第六章进排气系统及排气净化装置

四、消声器 发动机的排气压力为 0.3～0.5MPa，温度在500 500～ 0.3～0.5MPa，温度在500～ 700℃， 700℃，这表明排气有一定 的能量。 的能量。排气消声器的功用 是降低排气噪声。 是降低排气噪声。消声器通 过逐渐降低排气压力和衰减 排气压力的脉动， 排气压力的脉动，使排气能 量耗散殆尽。 量耗散殆尽。
四、催化转换器Catalyze the 催化转换器是利用催化剂的作用将排气中的CO、HC NOx转换为对人体无害的气体的一种排气净化装置 转换为对人体无害的气体的一种排气净化装置， 和NOx转换为对人体无害的气体的一种排气净化装置， 也称作催化净化转换器。金属铂、钯或铑均可作催化剂。 也称作催化净化转换器。金属铂、钯或铑均可作催化剂。 在化学反应过程中，催化剂只促进反应的进行， 在化学反应过程中，催化剂只促进反应的进行，不是反 应物的一部分。 应物的一部分。 最新资料表明汽车尾气净化三效催化剂中使用具有 储放氧功能的二氧化铈(Ce0 储放氧功能的二氧化铈(Ce02)是当今稀土氧化物最重要 的应用。由于二氧化铈(CeO 的热稳定性差、 的应用。由于二氧化铈(CeO2)的热稳定性差、储氧能力 因而不适合在高温下使用。但在二氧化铈(Ce0 低，因而不适合在高温下使用。但在二氧化铈(Ce02)中 加入二氧化锆(ZrO 加入二氧化锆(ZrO2)所形成的铈锆固溶体可以显著改善 上述性质。和二氧化铈（ 相比， 上述性质。和二氧化铈（Ce02）相比，铈锆固溶体具有 体相还原温度低、储氧能力强、热稳定好等优点， 体相还原温度低、储氧能力强、热稳定好等优点，逐渐 成为新一代三效催化剂的关键材料。 成为新一代三效催化剂的关键材料。
第三节 排气净化装置
Exhaust purification device 随着汽车保有量的与日俱增， 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日。 人类健康的危害及对环境的污染也日甚一日。对 世界各国都制定了相应的法规和标准， 此，世界各国都制定了相应的法规和标准，以期 把汽车有害排放物控制在较低的水平。 把汽车有害排放物控制在较低的水平。为了满足 排放标准，必须对发动机排气进行净化。 排放标准，必须对发动机排气进行净化。 发动机的有害排放物 一、发动机的有害排放物以活塞式内燃机为动 力的汽车是城市大气的主要污染源之一。 力的汽车是城市大气的主要污染源之一。汽车排 放的污染物主要有一氧化碳(CO)、 一氧化碳(CO) 放的污染物主要有一氧化碳(CO)、碳氢化合物 (HC)、氮氧化合物(NO 微粒。 (HC)、氮氧化合物(NOｘ)和微粒。

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第六章 掌握柴油机的进排气控制系统 结构原理及检修方法
❖ ．学习目标 ❖ 1.掌握柴油机的空气预热系统 ❖ 2.掌握柴油发动机的进气控制系统 ❖ 3.掌握柴油机的增压控制系统 ❖ 4.掌握柴油机废气再循环控制系统 ❖ 5.掌握柴油机尾气净化处理系统
一、废气涡轮增压系统
废气涡轮增压系统的功用是利用废气的能量，通过增 压器将发动机的进气先进行压缩，使增压后的空气密度 增大，实际充入的空气量增加（见图6-18和图6-19）。 这样，可以向气缸内喷入更多的燃料并能获得充分燃烧 ，因此提高了柴油机的输出功率。
图6-18废气涡轮增压器在汽车上的应用
图6-19废气涡流增压系统示意图
的一种增压控制系统。典型的电子控制式惯性增压系统 如图6-27所示。它主要由各种传感器、电子控制单元、 电磁阀空气室空气控制气缸、控制阀等组成。
图6-27电子控制式惯性增压系统
一、废气再循环控制系统的作用
EGR系统工作时，将一部分废气引入进气系统， 与新鲜的燃油混合气混合，使混合气变稀，从而降 低了燃烧速度，燃烧温度随之下降，从而有效的减 少NOX的生成，如图6-28所示。其关键部件是EGR 阀，其实物如图6-29所示。
1.涡轮增压器的结构 涡轮增压器一般由涡轮部分、中间壳体、压气机部
分三大部分组成（见图6-20）。
图6-20废气涡轮增压器的组成
2.中冷器的结构 废气涡轮增压系统一般加装有中冷器，以便对从涡
轮增压器压气机出来的温度升高的空气进行冷却，以 提高空气的密度，提高发动机的充气效率。其实物如 图6-21所示。
二、可变截面涡轮增压器
可变截面涡轮增压器的结构如图2-23所示。
图6-23可变涡轮增压系统的结构

