汽車構(gòu)造 理論教案 第5-11章 柴油機(jī)燃料供給系統(tǒng)-起動(dòng)系統(tǒng)和供電系統(tǒng)

理論課教案

學(xué)院：

授課課程：汽車構(gòu)造1

授課教研室：車輛與交通工程

授課教師：

課程負(fù)責(zé)人：

第五章柴油機(jī)燃料供給系統(tǒng)

授課題目第一節(jié)概述授課類型

第二節(jié)煙噴射系統(tǒng)

首次授課時(shí)間年11月27日學(xué)時(shí)2

1.知識(shí)目標(biāo)

具備柴油、柴油機(jī)燃燒、電控柴油機(jī)燃油系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)

1）柴油的使用特性；柴油機(jī)的燃燒特點(diǎn)；柴油機(jī)的燃燒室；機(jī)械噴油器的結(jié)構(gòu)和

工作原理；

2）電控單體泵、電控泵噴嘴、高壓共軌柴油噴射系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、組成、工作原理；

3）壓電式目控噴油器的材料、結(jié)構(gòu)組成、工作原理。

2.能力目標(biāo)

培養(yǎng)觀察能力、綜合分析能力、理論聯(lián)系實(shí)際的能力

教學(xué)目標(biāo)

1）針對(duì)一臺(tái)電控柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，熟悉各組成部件在發(fā)動(dòng)機(jī)上的位置及相互關(guān)系；

2）能分析目控單體泵、電控泵噴嘴、高壓共軌柴油噴射系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和性能上的不

同；

3）能理解并分析各組成部件的功用、工作原理。

3.素質(zhì)目標(biāo)

通過分享龍泵集團(tuán)我校畢業(yè)的學(xué)生的工作情況，讓學(xué)生愛自己的專業(yè)；

通過分析我國(guó)電控柴油機(jī)領(lǐng)域技術(shù)比較領(lǐng)先的企業(yè)及整個(gè)國(guó)家電控柴油機(jī)技術(shù)在

世界的地位，鼓勵(lì)學(xué)生好好學(xué)習(xí)，為我國(guó)的汽車技術(shù)做貢獻(xiàn)

重點(diǎn)：電控單體泵、電控泵噴嘴和高壓共軌的結(jié)構(gòu)及工作原理

重點(diǎn)與難點(diǎn)

難點(diǎn)：電控單體泵、電控泵噴嘴和高壓共軌的工作原理

學(xué)習(xí)者分析掌握了汽油機(jī)燃油系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理

教學(xué)資源自建在線課程（第五章5.1?5.6）；翻轉(zhuǎn)教學(xué)平臺(tái)學(xué)習(xí)資源里的文章、視頻等

教學(xué)方式一課堂

教學(xué)方法教學(xué)方法一問題式；自學(xué)自講；討論式；探究式；雙語式；互動(dòng)（包括簽到、答

題、頭腦風(fēng)暴、答疑、選擇、判斷、搶答、隨機(jī)選人等）

網(wǎng)絡(luò)線上自學(xué)、鞏固；

教室多媒體演示+板書；

教學(xué)手段

實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)

1

教學(xué)過程：（包括授課思路、過程設(shè)計(jì)、講解要點(diǎn)及各部分具體內(nèi)容、時(shí)間分配等）

一、線上學(xué)習(xí)任務(wù)安排（50分鐘）

布置看網(wǎng)上資源：

1、學(xué)習(xí)魯東大學(xué)《汽車構(gòu)造》5.1-5.6；翻轉(zhuǎn)教學(xué)平臺(tái)學(xué)習(xí)資源里的文章、視頻等；并

回答測(cè)試題；

1）上網(wǎng)查找資料，我的一篇論文《寶來電控泵噴嘴技術(shù)》。

2）發(fā)布三個(gè)視頻和2篇論文。

2、注意：（1）聽課過程中在教材上做出標(biāo)記；（2）記錄出有疑問的地方。

二、課堂教學(xué)（50分鐘）

按照“在線測(cè)試-導(dǎo)學(xué)-內(nèi)容講授-總結(jié)-答疑-作業(yè)”的線性順序開展教學(xué)活動(dòng)。

三、課后拓展

1、在智慧樹提交作業(yè)；

2、完成下一節(jié)課在線學(xué)習(xí)；

3、完成拓展任務(wù)-縮口型低排放直噴式燃燒室。

課堂教學(xué)

?授課思路

（1）柴油機(jī)燃油系統(tǒng)的組成及發(fā)展歷程、機(jī)械噴射柴油噴射系統(tǒng)等這部分內(nèi)容先進(jìn)

行線上慕課學(xué)習(xí)，課堂上突出重點(diǎn)難點(diǎn)，采用智慧樹互動(dòng)和案例的方式進(jìn)行知識(shí)的鞏

固；

（2）這次課有5個(gè)重要的知識(shí)點(diǎn)，采用不同的方法進(jìn)行。

1）通過柴油知識(shí)及分析柴油機(jī)混合氣形成特點(diǎn)，從而分析柴油機(jī)的燃燒室的形式

及其特點(diǎn)；通過學(xué)生自己網(wǎng)上查資料，與學(xué)生一起討論。

2）一起分享機(jī)械噴油器的結(jié)構(gòu)和工作原理，通過互動(dòng)測(cè)試鞏固。

3）重點(diǎn)分析講解電控單體泵、泵噴嘴的結(jié)構(gòu)、工作原理、控制特點(diǎn)；學(xué)生思考互

動(dòng)；

4）一起分享高壓共軌系統(tǒng)的控制特點(diǎn)、德國(guó)博世和日本電裝高壓共軌系統(tǒng)的結(jié)

構(gòu)和工作原理；

5）日本電裝噴油器、高壓泵的結(jié)構(gòu)和工作原理；

6）壓電晶體的特點(diǎn)、壓電式共軌系統(tǒng)的控制特點(diǎn)；

（3）結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)到實(shí)驗(yàn)室，以機(jī)械噴射柴油發(fā)動(dòng)機(jī)和電控共軌柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為例講

解觀察；

（4）在講解基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上，討論該領(lǐng)域的最新技術(shù)（壓電式共軌柴油發(fā)動(dòng)

機(jī)）；

（5）通過分享在龍泵工作的學(xué)哥的工作簡(jiǎn)歷，培養(yǎng)民族自豪感，厚植家國(guó)情懷。

?過程設(shè)計(jì)及時(shí)間分配

2

1、智慧平臺(tái)測(cè)試線上學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)知識(shí)（8分鐘）

2、柴油知識(shí)及使用（2分鐘）（網(wǎng)上自查+討論分享+舉例）

3、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)燃油系統(tǒng)的類型和組成（5分鐘）（自學(xué)后+交流互動(dòng)+動(dòng)畫教學(xué)）

4、單體泵的結(jié)構(gòu)和工作原理（5分鐘）（學(xué)生思考+小組討論+學(xué)生回答+教師分

析）

6、泵噴嘴的結(jié)構(gòu)和工作原理（10分鐘）（講授+互動(dòng)+視頻教學(xué)）

7、高壓共軌電控柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作原理（10分鐘）（教師為主，學(xué)生思

