1、第七单元进排气系统及排放控制系统 教学目标1 熟悉进排气系统的组成及功用2 熟悉进排气系统各主要零部件的功用与结构特点3 掌握进气增压系统的组成 功用及控制原理 4 掌握发动机排放控制系统的功用 类型及控制原理 一 功用 尽可能多地和尽可能均匀地向各汽缸供给可燃混合气或纯净的空气 二 组成主要由空气滤清器 进气总管和进气歧管等组成 7 1进气系统 1 空气滤清器2 排气歧管3 进气软管4 进气歧管5 排气管6 三元催化转换器7 中间消声器8 主消声器 7 1进气系统 三 各主要零部件的结构及原理一 空气滤清器1 功用 滤除空气中的杂质和尘埃 2 类型 按工作原理 惯性式和过滤式按滤芯材料 纸滤
2、芯 干式及湿式 和铁丝网滤芯3 结构及原理 以纸滤芯为例 1 进气导流管2 蝶形螺母3 滤清器盖4 滤清器5 滤芯6 金属网7 打褶滤纸8 滤芯下密封面9 滤芯上密封面 7 1进气系统 纸滤芯形状 7 1进气系统 4 带恒温进气装置的空气滤清器功用 控制进气温度 使之保持在35 40 之间 结构 增设一套空气加热与控制系统 两个进气口分别接热空气管及冷空气进气导流管 由控制阀控制2个进气管的开闭 原理 低于35 时 热空气 超过53 时 冷空气 35 40 时 冷热空气 1 进气导流管2 真空控制膜盒3 控制阀4 进气温度传感器5 空气滤清器6 热炉7 冷空气入口8 排气歧管9 热空气出口10
3、 热空气管 7 1进气系统 三 各主要零部件的结构及原理二 进气总管进气总管是指空气滤清器至进气歧管之间的管道 三 进气歧管1 结构 指进气总管后向各汽缸分配空气的支管 1 喷油器2 燃油分配管3 进气歧管4 油压调节器 7 1进气系统 三 各主要零部件的结构及原理三 进气歧管2 进气歧管的加热方式 陶瓷热敏电阻器 高温排气 循环冷却液 3 可变进气歧管结构及原理 1 转换阀2 转换阀控制机构3 控制单元4 节气门5 空气滤清器 7 2排气系统 一 功用 汇集各汽缸的废气 减小排气噪声和消除废气中的火焰和火星 使废气安全地排入大气 二 组成 主要由排气歧管 排气管及排气消声器等组成 1 空气滤
4、清器2 排气歧管3 进气软管4 进气歧管5 排气管6 三元催化转换器7 中间消声器8 主消声器 7 2排气系统 三 各主要零部件的结构及原理一 排气歧管 不锈钢排气歧管 丰田汽车用 7 2排气系统 三 各主要零部件的结构及原理二 排气消声器1 功用 降低从排气管排出的废气的温度和压力 以消除火星和噪声 2 结构 1 进入管2 隔板3 外壳4 排出管 7 3进气增压系统 一 进气增压的概念 将空气预先压缩后再供入汽缸 以提高进气密度 增加进气量 从而增加发动机的功率 改善燃油经济性 降低排放 二 进气增压的方法废气涡轮增压 机械增压 进气谐波增压等 三 废气涡轮增压系统1 单涡轮增压系统 1 空
5、气滤清器2 空气流量计3 压气机叶轮4 增压器5 涡轮机叶轮6 排气旁通阀7 进气旁通阀8 排气旁通阀控制装置9 节气门10 中冷器 7 3进气增压系统 三 废气涡轮增压系统1 双涡轮增压系统 1 空气滤清器2 进气旁通阀3 中冷器4 谐振室5 增压压力传感器6 进气管7 喷油器8 火花塞9 涡轮增压器10 排气旁通阀11 排气旁通阀控制装置12 排气管 7 3进气增压系统 四 机械增压系统1 基本组成 2 类型 挤压式和流动式 1 排气管2 发动机3 进气歧管4 机械增压器5 叶片6 空气流量计7 皮带 7 3进气增压系统 五 进气谐波增压系统1 原理 利用空气在进气管中的波动效应和惯性效应
6、来达到增压的目的 1 进气导流管2 进气歧管3 主谐振室4 空气流量计5 空气滤清器6 副谐振室 7 4发动机排放控制系统 一 汽车上应用的主要排放控制装置1 发动机结构优化技术 2 闭环电控发动机管理技术 3 改进油料 4 闭式曲轴箱强制通风 PCV 技术 5 汽油蒸发污染物控制 EVAP 技术 6 废气再循环 EGR 技术 7 4发动机排放控制系统 二 曲轴箱强制通风系统1 功用 将窜入曲轴箱内的混合气 废气以及机油产生的油雾吸入发动机汽缸燃烧 同时吸入新鲜空气 形成不断的对流 以保护环境 2 控制原理 1 空气滤清器2 空气软管3 新鲜空气4 曲轴箱气体5 汽缸盖罩6 PCV阀7 曲轴箱
