第10章进排气系统及排气净化装置.ppt
《第10章进排气系统及排气净化装置.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第10章进排气系统及排气净化装置.ppt(69页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第第10章进排气系统及排气净化装置章进排气系统及排气净化装置10.1进排气系统的功用进排气系统的功用10.2进气系统进气系统10.3排气系统排气系统10.4发动机增压和增压器发动机增压和增压器10.1进排气系统的功用进排气系统的功用 进排气系统的主要功用是把尽可能多而清洁的新鲜充量进排气系统的主要功用是把尽可能多而清洁的新鲜充量(空气空气与燃油的混合气或纯净的空气与燃油的混合气或纯净的空气)或废气迅速地导入或导出汽缸,主或废气迅速地导入或导出汽缸,主要由空气滤清器、进气管、排气管、消声器、废气净化装置和增要由空气滤清器、进气管、排气管、消声器、废气净化装置和增压装置、气道等组成。压装置、气道等
2、组成。进气系统的功用是尽可能多地和尽可能均匀地向各汽缸供给空进气系统的功用是尽可能多地和尽可能均匀地向各汽缸供给空气与燃油的混合气或纯净的空气。一般进气系统主要由空气滤清气与燃油的混合气或纯净的空气。一般进气系统主要由空气滤清器和进气歧管组成器和进气歧管组成(如如图图10-1所示所示),在燃油喷射式发动机中,进气,在燃油喷射式发动机中,进气系统还包括空气流量计或进气管压力传感器,以便对进入汽缸的系统还包括空气流量计或进气管压力传感器,以便对进入汽缸的空气量进行计量。空气量进行计量。排气系统的功用是以尽可能小的排气阻力和噪声,将汽缸内的排气系统的功用是以尽可能小的排气阻力和噪声,将汽缸内的废气排
3、到大气中。排气系统主要由排气歧管、排气管和排气消声废气排到大气中。排气系统主要由排气歧管、排气管和排气消声器等组成器等组成(如如图图10-1所示所示),在汽油喷射式发动机中还包括三元催化,在汽油喷射式发动机中还包括三元催化净化器。净化器。返回10.2进气系统进气系统 进气系统进气系统(如如图图10-2所示所示)主要包括空气滤清器和进气岐管,主要包括空气滤清器和进气岐管,有的发动机上还装有进气预热装置、可变进气系统、空气计量装有的发动机上还装有进气预热装置、可变进气系统、空气计量装置置(电喷式发动机电喷式发动机)等等(如如图图10-3所示所示)。10.2.1空气滤清器空气滤清器1.空气滤清器的功
4、能空气滤清器的功能 空气滤清器空气滤清器(如如图图10-4所示所示)外形较大,壳体呈盆形,装在汽油外形较大,壳体呈盆形,装在汽油喷射装置的空气进口。喷射装置的空气进口。空气滤清器的作用空气滤清器的作用(如如图图10-5所示所示)是滤除空气中的硬质灰尘是滤除空气中的硬质灰尘颗粒,减轻灰尘造成发动机缸套、活塞组件、气门组件、轴承副颗粒,减轻灰尘造成发动机缸套、活塞组件、气门组件、轴承副等主要零部件的磨损及发动机润滑油的污染,延长发动机的使用等主要零部件的磨损及发动机润滑油的污染,延长发动机的使用寿命。空气滤清器还能抑制内燃机的进气噪声。寿命。空气滤清器还能抑制内燃机的进气噪声。下一页返回10.2进
5、气系统进气系统 2.空气滤清器的原理空气滤清器的原理 空气滤清器过滤的原理分为以下二类。空气滤清器过滤的原理分为以下二类。(1)惯性式惯性式 利用灰尘比重比空气大的特点,在空气流过时使之急速旋转利用灰尘比重比空气大的特点,在空气流过时使之急速旋转或改变方向,在离心力或惯性力的作用下将尘土与杂质甩到外围或改变方向,在离心力或惯性力的作用下将尘土与杂质甩到外围与空气分离,对滤清空气中较大的颗粒特别有效,其滤清效率为与空气分离,对滤清空气中较大的颗粒特别有效,其滤清效率为50%60%常用作多尘土地区工作的内燃机上的空气粗滤器,但不常用作多尘土地区工作的内燃机上的空气粗滤器,但不能单独使用。能单独使用
