发动机进排气系统

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2.涡轮增压器
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压气机
涡轮机
•离心式压 离心式压 气机 •径流式涡 径流式涡 轮机 •中间体 中间体
增压器轴
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３、增压压力调节
发动机的进、 第五章 发动机的进、排气系统
学习目标
1.了解进、排气系统的功用； 2.掌握轿车空气滤清器、消声器结构特点； 3.理解曲轴箱通风工作原理，废气再循环装置 工作过程； 4.了解机外净化采用的催化反应器净化原理； 5.理解废气涡轮增压工作原理； 6.掌握涡轮增压器结构； 7.了解气波增压、机械增压工作特点； 8.了解带放气阀的涡轮增压系统调整过程。
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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。
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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。
• 油浴式空气滤清器滤清过程
滤清器盖
滤 芯
外壳 机油
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2）纸滤芯空气滤清器
广泛用于汽车发动机上
可反复使用， 可反复使用，恶劣环 境下工作不可靠， 境下工作不可靠，一 般维护周期为5000 5000～ 般维护周期为5000～ 10000km 使用寿命长、 使用寿命长、吸附杂 质的能力强和滤清效 果好， 果好，但不能反复使 用，需定期更换
膜盒
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４、涡轮增压器的润滑及冷却
•润滑：机油自主油 润滑： 润滑 进入增压器， 道，进入增压器， 润滑和冷却增压器 轴和轴承。 轴和轴承。后返回 油底壳 •冷却：涡轮机侧设 冷却： 冷却 置冷却水套， 置冷却水套，并用 软管与发动机的冷 却系统相通 机油 进口 冷却液 出口
•转子 转子
曲轴经传动带、电磁离合器驱动其中的一个转子， 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 二叶转子 •三叶转子 三叶转子
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•罗茨式压气机工作原理 罗茨式压气机工作原理
当转子旋转时，空气从压气机入口吸入，在 当转子旋转时，空气从压气机入口吸入， 转子叶片的推动下空气被加速， 转子叶片的推动下空气被加速，然后从压气机 出口压出。 出口压出。
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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%
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5.3.1机械增压
气波增压器
排气管
转动带
气波增压器 转子
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5.3.3废气涡轮增压
1.废气涡轮增压器工作原理；
•利用废气涡轮机， 利用废气涡轮机， 利用废气涡轮机 带动与其同轴安 带动与其同轴安 装的压气机叶轮 装的压气机叶轮 工作， 工作，新鲜空气 在压气机内增压 后进入气缸
水 套
机 冷却液 油 进口 出 十堰职业技术学院机电工程系汽车运用技术教研室 口
５、涡轮增压发动机的优缺点 、
优点：增加效率高于机械增压。 缺点：发动机动力输出略滞后于油门的 开启，加大油门后一般需要等片刻，稍 后发动机会有很大的动力爆发。
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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
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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。
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增压器由发动机曲轴通过齿轮(或链条等 增压器由发动机曲轴通过齿轮 或链条等) 或链条等 直接驱动 ，机械增压压气机除离心式压 气机外还有罗茨式压气机。 气机外还有罗茨式压气机。
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机械增压
1）齿轮增速器 ） 驱动
机械增压器 2）传动带及电磁 ） 离合器驱动 电 磁 离 合 器 增压 器
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。
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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
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•在涡轮增 在涡轮增 压系统中都 设有进气旁 设有进气旁 通阀和排气 旁通阀， 旁通阀，用 以控制增压 压力 进气 旁通阀
排气 旁通阀
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•排气旁通阀及其控制装置 排气旁通阀及其控制装置
压气机 涡轮机 排气管 •结构：膜盒分左 结构： 结构 右室， 右室，右室连压 气机出口， 气机出口，左室 在有弹簧膜片上。 在有弹簧膜片上。 膜片经杆连排气 旁通阀。 旁通阀。 排气 旁通阀
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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
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1）油浴式空气滤清器
盖 • 用于在多尘条件 下工作的发动机 上 滤芯 • 滤芯多为金属丝 清洗后可重复使 用
外壳
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5.3.2气波增压
利用高压废气的脉冲气波迫使空气压缩。 这种系统低速增压性能好、加速性好、 工况范围大；但尺寸大、笨重和噪声大。
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气波增压
进气管 •由曲轴经传动 由曲轴经传动 带驱动气波增 带驱动气波增 压器转子， 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
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膜盒
•排气旁通阀工作原理 排气旁通阀工作原理
•当压气机出口压力 当压气机出口压力 低，膜片在膜片弹簧 排气管 作用下移向右室， 作用下移向右室，使 排气旁通阀关。 排气旁通阀关。 •当增压压力高，膜 当增压压力高， 当增压压力高 片左移， 片左移，排气旁通阀 开，部分排气直接排 入大气 •从而控制增压压力 从而控制增压压力 及涡轮机转速 排气 旁通阀 压气机 涡轮机
3、进气歧管类型
•用于化油器式/节 用于化油器式/ 用于化油器式 气门体式发动机多 气门体式发动机多 用铝合金轻导热 用铝合金轻导热
• 用于气道燃油喷 射式发动机可用复 射式发动机可用复 合塑料
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5.2.2 排气消声器
功用：消减排气噪声和消除废气中的火 焰及火星。 原理：消声器通过逐渐降低排气压力和 衰减排气压力脉动，使排气能量耗散殆 尽
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２、进气歧管
将空气将空气-燃油混合气或 洁净空气尽可能均匀地 分配到各个气缸 进气歧管内气体流道的长 度应尽可能相等
1、功用
2、要求
减气体流动阻力， 减气体流动阻力，提高进 气能力， 气能力，进气歧管的内壁 应该光滑
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（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
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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
增压 器
空 气
齿轮 增速 器 十堰职业技术学院机电工程系汽车运用技术教研室
罗茨式压气机） 机械增压器（罗茨式压气机）
•组成：转子、 组成：转子、 组成 转子轴、 转子轴、传动 齿轮、壳体、 齿轮、壳体、 后盖 •前装电磁离 前装电磁离 前装 合器及电磁离 合器带轮 电磁离合器 转 子 十堰职业技术学院机电工程系汽车运用技术教研室 齿 轮 壳 体
干式纸滤芯
湿式纸滤芯
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•纸滤芯空气滤清器结构 纸滤芯空气滤清器结构
进气导 流管
碟形螺 母
滤芯 金属 网 滤 纸
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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
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5.2.4混合气的预热装置
预热装置的作用及类型 汽车在冬季使用时，因气温较低，活塞压缩行程 之后，空气（或可燃混合气）的温度较低，发动机着 火困难，加之低温时润滑油粘度大，起动阻力大，发 动机起动更加困难。为保证低温条件下迅速可靠地起 动发动机，在多数柴油机和少数汽油机上设有低温起 动预热装置，以提高进入气缸的空气（或可燃混合气） 的温度。 进气预热的类型有集中预热和分缸预热两种，集中式 预热装置安装在发动机的进气管上，分缸预热装置安 装在各气缸内或进气岐管上。汽油机和一部分柴油机 的预热采用集中式，分缸式预热装置一般用在柴油机 上。