第5章发动机之进排气系统汇编
合集下载
(完整版)汽车发动机的进排气系统
第五章 发动机进排气系统
主要内容
进排气系统的组成 EGR 废气再循环 涡轮增压
5.Байду номын сангаас概述
作用：
在内燃机工作循环时，不断地将新鲜空气或可 燃混合气送入燃烧室，将燃烧室的废气排放到大 气中，保证内燃机连续运转。
组成：
空气滤清器、进气管、排气管、排气消音器
一、空气滤清器
1、功用：
清除流向化油器的空气中所含的尘土和沙粒， 以减少气缸、活塞和活塞环的磨损。
共振式进气管
进气管细长与各缸连接长度大体一致能很好的匹配，利用进气流 的脉动效应增强进气效果。
带谐振腔进气管
能改变谐振腔的容积，可以调节内燃机的最大扭矩和 相应的转数范围 降低噪声
捷达进气管实物图
捷达排气管实物图
三、排气消声器
功用： 减少噪声和消除废气中的火焰及火星。 原理： 1)多次地变动气流方向； 2)重复地使气流通过收缩而又扩大的断面； 3)将气流分割为很多小的支流并沿着不平滑的平
面流动 4)将气流冷却。
排气管
排气的净化装置
催化反应器
EGR 闭是曲轴箱强制通风系统 进气恒温控制原理
排气净化装置
作用：
除去 HC CO NOx (HC一半串入曲轴箱) 方法：
1.机内净化 2.机外净化
三元催化 EGR
三元催化器
• 三元催化器串接在排气歧管和和消声器之间, 氧传感器之 后.
废气涡轮增压利用废气能量直接压缩空气，提高内燃机的 功率。废气涡轮增压器由压气机、涡轮和中间体三部分组 成。中间体内有轴承、密封、润滑油路和冷却腔等。采用 浮动轴承，降低轴与轴承间的相对速度。带放气阀的涡轮 增压系统对改善柴油机的加速性和低速扭矩特性有良好效 果。
主要内容
进排气系统的组成 EGR 废气再循环 涡轮增压
5.Байду номын сангаас概述
作用：
在内燃机工作循环时，不断地将新鲜空气或可 燃混合气送入燃烧室，将燃烧室的废气排放到大 气中，保证内燃机连续运转。
组成：
空气滤清器、进气管、排气管、排气消音器
一、空气滤清器
1、功用：
清除流向化油器的空气中所含的尘土和沙粒， 以减少气缸、活塞和活塞环的磨损。
共振式进气管
进气管细长与各缸连接长度大体一致能很好的匹配，利用进气流 的脉动效应增强进气效果。
带谐振腔进气管
能改变谐振腔的容积，可以调节内燃机的最大扭矩和 相应的转数范围 降低噪声
捷达进气管实物图
捷达排气管实物图
三、排气消声器
功用： 减少噪声和消除废气中的火焰及火星。 原理： 1)多次地变动气流方向； 2)重复地使气流通过收缩而又扩大的断面； 3)将气流分割为很多小的支流并沿着不平滑的平
面流动 4)将气流冷却。
排气管
排气的净化装置
催化反应器
EGR 闭是曲轴箱强制通风系统 进气恒温控制原理
排气净化装置
作用：
除去 HC CO NOx (HC一半串入曲轴箱) 方法：
1.机内净化 2.机外净化
三元催化 EGR
三元催化器
• 三元催化器串接在排气歧管和和消声器之间, 氧传感器之 后.