6、。上一页下一页返回10.2进气系统进气系统 (2)过滤式过滤式 引导气流通过带有细小孔隙的滤芯,把尘土与杂质挡在外面。引导气流通过带有细小孔隙的滤芯,把尘土与杂质挡在外面。纸滤芯空气滤清器有质量轻、成本低和滤清效果好等优点,广泛纸滤芯空气滤清器有质量轻、成本低和滤清效果好等优点,广泛应用于汽车发动机上。应用于汽车发动机上。(3)油浴式油浴式 利用油浴把空气流在转折时甩出的尘土与杂质粘住。油浴式空利用油浴把空气流在转折时甩出的尘土与杂质粘住。油浴式空气滤清器综合了惯性式和过滤式两种滤清原理,其滤清效率达气滤清器综合了惯性式和过滤式两种滤清原理,其滤清效率达95%97%上一页下一页返回10.2进气
7、系统进气系统 3.空气滤清器的结构空气滤清器的结构 (1)简单的干式纸质空气滤清器简单的干式纸质空气滤清器 图图10-8是小轿车上普遍使用的干式滤清器,由空气滤清器外壳、是小轿车上普遍使用的干式滤清器,由空气滤清器外壳、滤芯、滤清器盖等组成。滤芯由经过树脂浸渍的、折叠成波褶状滤芯、滤清器盖等组成。滤芯由经过树脂浸渍的、折叠成波褶状经防火处理的微孔滤纸做成,可以经受经防火处理的微孔滤纸做成,可以经受10 kPa的气压和的气压和140的高的高温,滤清效率可达温,滤清效率可达99.5。纸质干式空气滤清器特点是重量轻、高度。纸质干式空气滤清器特点是重量轻、高度小、成本低、使用方便、滤清效果好。其缺点是
8、容尘能力小、寿小、成本低、使用方便、滤清效果好。其缺点是容尘能力小、寿命较短,一般每行驶命较短,一般每行驶6 0008 000 km要清理滤芯一次,每行驶要清理滤芯一次,每行驶24 000 km必须更换滤芯。纸质干式空气滤清器对油类的污染十分敏必须更换滤芯。纸质干式空气滤清器对油类的污染十分敏感,一旦被油液浸润,滤清阻力急剧增大。因此,纸质空气滤清感,一旦被油液浸润,滤清阻力急剧增大。因此,纸质空气滤清器使用、保养时,切忌接触油液。器使用、保养时,切忌接触油液。上一页下一页返回10.2进气系统进气系统(2)惯性一纸质空气滤清器惯性一纸质空气滤清器 为提高空气滤清效果与延长纸质空气滤清器的使用时
9、间,为提高空气滤清效果与延长纸质空气滤清器的使用时间,常常采用复合式的空气滤清器。常常采用复合式的空气滤清器。图图10-9是大客车和载重车上使用是大客车和载重车上使用的惯性一纸质空气滤清器。滤清器由以下组件构成。的惯性一纸质空气滤清器。滤清器由以下组件构成。旋流片旋流片(叶片环叶片环)集尘室集尘室 主滤芯和安全滤芯主滤芯和安全滤芯 堵塞指示器堵塞指示器 防雨帽防雨帽上一页下一页返回10.2进气系统进气系统(3)油浴式空气滤清器油浴式空气滤清器 油浴式空气滤清器由滤清器体、金属滤芯、油池、中心管和滤油浴式空气滤清器由滤清器体、金属滤芯、油池、中心管和滤清器盖等组成清器盖等组成(如如图图10-10
10、所示所示)。金属滤芯装在滤清器体的内壁和。金属滤芯装在滤清器体的内壁和中心管之间,滤清器体的底部为油盘,内盛一定数量的机油。中心管之间,滤清器体的底部为油盘,内盛一定数量的机油。10.2.2进气歧管进气歧管 1.进气歧管结构进气歧管结构 对节气门体喷射式对节气门体喷射式(单点喷射单点喷射)发动机,进气歧管是指节气门体发动机,进气歧管是指节气门体和汽缸盖之间的进气管,负责将混合气分配到各汽缸进气道和汽缸盖之间的进气管,负责将混合气分配到各汽缸进气道(如如图图10-11所示所示)。对多点喷射式发动机。对多点喷射式发动机(如如图图10-12所示所示)或柴油机,进或柴油机,进气歧管气歧管(如如图图10
11、-13所示所示)是指汽缸盖进气道口之前的进气管,只是是指汽缸盖进气道口之前的进气管,只是将新鲜空气分配到各个汽缸的进气道,经过进气门流入汽缸。将新鲜空气分配到各个汽缸的进气道,经过进气门流入汽缸。上一页下一页返回10.2进气系统进气系统 2.进排气歧管布置进排气歧管布置 在直列式多缸发动机上,进排气歧管有多种排列方法。一是在直列式多缸发动机上,进排气歧管有多种排列方法。一是部分汽缸使用单独的进气管部分汽缸使用单独的进气管(如如图图10-14所示所示);一是每一对相邻两缸一是每一对相邻两缸共用一条进气管,而每缸使用单独的排气管共用一条进气管,而每缸使用单独的排气管(如如图图10-15所示所示),
