第七章进排气系统及排气净化装置精要.ppt

第七章进排气系统及排气净化装置 本章主要内容 第一节进 气 系 统 第二节排 气 系 统 第三节排气净化装置 第四节强制式曲轴箱通风系统 第五节汽油蒸发控制系统 第一节进 气 系 统 进气系统的功用是尽可能多和尽可能均匀地向各气缸供给可燃混合气或纯净的空气。 一般进气系统主要包括空气滤清器和进气歧管。 汽油喷射式发动机的进气系统中还包括空气计量装置。 一、空气滤清器 （一）空气滤清器的功用 其功用主要是滤除空气中的杂质或灰尘，让洁净的空气进入气缸。此外，空气滤清器也有消减进气噪声的作用。 普通轿车，每消耗1L汽油需要消耗5000~10000L空气。实践证明，发动机若不安装空气滤清器，其寿命将缩短2/3。 （二）空气滤清器结构 1、油浴式空气滤清器 2、纸滤芯空气滤清器 纸质空气滤清器 3、离心式及复合式空气滤清器 （三）空气滤清器进气导流管 为增强发动机的进气谐振效果，空气滤清器进气导流管需要有较大的容积，但不能太粗，以保证空气在导流管内有一定的流速，因此，进气导流管只能做得较长。也有利于从车外吸气。 二、进气歧管 1、进气歧管结构 化油器式或节气门体喷射式发动机，进气歧管指的是化油器或节气门体之后到气缸盖进气道之前的进气管路。 其功用是将空气—燃油混合气由化油器或节气门体分配到各缸进气道。 一般由合金铸铁制造，轿车多用铝合金制造。 内壁应光滑。 排列方式不同 2、进气歧管加热 3.谐振进气系统 由于进气系统具有间歇性和周期性，致使进气歧管内产生一定的压力波。此压力波以当地声速在进气系统内传播和往复反射，若用一定长度和致敬的进气歧管与一定容积的谐振室组成谐振进气系统，并使其自振频率与气门的进气周期调谐，则在特定的转速下，就会在进气门关闭之前，在进气歧管内产生大幅度的压力波，使进气歧管的压力增高，从而增加进气量——进气波动效应。 无运动件，工作可靠，成本低。但只能增加特定转速下的进气量。 谐振进气系统 4、可变进气歧管 为充分利用进气波动效应，尽量缩小发动机在高、低速运转时进气速度的差别，从而达到改善发动机经济性及动力性特别是改善中、低速和中、小负荷时的经济性和动力性的目的，要求发动机在高转速、大负荷时装备粗短的进气歧管；而在中、低转速和中、小负荷时配用细长的进气歧管。可变进气歧管因此应需而设计的。 进气歧管转换 长进气歧管 发动机在低转速时，空气经过长的进气管，使气缸充气最佳，且扭矩增大。 短进气歧管 发动机在高转速时，空气经过短进气管，可提高效率。 低速时 高速时 第二节排 气 系 统 一、单排气系统及双排气系统 单排气系统 V型发动机的单排气系统及双排气系统 二排气歧管 三、消声器 其功用是消减排气噪声。 通过逐渐降低排气压力和衰减排气压力的脉动，使排气能量耗散殆尽。 一般可采用的方法： 1.多次的变动气流方向； 2.重复的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。 消声器的基本结构形式 消声器结构示意图 奥迪轿车消声器 第三节排 气 净 化 装 置 一、发动机的有害排放物 （一）发动机排气中主要的有害排放物及危害 1、CO 有毒。与血红素的亲和力是氧的300倍。人吸入后，头晕、头痛、反应迟钝、有睡意，甚至死亡。 2、NOX（NO和NO2） 导致酸雨和光化学烟雾。刺激口腔和鼻粘膜、眼角膜等，降低肺功能，可使人出现肺气肿死亡。 3、HC 导致光化学烟雾。 对人眼及呼吸系统有刺激作用，对农作物有害。 4、碳烟 是发动机污染物中产生气味和可见脏污的主要原因。其表面（PM2.5）吸附有机物、金属和致癌物质。 （二）发动机排气中主要的有害排放物的产生机理 1、CO 不完全燃烧的产物。混合气过浓，或已成为燃烧产物的CO2和H2O在高温时吸热而产生热离解反应生成。排气中的HC不完全氧化也会产生少量CO。 2、HC 100—200种成分。可分为总碳氢化合物（THC，Total Hydrocarbon），非甲烷碳氢化合物（NMHC，Non Methane Hydrocarbon），非甲烷有机气体（NMOG，Non Methane Orgainc Gas）。目前，美国采用NMHC作为HC排放的评价指标，美国加州LEV法规采用NMOG，中国、日本和欧洲各国都用THC作为HC排放的评价指标。 HC在柴油机和汽油机中生成机理有所不同。 2.1 HC在汽油机中的生成机理 1）不完全燃烧 怠速及高负荷时，φa1，造成不完全燃烧；加、减速时暂时的混合气过浓或过稀，也会产生不完全燃烧或失火；即使φa1，也会因混合气不均而产生φa1不完全燃烧。 2）壁面淬熄效应 壁面淬熄效应是指温度较低的燃烧室壁面对火焰的迅速冷却（冷激Quenching），使活化分子的能量被吸收，链式反应