汽車構(gòu)造 進(jìn)排氣系統(tǒng)及排放控制系統(tǒng).ppt

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1、第七單元 進(jìn)排氣系統(tǒng)及排放控制系統(tǒng),教學(xué)目標(biāo) 1.熟悉進(jìn)排氣系統(tǒng)的組成及功用 2.熟悉進(jìn)排氣系統(tǒng)各主要零部件的功用與結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 3.掌握進(jìn)氣增壓系統(tǒng)的組成、功用及控制原理。 4.掌握發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制系統(tǒng)的功用、類型及控制原理,一、功用： 盡可能多地和盡可能均勻地向各汽缸供給可燃混合氣或純凈的空氣。 二、組成 主要由空氣濾清器、進(jìn)氣總管和進(jìn)氣歧管等組成。,7.1 進(jìn)氣系統(tǒng),1空氣濾清器 2排氣歧管 3進(jìn)氣軟管 4進(jìn)氣歧管 5排氣管6三元催化轉(zhuǎn)換器 7中間消聲器 8主消聲器,7.1 進(jìn)氣系統(tǒng),三、各主要零部件的結(jié)構(gòu)及原理 一）空氣濾清器 1.功用:濾除空氣中的雜質(zhì)和塵埃。 2.類型： 按工作原理：

2、慣性式和過(guò)濾式 按濾芯材料：紙濾芯（干式及濕式）和鐵絲網(wǎng)濾芯 3. 結(jié)構(gòu)及原理（以紙濾芯為例）：,1進(jìn)氣導(dǎo)流管 2蝶形螺母 3濾清器蓋 4濾清器 5濾芯6金屬網(wǎng) 7打褶濾紙 8濾芯下密封面 9濾芯上密封面,7.1 進(jìn)氣系統(tǒng),紙濾芯形狀,7.1 進(jìn)氣系統(tǒng),4.帶恒溫進(jìn)氣裝置的空氣濾清器 功用：控制進(jìn)氣溫度，使之保持在3540之間。 結(jié)構(gòu)：增設(shè)一套空氣加熱與控制系統(tǒng)，兩個(gè)進(jìn)氣口分別接熱空氣管及冷空氣進(jìn)氣導(dǎo)流管，由控制閥控制2個(gè)進(jìn)氣管的開閉。 原理： 低于35時(shí)熱空氣； 超過(guò)53時(shí)冷空氣； 3540時(shí)冷熱空氣,1進(jìn)氣導(dǎo)流管 2真空控制膜盒 3控制閥4進(jìn)氣溫度傳感器 5空氣濾清器6熱爐 7冷空氣入

3、口8排氣歧管9熱空氣出口 10熱空氣管,7.1 進(jìn)氣系統(tǒng),三、各主要零部件的結(jié)構(gòu)及原理 二）進(jìn)氣總管 進(jìn)氣總管是指空氣濾清器至進(jìn)氣歧管之間的管道。 三）進(jìn)氣歧管 1.結(jié)構(gòu)：指進(jìn)氣總管后向各汽缸分配空氣的支管。,1噴油器 2燃油分配管 3進(jìn)氣歧管 4油壓調(diào)節(jié)器,7.1 進(jìn)氣系統(tǒng),三、各主要零部件的結(jié)構(gòu)及原理 三）進(jìn)氣歧管 2.進(jìn)氣歧管的加熱方式： 陶瓷熱敏電阻器： 高溫排氣： 循環(huán)冷卻液： 3.可變進(jìn)氣歧管結(jié)構(gòu)及原理：,1轉(zhuǎn)換閥 2轉(zhuǎn)換閥控制機(jī)構(gòu) 3控制單元 4節(jié)氣門 5空氣濾清器,7.2 排氣系統(tǒng),一、功用： 匯集各汽缸的廢氣，減小排氣噪聲和消除廢氣中的火焰和火星，使廢氣安全地排入大氣。

4、 二、組成： 主要由排氣歧管、排氣管及排氣消聲器等組成。,1空氣濾清器 2排氣歧管 3進(jìn)氣軟管 4進(jìn)氣歧管 5排氣管6三元催化轉(zhuǎn)換器 7中間消聲器 8主消聲器,7.2 排氣系統(tǒng),三、各主要零部件的結(jié)構(gòu)及原理 一）排氣歧管,不銹鋼排氣歧管（豐田汽車用）,7.2 排氣系統(tǒng),三、各主要零部件的結(jié)構(gòu)及原理 二）排氣消聲器 1.功用：降低從排氣管排出的廢氣的溫度和壓力，以消除火星和噪聲。 2.結(jié)構(gòu)：,1進(jìn)入管 2隔板 3外殼 4排出管,7.3 進(jìn)氣增壓系統(tǒng),一、進(jìn)氣增壓的概念： 將空氣預(yù)先壓縮后再供入汽缸，以提高進(jìn)氣密度，增加進(jìn)氣量，從而增加發(fā)動(dòng)機(jī)的功率，改善燃油經(jīng)濟(jì)性，降低排放。 二、進(jìn)氣增壓的