7、气体软管 7 4发动机排放控制系统 3 PCV阀 1 功用 根据发动机工况的变化自动调节进入汽缸的曲轴箱气体数量 2 组成 PCV阀体 弹簧 锥形阀和阀座 3 工作原理 1 PCV阀体2 弹簧3 锥形阀4 阀座 7 4发动机排放控制系统 三 汽油蒸发控制系统1 功用 收集汽油箱内蒸发的汽油蒸气 并将汽油蒸气导入汽缸参加燃烧 同时 根据发动机不同工况要求 控制导入汽缸参加燃烧的汽油蒸气量 2 组成 活性炭罐电磁阀 活性炭罐真空控制阀 蒸气管路 真空管路等 3 工作原理 1 油箱盖2 油箱3 单向阀4 排气管5 活性炭罐电磁阀6 节气门7 进气管8 真空阀9 真空控制阀10 定量排放孔11 活性炭
8、罐 7 4发动机排放控制系统 四 三元催化转换器1 功用 利用转换器中的三元催化剂 将发动机排出废气中的有害气体转变为无害气体 2 结构类型 1 陶瓷小球保持架2 内壳3 隔热层4 外壳5 填料孔螺塞 7 4发动机排放控制系统 3 影响TWC转换效率的因素 影响最大的是混合气的浓度和排气温度 如左图只有在理论空燃比14 7附近 三元催化转化器的转化效率最佳 一般都装有氧传感器检测废气中的氧的浓度 氧传感器信号输送给ECU 用来对空燃比进行反馈控制 此外 发动机的排气温度过高 815 以上 TWC转换效率将明显下降 7 4发动机排放控制系统 4 氧传感器 1 功用 氧传感器安装在三元催化转换器与
9、发动机之间的排气管或排气歧管上 其功用是将检测废气中氧气浓度信号送给ECU ECU根据此信号对喷油量进行修正 使实际空燃比更接近理论空燃比 2 类型 氧化锆 ZrO2 式和氧化钛 TiO2 式 7 4发动机排放控制系统 3 氧化锆式氧传感器结构及原理 1 排气入口2 锆管3 内电极4 弹簧5 绝缘体6 导线7 保护管 结构 由锆管 内 外电极 导线和保护管等组成 7 4发动机排放控制系统 控制原理 在发动机工作时 废气流过传感器外表面 在高温作用下 300 左右 氧分子发生电离 并且总是从氧离子浓度大的内表面向浓度小的外表面移动 从而在内 外电极之间产生电压降 当混合气较稀时 废气中的氧含量较
10、高 内外表面氧气浓度差较小 产生较低电压 接近0V或0 45V 0V 当混合气较浓时 废气中的氧含量较少 内外表面氧气浓度差较大 产生较高电压 0 V 0 9V 在理论空燃比附近 输出的电压信号有一突变 0 45V 0 V ECU可以检测到这一突变 在内 外表面氧浓度差发生变化时 内外电极之间产生电压也不同 ECU以此信号来修正喷油量 7 4发动机排放控制系统 五 废气在循环控制系统 EGR 1 功用 将适当的废气重新引入气缸参加燃烧 从而降低气缸的最高温度 以减少NOx的排放量 2 类型 开环控制EGR系统和闭环控制EGR系统 3 开环控制EGR系统 组成 EGR阀和EGR电磁阀等 1 废气
11、再循环电磁阀2 节气门3 废气再循环阀4 水温传感器5 曲轴位置传感器6 ECU7 启动信号 7 4发动机排放控制系统 原理 EGR阀安装在废气再循环通道中 用以控制废气再循环量 EGR电磁阀按装在通向EGR真空通道中 ECU根据发动机冷却液温度 节气门开度 转速和起动等信号来控制电磁阀的通电或断电 ECU不给EGR电磁阀通电时 控制EGR阀的真空通道接通 EGR阀开启 进行废气再循环 ECU给EGR电磁阀通电时 控制EGR阀的真空度通道被切断 EGR阀关闭 停止废气在循环 1 废气再循环电磁阀2 节气门3 废气再循环阀4 水温传感器5 曲轴位置传感器6 ECU7 启动信号 7 4发动机排放控
12、制系统 4 闭环控制EGR系统 闭环控制EGR系统 检测实际的EGR率或EGR阀开度作为反馈控制信号 其控制精度更高 用EGR阀开度反馈控制的EGR系统 1 废气再循环电磁阀2 3 废气再循环阀开度传感器 7 4发动机排放控制系统 4 闭环控制EGR系统 用EGR率反馈控制的EGR系统 7 4发动机排放控制系统 六 二次空气供给系统1 功用 在一定工况下 将新鲜空气送入排气管 促使废气中的一氧化碳和碳氢化合物进一步氧化 从而降低一氧化碳和碳氢化合物的排放量 同时加快三元催化转换器的升温 2 组成及原理 1 催化转换器2 氧传感器3 二次空气控制阀4 二次空气电磁阀 点火开关接通后 蓄电池向二次空气电磁阀供电 ECU控制电磁阀搭铁回路 电磁阀不通电时 关闭通向膜片阀真空室的真空通道 膜片阀弹簧推动膜片下移 关闭二次空气供给通道 ECU给电磁阀通电 进气管真空度将膜片阀吸起 使二次空气进入排气管
