进排气系统及排放控制系统

Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Click to edit Master title style,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,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,6PCV,阀,7,曲轴箱气体软管,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：,1PCV,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（,ZrO,2,）式和氧化钛（,TiO,2,）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,6ECU,7,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,6ECU7,启动信号,7.4,发动机排放控制系统,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。,