废气涡轮增压利用废气能量直接压缩空气，提高内燃机的 功率。废气涡轮增压器由压气机、涡轮和中间体三部分组 成。中间体内有轴承、密封、润滑油路和冷却腔等。采用 浮动轴承，降低轴与轴承间的相对速度。带放气阀的涡轮 增压系统对改善柴油机的加速性和低速扭矩特性有良好效 果。
发动机的进、排气系统
1、发动机控制单元
汽油发动机 – 发 动机中小负荷时 将一定量的废气 引入燃烧室参与 燃烧，怠速、全 负荷时不起作用。
2、废气再循环阀（电磁）
3、废气再循环阀（机械） 4、空气流量计 5、尾气净化装置 柴油发动机 – 发动机怠 速、中小负荷时将一定 量的废气引入燃烧室参 与燃烧，全负荷时不起 作用。
废气涡轮增压系统结构、检测、维修
废气涡轮增压系统结构、检测、维修
废气涡轮增压系统结构、检测、维修
增压控制系统功能
根据发动机进气压力的大小，控制增压装置的
工作，以达到控制进气压力、提高发动机动力性和
经济性的目的。
4、机械增压器
主要组成部分及工作原理 组成：压气转子、主
动从动齿轮、皮带轮。
4、燃油蒸发控制
功用
收集汽油箱的汽油蒸气，并 将汽油蒸气导入气缸参加 燃烧，从而防止气油蒸气 直接排出大气而防止造成 污染。同时，根据发动机 工况，控制导入气缸参加 燃烧的汽油蒸气量。
工作过程：活性碳罐吸收燃油蒸汽，通过控制单元控制碳
罐电磁阀的开启，在适合的发动机工况下将燃油蒸汽回收到 气缸内重新燃烧，减少燃油蒸发污染，提高车辆环保性能。
提高了整机的使 用动力性和经济 性。
废气涡轮增压系统
•发动机转速很高时，涡轮转速也很高，压缩空气量超出需要。 •发动机转速较低时，涡轮转速达不到所需要的转速，空气压缩不 足，发动机功率达不到要求。（增压滞后）
涡轮增压器的润滑：
转子的工作转速高达每分钟数万转至二十多万转，需要有 单独的润滑油供应管路，并为浮动轴承提供油膜支撑。
强制通风：强制通风方式，将曲轴箱内的混合气通过
连接管导向进气管的适当位置，返回气缸重新燃烧，这样 既可以减少排气污染，又提高发动机的经济性。目前车用 汽油机都采用强制性通风，汽车用柴油机也逐渐采用强制 性通风。强制性通风可分为开式和闭式两种。
2019-发动机进排气系统-文档资料
十堰职业技术学院机电工程系汽车运用技术教研室
•纸滤芯空气滤清器结构
进气导 流管
碟形螺 母
金属 网
滤芯
滤 纸
十堰职业技术学院机电工程系汽车运用技术教研室
3）离心式及复合式空气滤清器
• 多用于大型货车 上
• 湿式滤芯滤清效 率较高但需定期 更换
• 布置有能使空气 旋转的装置
十堰职业技术学院机电工程系汽车运用技术教研室
十堰职业技术学院机电工程系汽车运用技术教研室
5.1概述
进、排气系统是在内 燃机工作循环时，不 断将新鲜空气或可燃 混合气送入燃烧室， 又将燃烧后的废气排 到大气中。
十堰职业技术学院机电工程系汽车运用技术教研室
5.2进气排气系统
5.2.1 进、排气管 1.空气滤清器 功用：清除空气中所含的尘土和沙粒，
机械增压器（罗茨式压气机）
壳
•组成：转子、
体
转子轴、传动
齿轮、壳体、
后盖
•前装电磁离 合器及电磁离 合器带轮
电磁离合器
转
齿
子 十堰职业技术学院机电工程系汽车运用技术教研室
轮
•转子
曲轴经传动带、电磁离合器驱动其中的一个转子， 而另一个转子由传动齿轮带动与其同步旋转
•二叶转子
•三叶转子
十堰职业技术学院机电工程系汽车运用技术教研室
十堰职业技术学院机电工程系汽车运用技术教研室
5.3 发动机的增压
所谓的增压就是增加进入汽缸内的空气 密度。增压的最大优点是能在不加大发 动机排量就能较大幅度地提高发动机的 功率及扭力，一般而言，加装增压器后 的发动机的功率及扭矩要增大20%至 30%
十堰职业技术学院机电工程系汽车运用技术教研室
汽车概论——第5章-发动机之进排气系统
34
发动机增压类型
机械增压
与发动机容易匹配，结构紧 凑，燃油效率高
涡轮增压
经济性好，排放少噪声低，但 顺态响应差，低速加速性差
气波增压
低速转矩特性好，但体积大， 噪声高
16.10.2020
35
1.机械增压