考）

8、分享學(xué)生的生活和經(jīng)歷（龍泵集團(tuán)）（5分鐘）（與學(xué)生交流+視頻）

9、總結(jié)、答疑并布置作業(yè)（5分鐘）

?講解要點(diǎn)及各部分具體內(nèi)容

第一節(jié)概述

柴油及其使用性能

1.輕柴油的牌號(hào)和規(guī)格

輕柴油按其質(zhì)量分為優(yōu)等品、一等品和合格品三個(gè)等級(jí)，每個(gè)等級(jí)又按柴油的

凝點(diǎn)分為10、0、70、-20、-35和-50等六種牌號(hào)。

2.輕柴油的使用性能

（1）館程/閃點(diǎn)/凝點(diǎn)/冷濾點(diǎn)/發(fā)火性/蒸發(fā)性/低溫流動(dòng)性/粘度。發(fā)火性：十六烷

值；低溫流動(dòng)性：凝點(diǎn)、冷濾點(diǎn)評(píng)定低溫流動(dòng)性。

3.輕柴油的選擇

按照當(dāng)?shù)禺?dāng)月風(fēng)險(xiǎn)率為10%的最低氣溫選用輕柴油牌號(hào)。

一、柴油機(jī)混合氣形成特點(diǎn)

與汽油機(jī)相比，柴油機(jī)混合氣形成的時(shí)間極短，只占15°?35°曲軸轉(zhuǎn)角。燃燒室

各處的混合氣成份很不均勻，且隨時(shí)間而變化。雖然柒油機(jī)的平均過量空氣系數(shù)〉1,但

是在燃燒室內(nèi)仍然有的地方混合氣過濃，燃燒不完全；有的地方混合氣過稀，空氣得不

到充分利用。

二、柴油機(jī)燃燒室

1.直噴式燃燒室

現(xiàn)代電控柴油發(fā)動(dòng)機(jī)普遍采用直噴式燃燒室（DirectInjectionChamber）,它是

由氣缸蓋底平面和活塞頂內(nèi)的凹坑及氣缸壁組成的空間，大部分集中于活塞頂部。凹坑

的形狀多種多樣，有淺盆形、3型、四角型、花瓣型、啞鈴型等，如圖57所示。這種

燃燒室的特點(diǎn)是噴油器直接向燃燒室內(nèi)噴射柴油，借助油束形狀與燃燒室形狀的合理匹

配，以及空氣的渦流運(yùn)動(dòng)，迅速形成可燃混合氣。

3

2.縮口型低排放直噴式燃燒室

從經(jīng)濟(jì)性角度出發(fā)，車用柴油機(jī)燃燒室直噴化已成為發(fā)展趨勢(shì)。直噴化的關(guān)鍵是如

何解決直噴式燃燒室混合氣形成速率與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相適應(yīng)的問題。

縮口型低排放(ShrinkageRypeLowEmission)直噴式燃燒室(圖5-2),集傳統(tǒng)

的直噴式燃燒室和渦流室燃燒室的優(yōu)點(diǎn)于一體。其主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是將燃燒室底部改成中

央凸起的雙渦流型，同時(shí)通過縮口加強(qiáng)燃燒室內(nèi)的擠流強(qiáng)度，而且這種擠流強(qiáng)度隨轉(zhuǎn)速

的升高而得到加強(qiáng)。這種結(jié)構(gòu)可有效組織燃燒室內(nèi)的氣流運(yùn)動(dòng)，并能與噴射系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)

行優(yōu)化匹配，在保持動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性基本不變的條件下有效地改善柴油機(jī)的排放特性。

氣缸直徑小于120nlm的中小型柒油機(jī)，轉(zhuǎn)速較高，采用深坑型燃燒室(深度H較

大)，以便隨轉(zhuǎn)速的升高，加強(qiáng)燃燒室內(nèi)的壓縮擠流強(qiáng)度，加快混合氣的形成和擴(kuò)散燃

燒速度；氣缸直徑大于120mm的大型柴油機(jī)，轉(zhuǎn)速較低，采用淺坑型燃燒室(H值較

小)。

圖5-2縮口型低排放直噴式燃燒室

三、柴油機(jī)燃油系統(tǒng)類型

自1897年由德國(guó)狄塞爾發(fā)明第一臺(tái)柴油機(jī)以來，柴油機(jī)燃油系統(tǒng)發(fā)生了很大變化。

從機(jī)械噴射到電控噴射，從位置式、時(shí)間式，到時(shí)間壓力式；最高噴射壓力從傳統(tǒng)

的20?24Mpa提高到200MPa以上。按控制方法可分為如圖5-3所示的三種類型。

1)電控位置式噴射系統(tǒng)(EIectricControlPositionInjectionSystem)o是在

抗械式噴射系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，將機(jī)械離心式調(diào)速器和供油提前器改進(jìn)為步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或比例

閥控制的自動(dòng)控制裝置。由此將供油時(shí)刻和調(diào)速特性實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。根據(jù)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分

為VE型分配泵和直列型電企泵(TICS)o

2)電控時(shí)間式噴射系統(tǒng)(EIectricControITimeInjectionSystem)0比前兩者

噴射壓力明顯提高(80?220MPa),同時(shí)控制方法也發(fā)生了根本性變化。根據(jù)結(jié)溝特點(diǎn)分

為單體泵和泵噴嘴。

單體泵(UnitPumpSystem,UPS)(圖5-3a);各缸獨(dú)立設(shè)置噴油泵，在噴油器

4

和噴油泵之間設(shè)置短的高壓油管c通過設(shè)置在單體泵出口端的高頻電磁閥的通電持續(xù)時(shí)

間和通電時(shí)刻來控制噴油量和噴油時(shí)刻。它的最大特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耐久可靠，對(duì)油品

的適應(yīng)性好。

泵噴嘴（UnitInjectorSystem,UIS）（圖5-3b）:取消了噴油泵和噴油器之間

的高壓油管，各缸獨(dú)立設(shè)置。由于噴油泵與噴油器之間空間很小，供油規(guī)律直接反映在

噴油規(guī)律上，而且噴射時(shí)刻和噴油量是通過在泵和噴嘴之間的油道上設(shè)置的高頻電磁閥

的通電時(shí)刻和通電持續(xù)時(shí)間來控制的。高壓密封端面少，易實(shí)現(xiàn)高壓化。因噴油泵和噴

油器一體化且在氣缸蓋上倒置，需要專門的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)較復(fù)雜。

3）電控時(shí)間壓力式噴射系統(tǒng)［電控高壓共軌（CRS,CommonRaiISystem）］（圖

5—3c）o

在高壓泵與噴油器之茴設(shè)有較長(zhǎng)的高壓油管，其中設(shè)有蓄壓室（共軌），噴油泵和

噴油器各自獨(dú)立控制。噴油泵的功能是控制共就中的目標(biāo)壓力，而噴射正時(shí)和噴油量則

直接通過噴油器的通電時(shí)刻和通電持續(xù)時(shí)間來控制。因此，這種噴射方式控制靈活，控

制自由度寬。

圖5-3電控高壓噴射系統(tǒng)

第二節(jié)電控柴油噴射系統(tǒng)

電控柴油噴射系統(tǒng)由傳感器、電控單元（ECU）和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三部分組成。傳感器采集

轉(zhuǎn)速、溫度、壓力、流量和加速踏板位置等信號(hào)，并將實(shí)時(shí)檢測(cè)的信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)。ECU

對(duì)來自傳感器的信號(hào)與儲(chǔ)存的參數(shù)值進(jìn)行比較、運(yùn)算，確定最佳運(yùn)行參數(shù)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)按

