汽车发动机构造与维修项目4

义务导入1(一)客户报修义务导入1(二)客户报修义务导入1(三)客户保修信息搜集2引导问题1排气系统的构造是怎样的？发动机排气系统应尽能够多地把熄灭后的废气排出气缸，同时还兼具排气消声、废气净化等功能。直列发动机在排气行程时，缸内的废气经排气门进入排气道和排气歧管，进入排气管、催化转换器和消声器，最后由排气尾管排到大气中，这种排气系统为单排气系统，如图4-1所示。信息搜集2引导问题1排气系统的构造是怎样的？V形发动机有两个排气歧管，一些V形发动机仍采用单排气系统，经过一个叉形管将两个排气歧管衔接到一个排气管上；有些V形发动机采用两个单排气系统，即每个排气歧管各自都衔接一个排气管、催化转换器、消声器和排气尾管，这种布置方式为双排气系统(图4-2)。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，气缸中剩余的废气较少，可以充入更多的空气或可燃混合气，使发动机的功率和转矩相应提高。信息搜集2引导问题1排气系统的构造是怎样的？1.排气歧管排气歧管，普通由铸铁或球墨铸铁制造(图4-3)。近年来，采用不锈钢排气歧管的汽车愈来愈多，主要是不锈钢排气歧管质量小，耐久性好，同时内壁光滑且排气阻力小。排气歧管的外形非常重要，为了防止各缸排气干扰和排气倒流景象，并尽能够地利用惯性排气，应该将排气歧管做得尽能够的长，而且各缸支管应该相互独立且长度相等。信息搜集2引导问题1排气系统的构造是怎样的？2.消声器由于发动机排气具有间歇性，在排气管内会引起排气压力的脉动。排气的温度、压力和速度也很高，具有一定的能量，将其直接排放到大气中，将产生剧烈的、频谱比较复杂的噪声。消声器经过逐渐降低排气压力并衰减排气压力的脉动，使排气能量和排气脉动耗散，从而降低排气噪声。排气消声器的根本构造方式有吸收式、扩张式、共振式和干涉式等，实践消声器是多种根本方式的组合，如图4-4所示。信息搜集2引导问题2汽车排放污染物有哪些？汽油机排气管排出的气体大部分是完全熄灭产物CO2和H20，还包括一些污染物CO，HC和NOx等。柴油机也同样有CO，HC，NOx等废气产生，与汽油机相比，柴油机的平均过量空气系数大，熄灭相对较完全，CO，HC也相对较少。有部分燃料不能完全熄灭，分解为以C为主体的微粒，对人体的呼吸极为有害。如图4-5所示。信息搜集2引导问题3发动机排放污染物的净化方式有哪些？发动机排放污染物的净化方法可以分为两大类：机内净化和机外净化。1.机内净化机内净化是经过优化任务过程，改善可燃混合气的质量和熄灭情况，彻底减少有害气体，使排气中的有害气体减至最少。例如，采用电控汽油放射安装取代原先的化油器是机内净化的有效措施，可以实时优化混合气浓度和熄灭过程，从而最大程度地降低有害气体排放。经过机内净化的方式，无法消除一切的有害排放物，为到达严厉的排放规范，必需采取机外净化的方式，即安装附加安装对废气净化后再排入大气，又称尾气后处置。2.机外净化(1)催化转换在排气管中安装催化转换器，当排放污染物进入排气管，流经催化器后，在催化剂的作用下将CO，HC和NOx转换为对人体无害的气体。催化转换器有氧化催化转换器、复原催化转换器和三元催化转换器。信息搜集2引导问题3发动机排放污染物的净化方式有哪些？三元催化转换器以排气中的CO和HC作为复原剂，把NO复原为N2和O2，同时CO和HC被氧化为CO2和H20(图4-6)，是常用的催化转换器。催化转换器的运用有一定的要求：①由于铅会使催化剂失效，要求运用无铅汽油；②温度超越350℃时才发生催化反响，温度较低时转换效率急剧下降；③发动机的混合气浓度必需一直坚持在实际空燃比，只允许极小的偏向才干有较好的转换效果，长期过浓或过稀都会使三元催化转换器失效。