1）齿轮增速器 驱动
增压 器
机械增压器
2）传动带及电磁 离合器驱动
电
增压
磁
器
离
合
器
齿轮
空
增速
1）可变长度进气歧管 根据发动机转速和负
荷的变化而自动改变有效长度的进气歧管 高速
转换阀
低速
节气门
转换阀控 制机构
电子控制 装置
16.10.2020
16
2）双通道可变进气岐管
中、低转速
喷油器
旋转阀
高转速
进气道
16.10.2020
17
发动机排气系统
•功用 •类型 •组成
16.10.2020
减小阻力和降低噪声，排废气 单排气系统 双排气系统 排气管（包括排气歧管、总管等） 催化转换器 排气消声器
进气管 •由曲轴经传动 带驱动气波增 压器转子，利 用排气压力波 使空气受到压 缩，以提高进 气压力
16.10.2020
转动带
排气管
气波增压器 转子
40
16.10.2020
41
4.复合增压
进气导 流管
碟形螺母
金属 网
16.10.2020
滤 纸
滤芯
9
离心式及复合式空气滤清器源自16.10.202010
空气滤清器进气导流管和谐振器
橡胶波纹 管
空气滤清 器
发动机进排气系统
（二）机外净化措施 1、二次空气喷射系统 2、催化转化器 3、强制式曲轴箱通风系统 4、汽油蒸发控制系统
十堰职业技术学院机电工程系汽车运用技术教研室
二、柴油机排气的净化
1、废气再循环系统 2、改进燃烧系统 统一式燃烧室→分隔式燃烧室 3、改进供给系 喷油正时、喷油速率、孔径与孔数、 预喷射、气流 4、改变燃料性质 天然气、添加剂、乳化油 5、进气管喷水、进气管加水汽 6、采用增压技术 7、高压共轨系统 8、柴油机微粒滤清器
十堰职业技术学院机电工程系汽车运用技术教研室
系统组成
副消声器 催化转 换器
主消声器
后排气管 排起歧 管
排气尾管
十堰职业技术学院机电工程系汽车运用技术教研室
排气歧管
材料
铸铁、 铸铁、球墨铸铁 不锈钢
形状
排气歧管应长， 排气歧管应长， 各缸歧管应相互 独立，长度相等。 独立，长度相等。
十堰职业技术学院机电工程系汽车运用技术教研室
5.2.3 排气的净化装置
发动机排气净化的方式可分为两大类： ①机内净化； ②机外净化。
十堰职业技术学院机电工程系汽车运用技术教研室
一、汽油机排气的净化
（一）机内净化措施 1、改善可燃混合气品质 a、进气自动调温装置 b、废气再循环系统 2、改善燃烧状况 3、使用低污染燃料
十堰职业技术学院机电工程系汽车运用技术教研室
十堰职业技术学院机电工程系汽车运用技术教研室
5.1概述
进、排气系统是在内 燃机工作循环时，不 断将新鲜空气或可燃 混合气送入燃烧室， 又将燃烧后的废气排 到大气中。
十堰职业技术学院机电工程系汽车运用技术教研室
5.2进气排气系统
5.2.1 进、排气管 1.空气滤清器 功用：清除空气中所含的尘土和沙粒， 以减少气缸、活塞和活塞环的磨损。
2.5发动机进排气系统
24
涡轮增压器的润滑：
转子的工作转速高达每分钟数万转至二十多万转，需要有 单独 的润滑油供应管路，并为浮动轴承提供油膜支撑。
25
叶片形式
26
浮动轴承
27
15
三元催化 器
三元催化器
16
17
18
曲轴箱强制通风装置
19
1.作用
EGR
净化NOx浓度，将部分废气引回气缸
20
进气恒温控制
21
机械增压系统
22
增压器的安装
23
废气涡轮增压系统
•发动机转速很高时，涡轮转速也很高，压缩空气量超出需要。 •发动机转速较低时，涡轮转速达不到所需要的转速，空气压缩不足，发 动机功率达不到要求。（增压滞后）
二、排气管的设计原则 1、降低排气背压，排气阻力越小越好
7
3、结 构
进气歧管
出水口
进水口
排气歧管 进气
排气
桑塔纳发动机进排气管
8
9
简单进气管 结构简单、但由于进入各缸阻力。路程长短和气流 方向，速度差异进气不均。 共振式进气管 进气管细长与各缸连接长度大体一致能很好的匹 配，利用进气流的脉动效应增强进气效果。
带谐振腔进气管
能改变谐振腔的容积，可以调节内燃机的最大扭矩和相应 的转数范围 降低噪声
10
三、排气消声 器