照最佳參數(shù)對(duì)噴油壓力、噴油量、噴油時(shí)間、噴油規(guī)律（FuelInjectionLaw）等進(jìn)行

控制，使柴油機(jī)工作狀態(tài)達(dá)到最佳。電控柴油噴射系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）對(duì)噴油正時(shí)的控制精度高（高于0.5°曲軸轉(zhuǎn)角），反應(yīng)速度快。

2）對(duì)噴油量的控制精確、靈活、快速，噴油量可隨意調(diào)節(jié)，可實(shí)現(xiàn)預(yù)噴射和后噴射，

改變噴油規(guī)律。

3）噴油壓力高（高壓共統(tǒng)電控噴油系統(tǒng)高達(dá)200Mpa）,不受發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速影響，優(yōu)化了

燃燒過程。

4）無零部件磨損，長(zhǎng)期工作穩(wěn)定性好。

5）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性好，適用性強(qiáng)。

5

一、電控單體泵

1.特點(diǎn)：每缸一泵、由凸輪軸驅(qū)動(dòng)、有較短高壓油管與噴油器連接。

2.工作原理

吸油過程：柱塞下移/電磁閥OFF/閥芯打開低壓油腔/低壓油進(jìn)入活塞上方

預(yù)壓油過程：柱塞上移/電磁閥OFF/閥芯打開低壓油腔/進(jìn)入柱塞上方的部分燃油

流回低壓油腔

泵油過程：柱塞上移/電磁閥ON/閥芯關(guān)閉低壓油腔，打開高壓油管（上升到高

壓）/高壓油進(jìn)入噴油器，噴油器噴油。

泄壓過程：柱塞上移/'電磁閥OFF/閥芯打開低壓油腔/進(jìn)入柱塞上方的燃油流回低壓

油腔（下降到低壓）/高壓油管壓力迅速下降，噴油器停止噴油

3.電控單體泵的特點(diǎn)

1）電控時(shí)間式；2）被控對(duì)象為高速電磁閥；3）電磁閥開啟時(shí)刻決定噴油提前角；4）

電磁閥開啟持續(xù)時(shí)間決定供油量；5）滿足國(guó)3、4排放，加后處理，電控噴油器可達(dá)到國(guó)

5要求；6）經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性、可駕駛性好；7）低成本，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠性好；8）對(duì)發(fā)動(dòng)

抗的改動(dòng)非常??；9）開發(fā)周期短：約8個(gè)月；10）匹配范圍廣：既適用于中重型，也適

用于輕型商用。

過程柱塞電磁閥壓力

吸油過程下降開低壓

預(yù)壓油過上升開低壓

程

泵油過程上升關(guān)上升到高壓

泄壓過程上升開下降到低壓

6凸軸

4,噴油器

噴油器是柴油機(jī)燃油供給系中實(shí)現(xiàn)燃油噴射的重要部件，其功用是根據(jù)柴油機(jī)混

合氣形成的特點(diǎn)，將燃油霧化成細(xì)微的油滴，并將其噴射到燃燒室特定的部位。

要求

汽車柴油機(jī)廣泛采用閉式噴油器。這種油器主要由噴油器體、調(diào)壓裝置及噴油嘴等

部分組成。閉式噴油器的噴油嘴是由針閥和針閥體組成的一對(duì)精密偶件，其配合間隙僅

為0.002?0.004mm。為此，在精加工之后，尚需配對(duì)研磨，故在使用中不能互換。

一般針閥由熱穩(wěn)定性好的高速鋼制造，而針閥體則采用耐沖擊的優(yōu)質(zhì)合金鋼。

孔式噴油器結(jié)構(gòu)

(1)孔式噴油器用于直噴式燃燒室柴油機(jī)上，其結(jié)構(gòu)由針閥11和針閥體12構(gòu)成

的噴油嘴通過擰緊螺母10與噴油器體9緊固在一起。為了保證結(jié)合面的密封，針閥體的

上端面與噴油器體的下端面都需經(jīng)過精細(xì)的研磨。調(diào)壓彈簧7的預(yù)緊力通過頂桿8作用

在針閥上，將針閥壓緊在針閥體內(nèi)的密封錐面上，使噴油嘴關(guān)閉。調(diào)壓彈簧的預(yù)緊力由

調(diào)壓螺釘5調(diào)節(jié)。

(2)針閥的上錐面稱作承壓錐面，用來承受油壓產(chǎn)生的軸向推力，使針閥升起。

針閥下端的錐面，稱作密封錐面。

(3)一般噴孔數(shù)目為1?7個(gè)，噴孔直徑為0.2?0.5mm。噴孔直徑不宜過小，否

則既不易加工，又在使用中容易被積炭堵塞。

(4)工作原理：當(dāng)柴油機(jī)工作時(shí)，來自噴油泵的高壓柴油通過高壓油管送到噴油

器，經(jīng)進(jìn)油管接頭9和針閥體12內(nèi)的油道進(jìn)入噴油嘴內(nèi)的壓力室6。油壓作用在針閥的

承壓錐面上，產(chǎn)生向上的推力"當(dāng)此推力超過調(diào)壓彈要的預(yù)緊力時(shí)，針閥升起的最大高

度即針閥升程，由噴油器體(或接合座)的下端面限制。當(dāng)噴油泵停止供油時(shí)，噴油嘴

壓力室內(nèi)的油壓迅速下降，針閥在調(diào)壓彈簧的作用下瞬即落座，將噴孔關(guān)閉，終止噴

詁。

二、電控泵噴嘴

1.電控泵噴嘴優(yōu)點(diǎn)

(1)電控時(shí)間式；

(2)被控對(duì)象為高速電磁閥：

7

（3）電磁閥開啟時(shí)刻決定噴油提前角；

（4）電磁閥開啟持續(xù)時(shí)間決定供油量；

（5）高壓泵、噴油器、電磁閥安裝在一個(gè)殼體內(nèi)，沒有高壓油管，高壓系統(tǒng)容積很小,

易產(chǎn)生更高的噴油壓力，密封性能好，可靠。

三、高壓共軌系統(tǒng)

1.高壓共軌（時(shí)間壓力控制式）的控制特點(diǎn)

1）精確控制噴油時(shí)間；

2）精確控制噴油量；

3）噴油壓力可柔性調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同工況。

4）噴油速率可柔性控制。

5）實(shí)現(xiàn)多次噴射。

6）改善動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、排放性能、噪聲。

2.德國(guó)博世高壓共就系統(tǒng)

1）電控時(shí)間壓力式：2）被控對(duì)象為2個(gè)高速電磁閥；3）噴油器電磁閥開啟時(shí)刻決

定噴油提前角；4）噴油器電磁閥開啟持續(xù)時(shí)間決定供油量；5）ECU根據(jù)軌壓傳感器的信

息反饋控制噴油泵壓力控制電磁閥實(shí)現(xiàn)壓力控制。

表2代年份最高壓力技術(shù)應(yīng)用

第一代1997135(MPa)—轎車

第二代2000145(MPa)改進(jìn)了高壓油泵和噴油器輕型車

第三代2003-160-180加工精度和控制精度更高范圍廣

2006(MPa)壓電噴油器

第四代2008200-250帶油壓增壓器范圍廣

(MPa)高壓油泵產(chǎn)生135MPa的高壓油送入共軌，再送入

噴油器，特殊的轉(zhuǎn)換活塞，油壓達(dá)到250MPa

8

3.日本電裝高壓共軌噴射系統(tǒng)