信息搜集2引导问题3发动机排放污染物的净化方式有哪些？(2)二次空气在发动机冷启动和暖机过程中，混合气比较浓，并且由于催化转换器的温度太低催化转换过程不能较好地完成。为了使催化转换器的温度尽快升高，可采用推迟点火、电加热和二次空气放射等方二次空气放射就是在每缸排气门后面输入空气，可使高温废气中的HC和CO在排气管中继续熄灭，产生的热量使催化转换器尽快升温。二次空气放射系统，普通由二次空气泵、继电器、电磁阀、单向阀等组成(图4-7)。空气经过滤器过滤后由二次空气泵加压，然后由单向阀等流向控制元件进入排气管或排气道。为防止高温排气进入二次空气系统，单向阀在背压较高时封锁，阻止废气倒流。信息搜集2引导问题3发动机排放污染物的净化方式有哪些？(3)排气再循环排气再循环(EGR)就是经过回引部分废气与新颖空气共同参与熄灭反响(图4-8)，利用废气中含有的大量惰性气体(CO2、N2、H20等)具有较高的比热容特性，降低熄灭温度，从而到达降低NOx的目的。当这些不活泼气体被吸入熄灭室后，熄灭情况就会发生改动。大量的N2和CO2起到了稀释气缸内反响气体的作用，从而减慢了熄灭反响速度，降低了最高熄灭温度。高热容量的水蒸气和CO2气体温度上升需吸收较多的热量，有效地降低了气缸内的熄灭温度，使NOx生成量减少。信息搜集2引导问题3发动机排放污染物的净化方式有哪些？外部EGR系统利用专门的管道将废气引入进气管，使废气与新颖充量在进入气缸前充分混合。它可以经过电控系统准确地控制EGR率，优化发动机性能，还可以在外部系统中经过加装EGR冷却器有效降低熄灭温度，如图4-9所示。再循环的废气量由EGR阀自动控制，当EGR阀开启时，部分废气将从排气门经排气再循环通道进入进气歧管。EGR阀分机械式和电控式两种，其中机械式主要有直接控制式EGR阀和正背压式EGR阀。信息搜集2引导问题3发动机排放污染物的净化方式有哪些？直接控制式EGR阀，进气管真空度经真空传送管传入膜片室。当真空度较小或没有时，在膜片弹簧的作用下，锥阀将排气再循环通道封锁；真空度较大时，膜片、膜片推杆和锥阀一同上升，将排气再循环通道翻开。如图4-10所示。正背压式EGR阀，当通气阀翻开时，膜片室与大气连通。排气压力不大，缺乏以抑制通气阀弹簧弹力而使通气阀翻开，膜片室与大气继续连通，传送到膜片室的真空度减弱或消除，锥阀坚持封锁；排气压力增大时，膜片被推进向上并将通气阀封锁，使膜片室与大气的通路隔断，进气管真空度传到膜片室，吸引膜片、膜片推杆和锥阀上升，排气再循环通道开启。如图4-11所示。信息搜集2引导问题3发动机排放污染物的净化方式有哪些？EGP的优点EGR降低了发动机的有效功率，甚至导致熄灭不稳定且失火率添加。通常要求在怠速下不进展排气再循环。随着负荷的添加逐渐添加排气再循环量，在全负荷和高速下，为了使发动机有足够的动力性，也不进展排气再循环。(4)燃油蒸发控制系统汽油箱内的汽油随时都在蒸发汽化，由于油箱不能够密封，且需求有调理油箱压力的安装，汽油蒸气一旦进入大气，将呵斥环境污染和燃油浪费。所以，必需严厉控制汽油的蒸发。汽油蒸发控制系统将汽油蒸气搜集和储存在炭罐内，在发动机任务时将其送入气缸熄灭。现代车用发动机采用电子控制汽油蒸发控制系统(图4-13)。炭罐与油箱衔接，内部装有活性炭，来自油箱的燃油蒸气经过压力控制阀进入炭罐。如图4-14所示。信息搜集2引导问题3发动机排放污染物的净化方式有哪些？炭罐炭罐控制阀安装在炭罐至进气歧管的真空管路上，用于控制燃油蒸发控制系统再生气流的流量。控制器控制炭罐控制阀翻开，由于进气歧管的真空作用，新颖空气经通风口被吸入，与炭罐中饱和的燃油蒸气构成再生气流，重新引入发动机进气管。