第一节 进气系统
一、空气滤清器 功用：滤除空气中的杂质或灰尘，让洁净的空气进入气缸，另外， 功用：滤除空气中的杂质或灰尘，让洁净的空气进入气缸，另外，空气 滤清器也有降低进气噪声的作用。 滤清器也有降低进气噪声的作用。 结构：由进气导流管、空气滤清器盖、空气滤清器外壳和滤芯等组成。 结构：由进气导流管、空气滤清器盖、空气滤清器外壳和滤芯等组成。 ①油浴式空气滤清器 油浴式空气滤清器 ②纸滤芯空气滤清器 纸滤芯空气滤清器 ③离心式及复合式空气滤清器
二、汽车排气污染物的危害 3．NOx的危害
发动机排放的NO 主要成份是NO NO是 其中NO 99% NO占 ①发动机排放的NOx 主要成份是NO 是NO2 。其中NO 占99%，NO2 含量 较少。NO无色无臭，毒性不大，但在大气中易被氧化成剧毒的NO 较少。NO无色无臭，毒性不大，但在大气中易被氧化成剧毒的NO2。 无色无臭 红褐色，有刺激味，对人的鼻子、眼睛、口腔、 NO2红褐色，有刺激味，对人的鼻子、眼睛、口腔、咽喉粘膜和呼吸 道粘膜等都有刺激作用； 道粘膜等都有刺激作用； ②当被人体吸入肺部后，能与肺部的水分结合生成可溶性硝酸，严重时会引 当被人体吸入肺部后，能与肺部的水分结合生成可溶性硝酸， 可溶性硝酸 起肺气肿。当大气中的NOx达到5ppm时 就会对哮喘患者有影响， NOx达到 起肺气肿。当大气中的NOx达到5ppm 时，就会对哮喘患者有影响，人 在100ppm以上的浓度下呼吸30min以上时，将会陷入危险状态，当 100ppm以上的浓度下呼吸30min以上时，将会陷入危险状态， ppm以上的浓度下呼吸30min以上时 NOx超过500ppm时 几分钟可使人出现肺气肿而死亡。NOx也是产生光 NOx 超过500ppm 时，几分钟可使人出现肺气肿而死亡。NOx也是产生光 超过 500ppm 化学烟雾的主要成分。 化学烟雾的主要成分。

歧管
效果
所有转速下都可以使发动机扭矩提高 8%。
11
P220图6-8
P220图6-9
低转速，转换阀关闭， 中低转速，旋转阀封
空气沿弯曲又细长的
闭短进气通道，空气
进气歧管进入气缸
沿长进气道进入气缸
高转速，转换阀开启， 高转速，旋转阀是长
空气直接通过短粗进
进气通道短路，空气
气歧管进入气缸
为各缸分配均匀，气体流道长度相等 为减小气体流动阻力，内壁应该光滑
采用材料：
合金铸铁 铝合金 复合塑料
8
2、进气歧管加热
加热原因：
进气管温度太低，汽油在管 壁上凝结
进气管温度过高，减小进入 气缸混合气，功率下降
适当加热促进汽油蒸发
加热方式：
进气歧管
利用废气的温度加热
利用发动机循环冷却液进行 加热
一、发动机的有害排放物 排气来源
废气、窜气、蒸汽
排气的主要有害成分
CO：不完全燃烧产物，无色、无臭、无味气体
降低血液吸收和运送氧气能力
NOx：NO和NO2，产生于燃烧室内高温富氧的环境
刺激口腔及鼻粘膜、眼角膜等
HC：未燃烧和未完全燃烧的燃油和机油蒸汽
和NOx形成臭氧，刺激人眼和喉咙
06-进排气系统及排气净化装置
一、空气滤清器
功用
滤除空气中的杂质或灰尘 降低进气噪声
结构形式：
离心式及复合式空气滤清器
2
油浴式空气滤清器
适用于多尘条件下工作的发动机 工作原理：
气流转弯时，粗大杂质被甩入机油中被机油 粘附
气流通过滤芯，细小杂质被滤芯滤除 滤芯上附着的杂质被飞溅机油所冲洗，流回
5
空气滤清器进气导流管