(1)噴油系統(tǒng)的組成(2)日本電裝高壓油泵

柱塞下行柱塞上行柱塞上行

電磁閥OFF電磁閥OFF電磁閥ON

閥開啟閥開啟閥關(guān)閉

柱塞腔進(jìn)油灶穿的同油柱塞腔壓油

9

（3）噴油器

電滋閥OFF,

外閥關(guān)閉（密封面A）,

內(nèi)閥打開（密封面B）,

共軌油壓作用于液壓活塞，噴油器針閥關(guān)

閉,不噴油。

不噴油

電磁閥ON,

外閥打開（密封面A）,

內(nèi)閥關(guān)閉（密封面B）,

共軌油壓被密封，液壓活塞上方的

液壓油被泄掉，噴油器針閥打開，噴油。

電滋閥OFF,

外閥關(guān)閉（密封面A）,

內(nèi)閥打開（密封面B）,

共軌油壓作用于液壓活塞，噴油器針閥

關(guān)閉，停止噴油。

四、壓電晶體的特點(diǎn)、壓電式共就系統(tǒng)的控制特點(diǎn)

1.壓電晶體

正壓電效應(yīng)：當(dāng)壓電晶體被擠壓或拉伸變形時(shí)，

其兩端產(chǎn)生與其形變量成比例的電荷。

逆壓電效應(yīng)：對(duì)晶體施加交變電場(chǎng)引起晶體機(jī)械變形。

10

2.壓電式共軌系統(tǒng)

噴射速率、噴射規(guī)律最優(yōu)化(柔性控電磁閥壓電晶體閥響應(yīng)速度快

制)切換頻率高

響應(yīng)時(shí)間G)0.450.1控制精度高

閥芯位移控制精度(um)0.01噴射壓力高

最小噴油＞(mm3/st)小于1.5可實(shí)現(xiàn)分段

預(yù)噴與主噴的最小時(shí)間間隔(s)().1噴射

五、奧迪A63.OLTDI柴油機(jī)壓電式共軌系統(tǒng)

新技術(shù)的分享

六、壓電噴油器

(1)用壓電元件控制油道的噴油器。

結(jié)構(gòu)原理與前述電磁閥控制的噴油器基本；

(2)用壓電元件控制針閥升程的噴油器。

利用壓電元件直接控制針閥升程來實(shí)現(xiàn)噴油。稱之為無壓力室噴油器(VCO噴油器)。

在直噴式的汽油機(jī)和柴油機(jī)上均已得到應(yīng)用。

(3)壓電式噴油器高壓共軌系統(tǒng)

Bosch壓電式共軌系統(tǒng)可降低排放20%,提高功率5%,降低油耗3%,降低噪聲3dB。

施加電壓方向壓電元件噴油器針閥噴油狀態(tài)

正向膨脹關(guān)閉不噴油

反向收縮開啟噴油噴

噴油量——針閥升程——ECU施加在壓電元件兩端的反向電壓的大小

11

思政引領(lǐng)

講一段已經(jīng)工作的學(xué)哥在龍泵的工作和生活，激發(fā)愛國(guó)情感，同時(shí)介紹我區(qū)的電控

柒油機(jī)技術(shù)廠家。

思考題、討論題、作業(yè)

P24/25；智慧樹翻轉(zhuǎn)課堂自擬作業(yè)

教學(xué)后記

教學(xué)反思：

這節(jié)課采用線上線下結(jié)合的方式，先進(jìn)行線上學(xué)習(xí)，對(duì)于易懂的內(nèi)容只進(jìn)行互動(dòng)測(cè)

試，對(duì)于重要而基本的知識(shí)學(xué)生自學(xué)自講，對(duì)于重點(diǎn)內(nèi)容教師講授，并結(jié)合實(shí)瞼設(shè)備進(jìn)

行知識(shí)的鞏固和內(nèi)化，再結(jié)合有趣的知識(shí)的延展。學(xué)生興趣盎然，積極性很高。

存在的問題：1）日本電裝和博世高壓共軌在結(jié)構(gòu)上有一定區(qū)別，性能上也有區(qū)別，

注意分析。2）講學(xué)哥及我國(guó)的技術(shù)及發(fā)展情況，激發(fā)民族自豪感，學(xué)生們很開心。

12

第六章進(jìn)排氣系統(tǒng)及排放凈化裝置（第一次課）

授課題目第一節(jié)進(jìn)、排氣裝?授課類型

第二節(jié)排氣凈化裝置

首次授課時(shí)間年12月4日學(xué)時(shí)2

1.知識(shí)目標(biāo)

具備發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣系統(tǒng)、增壓系統(tǒng)的相關(guān)知識(shí)

1）了解發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)；

2）掌握進(jìn)、排氣系統(tǒng)的功用和分類；

3）掌握空氣濾清器、節(jié)氣門、進(jìn)氣管、排氣管、消聲器的類型和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；

4）了解發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)新技術(shù)（諧振進(jìn)氣系統(tǒng)、可變進(jìn)氣系統(tǒng)）的類型和結(jié)構(gòu)特

點(diǎn)；

5）了解增壓的定義和類型；

教學(xué)目標(biāo)6）掌握機(jī)械增壓、廢氣渦輪增壓的結(jié)構(gòu)和工作原理；

7）理解增壓壓力的調(diào)節(jié)。

2.能力目標(biāo)

培養(yǎng)觀察能力、綜合分析能力、理論聯(lián)系實(shí)際的能力

1）在不同的發(fā)動(dòng)機(jī)上，能夠找到進(jìn)排氣系統(tǒng)、增壓系統(tǒng)的相關(guān)部件；

2）能設(shè)計(jì)較為完善的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)。

3.素質(zhì)目標(biāo)

我給大家講我在企業(yè)工作時(shí)的親身經(jīng)歷。以各種濾清器的保養(yǎng)方法為例，理論聯(lián)

系實(shí)際，介紹實(shí)踐發(fā)展新經(jīng)驗(yàn)，引導(dǎo)思考.

重點(diǎn)：排氣消聲器的功用和類型；廢氣渦輪增壓的工作原理和增壓壓力的調(diào)節(jié)

重點(diǎn)與難點(diǎn)

難點(diǎn)：諧振進(jìn)氣系統(tǒng)的作用和原理；增壓壓力的調(diào)節(jié)

學(xué)習(xí)者分析熟悉、掌握了發(fā)動(dòng)機(jī)兩大機(jī)構(gòu)和燃油系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理

教學(xué)資源自建在線課程（第六章6.1?6.5）；翻轉(zhuǎn)教學(xué)平臺(tái)學(xué)習(xí)資源里的文章、視頻等

教學(xué)方式一課堂

教學(xué)方法教學(xué)方法一問題式；自學(xué)自講；討論式；探究式；雙語式；互動(dòng)（包括簽到、答

題、頭腦風(fēng)暴、答疑、選擇、判斷、搶答、隨機(jī)選人等）

網(wǎng)絡(luò)線上自學(xué)、鞏固；

教學(xué)手段教室多媒體演示+板書；

實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)

