汽車維修與發(fā)動機構(gòu)造

第六章進排氣系統(tǒng)及排氣凈化裝置進氣系統(tǒng)的功用是盡可能多、盡可能均勻地向各缸供給可燃混合氣或純空氣。組成由空氣濾清器和進氣歧管組成?；推魇狡蜋C一-空氣經(jīng)空氣濾清器過濾后，進入化油器，在化油器內(nèi)與汽油形成可燃混和氣，進入進氣歧管，然后經(jīng)進氣門進入氣缸；直接噴射式汽油機-一空氣經(jīng)空氣濾清器過濾后，流過空氣流量計，由進氣道進入進氣歧管，與噴油嘴噴出的汽油混合形成可燃混和氣，經(jīng)進氣門進入汽缸。柴油機一-空氣經(jīng)空氣濾清器過濾后，進入進氣歧管，經(jīng)進氣門進入氣缸。排氣系統(tǒng)的功用是盡可能多的把燃燒后的廢氣排出氣缸。進排氣系持第一節(jié)進氣系統(tǒng)一、空氣濾清器（一）空氣濾清器的功用燃油燃燒需要大量的空氣。以普通轎車為例，每消耗1L汽油需要消耗5000?10000L空氣。大量的空氣進入氣缸，若不將其中的雜質(zhì)或灰塵濾除，必然加速氣缸的磨損，縮短發(fā)動機使用壽命。實踐證明，發(fā)動機不安裝空氣濾清器，其壽命將縮短2/3?？諝鉃V清器的功用主要是濾除空氣中的雜質(zhì)或灰塵，讓潔凈的空氣進入氣缸。另外，空氣濾清器也有降低進氣噪聲的作用?？諝鉃V清器（二）空氣濾清器結(jié)構(gòu)空氣濾清器一般由進氣導流管、空氣濾清器蓋、空氣濾清器外殼和濾芯等組成?，F(xiàn)在廣泛用于汽車發(fā)動機上的空氣濾清器仍有多種結(jié)構(gòu)形式。1.油浴式空氣濾清器紙濾芯空氣濾清器離心式及復合式空氣濾清器（三）空氣濾清器進氣導流管在現(xiàn)代轎車上，為了增強發(fā)動機的諧振進氣效果，空氣濾清器進氣導流管需要有較大的容積。但是導流管不能太粗，以保證空氣在導流管內(nèi)有一定的流速，因此，進氣導流管只能做得很長。較長的進氣導流管有利于實現(xiàn)從車外吸氣。因為車外空氣溫度一般比發(fā)動機罩下的溫度低30r左右，所以從車外吸入的空氣密度可增大近10%，燃油消耗率可降低3%。二、進氣歧管1.進氣歧管結(jié)構(gòu)對于化油器式或節(jié)氣門體汽油噴射式發(fā)動機，進氣歧管指的是化油器或節(jié)氣門體之后到氣缸蓋進氣道之前的進氣管路。它的功用是將空氣、燃油混合氣由化油器或節(jié)氣門體分配到各缸進氣道。進氣歧管對于氣道燃油噴射式發(fā)動機或柴油機，進氣歧管只是將潔凈的空氣分配到各缸進氣道。進氣歧管必須將空氣燃油混合氣或潔凈空氣盡可能均勻地分配到各個氣缸，為此進氣歧管內(nèi)氣體流道的長度應盡可能相等。為了減小氣體流動阻力，提高進氣能力，進氣歧管的內(nèi)壁應該光滑。

氣道燃油噴射式發(fā)動機誑氣歧營進氣歧管加熱化油器式或節(jié)氣門體燃油噴射式發(fā)動機進氣歧管的溫度很重要。溫度太低，汽油將在管壁上凝結(jié)。因此，對這類發(fā)動機的進氣歧管應進行適當?shù)募訜嵋源龠M汽油的蒸發(fā)。但是加熱過度將減少進入氣缸的混合氣數(shù)量，并使發(fā)動機功率下降。通常進氣歧管利用發(fā)動機排氣或循環(huán)冷卻液進行加熱。利用循環(huán)冷卻液加熱進氣歧管需在進氣歧管內(nèi)設置水套，并使其與發(fā)動機冷卻系連通，讓冷卻液在進氣歧管的水套內(nèi)循環(huán)流動。氣道燃油噴射式發(fā)動機的進氣歧管無需加熱。諧振進氣系統(tǒng)由于進氣過程具有間歇性和周期性，致使進氣歧管內(nèi)產(chǎn)生一定幅度的壓力波。