功用： 减少噪声和消除废气中的火焰及火星。 原理： 1)多次地变动气流方向； 2)重复地使气流通过收缩而又扩大的断面； 3)将气流分割为很多小的支流并沿着不平滑 的平面流动 4)将气流冷却。
外壳
通化油器
空气入口
3
捷达王发动机空气滤
4
涡轮增压器的润滑：
转子的工作转速高达每分钟数万转至二十多万转，需要有 单独 的润滑油供应管路，并为浮动轴承提供油膜支撑。
25
叶片形式
26
浮动轴承
27
15
三元催化 器
三元催化器
16
17
18
曲轴箱强制通风装置
19
1.作用
EGR
净化NOx浓度，将部分废气引回气缸
20
进气恒温控制
21
机械增压系统
22
增压器的安装
23
废气涡轮增压系统
•发动机转速很高时，涡轮转速也很高，压缩空气量超出需要。 •发动机转速较低时，涡轮转速达不到所需要的转速，空气压缩不足，发 动机功率达不到要求。（增压滞后）
二、排气管的设计原则 1、降低排气背压，排气阻力越小越好
7
3、结 构
进气歧管
出水口
进水口
排气歧管 进气
排气
桑塔纳发动机进排气管
8
9
简单进气管 结构简单、但由于进入各缸阻力。路程长短和气流 方向，速度差异进气不均。 共振式进气管 进气管细长与各缸连接长度大体一致能很好的匹 配，利用进气流的脉动效应增强进气效果。
带谐振腔进气管
能改变谐振腔的容积，可以调节内燃机的最大扭矩和相应 的转数范围 降低噪声
10
三、排气消声 器
功用： 减少噪声和消除废气中的火焰及火星。 原理： 1)多次地变动气流方向； 2)重复地使气流通过收缩而又扩大的断面； 3)将气流分割为很多小的支流并沿着不平滑 的平面流动 4)将气流冷却。
外壳
通化油器
空气入口
3
捷达王发动机空气滤
4
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2018年9月15日星期六
北京邮电大学自动化学院
9
空气滤清器进气导流管和谐振器
橡胶波纹 管 前导流管
空气滤清 器
2018年9月15日星期六
后导流管
谐振 室
• 增强谐振 进气效果 • 要有较大 的容积 • 保证空气 有一定流 速
北京邮电大学自动化学院
10
进气歧管
将空气-燃油混合气或 洁净空气尽可能均匀地 分配到各个气缸
排气管排出的废气（CO、HC、
NOx和颗粒 ）
汽油蒸汽的挥发（以HC为主 ）
曲轴箱窜气（以HC为主 ）
2018年9月15日星期六
北京邮电大学自动化学院
23
催化转换器
功用：利用催化剂的作用将排气中
CO、HC、Nox转换为对人体无害 的气体。
2018年9月15日星期六
北京邮电大学自动化学院
24
催化转换器类型
发动机排气系统
•功用 •类型 减小阻力和降低噪声，排废气 单排气系统 双排气系统
排气管（包括排气歧管、总管等）
•组成 催化转换器
排气消声器
2018年9月15日星期六 北京邮电大学自动化学院 17
排气系统类型
排气尾管 叉形管 排气歧管
催化转换器
消声器 连通道
单排气系 统
双排气系 统
2018年9月15日星期六
消声器
2018年9月15日星期六
北京邮电大学自动化学院
21
功用
•降低压力、衰减脉动以消除排气噪声
•镀铝钢板、不锈钢板 由共振室、膨胀室、管子和、吸声材料
材料
组成
工作原 理
•排气经过管子流入膨胀室，排气不 断改变流动方向，使噪声得到削减
2018年9月15日星期六
北京邮电大学自动化学院
22
汽车排污来源
系统与排气净化装置
2018年9月15日星期六
北京邮电大学自动化学院
1
进气系统组成
空气滤 清器 进气 歧管
• 空气滤清 器
• 进气支管
• 空气流量 计
2018年9月15日星期六
北京邮电大学自动化学院
2
进气系统的功用
提供清洁新鲜空气
提供合适浓度的混合气 进气均匀充分地分配到各个气缸
2018年9月15日星期六
曲轴 箱
2018年9月15日星期六 北京邮电大学自动化学院 27
2018年9月15日星期六
北京邮电大学自动化学院
28
2018年9月15日星期六
北京邮电大学自动化学院
29
PCV 阀工作过程