1

教學(xué)過程：（包括授課思路、過程設(shè)計(jì)、講解要點(diǎn)及各部分具體內(nèi)容、時(shí)間分配等）

一、線上學(xué)習(xí)任務(wù)安排（50分鐘）

1、學(xué)習(xí)在線課程（第六章6.1?6.5和線上第九章）；翻轉(zhuǎn)教學(xué)平臺(tái)學(xué)習(xí)資源里的文

章、視頻等；課前檢索了2篇關(guān)于發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)排氣系統(tǒng)的文章和下載了3個(gè)視頻發(fā)給學(xué)

生：

1）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)冷知識(shí)之諧振進(jìn)氣系統(tǒng)（網(wǎng)絡(luò)文章）；

2）車用發(fā)動(dòng)機(jī)諧振進(jìn)氣系統(tǒng)（論文）；

1）在學(xué)習(xí)資源里上傳3個(gè)關(guān)于進(jìn)排氣系統(tǒng)及渦輪增壓的視頻。

2、注意：（1）聽課過程中在教材上做出標(biāo)記；（2）記錄出有疑問的地方。

二、課堂教學(xué)（50分鐘）

按照“在線測(cè)試-導(dǎo)學(xué)-內(nèi)容講授-總結(jié)-答疑-作業(yè)”的線性順序開展教學(xué)活動(dòng)。

三、課后拓展

1、在智慧樹提交作業(yè)；

2、完成下一節(jié)課在線學(xué)習(xí)；

3、完成拓展仁務(wù)控制增壓壓力的最新技術(shù)。

課堂教學(xué)

?授課思路

（1）發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)、排氣系統(tǒng)的功用、組成及發(fā)展趨勢(shì)；增壓的定義和好處；增壓的

類型及各種增壓系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)；增壓技術(shù)的發(fā)展等這部分內(nèi)容先進(jìn)行線上慕課學(xué)習(xí)，課

堂上突出重點(diǎn)難點(diǎn)，采用智慧樹互動(dòng)和案例的方式進(jìn)行知識(shí)的鞏固；

（2）這次課有5個(gè)重要的知識(shí)點(diǎn)，采用不同的方法進(jìn)行。

1）諧振進(jìn)氣系統(tǒng)、可變進(jìn)氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理；

2）廢氣渦輪增壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理；

3）增壓壓力的調(diào)節(jié)技術(shù)，需要掌握，著重講解并跟學(xué)生互動(dòng)。

4）著重分析有諧振進(jìn)氣系統(tǒng)、可變進(jìn)氣系統(tǒng)與沒有這些系統(tǒng)的不同點(diǎn)，通過小組

討論，分享加總結(jié)。

5）有增壓系統(tǒng)與沒有增壓系統(tǒng)的不同點(diǎn)，通過小組討論，分享加總結(jié)

（3）以一篇論文引發(fā)諧振進(jìn)氣系統(tǒng)的討論；

（4）在講解基礎(chǔ)知識(shí)的基礎(chǔ)上，討論該領(lǐng)域的最新技術(shù)（諧波進(jìn)氣系統(tǒng)和最新增壓

壓力調(diào)節(jié)裝置）；

（5）通過我給大家講我在企業(yè)工作時(shí)的親身經(jīng)歷。以各種濾清器的保養(yǎng)方法為例，

理論聯(lián)系實(shí)際，介紹實(shí)踐發(fā)展新經(jīng)驗(yàn)，引導(dǎo)思考。

?過程設(shè)計(jì)及時(shí)間分配

1、智慧平臺(tái)測(cè)試線上學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)知識(shí)（10分鐘）

2、諧振進(jìn)氣系統(tǒng)、可變進(jìn)氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理（10分鐘）（自學(xué)自講+討論分

享）

2

3、廢氣渦輪增壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及工作原理（10分鐘）（自學(xué)后+交流互動(dòng)+動(dòng)畫教

學(xué)）

4、增壓壓力的調(diào)節(jié)技術(shù)（5分鐘）（講授+互動(dòng)）

5、有諧振進(jìn)氣系統(tǒng)、可變進(jìn)氣系統(tǒng)與沒有這些系統(tǒng)的不同點(diǎn)（5分鐘）（學(xué)生思考

+小組討論+學(xué)生回答+教師分析）

6、有增壓系統(tǒng)與沒有增壓系統(tǒng)的不同點(diǎn)（2分鐘）（學(xué)生思考+小組討論+學(xué)生回

答+教師分析）

7、思政元素的導(dǎo)入（企業(yè)的親身經(jīng)歷）（5分鐘）（與學(xué)生交流）

8、總結(jié)、答疑并布置作業(yè)（3分鐘）

?講解要點(diǎn)及各部分具體內(nèi)容

第六章進(jìn)排氣系統(tǒng)

第一節(jié)概述

1.進(jìn)書系統(tǒng)的功用

盡可能多的和盡可能均勻的向各氣缸供給空氣和燃油的混合氣或純凈的空氣。一般

進(jìn)氣系統(tǒng)主要包括空氣濾清器和進(jìn)氣歧管。在燃油噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)中，進(jìn)氣系統(tǒng)還包括空

氣流量計(jì)或進(jìn)氣管壓力傳感器，以便對(duì)進(jìn)入氣缸的空氣量進(jìn)行計(jì)量。

2、組成

空氣濾清器、空氣濾清器、進(jìn)氣導(dǎo)流管、進(jìn)氣歧管。

第二節(jié)進(jìn)氣系統(tǒng)

一、空氣濾清器

（一）空氣濾清器的功用

空氣濾清器的功用主要是濾除空氣中的雜質(zhì)或灰塵，讓潔凈的空氣進(jìn)入氣缸。另

外，空氣濾清器也有消減氣噪聲的作用。

（二）空氣濾清器的結(jié)構(gòu)

空氣濾清器一般由進(jìn)氣導(dǎo)流管、空氣濾清器蓋、空氣濾清器外殼和濾芯等組成。

現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上的空氣濾清器仍有多種結(jié)構(gòu)形式。

1、油浴式空氣濾清器

這種濾.清器用于在多塵條件下工作的發(fā)動(dòng)機(jī)上，如越野車發(fā)動(dòng)機(jī)。油浴式空氣濾

清器包括濾清器外殼1、濾芯2、密封圖3和濾清器蓋4等。外殼底部是儲(chǔ)油池，其中盛

有一定數(shù)量的潤(rùn)滑油。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，環(huán)境空氣經(jīng)外殼與濾清器蓋之間的狹縫進(jìn)入濾

清器，并沿著濾芯與外殼之間的環(huán)形通道向下流到濾芯底部，再折向上通過濾芯后進(jìn)入

進(jìn)氣管。當(dāng)氣流轉(zhuǎn)彎時(shí)，空氣中粗大的雜質(zhì)被甩入潤(rùn)滑油中被潤(rùn)滑油粘附，細(xì)小的雜質(zhì)

被濾芯濾除。粘附在濾芯上的雜質(zhì)被氣流濺起的泗滑油所沖洗，并隨洞滑油一起流回儲(chǔ)

油池。油浴式空氣濾清器的優(yōu)點(diǎn)是濾芯清洗后可以重復(fù)使用。

2、紙濾式空氣濾清器

3

這種紙濾器廣泛應(yīng)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上。在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，空氣從濾芯的四周穿過濾