12、这,这样可使进气歧管制造简化,有利于排气的散热,以降低进气歧管样可使进气歧管制造简化,有利于排气的散热,以降低进气歧管附近的温度附近的温度;二是每缸都单独使用一条进气管二是每缸都单独使用一条进气管(如如图图10-16所示所示),这,这样可以减弱相互之间的影响,有利于改善混合气分配的均匀性。样可以减弱相互之间的影响,有利于改善混合气分配的均匀性。有的发动机将进排气歧管分装在两侧,其目的是避免热机时废气有的发动机将进排气歧管分装在两侧,其目的是避免热机时废气对进气歧管加热,以提高发动机的进气量,改善动力性。对进气歧管加热,以提高发动机的进气量,改善动力性。上一页下一页返回10.2进气系统进气系统3
13、.进气预热进气预热 对单点喷射发动机,进气歧管要采取预热措施,以促进燃油蒸对单点喷射发动机,进气歧管要采取预热措施,以促进燃油蒸发,改善各缸混合气形成及各缸混合气分配的均匀性。发,改善各缸混合气形成及各缸混合气分配的均匀性。(1)进气歧管加热进气歧管加热 早期的汽油机只是将进气管与排气管放在同一侧,利用排气管早期的汽油机只是将进气管与排气管放在同一侧,利用排气管的热辐射加热进气管,预热效果不是很好,且影响充气效率的热辐射加热进气管,预热效果不是很好,且影响充气效率(如如图图10-17所示所示)。(2)高温废气加热高温废气加热 用预热阀控制,利用废气热量加热进气管。通过一个预热阀用预热阀控制,利
14、用废气热量加热进气管。通过一个预热阀来改变排气管流出废气的流向。需要加热时让废气绕过进气管,来改变排气管流出废气的流向。需要加热时让废气绕过进气管,对其加热。否则废气直接从排气管排出对其加热。否则废气直接从排气管排出(如如图图10-18所示所示)。上一页下一页返回10.2进气系统进气系统(3)冷却液预热冷却液预热 在进气管上设有水套,进水管与发动机冷却水套或水泵出水管在进气管上设有水套,进水管与发动机冷却水套或水泵出水管相连,排水管则单独流回到水泵入口处相连,排水管则单独流回到水泵入口处(如如图图10-19所示所示)。(4)恒温进气装置恒温进气装置 在干式或湿式空气滤清器的基础上增设了一套引入
15、排气管周围在干式或湿式空气滤清器的基础上增设了一套引入排气管周围的热空气到空气滤清器入口处,并与该处的冷空气相混合的装置的热空气到空气滤清器入口处,并与该处的冷空气相混合的装置(如如图图10-20所示所示)。上一页下一页返回10.2进气系统进气系统 4.可变进气歧管可变进气歧管 进气门迟闭可利用气流的惯性效应多进气,提高充气效率,进气门迟闭可利用气流的惯性效应多进气,提高充气效率,增加发动机扭矩。气流惯性效应与发动机转速、进气管长度、直增加发动机扭矩。气流惯性效应与发动机转速、进气管长度、直径等有关。为在高、低转速的宽广范围内充分利用进气惯性效应,径等有关。为在高、低转速的宽广范围内充分利用进
16、气惯性效应,并缩小高低速时进气速度的差别,改善发动机动力性和经济性,并缩小高低速时进气速度的差别,改善发动机动力性和经济性,尤其中低速和中小负荷下的动力性和经济性,现代先进的发动机尤其中低速和中小负荷下的动力性和经济性,现代先进的发动机上己开始采用可变进气歧管技术。高速时,气流速度快,采用短上己开始采用可变进气歧管技术。高速时,气流速度快,采用短而粗的进气歧管,中、低速时采用细而长的进气歧管。而粗的进气歧管,中、低速时采用细而长的进气歧管。上一页下一页返回10.2进气系统进气系统(1)可变长度进气歧管可变长度进气歧管 图图10-22为一种能根据发动机转速而自动改变进气歧管有效长为一种能根据发动
17、机转速而自动改变进气歧管有效长度的进气控制系统。低速时,转换阀度的进气控制系统。低速时,转换阀3关闭,空气经细而长的弯管关闭,空气经细而长的弯管进入汽缸,提高了进气速度,增加惯性效应,使气量增多进入汽缸,提高了进气速度,增加惯性效应,使气量增多;高速时,高速时,转换阀转换阀(旋转阀旋转阀)开启,空气直接经短而粗的管子进入汽缸,阻力开启,空气直接经短而粗的管子进入汽缸,阻力小,使进气量增多小,使进气量增多(如如图图10-23所示所示)。转换阀。转换阀(旋转阀旋转阀)由发动机电由发动机电子控制单元根据发动机转速来控制。子控制单元根据发动机转速来控制。上一页下一页返回10.2进气系统进气系统(5)可