此壓力波以當?shù)芈曀僭谶M氣系統(tǒng)內(nèi)傳播和往復反射。如果利用一定長度和直徑的進氣歧管與一定容積的諧振室組成諧振進氣系統(tǒng)，并使其固有頻率與氣門的進氣周期調(diào)諧，那么在特定的轉(zhuǎn)速下，就會在進氣門關閉之前，在進氣歧管內(nèi)產(chǎn)生大幅度的壓力波，使進氣歧管的壓力增高，從而增加進氣量。這種效應稱作進氣波動效應。諧振進氣系統(tǒng)的優(yōu)點是沒有運動件，工作可靠，成本低。但只能增加特定轉(zhuǎn)速下的進氣量和發(fā)動機轉(zhuǎn)矩?？勺冞M氣歧管為了充分利用進氣波動效應和盡量縮小發(fā)動機在高、低速運轉(zhuǎn)時進氣速度的差別，從而達到改善發(fā)動機經(jīng)濟性及動力性特別是改善中、低速和中、小負荷時的經(jīng)濟性和動力性的目的，要求發(fā)動機在高轉(zhuǎn)速、大負荷時裝備粗短的進氣歧管；而在中、低轉(zhuǎn)速和中、小負荷時配用細長的進氣歧管。可變進氣歧管就是為適應這種要求而設計的?？勺冞M氣歧管在所有轉(zhuǎn)速下都可以使發(fā)動機轉(zhuǎn)矩平均提高5%。進氣歧管加熱第二節(jié)排氣系統(tǒng)一、單排氣系統(tǒng)及雙排氣系統(tǒng)直列型發(fā)動機在排氣行程期間，氣缸中的廢氣經(jīng)排氣門進入排氣歧管，再由排氣歧管進入排氣管、催化轉(zhuǎn)換器和消聲器，最后由排氣尾管排到大氣中。這種排氣系統(tǒng)稱作單排氣系統(tǒng)。-c=(發(fā)動機單排氣系統(tǒng)發(fā)劫機雙排氣系統(tǒng)V型發(fā)動機有兩個排氣歧管，在大多數(shù)裝配V型發(fā)動機的汽車上仍采用單排氣系統(tǒng)，即通過一個叉形管將兩個排氣歧管連接到一個排氣管上。來自兩個排氣歧管的廢氣經(jīng)同一個排氣管、同一個消聲器和同一個排氣尾管排出。但有些V型發(fā)動機采用兩個單排氣系統(tǒng)，即每個排氣歧管各自都連接一個排氣管、催化轉(zhuǎn)換器、消聲器和排氣尾管。這種布置形式稱作雙排氣系統(tǒng)。雙排氣系統(tǒng)降低了排氣系統(tǒng)內(nèi)的壓力，使發(fā)動機排氣更為順暢，氣缸中殘余的廢氣較少，因而可以充入更多的空氣燃油混合氣或潔凈的空氣，發(fā)動機的功率和轉(zhuǎn)矩都相應地有所提高。二、 排氣歧管一般排氣歧管由鑄鐵或球墨鑄鐵制造，近些年來采用不銹鋼排氣歧管的汽車愈來愈多，其原因是不銹鋼排氣歧管質(zhì)量輕，耐久性好，同時內(nèi)壁光滑，排氣阻力小。排氣歧管的形狀十分重要。為了不使各缸排氣相互干擾及不出現(xiàn)排氣倒流現(xiàn)象，并盡可能地利用慣性排氣，應該將排氣歧管做得盡可能的長，而且各缸支管應該相互獨立、長度相等。三、 消聲器發(fā)動機的排氣壓力為0.3?0.5MPa，溫度在500?700°C，這表明排氣有一定的能量。同時，由于排氣的間歇性，在排氣管內(nèi)引起排氣壓力的脈動。若將發(fā)動機排氣直接排放到大氣中，將產(chǎn)生強烈的、頻譜比較復雜的噪聲，其頻率從幾十赫到一萬赫以上。排氣消聲器的功用是降低排氣噪聲。消聲器通過逐漸降低排氣壓力和衰減排氣壓力的脈動，使排氣能量耗散殆盡。第三節(jié).排氣凈化裝置隨著汽車保有量的與日俱增，汽車排氣對人類健康的危害及對環(huán)境的污染也日甚一日。對此，世界各國都制定了相應的法規(guī)和標準，以期把汽車有害排放物控制在較低的水平。