信息搜集2引导问题3发动机排放污染物的净化方式有哪些？(5)强迫曲轴箱通风(PCV)发动机任务时，有部分可燃混合气和熄灭产物经活塞环由气缸窜入曲轴箱内从而导致曲轴箱内压力升高、机油加速蜕变。这些气体中含有HC及其他污染物，不能直接排放到大气中。现代车用发动机采用强迫曲轴箱通风将曲轴箱内的窜气引入到进气系统，然后进入熄灭室烧掉。如图4-16所示。信息搜集2引导问题3发动机排放污染物的净化方式有哪些？在PCV系统中，控制元件是PCV阀，其上端出口接进气管，下端进口接曲轴箱。一些发动机PCV阀常直接安装在气缸盖罩上，进展曲轴箱通风。它根据发动机工况的变化，自动调理曲轴箱通风气体流量。如图4-17所示。信息搜集2引导问题3发动机排放污染物的净化方式有哪些？①发动机不任务或发生回火时，弹簧将锥形阀压在阀座上，封锁曲轴箱与进气歧管的通路；②怠速或减速时，进气管真空度很大，真空度抑制弹簧力把锥形阀推向上端，使锥形阀与阀体之间只需很小的缝隙。该工况下，窜入曲轴箱的气体很少，虽然PCV阀开度小，但足以使曲轴箱气体流出曲轴箱；③中等负荷时，进气管真空度比怠速时小，在弹簧的作用下锥形阀与阀体间的缝隙增大，PCV阀开度较大；④加速或大负荷时，节气门开度大，进气管真空度较小，弹簧将锥形阀下压，PCV阀全开，使曲轴箱气体全部流入进气管。假设机油随曲轴箱通风进入到熄灭室，会使机油油耗添加，呵斥发动机积炭等景象。因此，需求采取一些使油气分别的构造措施，减小随通风而耗费的机油量。如在气缸盖罩或其他部位设计一定的迷宫构造，使机油小液滴在经过迷宫时滞留在壁面上，然后流回油底壳，如图4-18所示。信息搜集2引导问题4柴油机排放系统是怎样的？1.放射特性对排放的影响传统柴油机每循环只需一次喷油，燃油放射系统压力的产生和喷油是依托喷油泵凸轮轴和柱塞完成的。放射始点、放射规律和燃油雾化程度均影响燃油耗费和废气排放(图4-19)。与传统柴油机相比，采用燃油共轨技术的现代柴油机，喷油压力高，且不受发动机转速和负荷的影响，喷油控制灵敏方便，普通采用包括引燃放射和后喷等多段放射。现以五段放射为例(图4-20)，引燃放射相对于主放射有大的提早角，由于进展了充分的预混合熄灭，无炭烟产生。缸内气温的升高缩短了主放射的着火延迟期，降低主放射预混合熄灭，从而实现低噪声。预放射先于主放射且与主喷的间隔时间很短，可以降低NOx和熄灭噪声。过大的预放射和间隔时间，会呵斥炭烟的添加，所以预放射与主喷尽能够接近。后喷指在主喷完成后比较接近主喷所进展的放射，可以促进分散熄灭，降低在分散熄灭期间所生成的炭烟。随着后喷向主喷接近，炭烟得以降低，但NOx排放略有恶化。次后喷相对于主喷有较大次后角，使排气温度升高，激活催化器，降低NOx或其他有害排放物。还可以作为复原NOx所需的碳氢化合物，促进NOx的分解。随着次后放射的延迟，催化复原成分得以加强，但过渡延迟，会使燃料附着在气缸壁上，使柴油机的燃油经济性降低。信息搜集2引导问题4柴油机排放系统是怎样的？2.柴油机排气再循环控制排气再循环(EGR)是降低柴油机NO排放的有效方法。自然吸气柴油机所用的EGR系统与汽油机类似。由于进、排气之间有足够的压力差，EGR的控制比较容易。但在排放废气中有微粒，能够引起气缸活塞组和进气门的磨损，硫酸盐也能够引起腐蚀。为减小这种影响，要尽能够降低微粒排放，选用优质光滑油和低硫柴油。图4-21为一增压中冷柴油机EGR系统表示图。EGR的任务过程根本与汽油机一致。在现代增压柴油机中，由于涡轮增压器效率的提高，增压器后的压力在很多工况下会高于增压器前的排气压力，呵斥EGR任务困难或无法获得足够高的EGR率。