紙進(jìn)入濾芯中心，隨后流入進(jìn)氣管。雜質(zhì)被濾芯阻留在濾芯外面。

紙濾芯空氣濾清汽油重量輕、成本低和濾清效果好等優(yōu)點(diǎn)。紙濾芯有中干式和濕式

兩種。干紙式濾芯可以反復(fù)使用。紙濾芯經(jīng)過浸油處理后即為濕式紙濾芯，其主要優(yōu)點(diǎn)

是使用壽命長(zhǎng)、吸附雜質(zhì)的能力強(qiáng)和濾清效果高。但它不能反復(fù)使用，需定期更換。

3、離心式空氣濾清器

這種濾清器多用于大型客車上。在許多自卸車或礦山用汽車上還使用離心式與紙濾

芯式相結(jié)合的雙級(jí)空氣濾清器。雙級(jí)空氣濾清器的上體是紙濾芯空氣濾清器，下體是離

心式空氣濾清器?？諝馐紫葟臑V清器下體14周圍的進(jìn)氣孔16進(jìn)入離心式空氣濾清器內(nèi)

的旋流管21?？諝馇邢虻倪M(jìn)入旋流管，因此在旋流管內(nèi)產(chǎn)生高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在離心力的

作用下，空氣中的大部分灰塵被甩向旋流管壁，空氣則從旋流管頂布的出口經(jīng)接管22進(jìn)

入紙濾芯空氣濾清器?？諝庵袣埓娴牡募?xì)微雜質(zhì)經(jīng)紙濾芯8濾除。

（三）空％濾清器進(jìn)氣導(dǎo)流管

在現(xiàn)代轎車上，為了增強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)的諧振進(jìn)氣效果，空氣濾清器進(jìn)氣導(dǎo)流管需要有較

大的容積。但是導(dǎo)流管不能太粗，以保證空氣在導(dǎo)流管內(nèi)有一定的流速。因此，進(jìn)氣導(dǎo)

流管只能做的很長(zhǎng)。

二、進(jìn)氣歧管

1、進(jìn)氣歧管結(jié)構(gòu)

對(duì)于氣道燃油噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)或柴油機(jī)，進(jìn)氣歧管只是將潔凈的空氣分配到各缸進(jìn)氣

道。進(jìn)氣歧管必須將空氣-燃油混合氣或潔凈空氣盡可能均勻的分配到各個(gè)氣缸，為此進(jìn)

氣歧管內(nèi)氣體流道的長(zhǎng)度應(yīng)盡可能相等。為了減小氣體流動(dòng)阻力，提高進(jìn)氣能力，進(jìn)氣

我管的內(nèi)壁應(yīng)該光滑。

轎車發(fā)動(dòng)機(jī)多用鋁合金制造。鋁合金進(jìn)氣歧管重量輕、導(dǎo)熱性好。氣道燃油噴射式

發(fā)動(dòng)機(jī)除應(yīng)用鋁合金進(jìn)氣歧管外，近來采用復(fù)合塑料進(jìn)氣歧管的發(fā)動(dòng)機(jī)日漸增多。這種

進(jìn)氣歧管螢量極輕，內(nèi)壁光滑，無需加工。分別為節(jié)氣門體燃油噴射式和氣道燃油噴射

式發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣歧管。

2、諧振進(jìn)氣系統(tǒng)

由于進(jìn)氣過程具有間歇性和周期性，致使進(jìn)氣歧管內(nèi)產(chǎn)生一定幅度的壓力波。此

壓力波以當(dāng)?shù)芈曀僭谶M(jìn)氣系統(tǒng)內(nèi)傳播和往復(fù)反射。如果利用一定長(zhǎng)度和直徑的進(jìn)氣歧管

或進(jìn)氣導(dǎo)流管與一定容積的諧振室組成諧振進(jìn)氣系統(tǒng)，并使其自振頻率與氣門的進(jìn)氣周

期調(diào)諧，那么在特定的轉(zhuǎn)速下，就會(huì)在進(jìn)氣門關(guān)閉之前，在進(jìn)氣歧管內(nèi)產(chǎn)生大幅度的壓

力波，使進(jìn)氣歧管的壓力增高，從而增加進(jìn)氣量。這種效應(yīng)叫做進(jìn)氣波動(dòng)效應(yīng)。諧振進(jìn)

4

氣系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是沒有運(yùn)動(dòng)件，工作可靠，成本低。但只能增加特定轉(zhuǎn)速下的進(jìn)氣量和發(fā)

動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。

3、可變進(jìn)氣歧管

為了充分利用進(jìn)氣波動(dòng)效應(yīng)和盡量縮小發(fā)動(dòng)機(jī)在高、低速運(yùn)轉(zhuǎn)使進(jìn)氣速度的差

別，從而達(dá)到改善發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性及動(dòng)力性，特別是改善中、低速和中、小負(fù)荷時(shí)的經(jīng)濟(jì)

性和動(dòng)力性的目的，要求發(fā)動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速、大負(fù)荷時(shí)裝備粗而短的進(jìn)氣歧管；而在中、

低轉(zhuǎn)速和中、小負(fù)荷時(shí)配用細(xì)而長(zhǎng)的進(jìn)氣歧管。

(1)一種能根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的變化而自動(dòng)改變有效長(zhǎng)度的進(jìn)氣歧管，當(dāng)發(fā)動(dòng)

機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)電子控制裝置5指令轉(zhuǎn)換閥控制機(jī)構(gòu)4關(guān)閉轉(zhuǎn)換閥3,這時(shí)空氣

經(jīng)空氣濾清器1和節(jié)氣門2沿著彎曲而又細(xì)長(zhǎng)的進(jìn)氣歧管流進(jìn)氣缸。細(xì)長(zhǎng)的進(jìn)起歧管提

高了進(jìn)氣速度，增強(qiáng)了氣流的慣性，使進(jìn)氣量增多。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，轉(zhuǎn)換閥開

啟，空氣經(jīng)空氣濾清器和節(jié)氣門直接進(jìn)入粗短的進(jìn)氣歧管。粗短的進(jìn)氣歧管進(jìn)氣阻力

小，也使進(jìn)氣量增多?？勺冮L(zhǎng)度進(jìn)氣歧管不僅可以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性，還由于它提高

了發(fā)動(dòng)機(jī)在中、低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的進(jìn)氣速度而增強(qiáng)了氣缸內(nèi)的氣流速度，從而改善了燃燒過

程，發(fā)動(dòng)機(jī)中、低速的燃油經(jīng)濟(jì)性有所提高。

(2)另一種可變進(jìn)氣歧管，其每個(gè)歧管都由兩個(gè)進(jìn)氣通道，一長(zhǎng)一短。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)

特速的高低，由旋轉(zhuǎn)閥控制空氣經(jīng)哪一個(gè)通道流進(jìn)氣缸。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在中、低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，

旋轉(zhuǎn)閥將短進(jìn)氣通道封閉，空氣沿長(zhǎng)進(jìn)氣通道經(jīng)進(jìn)氣道、進(jìn)氣門進(jìn)入氣缸。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高

速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，旋轉(zhuǎn)閥使長(zhǎng)進(jìn)氣通道一部分短路，將長(zhǎng)進(jìn)氣通道也變?yōu)槎踢M(jìn)氣通道。這時(shí)空

氣同時(shí)經(jīng)連個(gè)短進(jìn)氣通道進(jìn)入氣缸。

8???I?eaaMsa??MB

第三節(jié)排氣系統(tǒng)