18、变截面进气歧管可变截面进气歧管 图图10-24为一种能根据发动机转速而自动改变进气歧管有效截为一种能根据发动机转速而自动改变进气歧管有效截面的进气控制系统。四气门发动机上,两个进气门各有一个进气面的进气控制系统。四气门发动机上,两个进气门各有一个进气歧管,其中一个进气歧管中装有进气转换阀。低转速时,转换阀歧管,其中一个进气歧管中装有进气转换阀。低转速时,转换阀关闭一个进气通道,只利用一个进气通道,进气歧管截面积较小关闭一个进气通道,只利用一个进气通道,进气歧管截面积较小;高转速时,转换阀开启,两条通道同时工作,进气歧管截面积变高转速时,转换阀开启,两条通道同时工作,进气歧管截面积变大大(如如图
19、图10-25所示所示)。上一页返回10.3排气系统排气系统10.3.1排气管排气管 排气管由排气歧管和排气总管组成。排气歧管是连接排气道排气管由排气歧管和排气总管组成。排气歧管是连接排气道与排气总管的部分,一般由铸铁或不锈钢制成。直列式发动机有与排气总管的部分,一般由铸铁或不锈钢制成。直列式发动机有一个排气歧管,一个排气歧管,v型发动机可有两个排气歧管,这两个排气歧管多型发动机可有两个排气歧管,这两个排气歧管多数由一根义形管连到一个排气总管上,称为单排气系统。有些数由一根义形管连到一个排气总管上,称为单排气系统。有些V型型发动机两个排气歧管各自连接一根排气管,称为双排气系统发动机两个排气歧管各
20、自连接一根排气管,称为双排气系统(如如图图10-26所示所示)。10.3.2消声器消声器 发动机排出的废气温度和压力较高,具有相当的能量,直接发动机排出的废气温度和压力较高,具有相当的能量,直接排入大气,就会产生强烈的爆破声。且易带有火焰或火星。因此,排入大气,就会产生强烈的爆破声。且易带有火焰或火星。因此,发动机排气管内都装有消声器发动机排气管内都装有消声器(如如图图10-27所示所示),以降低噪声,消,以降低噪声,消除废气中的火焰或火星。除废气中的火焰或火星。下一页返回10.3排气系统排气系统10.3.3排气净化装置排气净化装置 汽油机主要有害排放物是汽油机主要有害排放物是CO,HC和和N
21、 Ox,柴油机主要有害排放柴油机主要有害排放物主要是物主要是NO二和微粒。二和微粒。CO是不完全燃烧产物,是在低温缺氧时形成的。是不完全燃烧产物,是在低温缺氧时形成的。HC是未燃和未完全燃烧的燃油和机油蒸汽,来源于排气管废是未燃和未完全燃烧的燃油和机油蒸汽,来源于排气管废气、曲轴箱通风和燃料系统燃油蒸汽气、曲轴箱通风和燃料系统燃油蒸汽;发动机在低温启动、怠速运发动机在低温启动、怠速运转时会产生大量的转时会产生大量的CO和和HC 上一页下一页返回10.3排气系统排气系统 安装在发动机外部的排气净化装置,主要有废气再循环系统安装在发动机外部的排气净化装置,主要有废气再循环系统(EGR)、二次空气喷
22、射系统、三元催化转换器、燃油蒸发控制系统、二次空气喷射系统、三元催化转换器、燃油蒸发控制系统、柴油机微粒过滤器、恒温进气空气滤清器及曲轴箱通风等。柴油机微粒过滤器、恒温进气空气滤清器及曲轴箱通风等。1.废气再循环废气再循环 废气再循环废气再循环(EGR)是将部分废气从排气管直接引入进气管,与是将部分废气从排气管直接引入进气管,与新鲜混合气一道进入燃烧室,降低燃烧温度,抑制新鲜混合气一道进入燃烧室,降低燃烧温度,抑制N Ox生成的一生成的一种方法种方法(如如图图10-30所示所示)。但废气再循环使发动机有效功率下降、。但废气再循环使发动机有效功率下降、经济性变差。所以,再循环的废气量应随工况而定
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 10 排气 系统 净化 装置
限制150内