為了滿足排放標準，必須對發(fā)動機排氣進行凈化。近幾年來，汽車界開發(fā)和創(chuàng)制出許多凈化排氣的新技術和新裝置。一、 發(fā)動機的有害排放物以活塞式內(nèi)燃機為動力的汽車是城市大氣的主要污染源之一。汽車排放的污染物主要有一氧化碳(CO)、碳氫化合物(HC)、氮氧化合物(NOx)和微粒。CO是燃油的不完全燃燒產(chǎn)物，是一種無色、無臭、無味的氣體。它與血液中血紅素的親和力是氧氣的300倍，因此當人吸入CO后，血液吸收和運送氧的能力降低，導致頭暈、頭痛等中毒癥狀。當吸入含容積濃度為0.3%的CO氣體時，可致人于死亡。NOx主要是指NO和NO2，產(chǎn)生于燃燒室內(nèi)高溫富氧的環(huán)境中?？諝庵蠳Ox濃度在10?20ppm時可刺激口腔及鼻粘膜、眼角膜等。當NOx超過500ppm時，幾分鐘可使人出現(xiàn)肺氣腫而死亡。二、 恒溫進氣系統(tǒng)恒溫進氣系統(tǒng)也稱進氣溫度自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)。它是由空氣加熱裝置(又稱熱爐)和安裝在空氣濾清器進氣導流管上的控制裝置構(gòu)成的恒溫進氣系統(tǒng)多用于化油器式或節(jié)氣門體噴射式發(fā)動機上。當發(fā)動機冷起動之后，在怠速或小節(jié)氣門開度下工作時，由于溫度低，須供給發(fā)動機濃混合氣以保持其穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。但濃混合氣燃燒不完全，排氣中CO和HC較多。若供給稀混合氣，雖然可以減少有害氣體的排放，但在低溫下發(fā)動機不能穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。恒溫進氣系統(tǒng)的功用就是在發(fā)動機冷起動之后，向發(fā)動機供給熱空氣，這時即使供給的是稀混合氣，熱空氣也能促使汽油充分汽化和燃燒，從而減少7CO和HC的排放，又改善了發(fā)動機低溫運轉(zhuǎn)性能。當發(fā)動機溫度升高后，恒溫進氣系統(tǒng)向發(fā)動機供給未經(jīng)加熱的環(huán)境空氣。切諾基發(fā)動機進氣恒溫系統(tǒng)L贏空馬達：匕冷空氣進口；3,牌空氣進M4,活門卜反向延退閥；6,單向活門；7,熱敏開美三、 二次空氣噴射系統(tǒng)很多汽車發(fā)動機裝有二次空氣噴射系統(tǒng)。雖然二次空氣噴射系統(tǒng)有各種各樣的結(jié)構(gòu)，但其功用基本相同，即利用空氣泵將新鮮空氣經(jīng)空氣噴管噴入排氣道或催化轉(zhuǎn)換器，使排氣中的CO和HC進一步氧化或燃燒成為二氧化碳(CO2)和水(H2O)。四、 催化轉(zhuǎn)換器催化轉(zhuǎn)換器是利用催化劑的作用將排氣中的CO、HC和NOx轉(zhuǎn)換為對人體無害的氣體的一種排氣凈化裝置，也稱作催化凈化轉(zhuǎn)換器。金屬伯、鈀或銠均可作催化劑。在化學反應過程中，催化劑只促進反應的進行，不是反應物的一部分。催化轉(zhuǎn)換器有氧化催化轉(zhuǎn)換器和三元催化轉(zhuǎn)換器。氧化催化轉(zhuǎn)換器只將排氣中的CO和HC氧化為CO2和H2O,因此這種催化轉(zhuǎn)換器也稱做二元催化轉(zhuǎn)換器。必須向氧化催化轉(zhuǎn)換器供給二次空氣作為氧化劑，才能使其有效地工作。