信息搜集2引导问题4柴油机排放系统是怎样的？采用以下措施可处理上述问题：①在EGR阀前加一个排气脉冲阀，利用排气脉冲加大EGR量；②用节流阀对进气进展节流，可降低柴油机前的进气压力，可使EGR率提高。但会添加柴油机的泵气损失，降低燃油经济性；③在进气系统中，装一个文丘里管，可以提高EGR的有效压差，扩展EGR率的可调范围。由于文丘里管喉口的压降，在喉口下游可得到部分的恢复，压力损失可以减小，调理文丘里管的旁通阀，可改动EGR的有效压差；④用专门的EGR泵强迫进展EGR，具有最大的灵敏性。由于EGR泵的流量要求很大，可用涡轮增压器驱动一个外加的小气泵来实现；⑤采用可变喷嘴增压器VNT，柴油机大负荷时，可以经过减小涡轮喷嘴流通面积来提高排气压力，进而增大大负荷领域的EGR率。把再循环的排气加以冷却，可使进入缸内的新颖空气的损失减少，从而防止了大负荷燃油经济性和排气烟度的恶化。EGR冷却器可以用柴油机的冷却液冷却，也可采用空气直接冷却。信息搜集2引导问题4柴油机排放系统是怎样的？信息搜集2引导问题4柴油机排放系统是怎样的？3.柴油机排气的催化转化〔1〕氧化催化随着排放法规要求的提高，柴油机的CO，HC也需求处置。柴油机氧化催化器和汽油机氧化催化器根本一样，蜂窝陶瓷载体上有R等贵金属作为氧化剂，可将排气中的CO，HC氧化为C02和H20，部分NO被氧化成N02。〔2〕复原催化由于机内净化控制不能完全净化NOx排放，所以NOx机外净化技术主要是催化转化技术，有吸附催化复原法、选择性非催化复原、选择性催化复原和等离子辅助催化复原等。其中选择性催化复原法称为SCR，SCR转化器催化作器具有很强的选择性：NOx的复原反响被加速，复原剂的氧化反响遭到抑制。复原剂可用各种氨类物质，包括氨气(NH3)、氨水和尿素等。也可以运用HC作为复原剂。催化剂普通用V205-Ti02、Ag-Al203。运用SCR降低NOx要求柴油含硫量越低越好，防止硫化物堆积在催化剂外表上使其失活。信息搜集2引导问题4柴油机排放系统是怎样的？4.柴油机微粒排放净化方法颗粒是柴油机排放的突出问题。对车用柴油机排气微粒的处置，主要采用颗粒捕集器(DPF)(图4-22)。颗粒捕集器过滤体的滤芯由多孔陶瓷制造，具有较高的过滤效率。排气穿过多孔陶瓷滤芯进入排气管，颗粒那么滞留在滤芯上。捕集器任务一段时间后，需及时去除积存在滤芯上的颗粒，以恢复过滤体的任务才干和减小排气阻力。为此，常在过滤体入口处设置一个熄灭器，经过喷油器向熄灭器内喷入少量燃油，并供入二次空气，利用火花塞或电热塞将其点燃，将滞留在滤芯上的颗粒烧掉。催化再生技术是一种延续再生的方法(CRT)；将催化器与捕集器集成一整体，在过滤体的外表浸渍催化剂，此时，颗粒捕集器对颗粒的捕集与过滤体的再生同时进展。柴油机排出的废气首先经过一个氧化催化器，在CO和HC被净化的同时，NO被氧化成NO2。NO2本身是化学活性很强的氧化剂，在DPF中，NO2与颗粒进展氧化反响：NO2+C→CO+NO，以碳为主要成分的颗粒变成CO，NO气态排出，大大降低了颗粒排放(图4-23)。信息搜集2引导问题4柴油机排放系统是怎样的？信息搜集2引导问题4柴油机排放系统是怎样的？现代柴油机的排气后处置要求越来越严厉，常采用多种方式组合的方式。一些发动机采用四元净化方法，如图4-24所示。第一级为氧化催化器，主要将CO和HC氧化为CO2和H20，部分NO被氧化成NO2；第二级为延续再生捕集器(CRT)，完成对颗粒的捕集和过滤体再生；第三级为选择性催化复原(SCR)转化器，将复原剂氨或尿素喷入废气流，使NOx复原为N2；第四级为二级氧化催化器，去除废气中夹带的氨。检查丈量3引导问题5如何检查排气系统背压？

