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1、第五章 发动机的进、排气系统,学习目标,1.了解进、排气系统的功用；2.掌握轿车空气滤清器、消声器结构特点；3.理解曲轴箱通风工作原理，废气再循环装置工作过程；4.了解机外净化采用的催化反应器净化原理；5.理解废气涡轮增压工作原理；6.掌握涡轮增压器结构；7.了解气波增压、机械增压工作特点；8.了解带放气阀的涡轮增压系统调整过程。,5.1概述,进、排气系统是在内燃机工作循环时，不断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到大气中。,5.2进气排气系统,5.2.1 进、排气管1.空气滤清器功用：清除空气中所含的尘土和沙粒，以减少气缸、活塞和活塞环的磨损。,2、空气滤清器类型,油浴式空
2、气滤清器,纸滤芯空气滤清器,离心式及复合式空气滤清器,1）油浴式空气滤清器,盖,滤芯,外壳,用于在多尘条件下工作的发动机上滤芯多为金属丝清洗后可重复使用,油浴式空气滤清器滤清过程,滤清器盖,滤芯,外壳,机油,2）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,碟形螺母,滤芯,进气导流管,金属网,滤纸,纸滤芯空气滤清器结构,3）离心式及复合式空气滤清器,多用于大型货车上湿式滤芯滤清效率较高但需定期更换布置有能使空气旋转的装置,、进气歧管,1
3、、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,2、要求,进气歧管内气体流道的长度应尽可能相等,减气体流动阻力，提高进气能力，进气歧管的内壁应该光滑,3、进气歧管类型,用于化油器式/节气门体式发动机多用铝合金轻导热,用于气道燃油喷射式发动机可用复合塑料,5.2.2 排气消声器,功用：消减排气噪声和消除废气中的火焰及火星。原理：消声器通过逐渐降低排气压力和衰减排气压力脉动，使排气能量耗散殆尽,系统组成,主消声器,排气尾管,催化转换器,后排气管,副消声器,排起歧管,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。,5.2.3 排气的净化装置,发
4、动机排气净化的方式可分为两大类：机内净化；机外净化。,一、汽油机排气的净化,（一）机内净化措施 1、改善可燃混合气品质 a、进气自动调温装置 b、废气再循环系统 2、改善燃烧状况 3、使用低污染燃料,（二）机外净化措施 1、二次空气喷射系统 2、催化转化器 3、强制式曲轴箱通风系统 4、汽油蒸发控制系统,二、柴油机排气的净化,1、废气再循环系统 2、改进燃烧系统 统一式燃烧室分隔式燃烧室 3、改进供给系 喷油正时、喷油速率、孔径与孔数、预喷射、气流 4、改变燃料性质 天然气、添加剂、乳化油 5、进气管喷水、进气管加水汽 6、采用增压技术 7、高压共轨系统 8、柴油机微粒滤清器,5.2.4混合气
5、的预热装置,预热装置的作用及类型汽车在冬季使用时，因气温较低，活塞压缩行程之后，空气（或可燃混合气）的温度较低，发动机着火困难，加之低温时润滑油粘度大，起动阻力大，发动机起动更加困难。为保证低温条件下迅速可靠地起动发动机，在多数柴油机和少数汽油机上设有低温起动预热装置，以提高进入气缸的空气（或可燃混合气）的温度。进气预热的类型有集中预热和分缸预热两种，集中式预热装置安装在发动机的进气管上，分缸预热装置安装在各气缸内或进气岐管上。汽油机和一部分柴油机的预热采用集中式，分缸式预热装置一般用在柴油机上。,5.3 发动机的增压,所谓的增压就是增加进入汽缸内的空气密度。增压的最大优点是能在不加大发动机排
6、量就能较大幅度地提高发动机的功率及扭力，一般而言，加装增压器后的发动机的功率及扭矩要增大20%至30%,5.3.1机械增压,增压器由发动机曲轴通过齿轮(或链条等)直接驱动，机械增压压气机除离心式压气机外还有罗茨式压气机。,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,机械增压器（罗茨式压气机）,电磁离合器,转子,齿轮,壳体,组成：转子、转子轴、传动齿轮、壳体、后盖前装电磁离合器及电磁离合器带轮,转子,曲轴经传动带、电磁离合器驱动其中的一个转子，而另一个转子由传动齿轮带动与其同步旋转,二叶转子,三叶转子,罗茨式压气机工作原理,
7、当转子旋转时，空气从压气机入口吸入，在转子叶片的推动下空气被加速，然后从压气机出口压出。,5.3.2气波增压,利用高压废气的脉冲气波迫使空气压缩。这种系统低速增压性能好、加速性好、工况范围大；但尺寸大、笨重和噪声大。,气波增压,气波增压器,进气管,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,5.3.3废气涡轮增压,1.废气涡轮增压器工作原理；,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,2.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,、增压压力调节,进气旁通阀,
8、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,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。,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,膜盒,压气机,排气管,涡轮机,排气旁通阀工作原理,、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,、涡轮增压发动机的优缺点,优点：增加效率高于机械增压。缺点：发动机动力输出略滞后于油门的开启，加大油门后一般需要等片刻，稍后发动机会有很大的动力爆发。,