5

排氣系統(tǒng)的功用：是以盡可能小的排氣阻力和噪聲，將氣缸內(nèi)的廢氣排到大氣中。

排氣系統(tǒng)主要包括排氣歧管、排氣管和消聲器。

一、單排氣系統(tǒng)及雙排氣系統(tǒng)

直列型發(fā)動(dòng)機(jī)在排氣行程期間，氣缸中的廢氣經(jīng)排氣門進(jìn)入排氣歧管，再由排氣歧

管進(jìn)入排氣管、催化轉(zhuǎn)換器和消聲器，最后由排氣尾管排到大氣中。這種排氣系統(tǒng)稱作

單排氣系統(tǒng)。

V型發(fā)動(dòng)機(jī)有兩個(gè)排氣歧管。在大多數(shù)裝配V型發(fā)動(dòng)機(jī)的汽車上，仍采用單排氣系

疣，即通過一個(gè)叉形管將兩個(gè)排氣歧管連接到一個(gè)排氣管上。來自兩個(gè)排氣歧管的廢氣

經(jīng)同一個(gè)排氣管、同一個(gè)消聲器和同一個(gè)排氣尾管排出。

有的發(fā)動(dòng)機(jī)采用兩個(gè)單排氣系統(tǒng)，即每列排氣歧管各自都連接著一個(gè)排氣管、催化

特?fù)Q器、消聲器和排氣尾管。這種布置形式稱作雙排氣系統(tǒng)。雙排氣系統(tǒng)降低了排氣系

統(tǒng)內(nèi)的壓力，使發(fā)動(dòng)機(jī)排氣更為順暢，氣缸中殘余的廢氣較少，因而可以充入更多的空

氣-燃油混合氣或潔凈的空氣，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和轉(zhuǎn)矩都相應(yīng)的有所提高。

1一?，，?】一■?，?0一?優(yōu)?4一

?一????

二、排氣歧管

排氣岐管的形狀非常重要。為了不使各缸排氣相互干擾即不出現(xiàn)排氣倒流現(xiàn)象，并

盡可能地利用慣性排氣，應(yīng)該將排氣歧管做的盡可能長(zhǎng)，而且各缸歧管應(yīng)該相互獨(dú)立，

長(zhǎng)度相等。

三、消聲器

1、排氣消聲器的功用

就是通過逐漸降低排氣壓力和衰減排氣壓力的脈動(dòng)來消減排氣噪聲。

2、結(jié)構(gòu)

消聲器用鍍鋁板或不銹鋼板制造。通常消聲器由共振室、膨脹室和一組多孔的管子

構(gòu)成。有的還在消聲器內(nèi)充填研熱的吸聲材料，吸聲為料多為玻摘纖維或石棉。排氣經(jīng)

多孔的管子流入膨脹室和共振室，在此過程中排氣不斷改變流動(dòng)方向，逐漸降低和衰減

其壓力和壓力脈動(dòng)，消耗其能量，最終使排氣噪聲得到消減。紅旗轎車主消聲器的結(jié)

均，它包括消聲器外殼、內(nèi)殼、內(nèi)外隔板和進(jìn)、出口管等。消聲器外殼由雙層鋼板焊合

而成，其間留有夾層。內(nèi)殼為波紋狀并與外殼的內(nèi)壁形成排氣通道。這種結(jié)構(gòu)有利于聲

壓的衰減和聲波的漫射，可以增進(jìn)消聲的效果。

6

消聲器安裝在催化轉(zhuǎn)換器與排氣尾管中間且靠近汽車中心的位置。但有時(shí)由于空間

的限制，常把消聲器安裝在汽車尾部。這時(shí)由于消聲器溫度較低，會(huì)有較多的水蒸氣在

消聲器內(nèi)凝結(jié)為水，使消聲器生銹。

紅模轎車排氣消聲器

第四節(jié)增壓系統(tǒng)

一、概述

1、定義

增壓就是將空氣預(yù)先壓縮后再供入氣缸，以期提高空氣密度，增加進(jìn)氣量的一項(xiàng)技

2、增壓的優(yōu)點(diǎn)

由于進(jìn)氣量增加，可相應(yīng)地增加循環(huán)供油量，從而可以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的功率。同時(shí)，

增壓還可以改善燃油經(jīng)濟(jì)性。

3、增壓的類型

增壓有渦輪增壓、機(jī)械增壓和氣波增壓等三種基本類型。實(shí)現(xiàn)空氣增壓的裝置稱為

增壓器。各種增壓類型所用的增壓器分別稱為渦輪增壓器、機(jī)械增壓器和氣波增壓器。

(1)機(jī)械增壓器

機(jī)械增壓器由發(fā)動(dòng)機(jī)共軸經(jīng)齒輪增速器驅(qū)動(dòng)，或由曲軸齒形傳動(dòng)帶輪經(jīng)齒形傳動(dòng)帶

及電磁離合器驅(qū)動(dòng)。機(jī)械增壓能有效地提高發(fā)動(dòng)機(jī)功率，與渦輪增壓相比，其低速增壓

效果更好。另外，機(jī)械增壓器與發(fā)動(dòng)機(jī)容易匹配，結(jié)溝也比較緊湊。但是，由于驅(qū)動(dòng)增

壓器需消耗發(fā)動(dòng)機(jī)功率，因此燃油消耗率比非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)略高。

(2)渦輪增壓器

渦輪增壓器由渦輪機(jī)和壓氣機(jī)構(gòu)成。將發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣引入渦輪機(jī)，利用廢氣所

包含的能量推動(dòng)渦輪機(jī)葉輪旋轉(zhuǎn)，并帶動(dòng)與其同軸安裝的壓氣機(jī)葉輪工作，新鮮空氣在

壓氣機(jī)內(nèi)增壓后進(jìn)入氣缸。

(3)氣波增壓器

氣波增壓器中有一個(gè)特殊形狀的轉(zhuǎn)子，由發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸帶輪經(jīng)傳動(dòng)帶驅(qū)動(dòng)。在轉(zhuǎn)子中

發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣直接與空氣接觸，利用排氣壓力波使空氣受到壓縮，以提高進(jìn)氣壓

力。氣波增壓器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工方便，工作溫度不高，不需要耐熱材料，也無需冷卻。

與渦輪增壓相比，其低速轉(zhuǎn)矩特性好，但是體積大，噪聲高，安裝位置受到一定的限

7

制。目前，這種增壓器還只能在低速范圍內(nèi)使用。由于柴油機(jī)的最高轉(zhuǎn)速比校低，因此

多用于柴油機(jī)上。

二、渦輪增壓

（一）分類

1、單渦輪增壓

渦輪增壓系統(tǒng)分為單渦輪增壓系統(tǒng)和雙渦輪增壓系統(tǒng)。只有一個(gè)渦輪增壓器的增壓

系統(tǒng)為單渦輪增壓系統(tǒng)。渦輪增壓系統(tǒng)除渦輪增壓器之外，還包括進(jìn)氣旁通閥、排氣旁

通閥和排氣旁通閥控制裝置等。

2、雙渦輪增壓

六缸汽油噴射式發(fā)動(dòng)機(jī)的雙渦輪增壓系統(tǒng)。其中兩個(gè)渦輪增壓器并列布置在排氣管

中，按氣缸工作順序把1、2、3缸作為一組，4、5、6缸作為另一組，每組三個(gè)氣缸的

琲氣驅(qū)動(dòng)一個(gè)渦輪增壓器。因?yàn)槿齻€(gè)氣缸的排氣間隔相等，所以增壓器轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)。另

