运转，查听增压器有无机械响）中速运转，查听增压器有无机械响声，运转有无振动。声，运转有无振动。 （3）在增压器与喷油泵调速器之间的管）在增压器与喷油泵调速器之间的管路中安装气压表，测量进气

18、压力。路中安装气压表，测量进气压力。 （1）使用维修好的增压器前，用手拨动）使用维修好的增压器前，用手拨动转子轴，检查有无卡滞或异响。转子轴，检查有无卡滞或异响。 （2）加强空气滤清器的维护，避免异物）加强空气滤清器的维护，避免异物进入涡轮增压器。进入涡轮增压器。 （3）保证涡轮增压器可靠润滑及各连接）保证涡轮增压器可靠润滑及各连接处可靠密封。处可靠密封。 （4）经常听增压器运转情况，柴油机刚）经常听增压器运转情况，柴油机刚刚停车后，增压器转子轴仍可继续运转刚停车后，增压器转子轴仍可继续运转1min。 （5）在柴油机停机前，应在怠速下运转）在柴油机停机前，应在怠速下运转35min，以便让润滑油

19、带走增压器的热量，以便让润滑油带走增压器的热量，以免烧损以免烧损O形密封圈，轴承咬死和中间壳形密封圈，轴承咬死和中间壳变形。变形。 发动机燃烧完产生的排放物主要通发动机燃烧完产生的排放物主要通过本身的排气系统排到大气中，如未经过本身的排气系统排到大气中，如未经处理，必然会对大气、环境和人类造成处理，必然会对大气、环境和人类造成严重的污染，不符合国家对废气排放的严重的污染，不符合国家对废气排放的规范。规范。【任务描述】【任务描述】 汽车排气系统是指收集并且排放废汽车排气系统是指收集并且排放废气的系统，一般由排气歧管、排气管、气的系统，一般由排气歧管、排气管、催化转换器、排气温度传感器、消声器催化

20、转换器、排气温度传感器、消声器和排气尾管等组成，排气管结构示意图和排气尾管等组成，排气管结构示意图如图如图8-19所示。所示。 图图8-19 排气管结构示意图排气管结构示意图【知识准备】【知识准备】1排气系统分类排气系统分类 排气系统由排气歧管、三元催化器、排气系统由排气歧管、三元催化器、消声器和排气管组成，有单排气系统和双消声器和排气管组成，有单排气系统和双排气系统，如图排气系统，如图8-20所示。所示。 图图8-20 发动机排气系统示意图发动机排气系统示意图1发动机；发动机；2进气歧管；进气歧管；3叉形管；叉形管；4催化转化器；催化转化器； 5排气管；排气管；6消声器；消声器；7排气尾管；

21、排气尾管；8联通管联通管 消声器通过逐渐降低排气压力和衰消声器通过逐渐降低排气压力和衰减排气压力脉动波来消耗排气能量，消减排气压力脉动波来消耗排气能量，消声器有吸收式、干涉式、扩张式和共振声器有吸收式、干涉式、扩张式和共振式，结构形式如图式，结构形式如图8-21所示。所示。图图8-21 消音器的基本结构形式消音器的基本结构形式（1）三元催化转化装置。）三元催化转化装置。（2）废气再循环（）废气再循环（EGR）装置。）装置。图图8-22 排气管排气管三元催化器三元催化器消音器总成消音器总成1排气管；排气管；2三元催化器；三元催化器；3、6、7消声器；消声器；4排气管；排气管；5排气口；排气口；8

22、温度传感器温度传感器图图8-23 具有具有EGR率反馈信号的闭环控制系统率反馈信号的闭环控制系统 控制方式：控制方式：ECUEGR电磁阀电磁阀真真空空EGR阀阀部分废气进入进气歧管部分废气进入进气歧管 （3）强制式曲轴箱通风装置。强制式曲轴）强制式曲轴箱通风装置。强制式曲轴箱通风系统是利用进气管的真空吸力形成箱通风系统是利用进气管的真空吸力形成循环气流，将曲轴箱内气体不断吸入进气循环气流，将曲轴箱内气体不断吸入进气歧管的一种装置，如图歧管的一种装置，如图8-24所示。所示。 图图8-24 强制式曲轴箱通风装置系统强制式曲轴箱通风装置系统1空气滤清器；空气滤清器；2空气软管；空气软管；3新鲜空气

