第5讲 发动机的进、排气系统.ppt

第5章 发动机的进、排气系统 学习目标： 1.了解进、排气系统功用； 2.掌握轿车空气滤清器、消声器的结构特点； 3.理解曲轴箱强制通风的工作原理，废气再循环装置（EGR）的工作过程； 4.了解机外净化采用催化反应器净化原理； 5.理解废气涡轮增压的工作原理； 6.掌握涡轮增压器的结构； 7.了解气波增压、机械增压的工作特点； 8.了解带放气阀的涡轮增压系统的调整过程。 三元催化与空燃比反馈系统 三元催化转换器TWC 三元催化转换器也称为触媒转换器，简称触媒。 功能：利用转换器中的三元催化剂，将发动机排出废气中的有害气体CO、HC和NOX变成无害气体。 构造：安装在排气消声器前面，由转换芯子和外壳等构成。转换芯子常用蜂窝状陶瓷作为承载催化剂的载体，在陶瓷载 体上浸渍铂（或钯）与 铑贵重金属的混合物作 为催化剂。 ECU控制的开环控制EGR系统 组成：EGR阀、EGR电磁阀等 ECU根据发动机冷却液温度、节气门开度、转速和起动等信号来控制EGR电磁阀的通电或断电。 ECU控制的开环控制EGR系统工作过程 闭环控制EGR系统 检测实际的EGR率或EGR阀开度作为反馈控制信号来控制EGR系统，这种控制精度更高。 汽油机废气再循环（EGR）系统 柴油机废气再循环（EGR）系统 强制式曲轴箱通风（PCV）系统 汽油蒸汽排放(EVAP)控制系统 功能：收集燃油箱和浮子室（化油器式汽油机）内蒸发的汽油蒸汽，并将汽油蒸汽导入气缸参加燃烧，从而防止汽油蒸汽直接排入大气而造成污染。同时，还必须根据发动机工况，控制导入气缸参加燃烧的汽油蒸汽量。 为了控制燃油箱逸出的燃油蒸汽，电控发动机普遍采用了碳罐，油箱中的燃油蒸汽在发动机不运转时被碳罐中的活性碳所吸附，当发动机运转时，依靠进气管中的真空度将燃油蒸汽吸入发动机中。电子控制单元根据发动机的工况通过电磁阀控制真空度的通或断达到燃油蒸汽的控制。 采用燃油蒸汽的控制可减少大气中的HC和节约燃料。 机械式EVAP控制系统 电控EVAP控制系统典型布置 电控EVAP控制系统工作过程 韩国现代轿车EVAP系统 在部分电控EVAP控制系统中，活性碳罐上不设真空控制阀，而将受ECU控制的电磁阀直接装在活性碳罐与进气管之间的吸气管中。 柴油机后处理装置 5.2.4 混合气的预热装置 5.3 发动机的增压系统 凡是能将内燃机进气的空气密度提高到高于周围环境的空气密度的一切方法，通称为增压。 机械增压 涡轮增压 气波增压 5.3.1 机械增压 5.3.2 气波增压 5.3.3 废气涡轮增压增压器冷却 涡轮增压系统的分类 1.废气涡轮增压和增压器的工作原理 废气涡轮增压器的工作原理： 柴油机排出的高温废气进入涡轮壳里的喷嘴环后，由于 喷嘴环通道由大到小，废气通过后压力和温度下降而速度提 高并按一定方向冲击涡轮，使涡轮高速旋转，压气机叶轮与 涡轮同轴，也高速旋转，将滤清后的气体吸入并甩向叶轮外 缘，使气体的速度及压力增加，并进入进口小，出口大的扩 压器，使速度下降而压力升高，继而进入端面由小到大的环 形压气机壳，压力继续升高。 2.涡轮增压器结构 概念： 采用由柴油机排气驱动的 涡轮机拖动压气机，使进气压力提高，增加进气量。 废气涡轮增压器的基本组成： 涡轮、涡轮壳、喷嘴环、转子轴、压气机叶轮、扩压器、压气机壳等。 * 河西学院 机电系 5.1 概述 进、排气系统是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，又将燃烧后的废气排放到大气中，保证内燃机连续运转的装置。 基本装置由空气滤清器、进气管、排气管和排气消声器等组成。 现代车用内燃机除采取完善的燃烧等机内净化措施外，在传统的进、排气系统中又增加了机外净化的附件与装置，并且广泛地采用了增压技术。 5.2 进、排气系统 5.2.1 进气系统部件 功用：滤去空气中的尘埃和杂质；抑制进气噪声；对于汽油机，还可防止回火时火焰外扩。 滤清方式：惯性式、油浴式、 过滤式 1.空气滤清器 2.进气管 结构形式分为：简单进气管、共振式进气管、带谐振腔的进气管 5.2.2 排气消声器 排气消声器的作用是抑制发动机的排气噪声，消除废气中的火焰和火星。 消声器的基本原理是：消耗废气流的能量，平衡气流的压力波动，有吸收式和反射式两种基本消声方式。在吸收式消声器上，通过废气在玻璃纤维、钢纤维和石棉等吸音材料上的摩擦而减小其能量。反射式消声器则由多个串联的谐振腔与不同长度的多孔反射管相互连接在一起，废气在其中经多次反射、碰撞、膨胀、冷却而降低其压力，减轻了振动。 目前在汽车上实际使用的消声器多数是综合利用不