发动机不工作 怠速或减速
部分节气门开度
发动机大负荷
2018年9月15日星期六
北京邮电大学自动化学院
30
汽油蒸发控制系统
将排气中的CO和HC 氧化为CO2和H2O ， 以二次空气作为氧化 剂 以排气中的CO和HC作 为还原剂，把NOx还原 为氮（N2）和氧O2）， 而CO和HC在还原反应 中被氧化为CO2和H2O
氧化催化
转换器
三效催化 转换器
2018年9月15日星期六
北京邮电大学自动化学院
25
排气再循环系统（EGR）
2018年9月15日星期六
北京邮电大学自动化学院
6
纸滤芯空气滤清器
广泛用于汽车发动机上
干式纸滤芯
可反复使用，恶劣环 境下工作不可靠，一 般维护周期为5000～ 10000km
使用寿命长、吸附杂 质的能力强和滤清效 果好，但不能反复使 用，需定期更换
湿式纸滤芯
2018年9月15日星期六
北京邮电大学自动化学院
EGR阀 • 功用把排出的 废气回送到进 气管，与新鲜 混合气一起再 次进入气缸， 减少了NOx的 生成量。
排气 管
进气 管
26
2018年9月15日星期六
北京邮电大学自动化学院
强制曲轴箱通风系统（PCV）
空气滤清器 功用防止曲轴 箱气体排放到 大气中 组成空气滤清 器、空气软管 曲轴气体软管、 PCV阀 PCV 阀
功用
进气歧管内气体流道的长 度应尽可能相等
要求
减气体流动阻力，提高进 气能力，进气歧管的内壁 应该光滑
2018年9月15日星期六 北京邮电大学自动化学院 11
2018年9月15日星期六
北京邮电大学自动化学院
12
谐振进气系统
• 组成：进气支管或进气导流管与一定 容积的谐振室 • 进气波动效应：特定转速，压力波， 增加进气量。 • 特点 ① 工作可靠，成本低； ② 增加特定转速下的进气量和转矩
1）可变长度进气歧管 根据发动机转速和负 荷的变化而自动改变有效长度的进气歧管 高速 转换阀 节气门
低速
转换阀控 制机构
电子控制 装置
2018年9月15日星期六 北京邮电大学自动化学院 15
2）双通道可变进气岐管
中、低转速
喷油器
旋转阀
高转速
进气道
2018年9月15日星期六
北京邮电大学自动化学院
16
功用：将汽 油蒸气收集 和储存在碳 罐内，送到 气缸内烧掉 组成：碳罐、 气液分离器 浮子室
气 缸 气液 分离器
碳 罐
31
2018年9月15日星期六
北京邮电大学自动化学院
3
空气滤清器
1.功用
滤除空气中的杂质或灰尘，让洁 净的空气进入气缸
削减进气噪声
2018年9月15日星期六
北京邮电大学自动化学院
4
2.空气滤清器类型
油浴式空气滤清器 纸滤芯空气滤清器 离心式及复合式空气滤清器
2018年9月15日星期六
北京邮电大学自动化学院
5
油浴式空气滤清器
2018年9月15日星期六
北京邮电大学自动化学院
13
可变进气歧管 •功用
利用进气波动效应和尽量缩小发动机 在高、低速运转时进气速度的差别
•要求
发动机在高转速、大负荷时装备粗短 的进气歧管 在中、低转速和中、小负荷时配用细 长的进气歧管
2018年9月15日星期六
北京邮电大学自动化学院
14
• 可变进气歧管类型
北京邮电大学自动化学院
18
单排气系统组成
副消声器
催化转换器
主消声器
后排气管
排起歧管
排气尾管
北京邮电大学自动化学院
2018年9月15日星期六
19
排气歧管
材料 铸铁、球墨铸铁 不锈钢 形状 排气歧管应尽可 能长， 各缸歧管 应相互 独立，长 度相等。
2018年9月15日星期六
北京邮电大学自动化学院
20
7
•纸滤芯空气滤清器结构
进气导 流管 碟形螺母
金属 网
滤芯
滤 纸
2018年9月15日星期六 北京邮电大学自动化学院 8
离心式及复合式空气滤清器
应用：多用于大型货车上 工作原理：空气首先从滤清 器下部周围的进气孔进入离 心式空气滤清器内的旋流管。 由于空气切向地进入旋流管， 因此在旋流管内产生高速旋 转运动。在离心力的作用下， 空气中的大部分灰尘被甩向 旋流管壁，空气则从旋流管 顶部的出口经接管进入纸滤 芯空气滤清器。空气中残存 的细微杂质经纸滤芯滤除。