进排气系统及排污净化装置的市场趋势
市场规模持续扩大
随着环保意识的提高和排放标准的日 益严格，进排气系统及排污净化装置 的市场需求将持续增长。
市场竞争格局加剧
随着市场的不断扩大，竞争将更加激 烈，企业需要不断提升技术水平和产 品质量。
技术创新推动市场发展
新技术的不断涌现将为进排气系统及 排污净化装置市场注入新的活力，推 动市场发展。
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进排气系统及排污净 化装置
xx年xx月xx日
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系 • 进排气系统及排污净化装置的未
来发展
目录
01
进排气系统介绍
进排气系统的定义与作用
定义
进排气系统是指为发动机提供必 要空气量，并排除燃烧产生的废 气的系统。
作用
进排气系统是发动机正常运转的 关键部分，它确保了发动机的进 气和排气过程顺利进行，从而维 持发动机的正常运行。
进排气系统的组成与工作原理
组成
进排气系统通常包括空气滤清器、进气管、排气管、消音器等部件。
工作原理
空气在经过空气滤清器过滤后，进入进气管，再通过节气门调节进入气缸。在 气缸内，空气与燃料混合并燃烧，产生的废气通过排气管和消音器排出。
进排气系统的发展历程
早期
早期的进排气系统较为简单，主要由简单的管道组成，没 有空气滤清器和消音器等部件。
04
进排气系统及排污净化装 置的未来发展
进排气系统及排污净化装置的技术创新
01
02
03
高效过滤技术
研发更高效的过滤材料和 工艺，提高对废气、废水 的处理效率。
智能控制技术

3、解决排气污染的途径
（1）研制无污染或低污染动力源。 （2）对现有发动机的排污进行净化
纸滤芯经过浸油处理后即成 为湿式纸滤芯，其主要优点是 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。
1—滤芯 2—滤清器外壳 3—滤清器盖 4—蝶形螺母 5—进气导流管 6—金属网 7—打褶滤纸 8—滤芯下
密封面 9—滤芯上密封面
②油浴式空气滤清器
油浴式空气滤清 器用于多尘条件 下工作的发动机 上 ，滤芯清洗后 可以重复使用 。
汽油蒸发控制系统的功用就是将这些汽油蒸气收集和储存在炭罐内，在发动机工作时再将其送入气缸燃烧，消除HC从汽油箱和化油器浮
子室向大气的排放。
气管相通的谐振腔。
1-电控单元 2-EGR阀 3-真空电磁阀(VSV) 4-三元催化器 5-氧传感器 6-水温传感器
进气谐振增压系统是 它们往往粘附有SO2等物质，对人和动物的呼吸道极为有害。
1—空气滤清器 2—节气门 3—转换阀 4—转换阀控制机构 5—发动机
电控单元
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工作原理：
当发动机中、低速运转时，电脑发出指令，转 换阀控制机构关闭转换阀，此时空气沿着左图 箭头所示的路径，经过细而长的进气歧管进入 气缸，使进气增多；当发动机高转速时，转换 阀开启，空气沿右上角图中箭头所示的路径， 经过粗而短的进气歧管进入气缸，使进气增多。
b.可变双通道进气支管
1—短进气通道 2—旋转阀 3—长进气通道 4—喷油器 5—进气道 6—进气门
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二、发动机的排气系统
1. 功用和组成 2. 单排气系统和双排气系统 3. 排气支管 4. 消声器
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1、排气系统的功用和组成
功用：尽可能小的排气阻力和噪声，将缸内废气排入大气 中。

它是通过配气相位、点火时刻等的优化调 整和燃烧室、火花塞等的优化设计配置来达 到的。
2、改善可燃混合气的品质： 1）恒温进气空气滤清器
恒温进气空气滤清器可以在发 动机冷起动之后，向发动机供给 热空气。从而既减少了CO和HC 的排放，又改善了发动机低温运 转性能。
2）废气再循环 废气再循环是改善可燃混合气的
• 2）对燃烧排出的有害物，在排气系统等处进行后处 理。
• 3）对曲轴箱窜气或油蒸气部分进行处理。 2和3又称为机外处理方法。
二、发动机的机内净化
● 改善发动机燃烧状况 ● 改善可燃混合气品质
1、改善发动机的燃烧状况：
从有害气体的生成机理出发，对发动机的 燃烧状况本身进行改进，抑制有害气体的产 生，使排出的废气尽可能变得无害，采取此 措施，被认为是治理汽车发动机排气污染的 根本方法。
2、分类
⑴ 油浴式空气滤清器 ⑵ 纸质滤芯空气滤清器 ⑶ 双级复合式空气滤清器 ⑷ 带恒温进气装置的空气滤清器
3、结构
动机的空气滤清器
纸滤芯 空气入口
滤清器盖
外壳 通化油器
滤清器实物
1） 干 式 纸 滤 芯 空 气 滤 清 器
2）油浴式空气滤清器
4、滤清器的维护：
纸滤芯使用一段时间后外表面集聚 了大量尘埃和杂质，降低了充气效率， 应及时将滤芯取出用手轻拍或用压缩 空气吹去积尘。
V型发动机排气系统示意图 a)单排气系统 b)双排气系统 1 发动机 2 排气歧管 3 叉形管 4 催化转换器 5 排气总管 6 消声器 7 排气尾管 8 连通管
一、排气歧管
材料：铸铁、球墨铸铁、不锈钢 要求：做得尽可能长，各缸支管应该相 互独立、长度相等，消除排气干扰现象。
二、排气消声器 1、功用：

