進排氣系統(tǒng)及排污凈化裝置

第9章

進排氣系統(tǒng)及排污凈化裝置學習目標1.熟悉進氣系統(tǒng)的組成及其各部分的類型、結構、功用和工作原理；2.熟悉排氣系統(tǒng)的組成及其各部分的類型、結構、功用和工作原理；3.了解進氣增壓器的類型及中冷器的作用；4.掌握渦輪增壓系統(tǒng)的類型及渦輪增壓器的結構和工作原理；5.了解各種排污凈化裝置的類型、功用、結構和工作原理;6.掌握空氣濾清器維護及排污凈化裝置的檢修方法。第一節(jié)

進氣系統(tǒng)一、空氣濾清器（一）空氣濾清器的功用

空氣濾清器的功用是清除空氣中的灰塵等機械顆粒物，使進氣潔凈，減少氣缸磨損，其次，也起到消減進氣噪聲的作用。（二）空氣濾清器的結構

空氣濾清器一般由外殼、蓋、濾芯及密封圈等組成?，F(xiàn)在多用紙濾芯，如圖所示。二、進氣導流管及進氣歧管（一）進氣導流管

在大型貨車、自卸車或礦山車的空氣濾清器進氣口之前常裝有很長的進氣導流管，管口沿駕駛室伸至高處，吸收車外密度大、含塵少的空氣。（二）進氣歧管

進氣歧管的功用：將進氣均勻地分配到各個氣缸。

進氣歧管的結構：進氣歧管是一個總管和若干歧管構成的整體管件。通常用合金鑄鐵、鋁合金或復合塑料制成，用螺栓固裝在氣缸蓋的側面。當某氣缸進氣門開啟時，進氣由總管經過通往該缸的進氣歧管和氣缸蓋上的進氣道進入氣缸。三、進氣諧振增壓

進氣諧振增壓系統(tǒng)是利用進氣流慣性產生的壓力波，提高進氣壓力，增加進氣量。增壓可以提高發(fā)動機的動力性能，降低油耗及排污。

當進氣門迅速關閉時，在進氣流的慣性力作用下，氣流仍會向氣門方向流動，使進氣門附近的氣體壓縮，壓力上升，隨即被壓縮的氣體因壓力較高而向反方向膨脹流動，當膨脹氣體波傳到進氣管口時，因受到外界大氣壓的阻擋，被反射回來，如此往復，在進氣門和進氣管口之間的管道中形成壓力波。如果使這個壓力波與進氣頻率（轉速）諧調，即可使進氣管內的氣體產生諧振，就會在進氣門關閉之前，在進氣歧管內產生大幅度的壓力波，使進氣門處的氣壓增高，進氣增多。諧振壓力波的波長與進氣管的長度成正比。波長較大的諧振壓力波有利于發(fā)動機中、低轉速區(qū)進氣增壓，反之，則有利于發(fā)動機高速范圍內的進氣增壓。（一）不可變進氣歧管諧振增壓

固定長度進氣歧，適合最大轉矩所對應轉速區(qū)的進氣諧振增壓。（二）可變進氣歧管諧振增壓

通過電腦控制，自動改變進氣歧管的有效長度，在所有轉速下都提高發(fā)動機的功率。

當發(fā)動機中、低速運轉時，電腦發(fā)出指令，轉換閥控制機構關閉轉換閥，此時空氣沿著左圖箭頭所示的路徑，經過細而長的進氣歧管進入氣缸，使進氣增多；當發(fā)動機高轉速時，轉換閥開啟，空氣沿右上角圖中箭頭所示的路徑，經過粗而短的進氣歧管進入氣缸，使進氣增多。第二節(jié)排氣系統(tǒng)

排氣系統(tǒng)由排氣歧管、三元催化器、消聲器和排氣管組成，一、單排氣系統(tǒng)和雙排氣系統(tǒng)

排氣系統(tǒng)由排氣歧管、三元催化器、消聲器和排氣管組成，由單排氣系統(tǒng)和雙排氣系統(tǒng)。二、排氣消聲器

排氣消聲器的作用是消減排氣噪聲和消除廢氣中的火焰和火星。消聲器通過逐漸降低排氣壓力和衰減排氣壓力脈動波來消耗排氣能量。消聲器有吸收式、干涉式、擴張式和共振式。第三節(jié)進氣增壓裝置一、概述

