第5章-发动机的进排气系统课件.ppt

1、第第5章章 发动机的进、发动机的进、排气系统排气系统5.1 概述概述5.2 进气排气系统进气排气系统5.3 发动机的增压发动机的增压5.1 概述概述v一、进、排气系统的组成一、进、排气系统的组成 空气滤清器、进气管、排气管、排气消声器空气滤清器、进气管、排气管、排气消声器v二、功用二、功用 在内燃机工作循环时，不断地将新鲜空在内燃机工作循环时，不断地将新鲜空气或可燃混合气送入燃烧室，又将燃烧后的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，保证内燃机的连续运转。废气排到大气中，保证内燃机的连续运转。5.2 进气排气系统进气排气系统v5.2.1 进、排气管进、排气管一、空气滤清器一、空气

2、滤清器1.功用功用-清洁空气清洁空气 滤去空气中的尘埃和杂质，将清洁的空滤去空气中的尘埃和杂质，将清洁的空气（或可燃混合气）送入燃烧室，以减少活气（或可燃混合气）送入燃烧室，以减少活塞与气缸套之间、活塞组之间和气门组之间塞与气缸套之间、活塞组之间和气门组之间的磨损；还能抑制内燃机的进气噪声。的磨损；还能抑制内燃机的进气噪声。实践证明，不安装空气滤清器，发动机寿命将缩短实践证明，不安装空气滤清器，发动机寿命将缩短2/3。v2.滤清方法（三种）滤清方法（三种）1）惯性式（离心式）惯性式（离心式）利用空气中所含尘土与杂质密度比空气利用空气中所含尘土与杂质密度比空气大的特点，在空气吸入气缸的途径中使其

3、急大的特点，在空气吸入气缸的途径中使其急速旋转或改变方向，在离心力或惯性力的作速旋转或改变方向，在离心力或惯性力的作用下，将尘土与杂质甩到外围而与空气分离。用下，将尘土与杂质甩到外围而与空气分离。多用于大型载货汽车上。多用于大型载货汽车上。2）油浴式）油浴式 利用油浴把空气流在转折时甩出的尘土利用油浴把空气流在转折时甩出的尘土与杂质粘住，避免二次尘土与杂质吸入。与杂质粘住，避免二次尘土与杂质吸入。应用：应用：用于在多尘条件下工作的发动机上，如用于在多尘条件下工作的发动机上，如越野发动机。越野发动机。特点：特点：空气中的杂质可被滤除空气中的杂质可被滤除95%97%；滤芯；滤芯清洗后可重复使用。清

4、洗后可重复使用。3）过滤式）过滤式 引导气流通过带有细小孔的滤芯把尘土引导气流通过带有细小孔的滤芯把尘土与杂质挡在滤芯外面。与杂质挡在滤芯外面。现代轿车上普遍使用的是纸质空气现代轿车上普遍使用的是纸质空气滤清器。其优点是：滤清器。其优点是：质量轻质量轻、成本低成本低、滤清效果好滤清效果好。v3.进气管（三种）进气管（三种）P101 图5-21）简单进气管）简单进气管 结构简单，但由于进如各气缸的气流阻结构简单，但由于进如各气缸的气流阻力、路程长短和气流方向、速度的差异，致力、路程长短和气流方向、速度的差异，致使各气缸进气不均匀。使各气缸进气不均匀。2）共振式进气管）共振式进气管 进气管与各气缸

5、单独连接，可利用进气进气管与各气缸单独连接，可利用进气气流的脉动效应以增强进气效果。气流的脉动效应以增强进气效果。较细长，与各气缸相连的各个管长度大较细长，与各气缸相连的各个管长度大体一致，能很好的匹配。进气效果的强弱取体一致，能很好的匹配。进气效果的强弱取决于进气管的长度、直径和内燃机转速。决于进气管的长度、直径和内燃机转速。3）带谐振腔的进气管）带谐振腔的进气管优点：优点：1.没有运动件，工作可靠，成本低；没有运动件，工作可靠，成本低；2.改变谐振腔的容积，可调节内燃机的最大扭改变谐振腔的容积，可调节内燃机的最大扭矩和相应的转速；矩和相应的转速；3.可降低进气噪声。可降低进气噪声。v4）可

6、变进气管）可变进气管 发动机在高转速、大负荷时装备粗短的发动机在高转速、大负荷时装备粗短的进气管，在中低转速时配用细长的进气管。进气管，在中低转速时配用细长的进气管。目的：目的：缩小发动机在高、低转速运转时进气速缩小发动机在高、低转速运转时进气速度的差点，从而改善发动机经济性及动力性。度的差点，从而改善发动机经济性及动力性。v补充补充v4.进气管的加热进气管的加热 利用发动机排气或循环冷却液进行加热。利用发动机排气或循环冷却液进行加热。注意：注意：温度太低，汽油将在管壁上凝结；加热温度太低，汽油将在管壁上凝结；加热过度将减少进入气缸的混合气数量，并使发过度将减少进入气缸的混合气数量，并使发动机