三元催化轉(zhuǎn)換器可同時減少CO、HC和NOx的排放，它以排氣中的CO和HC作為還原劑，把NOx還原為氮(N2)和氧(O2)，而CO和HC在還原反應中被氧化為CO2和H2O。當同時采用兩種轉(zhuǎn)換器時，通常把兩者放在同一個轉(zhuǎn)換器外殼內(nèi)，而且三元催化轉(zhuǎn)換器置于氧化催化轉(zhuǎn)換器前面。排氣經(jīng)過三元催化轉(zhuǎn)換器之后，部分未被氧化的CO和HC繼續(xù)在氧化催化轉(zhuǎn)換器中與供入的二次空氣進行氧化反應。五、 柴油機微粒過濾器微粒是柴油機排放的突出問題。對車用柴油機排氣微粒的處理，主要采用過濾法。微粒過濾器的濾芯由多孔陶瓷制造，它有較高的過濾效率。排氣穿過多孔陶瓷濾芯進入排氣管，而微粒則滯留在濾芯上。過濾器工作一段時間后，需及時清除積存在濾芯上的微粒，以恢復過濾器的工作能力和減小排氣阻力。為此，在過濾器入口處設置一個燃燒器，通過噴油器向燃燒器內(nèi)噴入少量燃油，并供入二次空氣，利用火花塞或電熱塞將其點燃，將滯留在濾芯上的微粒燒掉。六、排氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)排氣再循環(huán)是指把發(fā)動機排出的部分廢氣回送到進氣歧管，并與新鮮混合氣一起再次進入氣缸。由于廢氣中含有大量的CO2,而CO2不能燃燒卻吸收大量的熱，使氣缸中混合氣的燃燒溫度降低，從而減少了NOx的生成量。排氣再循環(huán)是凈化排氣中NOx的主要方法。

在新鮮的混合氣中摻入廢氣之后，混合氣的熱值降低，致使發(fā)動機的有效功率下降。為了作到既能減少NOx的排放，又能保持發(fā)動機的動力性，必須根據(jù)發(fā)動機運轉(zhuǎn)的工況對再循環(huán)的廢氣量加以控制。NOx的生成量隨發(fā)動機負荷的增大而增多，因此，再循環(huán)的廢氣量也應隨負荷而增加。在暖機期間或怠速時，NOx生成量不多，為了保持發(fā)動機運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，不進行排氣再循環(huán)。在全負荷或高轉(zhuǎn)速下工作時，為了使發(fā)動機有足夠的動力性，也不進行排氣再循環(huán)。廢氣再循環(huán)系統(tǒng)真空直接控制EGR閥真空直接控制的EGR閥（奧茲莫比）2.正背壓EGR閥

正背壓EGR閥3.電子控制EGR閥電子控制EGR系統(tǒng)第四節(jié).強制式曲軸箱通風系統(tǒng)強制式曲軸箱通風系統(tǒng)又稱PCV系統(tǒng)。在發(fā)動機工作時，會有部分可燃混合氣和燃燒產(chǎn)物經(jīng)活塞環(huán)由氣缸竄入曲軸箱內(nèi)。當發(fā)動機在低溫下運行時，還可能有液態(tài)燃油漏入曲軸箱。這些物質(zhì)如不及時清除，將加速機油變質(zhì)并使機件受到腐蝕或銹蝕。又因為竄入曲軸箱內(nèi)的氣體中含有HC及其他污染物，所以不允許把這種氣體排放到大氣中?，F(xiàn)代汽車發(fā)動機所采用的強制式曲軸箱通風系統(tǒng)就是防止曲軸箱氣體排放到大氣中的凈化裝置。

發(fā)動機各種工況下的PCV閥開度第五節(jié)?汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)汽油箱和化油器浮子室中的汽油隨時都在蒸發(fā)汽化，若不加以控制或回收，則當發(fā)動機停機時，汽油蒸氣將逸入大氣，造成對環(huán)境