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西安科技大学机械工程学院汽车构造主讲人：田海波西安科技大学机械工程学院1.进气系统2.排气系统3.喷油器4.排气净化装置5.强制式曲轴箱通风系统6.汽油蒸发控制系统第六章进排气系统及排气净化装置西安科技大学机械工程学院进气系统由空气滤清器和进气歧管组成。化油器式汽油机：空气经空气滤清器过滤后，进入化油器，在化油器内与汽油形成可燃混和气，进入进气歧管，然后经进气门进入气缸；直接喷射式汽油机：空气经空气滤清器过滤后，流过空气流量计，由进气道进入进气歧管，与喷油嘴喷出的汽油混合形成可燃混和气，经进气门进入汽缸。柴油机：空气经空气滤清器过滤后，进入进气歧管，经进气门进入气缸。排气系统的功用是尽可能多的把燃烧后的废气排出气缸。西安科技大学机械工程学院第一节进气系统一、进气系统的功用进气系统的功用是尽可能多、尽可能均匀地向各缸供给可燃混合气或纯空气。进气系统的组成空气滤清器进气歧管进气预热装置谐振器空气计量装置主要西安科技大学机械工程学院6.1进气系统二、空气滤清器功用：主要是滤除空气中的杂质或灰尘，让洁净的空气进入气缸。另外，空气滤清器也有降低进气噪声的作用。空气滤清器的形式油浴式纸滤芯式离心式复合式滤芯滤清器盖进气导流管滤清器外壳西安科技大学机械工程学院类型特点使用车型油浴式滤芯可反复使用越野车纸滤芯质量轻、成本低、滤清效果好各类车型离心式及复合式滤清效果好大型载货车、自卸车、矿山用车不同结构形式空滤器比较6.1进气系统西安科技大学机械工程学院6.1进气系统油浴式纸滤芯式西安科技大学机械工程学院空气滤清器进气导流管在现代轿车上，为了增强发动机的谐振进气效果，空气滤清器进气导流管需要有较大的容积。但是导流管不能太粗，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很长。后进气导流管前进气导流管谐振室6.1进气系统西安科技大学机械工程学院三、进气歧管对于化油器式或节气门体汽油喷射式发动机，进气歧管指化油器或节气门体之后到气缸盖进气道之前的进气管路。它的功用是将空气、燃油混合气由化油器或节气门体分配到各缸进气道。进气歧管结构6.1进气系统西安科技大学机械工程学院对于气道燃油喷射式发动机或柴油机，进气歧管只是将洁净的空气分配到各缸进气道。进气歧管内气体流道的长度应尽可能相等。进气歧管的内壁6.1进气系统西安科技大学机械工程学院6.1进气系统西安科技大学机械工程学院化油器式或节气门体燃油喷射式发动机进气歧管的温度很重要。温度太低，汽油将在管壁上凝结。因此，对这类发动机的进气歧管应进行适当的加热以促进汽油的蒸发。但是加热过度将减少进入气缸的混合气数量，并使发动机功率下降。一般是利用发动机排气或循环冷却液进行加热。气道燃油喷射式发动机的进气歧管无需加热。进气歧管加热加热水套6.1进气系统西安科技大学机械工程学院进气过程具有间歇性和周期性，进气歧管内产生一定幅度的压力波。如果利用一定长度和直径的进气歧管与一定容积的谐振室组成谐振进气系统，并使其固有频率与气门的进气周期谐调，那么在特定的转速下，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。这种效应称作进气波动效应。谐振进气系统主谐振室副谐振室6.1进气系统西安科技大学机械工程学院6.1进气系统谐振器西安科技大学机械工程学院可变进气歧管为了充分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；而在中、低转速和中、小负荷时配用细长的进气歧管。6.1进气系统西安科技大学机械工程学院6.1进气系统凯越E-TecII系列发动机的进气歧管长度被设计成分两段可调——长的进气歧管在低转速时使用，短的进气歧管在高转速时使用。由于发动机低转速时发动机进气的频率较低，长的进气歧管能积累更多的空气，因而非常适合与低转速时发动机的进气要求相匹配，从而可以改善扭矩的输出。