第5章发动机之进排气系统课件.ppt
20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,1,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,2,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,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,3,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,进气系统的功用,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,4,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,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,5,2.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,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,6,油浴式空气滤清器,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,7,纸滤芯空气滤清器,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500010000km,湿式纸滤芯,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,广泛用于汽车发动机上,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,8,碟形螺母,滤芯,进气导流管,金属网,滤纸,纸滤芯空气滤清器结构,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,9,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。,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,10,空气滤清器进气导流管和谐振器,增强谐振进气效果 要有较大的容积 保证空气有一定流速,空气滤清器,后导流管,谐振室,前导流管,橡胶波纹管,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,11,进气歧管,功用,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,要求,进气歧管内气体流道的长度应尽可能相等,减气体流动阻力，提高进气能力，进气歧管的内壁应该光滑,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,12,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,13,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 工作可靠，成本低； 增加特定转速下的进气量和转矩,谐振进气系统,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,14,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,可变进气歧管,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,15,可变进气歧管类型,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,转换阀,转换阀控制机构,电子控制装置,节气门,低速,高速,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,16,2）双通道可变进气岐管,中、低转速,高转速,旋转阀,喷油器,进气道,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,17,发动机排气系统,功用,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,类型,组成,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,18,排气系统类型,排气尾管,消声器,催化转换器,排气歧管,叉形管,连通道,单排气系统,双排气系统,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,19,单排气系统组成,主消声器,排气尾管,催化转换器,后排气管,副消声器,排起歧管,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,20,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。,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,21,消声器,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,22,功用,降低压力、衰减脉动以消除排气噪声,材料,镀铝钢板、不锈钢板,组成,由共振室、膨胀室、管子和、吸声材料,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,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,23,汽车排污来源,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 ）,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,24,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。,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,25,氧化催化 转换器,将排气中的CO和HC氧化为CO2和H2O ，以二次空气作为氧化剂,三效催化 转换器,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,催化转换器类型,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,26,排气再循环系统（EGR）,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,EGR阀,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,27,强制曲轴箱通风系统（PCV）,空气滤清器,曲轴箱,PCV阀,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,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,28,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,29,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,30,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,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,31,汽油蒸发控制系统,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,气缸,气液 分离器,碳罐,浮子室,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,32,汽油蒸发控制系统工作原理,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,33,发动机增压系统,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,34,发动机增压功用,增压,将空气预先压缩后供入气缸，以提高空气密度、增加进气量,功用,进气量增加，可增加循环供油量，从而可增加发动机功率,可以改善燃油经济性,可以得到良好的加速性,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,35,发动机增压类型,机械增压,涡轮增压,气波增压,与发动机容易匹配，结构紧凑，但燃油消耗率高,经济性好，排放少噪声低，但顺态响应差，低速加速性差,低速转矩特性好，但体积大，噪声高,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,36,1.机械增压,机械增压器,1）齿轮增速器驱动,2）传动带及电磁离合器驱动,齿轮 增速器,增压器,空气,增压器,电磁离合器,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,37,机械增压器（罗茨式压气机）,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,38,2.涡轮增压,涡轮增压器（Turbo）,涡轮机,排气管,压气机,进气管,利用废气涡轮机，带动与其同轴安装的压气机叶轮工作，新鲜空气在压气机内增压后进入气缸,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,39,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,40,3.气波增压,气波增压器,进气管,转动带,排气管,气波增压器转子,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,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,41,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,42,4.复合增压,机械增压与涡轮增压适当结合,串联复合增压,并联复合增压,空气先涡轮增压，中冷器降温，再机械增压,主要用于高增压发动机上,由机械增压和涡轮增压同时供给增压空气,低速主要靠机械增压，而在高速主要靠涡轮增压,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,43,汽油机增压发展,1.汽油机增压比柴油机增压困难原因,1）汽油机增压后爆燃倾向增加,2）增压后汽油机和涡轮增压器热负荷大,3）汽油机，转速和功率范围宽广，致使涡轮增压器与汽油机的匹配相当困难,4）涡轮增压汽油机的加速性较差,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,44,2.汽油机增压的改进,1）电喷汽油机增压，克服了化油器式发动机与涡轮增压器匹配的困难,2）应用点火提前角自适应控制，来克服由于增压而增加的爆燃倾向,3）对增压后的空气进行中间冷却，提高功率、降低油耗、降低热负荷和减轻爆燃,4）采用增压压力调节装置,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,45,涡轮增压系统,单涡轮增压系统,一个涡轮增压器,双涡轮增压系统,两个涡轮增压器并列布置,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,46,单涡轮增压系统,空气滤清器,压气机,涡轮机,中冷器,节气门,进气 旁通阀,排气 旁通阀,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,47,中冷器的工作,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,48,双涡轮增压系统,空气滤清器,中冷器,增压器,增压器,喷油器,火花塞,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,49,涡轮增压器,离心式压气机 径流式涡轮机 中间体,压气机,增压器轴,涡轮机,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,50,增压压力调节,进气 旁通阀,排气 旁通阀,在涡轮增压系统中都设有进气旁通阀和排气旁通阀，用以控制增压压力,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,51,排气旁通阀及其控制装置,排气 旁通阀,膜盒,压气机,排气管,涡轮机,结构：膜盒分左右室，右室连压气机出口，左室在有弹簧膜片上。膜片经杆连排气旁通阀。,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,52,当压气机出口压力低，膜片在膜片弹簧作用下移向右室，使排气旁通阀关 当增压压力高，膜片左移，排气旁通阀开，部分排气直接排入大气 从而控制增压压力及涡轮机转速,排气旁通阀工作原理,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,53,涡轮增压器的润滑及冷却,机油进口,机油出口,冷却液进口,冷却液出口,水套,润滑：机油自主油道，进入增压器，润滑和冷却增压器轴和轴承。后返回油底壳 冷却：涡轮机侧设置冷却水套，并用软管与发动机的冷却系统相通,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,54,涡轮增压器的润滑及冷却,20.12.2022,北京邮电大学自动化学院,55,思考题,1.何谓增压?增压有几种基本类型?各有何优缺点? 2汽油机增压有何困难?如何克服? 3为什么要控制增压压力?在涡轮增压系统中是如何控制或调节增压压力的? 4如何对涡轮增压器进行冷却?若冷却不良会产生什么后果?,课外,
