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1、第五章第五章 发动机的进、排气系统发动机的进、排气系统学习目标n1.了解进、排气系统的功用；n2.掌握轿车空气滤清器、消声器结构特点；n3.理解曲轴箱通风工作原理，废气再循环装置工作过程；n4.了解机外净化采用的催化反应器净化原理；n5.理解废气涡轮增压工作原理；n6.掌握涡轮增压器结构；n7.了解气波增压、机械增压工作特点；n8.了解带放气阀的涡轮增压系统调整过程。概述n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。进气排气系统n5.2.1 进、排气管n1.空气滤清器n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
2、2、空气滤清器类型、空气滤清器类型油浴式空气油浴式空气滤清器清器纸滤芯空气芯空气滤清器清器离心式及复合式空气离心式及复合式空气滤清器清器1 1）油浴式空气滤清器）油浴式空气滤清器盖盖滤芯芯外壳外壳用于在多用于在多尘条件条件下工作的下工作的发动机机上上滤芯多芯多为金属金属丝清洗后可重复使清洗后可重复使用用 油浴式空气滤清器滤清过程油浴式空气滤清器滤清过程滤清器盖清器盖滤芯芯外壳外壳机油机油2 2）纸滤芯空气滤清器）纸滤芯空气滤清器干式干式纸滤芯芯可反复使用，可反复使用，恶劣劣环境下工作不可靠，一境下工作不可靠，一般般维护周期周期为5000500010000km10000km湿式湿式纸滤芯芯使用寿
3、命使用寿命长、吸附、吸附杂质的能力的能力强和和滤清效清效果好，但不能反复使果好，但不能反复使用，需定期更用，需定期更换 广泛用于汽广泛用于汽车发动机上机上碟形螺母滤芯芯进气气导流管流管金属金属网网滤纸纸滤芯空气滤清器结构纸滤芯空气滤清器结构3 3）离心式及复合式空气滤清器）离心式及复合式空气滤清器多用于大型多用于大型货车上上湿式湿式滤芯芯滤清效清效率率较高但需定期高但需定期更更换布置有能使空气布置有能使空气旋旋转的装置的装置、进气歧管、进气歧管1 1、功用、功用将空气将空气-燃油混合气或燃油混合气或洁净空气尽可能均匀地空气尽可能均匀地分配到各个气缸分配到各个气缸 2 2、要求、要求进气歧管内气
4、体流道的气歧管内气体流道的长度度应尽可能相等尽可能相等减气体流减气体流动阻力，提高阻力，提高进气能力，气能力，进气歧管的内壁气歧管的内壁应该光滑光滑3 3、进气歧管类型、进气歧管类型用于化油器式用于化油器式/节气气门体式体式发动机机多多用用铝合金合金轻导热 用于气道燃油用于气道燃油喷射式射式发动机机可用复可用复合塑料合塑料5.2.2 排气消声器n功用：消减排气噪声和消除废气中的火焰及火星。n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 系统组成系统组成主消声器主消声器排气尾管排气尾管催化催化转换器器后排气管后排气管副消声器副消声器排起歧排起歧管管排气歧管排气歧管材料材
5、料 铸铁、球墨、球墨铸铁不不锈钢形状形状 排气歧管排气歧管应长，各缸歧管各缸歧管应相互相互独立，独立，长度相等度相等。5.2.3 排气的净化装置n发动机排气净化的方式可分为两大类：n机内净化；n机外净化。一、汽油机排气的净化n（一）机内净化措施 n1、改善可燃混合气品质 na、进气自动调温装置 nb、废气再循环系统 n2、改善燃烧状况 n3、使用低污染燃料 n（二）机外净化措施 n1、二次空气喷射系统 n2、催化转化器 n3、强制式曲轴箱通风系统 n4、汽油蒸发控制系统二、柴油机排气的净化n1、废气再循环系统 n2、改进燃烧系统 n统一式燃烧室分隔式燃烧室 n3、改进供给系 喷油正时、喷油速率
