第9章进排气系统及排污净化装置

第9章进排气系统及排污净化装置学习目标1.熟悉进气系统的组成及其各部分的类型、结构、功用和工作原理；2.熟悉排气系统的组成及其各部分的类型、结构、功用和工作原理；3.了解进气增压器的类型及中冷器的作用；4.掌握涡轮增压系统的类型及涡轮增压器的结构和工作原理；5.了解各种排污净化装置的类型、功用、结构和工作原理;6.掌握空气滤清嚣维护及排污净化装置的检修方法。第一节进气系统一、空气滤清器（一）空气滤清器的功用空气滤清器的功用是清除空气中的灰尘等机械颗粒物，使进气洁净，减少气缸磨损，其次，也起到消减进气噪声的作用。（二）空气滤清器的结构空气滤清器一般由外壳、盖、滤芯及密封圈等组成。现在多用纸滤芯，如图所示。二、进气导流管及进气歧管（一）进气导流管在大型货车、自卸车或矿山车的空气滤清器进气口之前常装有很长的进气导流管，管口沿驾驶室伸至高出，吸取车外密度大、含尘少的空气。（二）进气歧管进气歧管的功用：将进气均匀地分配到各个气缸。进气歧管的结构：进气歧管是一个总管和若干歧管构成的整体管件。通常用合金铸铁、铝合金或复合塑料制成，用螺栓固装在气缸盖的侧面，当某气缸进气门开启时，进气由总管经过通往该缸的进气歧管和气缸盖上的进气道进入气缸。三、进气谐振增压进气谐振增压系统是利用进气流惯性产生的压力波，提高进气压力，增加进气量。增压可以提高发动机的动力性能，降低油耗及排污。当进气门迅速关闭时，在进气流的惯性力作用下，气流仍会向气门方向流动，使进气门附近的气体压缩，压力上升，随即被压缩的气体因压力较高而向反方向膨胀流动，当膨胀气体波传到进气管口时，因受到外界大气压的阻挡，被反射回来，如此往复，在进气门和进气管口之间的管道中形成压力波。如果使这个压力波与进气频率（转速）谐调，即可使进气管内的气体产生谐振，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，使进气门处的气压增高，进气增多。谐振压力波的波长与进气管的长度成正比。波长较大的谐振压力波有利于发动机中、低转速区进气增压，反之，则有利于发动机高速范围内的进气增压。（一）不可变进气歧管谐振增压固定长度进气歧管，适合最大转矩所对应转速区的进气谐振增压。（二）可变进气歧管谐振增压通过电脑控制，自动改变进气歧管的有效长度，在所有转速下都提高发动机的功率。当发动机中、低速运转时，电脑发出指令，转换阀控制机构关闭转换阀，此时空气沿着左图箭头所示的路径，经过细而长的进气歧管进入气缸，使进气增多；当发动机高转速时，转换阀开启，空气沿右上角图中箭头所示的路径，经过粗而短的进气歧管进入气缸，使进气增多。第二节排气系统一、单排气系统和双排气系统排气系统由排气歧管、三元催化器、消声器和排气管组成，由单排气系统和双排气系统。二、排气消声器排气消声器的作用是消减排气噪声和消除废气中的火焰和火星。消声器通过逐渐降低排气压力和衰减排气压力脉动波来消耗排气能量。消声器有吸收式、干涉式、扩张式和共振式。第三节进气增压装置一、概述通过将空气压缩后在供入气缸，使进气量增加的技术成为进气增压。常用的增压器有涡轮增压器、机械增压器和气波增压器。二、涡轮增压器（一）涡轮增压系统如图9－15所示的六缸电喷汽油机双涡轮增压系统主要有涡轮增压器、进气旁通阀、排气旁通阀、膜片式放气控制阀及中冷器等组成。工作过程：排气由排气歧管按图中箭头所示方向，分别流入两个涡轮增压器的涡轮机构，驱动涡轮机叶轮和压力机叶轮旋转，然后进入排气管，进气按图中箭头所示方向经过空滤器，分别进入两个涡轮增压器的压气机构，增压后汇集一处，经中冷器冷却后，沿进气管进入气气缸。