发动机进排气系统

汽车构造教案

空气滤清分为三种基本的滤清方法：

空气滤清器有惯性式、油浴式、过滤式三类。

惯性式是利用空气中所含尘土与杂质密度比空气大的特点，在空气吸入气缸的途径中使其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而与空气分离；

油浴式它利用油浴把空气流在转折时甩出的尘土与杂质粘住，避免二次尘土与杂质吸入；

过滤式是引导气流通过带有细小孔的滤芯把尘土与杂质挡在滤芯外面，如纸质滤芯，金属丝滤芯．纤维，多孔瓷等。

惯性式空气滤清器以惯性原理构成的旋流器，它对清除空气中较大颗粒的尘土特别有效，其滤清效率约50％一60％，常用作多尘土地区工作的车用燃机上的空气粗滤器。

油浴式原理构成的油浴式空气滤清器，综合了惯性式和过滤式两种滤清原理，其滤清效率达95％~97％；

过滤式原理构成的纸质等空气滤清器，是在汽车，特别是在小轿车上用得十分广泛的一种，其滤清效率可达99．5％以上，且性能稳定。

纸质空气滤清器在标准含尘条件下正常使用寿命为2一5万千米。

二、进气管

1．进气管是连接空气滤清器和气缸盖进气道之间的管子。在汽油机上，有时把化油器或电子喷射节气门阀体与气缸盖进气道间的管子称为进气管。

进气管，特别是自然吸气车用高速燃机进气管，对燃机的油耗、功率、扭矩、排放等有重要。

2．分类：因而出现多种结构型式。大致可归结为：简单进气管、共振式进气管和带谐振腔的进气管三种(图6—13)。

简单进气管常用在车用柴油机和前几年的汽油机上，这种进气管结构简单，但

由于进入各气缸的气流阻力、路程长短和气流方向、速度的差异，致使各气缸进气不均匀。在电控喷射汽油机上由于喷油器直接在进气门附近喷射汽油，喷射的油雾颗粒细小，进气管无需采取预热措施。

共振式进气管较细长，与各气缸相连的各个管于长度大体一致，能很好的匹配。共振式进气管与各气缸单独连接，可利用进气气流的脉动效应以增强进气效果。进气效果的强弱取决于进气管长度，直径和燃机转速。

带谐振腔的进气管如图5－2c所示，有一个容积较大的谐振腔和无需过长的进气管，就可得到较低的谐振频率。它与共振式进气管的区别在于其谐振频率不必与进气冲程频率相同(或整数倍)，但与谐振腔相连的各个短的进气管间的进气间隔必须相等。改变谐振腔的容积，可调节燃机的最大扭矩和相应的转速，但不可能在燃机整个转速围增加扭矩。带谐振腔的进气管还能降低进气噪声。

5.2.2排气消声器

1．组成;

排气系统常由排气歧管、排气总管、催化反应器、排气消声器、排气尾管等组成。

目前在轿车上流行的排气消声器(图5—4)由前消声器2，中消声器4和后消声器6以及连接管等组成，并焊接成一个整体，以保持消声器的坚固性。

2．消音器原理：

前消声器采用谐振原理(图5－4a)．由三个大小不同的谐振室，彼此由穿孔管8贯通。穿孔管、隔板和断面的突变是谐振室的基本声学元件，它们作为声源的发射体．彼此间利用声波的相互干涉和在谐振室传播的声波又向这些声源反射，从而达到消声的效果。谐振器对抑制低频声波特别有效。中消声器采用谐振器和吸声原理(图5－4b)。两室之间为突然膨胀，从反射孔流出的气体再在穿孔管中折返后排出。采用吸声原理的后消声器(图5—4c)，在穿孔管外面装填了吸声材料。轿车和载货汽车排气消声器的总容积分别相当于燃机排量的4~10倍和3~8倍燃机排

量和排气消声器型式而不同。

5.2.3排气的净化装置

1.排气系统中的主要有害物质：

汽车的排放有害物质主要是HC、CO、NO x。在有害物中，从发动机排气管排出的废气中有HC(约占总HC量的55％)、CO、NO x等。从曲轴箱的窜气中有HC(约占25％)，从油箱和化油浮子室蒸发的HC(约占20％)。

2.在净化排放有害物的方法

主要采用机净化处理和机外净化两种方法处理。

机净化处理方法主要是从改善燃料的雾化、蒸发、混合及分配以改善燃烧层进气稀薄燃烧等。

机外净化采用催化反应器净化排放有害物，催化反应器是采用面容比很大的载体表面上的催化剂作为触媒介质，像滤清器那样通过排气将有害成分CO、HC和NO x进行反应而转化为无害的CO2、H2O的一种净化器装置。

3.排气催化反应器的种类：

排气催化反应器可分为两种，即还原型催化反应器和氧化型催化反应器。

催化反废器分为濒粘型的触媒反应器和锭钵型的触媒反应器(图6—33)。它们是在氧化铝的颗粒(多孔件)表面镀上铂、铑等催化剂或者在格状的氧化铝上镀上催化剂(整体型)。

4。催化器的材料：

国外所使用的催化剂均系贵重金届，净化率高，寿命长但成本高。因此一般使用在对排放控制很严的国家。通常在排气温度为150ºC时催化剂便起作用。若温度过高就会影响净化器的寿命和效果。因此，在反应器中部装有温度传感器，当温度达到危险温度时(930ºC)可发出报警信号并使旁通阀自动开启，使高温度气体经催化反应器而直接流入排气消声器。

国以瓷(多孔)作骨架，用氧化铝溶胶浸泡在骨架上经烧结而成，以稀土金属作催化剂的净化装置。其净化率达80％~90％，寿命达50000km以上。催化反应器要使用无铅汽油．因排气中的铅化物会堵塞载体和覆盖催化剂表面而使活性下降。

5．废气再循环装置（EGR）

作用：

废气再循环装置（EGR）主要用于净化NO x，是利用废气中的—部分(5％~20％)再引入进气管到气缸。由于废气中含有H2O、CO2，使混合气热容量提高，从而使燃烧最高温度下降，NO x排出浓度减少。

一般当α＝1左右，废气循环量为20％时，NO x可下降60％~70％，但油耗增

加3％。一般再循环废气量不应越过20％，这种办法在美国使用较多。废组成：

气再循环系统装置由EGR阀、EGT调制阀、延迟阀、三向螺线管等组成，如图5－6所示。它是利用水温传感器感知进气管或散热器水温来控制三向螺线管通电的开、闭，以控制负压通路。

当进气管水温在68ºC以上和散热器的水温在17ºC以上时，螺线管的通电关闭，节气门上的负压通道开通，然后再由EGT调制阀来控制EGR阀。如图5－7所示。当排气管背压P′增加或通向EGT调制阀的No.2管的负压作用时，空气(新气)泄漏通道被关闭，负压仅通过No.1管进入，No.3管流出，再通过延迟阀使负压平滑，最后作用于EGT阀的膜片上面的空间，当此负压克服弹簧的压力时．EGR阀开启、废气便从排气管，通过开启的EGR阀开启进入进气管。

当GER阀开启时．若P′变小(小负荷、低速、怠速等)，这时空气泄漏阀开启，从NO管来的负压由于泄漏到大气中，这时EGR阀关闭，停止工作。总之，它是通过排压来控制与吸气空气量成比例的EGR阀。