当发动机处于高转速工作状态时，需要更快的进气速度和效率，因此此时使用短进气歧管。西安科技大学机械工程学院第二节排气系统一、单排气系统及双排气系统废气经同一个排气管、同一个消声器和同一个排气尾管排出。每个排气歧管各自都连接一个排气管、催化转换器、消声器和排气尾管。这种布置形式称作双排气系统。西安科技大学机械工程学院6.2排气系统排气歧管的形状十分重要。为了不使各缸排气相互干扰及不出现排气倒流现象，并尽可能地利用惯性排气，应该将排气歧管做得尽可能的长，而且各缸支管应该相互独立、长度相等。西安科技大学机械工程学院消声器由于排气的间歇性，在排气管内引起排气压力的脉动。若将发动机排气直接排放到大气中，将产生强烈的、频谱比较复杂的噪声，其频率从几十赫到一万赫以上。排气消声器的功用是降低排气噪声。消声器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。6.2排气系统西安科技大学机械工程学院第三节排气净化装置随着汽车保有量的与日俱增，汽车排气对人类健康的危害及对环境的污染也日甚一日。世界各国都制定了相应的法规和标准，以期把汽车有害排放物控制在较低的水平。为了满足排放标准，必须对发动机排气进行净化。近几年来，汽车界开发和创制出许多净化排气的新技术和新装置。发动机的有害排放物一氧化碳(CO)：当人吸入CO后，导致头晕、头痛等中毒症状甚至死亡。氮氧化合物(NOｘ)：主要是NO和NO２，刺激口腔及鼻粘膜、眼角膜等。可使人出现肺气肿而死亡。碳氢化合物(HC)：可以和氮氧化合物形成光化学烟雾，主要生成物为臭氧，具有强氧化性，使橡胶开裂，植物受害，大气能见度降低等危害。西安科技大学机械工程学院6.3排气净化装置恒温进气系统恒温进气系统的功用就是在发动机冷起动之后，向发动机供给热空气，这时即使供给的是稀混合气，热空气也能促使汽油充分汽化和燃烧，从而减少了CO和HC的排放，又改善了发动机低温运转性能。当发动机温度升高后，恒温进气系统向发动机供给未经加热的环境空气。西安科技大学机械工程学院6.3排气净化装置西安科技大学机械工程学院二次空气喷射系统利用空气泵将新鲜空气经空气喷管喷入排气道或催化转换器，使排气中的CO和HC进一步氧化或燃烧成为二氧化碳(CO２)和水(H２O)。6.3排气净化装置西安科技大学机械工程学院6.3排气净化装置西安科技大学机械工程学院催化转换器催化转换器是利用催化剂的作用将排气中的CO、HC和NOx转换为对人体无害的气体的一种排气净化装置，也称作催化净化转换器。金属铂、钯或铑均可作催化剂。在化学反应过程中，催化剂只促进反应的进行，不是反应物的一部分。6.3排气净化装置西安科技大学机械工程学院柴油机微粒过滤器微粒是柴油机排放的突出问题。对车用柴油机排气微粒的处理，主要采用过滤法。微粒过滤器的滤芯由多孔陶瓷制造，它有较高的过滤效率。排气穿过多孔陶瓷滤芯进入排气管，而微粒则滞留在滤芯上。6.3排气净化装置西安科技大学机械工程学院排气再循环(EGR)系统排气再循环是指把发动机排出的部分废气回送到进气歧管，并与新鲜混合气一起再次进入气缸。由于废气中含有大量的CO2，而CO2不能燃烧却吸收大量的热，使气缸中混合气的燃烧温度降低，从而减少了NOx的生成量。排气再循环是净化排气中NOx的主要方法。6.3排气净化装置西安科技大学机械工程学院第四节强制式曲轴箱通风系统在发动机工作时，会有部分可燃混合气和燃烧产物经活塞环由气缸窜入曲轴箱内。发动机在低温下运行时，还可能有液态燃油漏入曲轴箱。这些物质如不及时清除，将加速机油变质并使机件受到腐蚀或锈蚀。又因为窜入曲轴箱内的气体中含有HC及其他污染物，所以不允许把这种气体排放到大气中。强制式曲轴箱通风系统就是防止曲轴箱气体排放到大气中的净化装置。西安科技大学机械工程学院第五节汽油蒸发控制系统汽油箱和化油器浮子室中的汽油随时都在蒸发汽化，若不加以控制或回收，则当发动机停机时，汽油蒸气将逸入大气，造成对环境的污染。