①断开蓄电池负极电缆(图4-25)。②断开加热型氧传感器线束衔接器〔图4-26〕。检查丈量3引导问题5如何检查排气系统背压？

③拆下前加热型氧传感器〔图4-27〕。④将排气背压表安装到加热型氧传感器的位置中〔图4-28〕。检查丈量3引导问题5如何检查排气系统背压？

⑤接通蓄电池负极，启动发动机。⑥将发动机转速提高至2000转/分〔图4-29〕，并进展监测。⑦察看量表上的排气系统背压读数〔图4-30〕。留意：排气系统背压不得大于14kPa。假设超越14kPa那么有能够存在排气管损坏、堵塞等缺点。检查丈量3引导问题5如何检查排气系统背压？

⑧封锁发动机，并将点火开关置于锁定位置。⑨拆下排气背压表。⑩安装加热型氧传感器。反复运用加热型氧传感器时，在螺纹上涂抹螺纹胶，如图4-31所示。11拆下后加热型氧传感器〔图4-32〕。检查丈量3引导问题5如何检查排气系统背压？

12将排气背压表安装到后加热型氧传感器的位置中。13启动发动机。14将发动机转速提高至2000转/分，并进展监测。15察看量表上的排气系统背压读数。16拆下排气背压表。17安装后加热型氧传感器。义务虚施4

〔一〕任务预备①实训车辆进入工位前，将工位清理干净；②预备好相关工具设备并摆放在工具车中；③将实训车辆停放在在工位上；④预备好相关的资料备查。〔二〕作业平安①穿好任务服和任务鞋；②去除手上佩戴的首饰、手表和挂件。义务虚施4

引导问题6如何检修排气系统堵塞？1.检查排气系统背压假设在前加热型氧传感器检查排气系统背压的时候，读数没有超越规范值那么运用缺点诊断仪去除缺点码，试车检查；多读数超越了规范值那么进一步在后加热型氧传感器检查排气系统背压。此时，假设读数没有超越规范值那么改换催化转化器；假设读数超越规范值那么进展第2步，检查排气系统。2.检查排气系统检查排气系统能否存在排气管损坏、排气管里有碎屑、消音器或谐振器内部缺点和两层排气管分别的情况。义务虚施4

引导问题6如何检修排气系统堵塞？3.改换催化转化器〔1〕拆下催化转化器隔热罩①翻开发动机舱盖，安装翼子板布和前格珊布。②断开蓄电池负极电缆〔图4-33〕。③断开加热型氧传感器线束插头〔图4-34〕。义务虚施4

引导问题6如何检修排气系统堵塞？④拆下机油尺套管〔图4-35〕。⑤拆下线束托架螺栓和线束托架。⑥拆下两个排气歧管隔热罩螺栓。⑦拆下排气歧管隔热罩〔图4-36〕。义务虚施4

引导问题6如何检修排气系统堵塞？〔2〕拆下催化转化器①按照顺序先后拆下催化转化器至挠性排气管螺母、催化转化器至挠性排气管衬垫〔图4-37〕。②按照顺序先后拆下排气歧管撑杆螺栓和加热型氧传感器。义务虚施4

引导问题6如何检修排气系统堵塞？③按照顺序先后拆下催化转化器至气缸盖螺母和催化转化器至气缸盖衬垫。④取下催化转化器。〔3〕安装新的催化转化器和催化转化器隔热罩，其力矩要求如表4-1所示。义务虚施4

引导问题7如何检查排气系统走漏？排气系统走漏会在走漏的区域出现污点。把手接近可疑的区域可以觉得到走漏。走漏会产生爆裂声或者嘶嘶声。①将车辆举升至高位。②检查排气歧管至排气管、法兰、管道卡箍衔接处存在排气能否走漏〔图4-38〕。③检查排气歧管至气缸盖、排气管至排气歧管、催化转化器接头、与排气歧管或气缸盖相连的氧传感器和真空管密封件或衬垫能否走漏〔图4-39〕。④检查排气歧管能否开裂或断开。假设存在那么改换排气歧管。义务虚施4

引导问题7如何检查排气系统走漏？留意：为防止被烫伤，在排气系统很烫时