7、功率下降。动机功率下降。5.2.2 排气消声器排气消声器v一、排气系统的组成一、排气系统的组成 排气歧管、排气总管、催化反应器、排气消声排气歧管、排气总管、催化反应器、排气消声器、排气尾管等器、排气尾管等v二、对排气系统的要求二、对排气系统的要求1.在尽可能低的排气流动阻力下，排除尽可能少的有在尽可能低的排气流动阻力下，排除尽可能少的有害物质；害物质；2.在车辆的特定部位，以尽可能低的热辐射、尽可能在车辆的特定部位，以尽可能低的热辐射、尽可能低的噪声排气；低的噪声排气；3.排气管内表面应光滑，外形尽量符合气流流线。排气管内表面应光滑，外形尽量符合气流流线。v三、排气消声器的功用三、排气消声器的

8、功用 消减排气噪声。消减排气噪声。消声器通过降低排气压力和衰减排气压消声器通过降低排气压力和衰减排气压力的脉动，使排气能量耗散殆尽。力的脉动，使排气能量耗散殆尽。四种基本结构形式：四种基本结构形式：1.吸收式吸收式 2.干涉式干涉式 3.扩张式扩张式 4.共振式共振式 一般有前、中、后三个排气消声器。一般有前、中、后三个排气消声器。（见（见P102 图图5-3）5.2.3 排气净化装置排气净化装置v 随着汽车保有量的与日俱增，汽车排气随着汽车保有量的与日俱增，汽车排气对人类健康的危害及对环境的污染也日甚一对人类健康的危害及对环境的污染也日甚一日。日。v有害物质主要是：有害物质主要是：一氧化碳、

9、碳氢化合物、氮氧化合一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、微粒物、微粒v净化处理方法：净化处理方法：1.机内净化机内净化 从改善燃料的雾化、蒸发、混合及分配以从改善燃料的雾化、蒸发、混合及分配以改善燃烧层进气稀薄燃烧等。改善燃烧层进气稀薄燃烧等。2.机外净化机外净化1）恒温进气系统）恒温进气系统2）二次空气喷射系统）二次空气喷射系统3）催化转换器）催化转换器4）废气再循环系统（）废气再循环系统（EGR）v一、恒温进气系统恒温进气系统 也称进气温度自动调节系统。也称进气温度自动调节系统。组成：组成：由空气加热装置（热炉）和安装在空气由空气加热装置（热炉）和安装在空气滤清器进气导流管上的控制装置构成。

10、滤清器进气导流管上的控制装置构成。功用：功用：在发动机冷起动之后，向发动机供给热在发动机冷起动之后，向发动机供给热空气空气（减少了（减少了CO和和HC的排放，并改善了发动机低的排放，并改善了发动机低温运转性能）温运转性能）；当发动机温度升高后，向发动；当发动机温度升高后，向发动机供给未经加热的环境空气。机供给未经加热的环境空气。v二、二次空气喷射系统二、二次空气喷射系统功用：功用：利用空气泵将新鲜空气经空气喷管利用空气泵将新鲜空气经空气喷管喷入排气道或催化转换器，使排气中的喷入排气道或催化转换器，使排气中的CO和和HC进一步氧化或燃烧称为二氧化进一步氧化或燃烧称为二氧化碳和水。碳和水。v三、催

11、化转化器三、催化转化器功用：功用：利用催化剂的作用将排气中的利用催化剂的作用将排气中的CO、HC和和NOX转换为对人体无害的转换为对人体无害的CO2、H2O的一种排气净化装置。的一种排气净化装置。v四、废气再循环装置（四、废气再循环装置（EGR）目的：净化排气中的目的：净化排气中的NOX 原理：原理：把发动机排除的部分废气回送到进气管，把发动机排除的部分废气回送到进气管，并与新鲜混合气一起再次进入气缸。由于废并与新鲜混合气一起再次进入气缸。由于废气中含有大量的气中含有大量的CO2，而，而 CO2不能燃烧却吸不能燃烧却吸收大量的热，使气缸中混合气的燃烧温度降收大量的热，使气缸中混合气的燃烧温度降

12、低，从而减少了低，从而减少了NOX的生成量。的生成量。5.2.4 混合气的预热装置混合气的预热装置v思考：思考：为什么混合气需要能调节温度的预热为什么混合气需要能调节温度的预热装置？装置？-若依靠废气直接对进气管壁进行预热，若依靠废气直接对进气管壁进行预热，不能调节；另外，若环境温度低，则空气密度不能调节；另外，若环境温度低，则空气密度大，实际进入气缸着那个空气的质量多，混合大，实际进入气缸着那个空气的质量多，混合气变稀；若环境温度高，则空气密度小，实际气变稀；若环境温度高，则空气密度小，实际进入气缸中的空气质量少，混合气变浓。进入气缸中的空气质量少，混合气变浓。控制原理（了解）控制原理（了解