汽油蒸发控制系统的功用便是将这些汽油蒸气收集和储存在炭罐内，在真空软管汽油蒸汽管西安科技大学机械工程学院6.5汽油蒸发控制系统西安科技大学机械工程学院1.冷却系统的功用及组成2.水冷系统主要部件的构造第七章发动机冷却系统西安科技大学机械工程学院第一节冷却系统的功用和组成冷却系统的功用冷却系统的功用是使发动机在所有工况下都保持在适当的温度范围内。功用带走多余的热量，防止发动机过热，改善发动机性能（零件强度降低、机油变质、零件磨损加剧，导致动力性、经济性、可靠性、耐久性全面下降）冷起动后，保证发动机迅速升温，尽快进入工作状态（散热损失及摩擦损失增加、零件磨损加剧、排放恶化、发动机工作粗暴、功率下降、然后消耗增加）2500°C西安科技大学机械工程学院西安科技大学机械工程学院7.1冷却系统的功用和组成冷却系统的组成强制循环水冷系统：水泵、散热器、冷却风扇、节温器、补偿水桶、发动机机体和气缸盖中的水套以及其他附加装置等。散热器水泵补偿水桶冷却风扇水套西安科技大学机械工程学院冷却液在冷却系统中的循环路径水泵（加压）机体水套气缸盖水套散热器节温器分水管散热器进水软管散热器出水软管7.1冷却系统的功用和组成西安科技大学机械工程学院暖风系统大多数汽车装有暖风系统。暖风机是一个热交换器。在装有暖风机的水冷系中，热的冷却液从气缸盖或机体水套经暖风机进水软管流入暖风机芯，然后经暖风机出水软管流回水泵。吹过暖风机芯的空气被冷却液加热之后，一部分送到挡风玻璃除霜器，一部分送入驾驶室或车厢。7.1冷却系统的功用和组成西安科技大学机械工程学院冷却液水做冷却液的缺点：冰点高，在冬季和寒冷地区不宜使用。水受热后容易产生水垢，使散热能力显著降低。水的沸点太低，容易沸腾冷却液是水与防冻剂的混合物。冷却液用水最好是软水，否则将在发动机水套中产生水垢，使传热受阻，易造成发动机过热。7.1冷却系统的功用和组成西安科技大学机械工程学院在水中加入防冻剂还同时提高了冷却液的沸点。例如，含50％乙二醇的冷却液在大气压力下的沸点是130℃，冰点约为-35.5℃。因此，防冻剂有防止冷却液过早沸腾的附加作用。防冻剂防锈剂：延缓或阻止发动机水套壁及散热器的锈蚀或腐蚀。泡沫抑制剂：冷却液中的空气在水泵叶轮的搅动下会产生很多泡沫，这些泡沫将妨碍水套壁的散热。泡沫抑制剂能有效地抑制泡沫的产生。着色剂：使冷却液呈蓝绿色或黄色以便识别。7.1冷却系统的功用和组成西安科技大学机械工程学院冷却液冰点（℃）乙二醇的质量分数（﹪）水的质量分数（﹪）密度（kg/m3）-1026.473.61.0340-2036.463.81.0506-3045.654.41.0627-4052.647.71.0713-5058.042.01.0780-6063.136.91.0833冷却液的冰点与乙二醇质量分数的关系7.1冷却系统的功用和组成西安科技大学机械工程学院第二节水冷系统主要部件的构造散热器发动机水冷系统中的散热器由进水室、出水室及散热器芯等三部分构成。冷却液在散热器芯内流动，空气在散热器芯外通过。热的冷却液由于向空气散热而变冷，冷空气则因为吸收冷却液散出的热量而升温，所以散热器是一个热交换器。散热器芯进水口散热器盖出水口西安科技大学机械工程学院7.2水冷系统主要部件的构造按照散热器中冷却液流动的方向可将散热器分为纵流式和横流式两种。纵流式散热器芯竖直布置，上接进水室，下连出水室，冷却液由进水室自上而下地流过散热器芯进入出水室。横流式散热器芯横向布置，左右两端分别为进、出水室，冷却液自进水室经散热器芯到出水室横向流过散热器。大多数新型轿车均采用横流式散热器，这可以使发动机罩的外廓较低，有利于改善车身前端的空气动力性。高度较低西安科技大学机械工程学院散热器芯散热片散热管散热管波形散热带成对的金属薄板7.2水冷系统主要部件的构造西安科技大学机械工程学院散热器形式结构特征性能特点管片式散热管的外面焊有散热片散热面积大、气流阻力好、结构刚度好、承压能力强管带式波形散热带上加工有鳍片散热能力强、制造简单、质量轻、成本低、结构刚度差板式冷却液通道由成对的金属波板焊合而成散热效果好、制造简单、焊缝多不