5、方法 廢氣渦輪增壓、機(jī)械增壓、進(jìn)氣諧波增壓等。 三、廢氣渦輪增壓系統(tǒng) 1.單渦輪增壓系統(tǒng)：,1空氣濾清器 2空氣流量計(jì) 3壓氣機(jī)葉輪 4增壓器5渦輪機(jī)葉輪 6排氣旁通閥 7進(jìn)氣旁通閥 8排氣旁通閥 控制裝置 9節(jié)氣門10中冷器,7.3 進(jìn)氣增壓系統(tǒng),三、廢氣渦輪增壓系統(tǒng) 1.雙渦輪增壓系統(tǒng)：,1空氣濾清器 2進(jìn)氣旁通閥 3中冷器 4諧振室 5增壓壓力傳感器6進(jìn)氣管 7噴油器 8火花塞 9渦輪增壓器 10排氣旁通閥11排氣旁通閥控制裝置 12排氣管,7.3 進(jìn)氣增壓系統(tǒng),四、機(jī)械增壓系統(tǒng) 1.基本組成： 2.類型：擠壓式和流動(dòng)式。,1排氣管 2發(fā)動(dòng)機(jī) 3進(jìn)氣歧管 4機(jī)械增壓器 5葉片 6空

6、氣流量計(jì) 7皮帶,7.3 進(jìn)氣增壓系統(tǒng),五、進(jìn)氣諧波增壓系統(tǒng) 1.原理：利用空氣在進(jìn)氣管中的波動(dòng)效應(yīng)和慣性效應(yīng)來(lái)達(dá)到增壓的目的。,1進(jìn)氣導(dǎo)流管 2進(jìn)氣歧管 3主諧振室 4空氣流量計(jì) 5空氣濾清器 6副諧振室,7.4 發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制系統(tǒng),一、汽車上應(yīng)用的主要排放控制裝置 1.發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)。 2.閉環(huán)電控發(fā)動(dòng)機(jī)管理技術(shù)。 3. 改進(jìn)油料。 4.閉式曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)（PCV）技術(shù)。 5.汽油蒸發(fā)污染物控制（EVAP）技術(shù)。 6.廢氣再循環(huán)（EGR）技術(shù)。,7.4 發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制系統(tǒng),二、曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng) 1.功用：將竄入曲軸箱內(nèi)的混合氣、廢氣以及機(jī)油產(chǎn)生的油霧吸入發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸燃燒，同時(shí)吸入

7、新鮮空氣，形成不斷的對(duì)流，以保護(hù)環(huán)境。 2.控制原理：,1空氣濾清器 2空氣軟管 3新鮮空氣4曲軸箱氣體 5汽缸蓋罩 6PCV閥 7曲軸箱氣體軟管,7.4 發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制系統(tǒng),3.PCV閥 （1）功用：根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)入汽缸的曲軸箱氣體數(shù)量。 （2）組成：PCV閥體、彈簧、錐形閥和閥座。 （3）工作原理：,1PCV閥體 2彈簧 3錐形閥 4閥座,7.4 發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制系統(tǒng),三、汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng) 1.功用：收集汽油箱內(nèi)蒸發(fā)的汽油蒸氣，并將汽油蒸氣導(dǎo)入汽缸參加燃燒，同時(shí)，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)不同工況要求，控制導(dǎo)入汽缸參加燃燒的汽油蒸氣量。 2.組成：活性炭罐電磁閥、活性炭罐真空控制閥、蒸

8、氣管路、真空管路等 。 3.工作原理：,1油箱蓋 2油箱 3單向閥 4排氣管 5活性炭罐電磁閥 6節(jié)氣門7進(jìn)氣管 8真空閥 9真空控制閥 10定量排放孔 11活性炭罐,7.4 發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制系統(tǒng),四、三元催化轉(zhuǎn)換器 1.功用：利用轉(zhuǎn)換器中的三元催化劑，將發(fā)動(dòng)機(jī)排出廢氣中的有害氣體轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)害氣體。 2.結(jié)構(gòu)類型：,1陶瓷小球保持架 2內(nèi)殼 3隔熱層 4外殼 5填料孔螺塞,7.4 發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制系統(tǒng),3.影響TWC轉(zhuǎn)換效率的因素：,影響最大的是混合氣的濃度和排氣溫度。 如左圖只有在理論空燃比14.7附近，三元催化轉(zhuǎn)化器的轉(zhuǎn)化效率最佳，一般都裝有氧傳感器檢測(cè)廢氣中的氧的濃度，氧傳感器信號(hào)輸送給E