6、、孔径与孔数、预喷射、气流 n4、改变燃料性质 天然气、添加剂、乳化油 n5、进气管喷水、进气管加水汽 n6、采用增压技术 n7、高压共轨系统 n8、柴油机微粒滤清器混合气的预热装置预热装置的作用及类型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
7、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n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%机械增压n增压器由发动机曲轴通过齿轮增压器由发动机曲轴通过齿轮(或链条等或链条等)直接驱动直接驱动，机械增压压气机除离心式压，机械增压压气机除离心式压气机外还有罗茨式压气机。气机外还有罗茨式压气机。机械增机械增压机械增机械增压器器1）齿轮增速器增速器驱动2）传动带及及电磁磁离合器离合器驱动齿轮增速增速器器增增
8、压器器空空气气增增压器器电磁磁离离合合器器机械增压器机械增压器（罗茨式压气机）（罗茨式压气机）电磁离合器磁离合器转子子齿轮壳壳体体组成：成：转子、子、转子子轴、传动齿轮、壳体、壳体、后盖后盖前装前装电磁离磁离合器及合器及电磁离磁离合器合器带轮转子转子 曲曲轴经传动带、电磁离合器磁离合器驱动其中的一个其中的一个转子，子，而另一个而另一个转子由子由传动齿轮带动与其同步旋与其同步旋转二叶二叶转子子三叶三叶转子子罗茨式压气机工作原理罗茨式压气机工作原理 当当转子旋子旋转时，空气从，空气从压气机入口吸入，在气机入口吸入，在转子叶片的推子叶片的推动下空气被加速，然后从下空气被加速，然后从压气机气机出口出口
9、压出。出。气波增压n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。气波增气波增压气波增气波增压器器进气管气管转动带排气管排气管气波增气波增压器器转子子由曲由曲轴经传动带驱动气波增气波增压器器转子，子，利利用用排气排气压力波力波使空气受到使空气受到压缩，以提高，以提高进气气压力力废气涡轮增压n1.废气涡轮增压器工作原理；利用利用废气气涡轮机机，带动与其与其同同轴安安装的装的压气机气机叶叶轮工作，新工作，新鲜空气空气在在压气机内增气机内增压后后进入气缸入气缸2.涡轮增压器离心式离心式压气机气机径流式径流式涡轮机机中中间体体压气机气机增增压
10、器器轴涡轮机机、增压压力调节、增压压力调节进气气旁通旁通阀排气排气旁通旁通阀在在涡轮增增压系系统中都中都设有有进气旁气旁通通阀和排气和排气旁通旁通阀，用，用以控制增以控制增压压力力排气旁通排气旁通阀及其控制装置及其控制装置排气排气旁通旁通阀膜盒膜盒压气机气机排气管排气管涡轮机机结构：构：膜盒分左膜盒分左右室，右室右室，右室连压气机出口，左室气机出口，左室在有在有弹簧膜片上。簧膜片上。膜片膜片经杆杆连排气排气旁通旁通阀。当当压气机出口气机出口压力力低，膜片在膜片低，膜片在膜片弹簧簧作用下移向右室，使作用下移向右室，使排气旁通排气旁通阀关。关。当增当增压压力高，膜力高，膜片左移，排气旁通片左移，排
11、气旁通阀开，部分排气直接排开，部分排气直接排入大气入大气从而控制增从而控制增压压力力及及涡轮机机转速速排气排气旁通旁通阀膜盒膜盒压气机气机排气管排气管涡轮机机排气旁通阀工作原理排气旁通阀工作原理、涡轮增压器的润滑及冷却、涡轮增压器的润滑及冷却机油机油进口口机机油油出出口口冷却液冷却液进口口冷却液冷却液出口出口水水套套润滑：滑：机油自主油机油自主油道，道，进入增入增压器，器，润滑和冷却增滑和冷却增压器器轴和和轴承。后返回承。后返回油底壳油底壳冷却：冷却：涡轮机机侧设置冷却水套，并用置冷却水套，并用软管与管与发动机的冷机的冷却系却系统相通相通、涡轮增压发动机的优缺点、涡轮增压发动机的优缺点n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。