1、发动机进排气系统,主要内容,进排气系统的组成 EGR(废气再循环) 换气过程与换气质量 涡轮增压,概述,作用：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，将燃烧室的废气排放到大气中，保证内燃机连续运转。 组成：空气滤清器、进气管、排气管、排气消音器,一、空气滤清器,1、功用：清除流向化油器的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、分类： 惯性式：利用气流在急速改变流动方向时，因尘土具有较大的惯性而被清除分离。 过滤式：利用气流通过金属网、金属丝、纤维、滤纸芯等狭窄、曲折的滤芯通道时产生多次碰撞，使尘土被阻挡或粘附在滤芯上。 综合式： 又被称为油浴式滤清器,
2、桑塔纳发动机的空气滤清器,3、结构,通化油器,空气入口,纸滤芯,外壳,滤清器盖,捷达王发动机空气滤,空气滤清器结构,空气滤清器实物,二、进气管与排气管,1、功用： 进气管：将化油器所供给的可燃混合气分别送到发动机的各个气缸。 排气管：汇集各气缸的废气，从排气消声器排出。 2、材料： 铸铁、铝合金,3、进、排气管的设计原则,一、进气管的设计原则 汽油机： 1、空气流动阻力尽可能小；2、使燃油和混合器混合均匀；3、将混合器均匀的分到各缸。 柴油机： 只考虑进气量尽可能多（不考虑进气管内的燃油物化和蒸发问题） 二、排气管的设计原则1、降低排气背压，排气阻力越小越好,3、结构,桑塔纳发动机进排气管,出
3、水口,进水口,进气歧管,排气歧管,进气,排气,简单进气管结构简单、但由于进入各缸阻力。路程长短和气流方向，速度差异进气不均。 共振式进气管进气管细长与各缸连接长度大体一致能很好的匹配，利用进气流的脉动效应增强进气效果。带谐振腔进气管能改变谐振腔的容积，可以调节内燃机的最大扭矩和相应的转数范围降低噪声,捷达进气管实物图,捷达排气管实物图,三、排气消声器,功用： 减少噪声和消除废气中的火焰及火星。 原理： 1)多次地变动气流方向； 2)重复地使气流通过收缩而又扩大的断面； 3)将气流分割为很多小的支流并沿着不平滑的平面流动 4)将气流冷却。,排气管,排气的净化装置 催化反应器 EGR 闭是曲轴箱强
4、制通风系统 进气恒温控制原理,排气净化装置,作用：除去 HC CO NOx (HC一半串入曲轴箱) 方法：1.机内净化2.机外净化三元催化EGR,三元催化器,三元催化器串接在排气歧管和和消声器之间, 氧传感器之后. 三元催化器的内部结构是蜂窝状管道设计. 在蜂窝管道壁上有铂,铑和钯等贵金属元素的涂层作为催化反应媒. 三元催化器的最佳工作温度为: 375800C; 短时耐受温度为 900C. 14.614.7空燃比的混合气在发动机汽缸内燃烧后流三元催化器过滤, 转化成无害的气体排出.,三元催化器,曲轴箱强制通风装置,EGR( 废弃再循环),1.作用 净化NOx浓度，将部分废气引回气缸,进气恒温控
5、制,换气过程与换气质量,一、换气过程1、自由排气阶段 2、强制排气阶段 3、惯性进气 4、进气过程 5、气门的叠开期,（一）充量系数 从公式中可推出：影响充量系数的因素有： （1）压缩比 （2）残余废弃系数 （3）充气终了压缩比 （4）充气终了温度比,二、换气质量评价,换气损失,排气损失（自由排气损失、强制排气损失）排气损失与气流速度成正比。内燃机转速越高，排气损失也越大。（高速内燃机为了使汽缸内的压力及时下降，减少排气损失，应选用较大的排气提前角）。 进气损失,内燃机增压技术,当人们谈论赛车或高性能跑车时，涡轮增压器通常都是必谈的话题。 涡轮增压器也用于大型柴油机发动机中。 涡轮可以显著提升
6、发动机的马力，而不会大幅度增加发动机重量，这也是涡轮增压器如此受欢迎的一个重要因素。,一、增压目的与原理,在讨论涡轮增压发动机系统之前，先回顾一下内燃机的基本工作原理及其同空气增压系统的关系。 内燃机是一种耗气机械，因为燃油需要与空气混合才能完成燃烧冲程。一旦空燃比达到某一值后，再增加燃油，除了将黑烟和未燃尽的燃油排到大气中外，不会产生更多功率。发动机供油越多，黑烟就越浓。因此，超过空燃比极限后，增加供油量只会造成燃油消耗量过多、大气污染、废气温度升高，并使柴油机寿命缩短。由此可见，增加空气量的能力对发动机来说是多么重要。,增压目的、原理,目的：增加进入内燃机汽缸的充量密度和充汽量，在燃料供给