13、）P1075.3 发动机的增压发动机的增压v什么是增压？什么是增压？-所谓增压，就是将空气预先压缩然后所谓增压，就是将空气预先压缩然后再供入气缸，以期提高空气密度、增加进气再供入气缸，以期提高空气密度、增加进气量的一项技术。量的一项技术。增压装置：增压装置：压气机、增压器压气机、增压器作用：作用：1.由于进气量增加，可相应地增加循环供油量，由于进气量增加，可相应地增加循环供油量，从而增加发动机功率；从而增加发动机功率；2.改善燃油经济性。改善燃油经济性。v增压的基本类型：增压的基本类型：1.机械增压机械增压 2.废气涡轮增压废气涡轮增压 3.气波增压气波增压5.3.1 机械增压机械增压v 机械

14、增压系统机械增压系统(Supercharger)装置在发装置在发动机上并由皮带与发动机曲轴相连接，从发动机上并由皮带与发动机曲轴相连接，从发动机输出轴获得动力来驱动增压器的转子旋动机输出轴获得动力来驱动增压器的转子旋转，从而将空气增压吹到进气岐道里。转，从而将空气增压吹到进气岐道里。v 机械增压器的原理与发动机机油泵有些机械增压器的原理与发动机机油泵有些类似，也是与发动机动力相连，只不过压缩类似，也是与发动机动力相连，只不过压缩的是空气。的是空气。v 在机械增压器当中，罗茨式压气机在机械增压器当中，罗茨式压气机最广为人知。最广为人知。v 罗茨式压气机结构简单、工作可靠、罗茨式压气机结构简单、工

15、作可靠、寿命长，供气量与转速成正比。寿命长，供气量与转速成正比。v机械增压的优缺点：机械增压的优缺点：优点：优点：响应性好，完全没有涡轮的迟响应性好，完全没有涡轮的迟滞现象，可以在任何时候都能输出源源滞现象，可以在任何时候都能输出源源不断的扭力，尤其在起步时能让汽车冲不断的扭力，尤其在起步时能让汽车冲劲十足。劲十足。缺点：缺点：高转速时会产生大量的摩擦，高转速时会产生大量的摩擦，能量损失大，影响经济性和高转动力性，能量损失大，影响经济性和高转动力性，并且噪音大。并且噪音大。5.3.2 气波增压气波增压v 利用高压废气的脉冲气波迫使空气利用高压废气的脉冲气波迫使空气压缩。压缩。这种系统低速增压性

16、能好、加速性这种系统低速增压性能好、加速性好、工况范围大；但尺寸大、笨重和噪好、工况范围大；但尺寸大、笨重和噪声大声大。优点：优点：气波增压器具有良好的速度和负荷响应特气波增压器具有良好的速度和负荷响应特性，比较适合于汽车发动机增压的要求，增性，比较适合于汽车发动机增压的要求，增压压力与大气压力之比可达压压力与大气压力之比可达2.5:1。缺点：缺点：气波增压器运转噪声大气波增压器运转噪声大,结构不如涡轮增结构不如涡轮增压器紧凑，故应用尚少。压器紧凑，故应用尚少。5.3.3 废气涡轮增压和增压器的冷却废气涡轮增压和增压器的冷却v 涡轮增压简称涡轮增压简称Turbo，如果在轿车，如果在轿车尾部看到

17、尾部看到Turbo或者或者T，即表明该车采用，即表明该车采用的发动机是涡轮增压发动机。的发动机是涡轮增压发动机。v 涡轮增压器实际上是一种空气压缩涡轮增压器实际上是一种空气压缩机，通过压缩空气来增加进气量。它是机，通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的利用发动机排出的废气惯性冲力废气惯性冲力来推动来推动涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶涡轮室内的涡轮，涡轮又带动同轴的叶轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的轮，叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气，使之增压进入气缸。空气，使之增压进入气缸。当发动机转速增快，废气排出速度与祸轮转速当发动机转速增快，废气排出速度与祸轮转速也同步增快，叶轮就压缩更

18、多的空气进入气缸，空也同步增快，叶轮就压缩更多的空气进入气缸，空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料，相应增加燃料量就可以增加发动机的输出功率。加燃料量就可以增加发动机的输出功率。优点优点:能在不加大能在不加大 发动机排量就能较大幅度地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增压器后的发动机的功率及扭矩要增大20%30%。缺点缺点:滞后，即由于叶轮的惯性作用对油门骤滞后，即由于叶轮的惯性作用对油门骤时变化反应迟缓，使发动机延迟增加或减少时变化反应迟缓，使发动机延迟增加或减少输出功率，这对于要突然加速或超车的汽车输出功率，这对于要突然加速或超车的汽车而言，瞬间会有点提不上劲的感觉。而言，瞬间会有点提不上劲的感觉。小小 结结v1.进排气系统的基本装置及其作用进排气系统的基本装置及其作用v2.发动机增压的类型发动机增压的类型作业作业：（P114）v1.简述进排气系统的组成。简述进排气系统的组成。v5.什么是增压？增压有几种类型？什么是增压？增压有几种类型？