外，把三個(gè)氣缸分成一組還可防止各缸之間的排氣干擾。此系統(tǒng)除包括渦輪增壓器、進(jìn)

氣旁通閥、排氣旁通閥及排氣旁通閥控制裝置之外，還有中冷器、諧振室和增壓壓力傳

感器等。

（二）渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)及工作原理

1、結(jié)構(gòu)

車用渦輪增壓器由離心式壓氣機(jī)和徑流式渦輪機(jī)及中間體三部分組成。增壓器軸通

過兩個(gè)浮動(dòng)軸承支承在中間體。中間體內(nèi)有潤(rùn)滑和冷卻軸承的油道，還有防止機(jī)油漏入

壓氣機(jī)或渦輪機(jī)中的密封裝置等。

汽車用渦輪增壓蠡紡構(gòu)

1）離心式壓氣機(jī)

離心式壓氣機(jī)由進(jìn)氣道、壓氣機(jī)葉輪、無葉式擴(kuò)壓管及壓氣機(jī)蝸殼等組成。

葉輪包括葉片和輪轂，并由增壓器軸帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)。當(dāng)壓氣機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，空氣經(jīng)進(jìn)氣道進(jìn)

入壓氣機(jī)葉輪，并在離心力的作用下沿著壓氣機(jī)葉片之間形成的流道，從葉輪中心流向

葉輪的周邊?？諝鈴男D(zhuǎn)的葉輪獲得能量，使其流速、壓力和溫度均有較大的增高，然

后進(jìn)入葉片式擴(kuò)壓管。擴(kuò)壓管為漸擴(kuò)形流道，空氣流過擴(kuò)壓管時(shí)減速增壓，溫度也有所

升高。即在擴(kuò)壓管中，空氣所具有的大部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ堋?/p>

擴(kuò)壓管分葉片式和無葉式兩種。無葉式擴(kuò)壓管實(shí)際上是由蝸殼和中間體側(cè)壁所形成

的環(huán)形空間。無葉式擴(kuò)壓管構(gòu)造簡(jiǎn)單，工況變化對(duì)壓氣機(jī)效率的影響很小，適于車用增

8

注器。葉片式擴(kuò)壓管是由相鄰葉片構(gòu)成的流道，其擴(kuò)壓比大，效率高，但結(jié)構(gòu)更雜，工

況變化對(duì)壓氣機(jī)效率有較大的影響。

蝸殼的作用是收集從擴(kuò)壓管流出的空氣，并將其引向壓氣機(jī)出口?？諝庠谖仛ぶ欣^

續(xù)減速增壓，完成其由動(dòng)能向壓力能轉(zhuǎn)變的過程。壓氣機(jī)葉輪由鋁合金精密鑄造，蝸殼

也用鋁合金鑄造。

2）徑流式渦輪機(jī)

渦輪機(jī)是將發(fā)動(dòng)機(jī)排氣的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功的裝置。徑流式渦輪機(jī)由蝸殼、噴管、

葉輪和出氣道等組成。蝸殼4的進(jìn)口與發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管相連，發(fā)動(dòng)機(jī)排氣經(jīng)蝸殼引導(dǎo)進(jìn)入

葉片式噴管。噴管是由相鄰葉片構(gòu)成的漸縮形流道。徘氣流過噴管時(shí)降壓、降溫、增

速、膨脹，使排氣的壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能。由噴管流出的高速氣流沖擊葉輪，并在葉片所

形成的流道中繼續(xù)膨脹作功，推動(dòng)葉輪旋轉(zhuǎn)。

3）轉(zhuǎn)子

渦輪機(jī)葉輪、壓氣機(jī)葉輪和密封套等零件安裝在增壓器軸上，構(gòu)成渦輪增壓器轉(zhuǎn)

子。轉(zhuǎn)子以超過100000r/min,最高可達(dá)200000r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，因此，轉(zhuǎn)子的平衡

是非常重要的。增壓器軸在工作中承受彎曲和扭轉(zhuǎn)交變應(yīng)力，一般用韌性好、強(qiáng)度高的

合金鋼40Cr或18CrNiWA制造。

4）增壓器軸承

增壓器軸承的結(jié)構(gòu)是車用渦輪增壓器可靠性的關(guān)鍵之一?，F(xiàn)代車用渦輪增壓器都采

用浮動(dòng)軸承。浮動(dòng)軸承實(shí)際上是套在軸上的圓環(huán)。圓環(huán)與軸以及圓環(huán)與軸承座之間都有

間隙，形成雙層油膜。圓環(huán)浮在軸與軸承座之間。一般內(nèi)層間隙為0.05mm左右，外層間

隙大約為0.1mm。軸承壁厚約3?4.5mm,用錫鉛青銅合金制造，軸承表面鍍一層厚度約

為0.005?0.008mm的鉛錫合金或金屬錮。在增壓器工作時(shí)，軸承在軸與軸承座中間轉(zhuǎn)

動(dòng)。

（三）增壓壓力的調(diào)節(jié)

1、增壓壓力的調(diào)節(jié)裝置

在汽車渦輪增壓系統(tǒng)中設(shè)置進(jìn)、排氣旁通閥。

2、排氣旁通閥的工作原理

控制膜盒中的膜片將膜盒分為上、下兩個(gè)室，上室為空氣室經(jīng)連通管與壓氣機(jī)出口

相通，下室為膜片彈簧室，膜片彈簧作用在膜片上，膜片通過連動(dòng)桿與排氣旁通閥連

接。當(dāng)壓氣機(jī)出口壓力，也就是增壓壓力低于限定值時(shí)，膜片在膜片彈簧的作用下上

移，并帶動(dòng)連動(dòng)桿將排氣旁通閥關(guān)閉：當(dāng)增壓壓力超過限定值時(shí)，增壓壓力克服膜片彈

黃力，推動(dòng)膜片下移，并帶動(dòng)連動(dòng)桿將排氣旁通閥打開，使部分排氣不經(jīng)過渦輪機(jī)直接

琲放到大氣中，從而達(dá)到控制增壓壓力及渦輪機(jī)轉(zhuǎn)速的目的。有些發(fā)動(dòng)機(jī)上，排氣旁通

閥的開閉由電控單元控制的電磁閥操縱。

思政引領(lǐng)

干濾芯怎么保養(yǎng)？

我給大家講我在企業(yè)工作時(shí)的親身經(jīng)歷。以各種濾清器的保養(yǎng)方法為例，理論聯(lián)系

實(shí)際，介紹實(shí)踐發(fā)展新經(jīng)驗(yàn)，引導(dǎo)思考。

思考題、討論題、作業(yè)

P24/25；智慧樹翻轉(zhuǎn)課堂自擬作業(yè)

教學(xué)后記

教學(xué)反思：

這節(jié)課采用線上線下結(jié)合的方式，先進(jìn)行線上學(xué)習(xí)，對(duì)于易懂的內(nèi)容只進(jìn)行互動(dòng)測(cè)

試，對(duì)于重要而基本的知識(shí)學(xué)生自學(xué)自講，對(duì)于重點(diǎn)內(nèi)容教師講授，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)

行知識(shí)的鞏固和內(nèi)化，再結(jié)合有趣的知識(shí)的延