23、；新鲜空气；4曲轴曲轴箱气体；箱气体；5气缸盖罩；气缸盖罩；6PVC阀；阀；7曲轴箱气体软管；曲轴箱气体软管； 8阀体；阀体；9阀；阀；10弹簧；弹簧；11阀座阀座 （4）汽油蒸汽排放（）汽油蒸汽排放（EVAP）控制系统。）控制系统。汽油蒸汽排放控制系统的作用是防止汽汽油蒸汽排放控制系统的作用是防止汽油箱产生的汽油蒸气向大气扩散。油箱产生的汽油蒸气向大气扩散。 采用燃油蒸气的控制可减少大气中采用燃油蒸气的控制可减少大气中的的HC和节约燃料，如图和节约燃料，如图8-25所示。所示。 图图8-25 汽油蒸汽排放（汽油蒸汽排放（EVAP）控制系统）控制系统【任务描述】【任务描述】 图图8-26所示为

24、检测消音器的图形。所示为检测消音器的图形。 图图8-26 前后消音器检测图形前后消音器检测图形【任务实施】【任务实施】 操作一操作一 三元催化转换器的检修三元催化转换器的检修一、一般检查一、一般检查 利用两个氧传感器配合使用，并检利用两个氧传感器配合使用，并检测三元催化转化器的好坏。测三元催化转化器的好坏。 （1）禁用含铅汽油，防止催化剂失效。）禁用含铅汽油，防止催化剂失效。 （2）三元催化转换器固定不牢或汽车在）三元催化转换器固定不牢或汽车在不平路面上行驶时的颠簸容易导致转换不平路面上行驶时的颠簸容易导致转换器中的催化剂载体损坏。器中的催化剂载体损坏。 （3）装用蜂巢型转换器的汽车，一般汽车

25、）装用蜂巢型转换器的汽车，一般汽车每行驶每行驶80 000km应更换转换器心体。装用应更换转换器心体。装用颗粒型转换器的汽车，其颗粒形催化剂的颗粒型转换器的汽车，其颗粒形催化剂的重量低于规定值时，应全部更换。重量低于规定值时，应全部更换。操作二操作二 废气再循环（废气再循环（EGR）装置的检修）装置的检修一、一般检查一、一般检查 怠速时，拆下怠速时，拆下EGR阀上的真空软管，发阀上的真空软管，发动机转速应无变化，用手触试真空管口应无动机转速应无变化，用手触试真空管口应无吸力；转速达吸力；转速达2 500r/min以上，同样拆下此真以上，同样拆下此真空软管，发动机转速应明显升高（中断了废空软管，

26、发动机转速应明显升高（中断了废气再循环）。气再循环）。 （1）测量）测量EGR阀电阻值，其值应为阀电阻值，其值应为3339 。 （2）不通电时，从通进气管侧接头吹入）不通电时，从通进气管侧接头吹入空气应畅通，从通大气的滤网处吹入空空气应畅通，从通大气的滤网处吹入空气应不通。气应不通。 （3）通电时，与上述刚好相反。）通电时，与上述刚好相反。 给给EGR阀施加阀施加15kPa的真空度，的真空度，EGR阀阀应能开启；不施加真空度时，应能开启；不施加真空度时，EGR阀应能完阀应能完全关闭。全关闭。 检测方法如下图检测方法如下图8-27所示。所示。图图8-27 废气再循环阀的检测方法废气再循环阀的检测方法 操作三操作三 强制式曲轴箱通风装置的检修强制式曲轴箱通风装置的