（二）涡轮增压器如图9一16所示增压器由右侧的涡轮机、中间体和左侧的压气机三部分组成。增压器轴用左右两个浮动轴承支承在中间体内。中间体内有润滑油道及防止机油漏入压气机和涡轮机的油封。来自发动机润滑系统主油道的机油由机油进油口进入中间体，润滑冷却增压器轴和轴承，然后由机油出口流回发动机油底壳。在中间体的涡轮机侧设有冷却水套，发动机冷却系统的冷却液自C口流入，D口流出，使增压器轴和轴承得到冷却。排气形成的高速气流冲击涡轮机叶轮，使涡轮机叶轮、压气机叶轮、增压器轴及密封套等构成的涡轮增压器转子高速旋转。空气由进气道进入压气机叶轮，在离心力的作用下，从叶轮的中心流向叶轮的外周，其流速、压力和温度均有较大的增高，然后进入扩压管，进一步减速增压，经过中冷器后进入气缸。第四节排气净化装置一、催化转换器催化转化器与排气管串联安装。在其用不锈钢制成的密封壳体内装有很多蜂窝状小孔的陶瓷块，在陶瓷块的小孔表面有一层铂、钯或铑的催化剂镀层。当排气由催化转换器的入口进入，与催化剂接触时，催化剂促使排气中的CO、HC和NOx发生化学反应，变为无害气体，然后经催化转换器的出口和排气管排入大气。二、排气再循环（EGR）装置NOx是在燃烧室的高温、富氧条件下生成的。采用EGR装置降低NOx排放量的基本原理是：将排气管中少量排气引入进气管，与新鲜空气混合后送入气缸，使最高燃烧温度降低，从而减少NOx以的生成。安装在稳压箱上EGR率传感器将其检测到的EGR率信号反馈给电脑，电脑据此发出控制指令，调整安装在管路中的EGR控制阀开度，以此控制EGR率，使其在发动机的各种工况下始终保持最佳值。三、强制式曲轴箱通风装置强制式曲轴箱通风系统是利用进气管的真空吸力，形成循环气流，将曲轴箱内气体不断吸入进气歧管的一种装置。发动机工作时，进气管真空度沿着曲轴箱气体软管所形成的通道，将进入空滤器的新鲜空气经空气软管吸入气缸盖罩内，再由缸盖和机体上的孔道进入曲轴箱，与曲轴箱气体混合后，经PVC阀进入进气管和气缸。四、汽油蒸发污染电控装置汽油蒸发污染电控装置的作用是防止汽油箱产生的汽油蒸气向大气扩散。其工作原理是油箱中的汽油蒸气经单向阀进入碳罐上部，被其中的活性炭吸附，电脑根据发动机的转速、温度及空气流量等信号，通过操纵活性炭罐的电磁阀，改变排放控制阀上方的真空度，控制排放控制阀的开闭，当排放控制阀打开时，空气从活性炭罐底部经过滤网向上流过碳灌，并携带吸附在活性炭粒表面的汽油蒸气，通过定量排放小孔吸入进气歧管，随后进入气缸烧掉。第五节空气滤清器与排污净化装置的维修一、干式纸质空气滤清器的维妒国产中型载货汽车每行驶20000km，应清洁空气滤清器一次。滤清器纸滤芯的更换周期为20000km。轿车发动机的空气滤清器的清洁周期一般要长一些，如北京切诺基汽车空气滤清器清洁周期为60000km，滤芯的更换周期为240000km。清除滤芯上的灰尘的方法是把滤芯放在平板上轻轻拍打或用压缩空气从滤芯的内侧向外吹。滤芯如有破损必须更换，在滤芯装复之前，滤清器外壳必须清洗干净。二、排污净化装置的维修曲轴箱通风装置PCV阀的检修PCV阀堵塞后，会造成发动机怠速运转不稳或频繁熄火，机油会因此倒流入空气滤清器。维修时，应检查管路接口处有无松动漏气现象，确认完好后，使发动机怠速运转，用手反复捏住和放松曲轴箱气体软管，检查PCV阀是否有响声，如无响声，表示管路或PCV阀有堵塞现象，应拆开清洗。END