9、CU，用來(lái)對(duì)空燃比進(jìn)行反饋控制。 此外，發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度過(guò)高（815以上），TWC轉(zhuǎn)換效率將明顯下降。,7.4 發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制系統(tǒng),4.氧傳感器： （1）功用：氧傳感器安裝在三元催化轉(zhuǎn)換器與發(fā)動(dòng)機(jī)之間的排氣管或排氣歧管上，其功用是將檢測(cè)廢氣中氧氣濃度信號(hào)送給ECU，ECU根據(jù)此信號(hào)對(duì)噴油量進(jìn)行修正，使實(shí)際空燃比更接近理論空燃比。 （2）類型：氧化鋯（ZrO2）式和氧化鈦（TiO2）式。,7.4 發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制系統(tǒng),（3）氧化鋯式氧傳感器結(jié)構(gòu)及原理：,1-排氣入口 2-鋯管3-內(nèi)電極 4-彈簧5-絕緣體6-導(dǎo)線7-保護(hù)管,結(jié)構(gòu)：由鋯管（內(nèi)、外電極）、導(dǎo)線和保護(hù)管等組成。,7.4 發(fā)動(dòng)機(jī)排放

10、控制系統(tǒng),控制原理： 在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，廢氣流過(guò)傳感器外表面。在高溫作用下（300左右），氧分子發(fā)生電離，并且總是從氧離子濃度大的內(nèi)表面向濃度小的外表面移動(dòng)，從而在內(nèi)、外電極之間產(chǎn)生電壓降。當(dāng)混合氣較稀時(shí)，廢氣中的氧含量較高，內(nèi)外表面氧氣濃度差較小，產(chǎn)生較低電壓（接近0V或0.45V 0V ）；當(dāng)混合氣較濃時(shí)，廢氣中的氧含量較少，內(nèi)外表面氧氣濃度差較大，產(chǎn)生較高電壓（0.V0.9V）。在理論空燃比附近，輸出的電壓信號(hào)有一突變（0.45V 0.V） ，ECU可以檢測(cè)到這一突變。在內(nèi)、外表面氧濃度差發(fā)生變化時(shí) ，內(nèi)外電極之間產(chǎn)生電壓也不同，ECU以此信號(hào)來(lái)修正噴油量。,7.4 發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制系統(tǒng),

11、五、廢氣在循環(huán)控制系統(tǒng)（EGR） 1.功用：將適當(dāng)?shù)膹U氣重新引入氣缸參加燃燒，從而降低氣缸的最高溫度，以減少NOx的排放量。 2.類型：開環(huán)控制EGR系統(tǒng)和閉環(huán)控制EGR系統(tǒng)。 3.開環(huán)控制EGR系統(tǒng)： 組成：EGR閥和EGR電磁閥等。,1廢氣再循環(huán)電磁閥 2節(jié)氣門 3廢氣再循環(huán)閥 4水溫傳感器5曲軸位置傳感器 6ECU 7啟動(dòng)信號(hào),7.4 發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制系統(tǒng),原理： EGR閥安裝在廢氣再循環(huán)通道中，用以控制廢氣再循環(huán)量。EGR電磁閥按裝在通向EGR真空通道中，ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度、節(jié)氣門開度、轉(zhuǎn)速和起動(dòng)等信號(hào)來(lái)控制電磁閥的通電或斷電。ECU不給EGR電磁閥通電時(shí)，控制EGR閥的真空通

12、道接通，EGR閥開啟，進(jìn)行廢氣再循環(huán)； ECU給EGR電磁閥通電時(shí)，控制EGR閥的真空度通道被切斷，EGR閥關(guān)閉，停止廢氣在循環(huán)。,1廢氣再循環(huán)電磁閥 2節(jié)氣門 3廢氣再循環(huán)閥 4水溫傳感器5曲軸位置傳感器 6ECU7啟動(dòng)信號(hào),7.4 發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制系統(tǒng),4.閉環(huán)控制EGR系統(tǒng)： 閉環(huán)控制EGR系統(tǒng)，檢測(cè)實(shí)際的EGR率或EGR閥開度作為反饋控制信號(hào)，其控制精度更高。 用EGR閥開度反饋控制的EGR系統(tǒng)：,1廢氣再循環(huán)電磁閥 2、3廢氣再循環(huán)閥開度傳感器,7.4 發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制系統(tǒng),4.閉環(huán)控制EGR系統(tǒng)： 用EGR率反饋控制的EGR系統(tǒng)：,7.4 發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制系統(tǒng),六、二次空氣供給系統(tǒng) 1.功用：在一定工況下，將新鮮空氣送入排氣管，促使廢氣中的一氧化碳和碳?xì)浠衔镞M(jìn)一步氧化，從而降低一氧化碳和碳?xì)浠衔锏呐欧帕?，同時(shí)加快三元催化轉(zhuǎn)換器的升溫。 2.組成及原理：,1催化轉(zhuǎn)換器 2氧傳感器 3二次空氣控制閥 4二次空氣電磁閥,點(diǎn)火開關(guān)接通后，蓄電池向二次空氣電磁閥供電，ECU控制電磁閥搭鐵回路。電磁閥不通電時(shí)，關(guān)閉通向膜片閥真空室的真空通道，膜片閥彈簧推動(dòng)膜片下移，關(guān)閉二次空氣供給通道；ECU給電磁閥通電，進(jìn)氣管真空度將膜片閥吸起，使二次空氣進(jìn)入排氣管。,