7、系统良好配合下，可以使更多的燃料得到充分燃烧，从而达到提高内燃机的平均有效压力、增大功率和改善经济性的目的。 柴油机：一般 提高 30-50%高增压：100%,增压度：qP 是指增压后增长的功率与增压前的功率之比。qP=(Pek-Pe)/Pe 增压比：压缩后与压缩前的压力之比；rp=pk/p0 增压比的大小分为低(2.0),增压方式,1. 机械增压系统2. 废弃涡轮增压系统3.汽波增压系统,1.机械增压系统,增压器的安装,废气涡轮增压系统,发动机转速很高时，涡轮转速也很高，压缩空气量超出需要。 发动机转速较低时，涡轮转速达不到所需要的转速，空气压缩不足，发动机功率达不到要求。（增压滞后）,废气
8、涡轮增压器,转子的工作转速高达每分钟数万转至二十多万转，需要有 单独的润滑油供应管路，并为浮动轴承提供油膜支撑。,涡轮增压器的润滑：,叶片形式,浮动轴承,带放气阀增压调节机构,废弃涡轮增压的方式,按废弃在涡轮中的流动方向：径流式涡轮增压（径向涡轮机、离心式压气机）轴流式涡轮增压,涡轮增压操作步骤预防性维护,多年的经验告诉我们，造成涡轮增压器事故的主要原因是润滑问题，例如:1.润滑油供油滞后、节流或缺油和在润滑油里有杂质等。2.占第二位的原因是外来物体进入压气机叶轮或涡轮叶轮。,除了偶尔要对压气机进行清洗以外，不需要单独对涡轮增压器作周期性的维护保养。因为一般的维修人员没有专用设备是不能对涡轮增
9、压器做校准和调整工作，并且涡轮增压器的润滑油是由它所在的发动机供应的。所以涡轮增压器的预防性维护保养主要是:保证发动机与空气增压系统的完整性以及不让发动机以损害涡轮增压器和发动机自身的方式来工作。 应该鼓励车主遵守以下预防性措施，以确保涡轮增压器有最长的工作寿命：,1) 在发动机润滑油压力建立以前，必须使发动机保持在怠速状态。,发动机在启动之后立即加速，会使涡轮增压器在其轴承还来不及得到充分润滑的情况下就以最大转速工作。涡轮增压器在润滑不充分的情况下工作会损坏它的轴承。重复地这样做会导致涡轮增压器过早地损坏。 建议驾驶员起动发动机后应先怠速运行35分钟。,2) 在发动机停车之前，要使它的温度和
10、转速逐步地从最大值降下来。,涡轮增压器的工作转速和连续工作温度都比其它机器要高。当发动机在最大输出功率或最大扭矩状态下工作时，涡轮增压器的转速和温度也达到最大值。当发动机在这一工作点突然停车时，会使发动机尤其是涡轮增压器出问题。这时需要发动机中速怠速或在轻负荷工况下工作一段时间，同时仍要保持发动机的润滑油压力和流过冷却系统的空气量不变。遵循这些准则可以防止涡轮增压器长期在缺乏润滑油的情况下运转，并可以防止涡轮增压器内部积碳现象，这是在热回吸的作用下使轴承或中间壳里的残留润滑油碳化而形成的。 建议驾驶员在停机前应先怠速运行35分钟。,3) 预先润滑涡轮增压器。,在更换滑油或做任何维修（包括放出润
11、滑油）之后，涡轮增压器需要进行预先润滑。在发动机启动前要将曲轴盘动几次。启动发动机后，在进入高速运转前，让它怠速一段时间，以建立起整个润滑油循环和压力。,4) 低温时启动发动机必须谨慎。,当环境温度过低或车辆长时间不用时，会影响发动机建立正常的润滑油压力和流量。在这种情况下，发动机启动后必须怠速几分钟才能进入高速工作状态。,5) 要避免发动机长时间的怠速。,当涡轮和压气机中气体压力过低和涡轮增压器轴的转速过低时，润滑油会通过密封件渗漏到涡轮和压气机中。这一般不会造成机械损伤，但会弄脏叶轮。,增压内燃机在结构上的变动,1、增大供油量，调整供油系统 2、改变配气相位（气门叠开角的增大、但不宜过大)
12、 3、减小压缩比（1-2单位）、增大充量空气系数10-30% 4、设置分支排气管 5、冷却增压空气,小结,进、排气系统的基本装置是由空气滤清器、进气管、排气管和排气消声器等组成。 在净化排放有害物的方法中，主要采用机内净化处理和机外净化处理两种方式。废气再循环装置（EGR）主要用于净化NO x，闭式曲轴箱强制通风装置防止窜气，油箱汽油蒸发气的排出控制装置将油箱蒸发的气体通过装满活性碳的容用贮藏起来，然后再导入进气系统并参加燃烧，防止排入大气污染环境。 废气涡轮增压利用废气能量直接压缩空气，提高内燃机的功率。废气涡轮增压器由压气机、涡轮和中间体三部分组成。中间体内有轴承、密封、润滑油路和冷却腔等。采用浮动轴承，降低轴与轴承间的相对速度。带放气阀的涡轮增压系统对改善柴油机的加速性和低速扭矩特性有良好效果。,问题,1. 进排汽系统的组成 2.内燃机增压的目的与原理 3.影响换气质量的因素 4.废弃涡轮增压的工作原理（图解） 5.采取怎样的预防性措施，以确保涡轮增压器有最长的工作寿命,