通過將空氣壓縮后在供入氣缸，使進氣量增加的技術成為進氣增壓。

增壓發(fā)動機渦輪渦輪常用的增壓器有渦輪增壓器、機械增壓器和氣波增壓器一、渦輪增壓系統(tǒng)單渦輪增壓系統(tǒng)雙渦輪增壓系統(tǒng)1.單渦輪增壓系統(tǒng)空氣濾清器壓氣機渦輪機中冷器節(jié)氣門進氣旁通閥排氣旁通閥空氣流量計排氣旁通閥控制裝置2.雙渦輪增壓系統(tǒng)空氣濾清器中冷器渦輪增壓器增壓壓力傳感器排氣旁通閥及控制裝置二、渦輪增壓器結構原理離心式壓氣機徑流式渦輪機中間體壓氣機增壓器軸渦輪機1.組成中間體2.渦輪增壓器原理3.渦輪增壓器結構第四節(jié)排氣凈化裝置一、催化轉換器

催化轉化器與排氣管串聯(lián)安裝。在其用不銹鋼制成的密封殼體內裝有很多蜂窩狀小孔的陶瓷塊，在陶瓷塊的小孔表面有一層鉑、鈀或銠的催化劑鍍層。當排氣由催化轉換器的入口進入，與催化劑接觸時，催化劑促使排氣中的CO、HC和NOx發(fā)生化學反應，變?yōu)闊o害氣體，然后經催化轉換器的出口和排氣管排入大氣。二、二次空氣噴射裝置作用：使CO和HC在氧化轉化器中氧化燃燒，其所生熱量有助于催化轉化器迅速達到工作溫度。（400-7000C）三、柴油機微粒過濾器作用：去除排氣中以炭煙為主的微粒。首先是過濾，其次是將積存在濾芯上的微粒氧化燃燒掉。四、恒溫進氣裝置作用：在發(fā)動機冷起動后的暖機階段，向進氣管供給熱空氣，促使汽油激化和燃燒，達到減少CO和HC的排放，改善發(fā)動機低溫運轉的性能。五、排氣再循環(huán)（EGR）裝置

NOx是在燃燒室的高溫、富氧條件下生成的。采用EGR裝置降低NOx排放量的基本原理是：將排氣管中少量排氣引入進氣管，與新鮮空氣混合后送入氣缸，使最高燃燒溫度降低，從而減少NOx以的生成。

安裝在穩(wěn)壓箱上EGR率傳感器將其檢測到的EGR率信號反饋給電腦，電腦據(jù)此發(fā)出控制指令，調整安裝在管路中的EGR控制閥開度，以此控制EGR率，使其在發(fā)動機的各種工況下始終保持最佳值。六、強制式曲軸箱通風裝置

強制式曲軸箱通風系統(tǒng)是利用進氣管的真空吸力，形成循環(huán)氣流，將曲軸箱內氣體不斷吸入進氣歧管的一種裝置。

發(fā)動機工作時，進氣管真空度沿著曲軸箱氣體軟管所形成的通道，將進入空濾器的新鮮空氣經空氣軟管吸入氣缸蓋罩內，再由缸蓋和機體上的孔道進入曲軸箱，與曲軸箱氣體混合后，經PVC閥進入進氣管和氣缸。八、汽油蒸發(fā)污染電控裝置

汽油蒸發(fā)污染電控裝置的作用是防止汽油箱產生的汽油蒸汽向大氣擴散。其工作原理是油箱中的汽油蒸汽經單向閥進入碳罐上部，被其中的活性炭吸附，電腦根據(jù)發(fā)動機的轉速、溫度及空氣流量等信號，通過操縱活性炭罐的電磁閥，改變排放控制閥上方的真空度，控制排放控制閥的開閉。當排放控制閥打開時，空氣從活性炭罐底部經過濾網向上流過碳灌，并攜帶吸附在活性炭粒表面的汽油蒸氣，通過定量排放小孔吸入進氣歧管，隨后進入氣缸燒掉。第五節(jié)

空氣濾清器

與排污凈化裝置的維修

一、干式紙質空氣濾清器的維護

國產中型載貨汽車每行駛20000km，應清潔空氣濾清器一次。濾清器紙濾芯的更換周期為20000km。轎車發(fā)動機的空氣濾清器的清潔周期一般要長一些，如北京切諾基汽車空氣濾清器清潔周期為60000km，濾芯的更換周期為240000km。清除濾芯上的灰塵的方法是把濾芯放在平板上輕輕拍打或用壓縮空氣從濾芯的內側向外吹。濾芯如有破損必須更換。在濾芯裝復之前，必須清洗干凈濾清器外殼。二、排污凈化裝置的維修