催化转化器是将内燃机中的有毒废气转化成无毒废气的装置，安装在 发动机排气管中，通过氧化还原反应，将发动机排放的三种废气有害 物CO、HC和NOx转化为无害的水、二氧化碳和氮气
作用（英文）
An intake is an air intake for an engine，a modern intake system has three main parts: air filter, mass flow sensor, and throttle body.the modern internal combustion engine is in essence a powerful air pump,the intake must be carefully engineered and tuned to provide the greatest efficiency and power. The air filter prevents particulate matter from entering the engine's cylinders, where it would cause mechanical wear and oil contamination. It detects absolute pressure of the rear of the intake valve manifold, according to the size of engine speed and load to absolute pressure changes of them, and then converted into a voltage signal sent to the electronic controller (ECU) , ECU according to the size of the signal voltage to control the size of the basic fuel injection quantity. The throttle body is the part of the air intake system that controls the amount of air flowing into the engine including three parts: actuator, throttle chip and throttle position sensor . A certain length and diameter of the intake manifold and a certain volume of the resonance chambers compose resonance intake system, and make its natural frequency and the intake valve cycle coordination, then in the specific speed, it will close the intake valve before the intake manifold generated substantial pressure wave to increase intake manifold pressure, thereby increasing the gas flow. An air flow meter is a device that measures how much air is flowing through a tube. It does not measure the volume of the air passing through the tube, it measures the actual speed of the air flowing through the device in a defined time segment A inlet manifold is the part of an engine that supplies the fuelor air mixture to the cylinders.The primary function of the inlet manifold is to evenly distribute the combustion mixture to each intake port in the cylinder head. An exhaust system is usually tubing used to guide reaction exhaust gases away from a controlled combustion inside an engine and includes one or more exhaust pipes. Exhaust manifolds are generally simple cast iron or stainless steel units which collect engine exhaust from multiple cylinders and deliver it to the exhaust pipe. A device for reducing the amount of noise emitted by the exhaust of an internal combustion engine. A catalytic converter is a device used to convert toxic exhaust emissions from an internal combustion engine into non-toxic substances and installs in the engine exhaust pipe.Through redox reactions, a Catalytic Converter reduces carbon monoxide(CO), unburned hydrocarbons(HC), and oxides of nitrogen(NO, NO2, & N2O) to produce carbon dioxide(CO2), nitrogen(N2), and water(H2O).

概

述
通过将空气压缩后在供入气缸，使进气 量增加的技术成为进气增压。 常用的增压器有涡轮增压器、机械增 压器和气波增压器。
进气谐振增压
进气谐振增压系统是利用进气流惯 性产生的压力波，提高进气压力，增加进 气量。 增压可以提高发动机的动力性能， 降低油耗及排污。

当进气门迅速关闭时，在进气流的惯性力作用下，气 流仍会向气门方向流动，使进气门附近的气体压缩，压力 上升，随即被压缩的气体因压力较高而向反方向膨胀流动， 当膨胀气体波传到进气管口时，因受到外界大气压的阻挡， 被反射回来，如此往复，在进气门和进气管口之间的管道 中形成压力波。如果使这个压力波与进气频率（转速）谐 调，即可使进气管内的气体产生谐振，就会在进气门关闭 之前，在进气歧管内产生大幅度的压力波，使进气门处的 气压增高，进气增多。 谐振压力波的波长与进气管的长度成正比。波长较 大的谐振压力波有利于发动机中、低转速区进气增压，反 之，则有利于发动机高速范围内的进气增压。
空气 滤清器
中冷 器
增压压 力传感 器
涡轮 增压器 排气旁通阀 及控制装置
二、涡轮增压器结构原理
1. 组成
离心式压
压气 机 中间体 涡轮机
气机 径流式涡 轮机 中间体
增压 器轴
2.涡轮增压器原理
3.涡轮增压器结构
4. 离心式压力机 结构
无叶 式扩 压管 压气 机叶 轮
压气 机蜗 壳
进气 道
三、怠速控制的原理：
（3） 暖机控制
暖机过程中，ECU控制怠速控制阀从起动后的开度
逐 渐关小，当冷却液温度达到70℃时，暖机控制结束，怠速 控制阀达到正常怠速开度。
三、怠速控制的原理：
（4） 学习控制