汽车概论—第5章-发动机之进排气系统.ppt

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1、2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,1,汽车构造图册 作 者：(日本)细川武志编 魏朗译 出 版 社：人民交通出版社 出版日期：2005年1月版次：1ISBN：711405343页数：260开本：16开,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,2,第5章 进排气系统与排气净化装置,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,3,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,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,4,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,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,

2、5,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,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,6,2.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,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,7,油浴式空气滤清器,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,8,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,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,9,碟形螺母

3、,滤芯,进气导流管,金属网,滤纸,纸滤芯空气滤清器结构,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,10,离心式及复合式空气滤清器,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,11,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,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,12,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,减小气体流动阻力，提高进气能力，进气歧管的内壁应该光滑,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,13,2

4、023/10/29,北京邮电大学自动化学院,14,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,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,15,功用,利用进气波动效应,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,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,16,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

5、阀控制机构,电子控制装置,节气门,低速,高速,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,17,2）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,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,18,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,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,19,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,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,20,单排气系统组成,主消声器,排气尾管,催化转

6、换器,后排气管,副消声器,排起歧管,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,21,排气歧管,材料 铸铁、球墨铸铁 不锈钢 形状 排气歧管应长，各缸歧管应相互 独立，长度相等。,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,22,消声器,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,2023/10/29,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）,2023/1

7、0/29,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。,2023/10/29,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,2023/10/29,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,2

8、023/10/29,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,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,28,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,29,2023/10/29,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,2023/10/29,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,油箱,气液 分离器,碳罐,浮子

9、室,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,32,汽油蒸发控制系统工作原理,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,33,发动机增压系统,2023/10/29,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,2023/10/29,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，燃油效率高,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

10、,2023/10/29,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,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,37,机械增压器（罗茨式压气机）,2023/10/29,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,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,39,2023/10/29,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

11、,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,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,41,2023/10/29,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,2023/10/29,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

12、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,2023/10/29,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,2023/10/29,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,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,46,单

13、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,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,47,中冷器的工作,2023/10/29,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,2023/10/29,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,2023/10/29,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,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院

14、,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。,2023/10/29,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,2023/10/29,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,2023/10/29,北京邮电大学自动化学院,54,涡轮增压器的润滑及冷却,2023/10/29,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,