進(jìn)氣系統(tǒng)基本知識介紹.ppt

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進(jìn)氣系統(tǒng)概述 進(jìn)氣系統(tǒng)包含了空氣濾清器 管路 消音裝置 進(jìn)氣控制元件 進(jìn)氣歧管 進(jìn)氣門機(jī)構(gòu)等 空氣經(jīng)引氣管流入空氣濾清器過濾掉雜質(zhì)后 流過空氣流量計(jì) 經(jīng)由進(jìn)氣軟管進(jìn)入進(jìn)氣歧管 與噴油嘴噴出的汽油混合后形成適當(dāng)比例的燃油混合氣 由進(jìn)氣門送入汽缸內(nèi)點(diǎn)火燃燒 產(chǎn)生動力 濾芯 進(jìn)氣岐管 進(jìn)氣系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖 進(jìn)氣系統(tǒng)的功用 1 保護(hù)外界雜質(zhì)和不需要的成分對發(fā)動機(jī)的損壞 空氣濾清器總成阻止外界雜質(zhì)進(jìn)入汽缸 從而防止發(fā)動機(jī)磨損 可以提供發(fā)動機(jī)的可靠性 進(jìn)氣口設(shè)計(jì)同時要避免水 雪等進(jìn)入進(jìn)氣系統(tǒng) 2 降低進(jìn)氣噪聲 進(jìn)氣系統(tǒng)是汽車主要噪聲源之一 進(jìn)氣系統(tǒng)一般都安有消聲元件 如擴(kuò)張式消聲器 空濾 赫姆赫茲消聲器 四分之一波長管等 3 減少發(fā)動機(jī)的功率損失 進(jìn)氣系統(tǒng)在滿足噪聲和過濾雜質(zhì)前提下要保證空氣的流通順暢 較大的空氣壓降會降低發(fā)動機(jī)功率 4 輔助其他系統(tǒng)的安裝 進(jìn)氣系統(tǒng)是發(fā)動機(jī)的的主要真空源 為真空助力 CBR系統(tǒng) EGR系統(tǒng) 二次空氣系統(tǒng)等的正常工作提供必要的真空 空氣濾清器 燃油燃燒需要大量的空氣 普通轎車每消耗1L汽油需要消耗5000 10000L空氣 若不濾除其中的雜質(zhì) 必然加速氣缸的磨損 實(shí)踐證明 發(fā)動機(jī)機(jī)不安裝空氣濾清器 其壽命將縮短2 3 空氣濾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(jìn)入氣缸 另外 空氣濾清器也有消減進(jìn)氣噪聲的作用 設(shè)計(jì)優(yōu)良的空氣濾清器還能連同進(jìn)氣管路一起 利用諧振原理起到增壓效果 以提高充量系數(shù) 轎車用發(fā)動機(jī)空氣濾清器常用干式紙質(zhì)濾芯或無紡布濾芯 帶進(jìn)氣導(dǎo)流管 濾芯需定期清潔或更換 若空氣濾清器濾芯堵塞 發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)進(jìn)氣不暢 怠速容易熄火 油門響應(yīng)性變差 油門加大時 發(fā)動機(jī)功率變化不連續(xù) 導(dǎo)致車子一沖一沖的 為節(jié)省空間增加過濾面積 濾芯被折疊成各種各樣的形狀 以增大過濾面積 空氣濾清器 空氣濾清器的設(shè)計(jì) 空濾器的容積 過濾面積及濾芯孔徑取決于發(fā)動機(jī)排量 使用環(huán)境 更換周期及進(jìn)氣阻力等因素 空濾器的安裝尺寸及殼體形狀取決于整車布置要求 但也應(yīng)注意降噪和諧振增壓 空濾器殼體和連通管路的設(shè)計(jì)應(yīng)盡量避免氣流產(chǎn)生急轉(zhuǎn)彎 并使氣體通過濾芯全面積 設(shè)計(jì)時還應(yīng)注意降噪與諧振 在管路和濾清器上設(shè)置諧振箱能增強(qiáng)降噪與諧振效果 現(xiàn)代轎車電噴發(fā)動機(jī)帶進(jìn)氣諧振腔 為了增強(qiáng)發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣諧振效果 空氣濾清器的進(jìn)氣導(dǎo)流管需要有較大的容積 但是導(dǎo)流管不能太粗 以保證一定的空氣流速 因此 進(jìn)氣導(dǎo)流管只能做得很長 進(jìn)氣導(dǎo)管盡量從車外吸氣 因?yàn)檐囃饪諝鉁囟纫话惚劝l(fā)動機(jī)罩下的溫度約低30 所以從車外吸入的空氣密度可增加10 左右 燃油消耗率可降低3 空氣濾清器的作用 除掉吸入空氣中的灰塵 防止發(fā)動機(jī)磨損 起消聲降噪作用 連同進(jìn)氣管路一起 利用諧振原理起到增壓效果 以提高充量系數(shù) 空氣濾的結(jié)構(gòu)和分類 空氣濾清器由濾芯和殼體等零件組成 濾芯一般采用可更換和可清理結(jié)構(gòu) 從濾芯的性質(zhì)分類有干式和濕式兩種 濕式空濾芯 又稱油浴式 目前只有少數(shù)重型車使用 廣泛使用的干式濾芯多用特種紙和無紡布 化纖 毛氈等 做成 而無紡布又多用于安全濾芯 紙質(zhì)濾芯目前被廣泛采用 有各種規(guī)格 可濾除不同大小顆粒的灰塵 須定期進(jìn)行清理或更換 空濾器按結(jié)構(gòu)分為盤式和桶式兩種 前者多用于化油器式發(fā)動機(jī) 將其直接裝在化油器上 后者多用于多點(diǎn)噴射式汽油機(jī)和柴油機(jī)上 空濾器多安裝在車體上 通過管路與節(jié)氣門體或進(jìn)氣管相連 安裝應(yīng)牢固可靠并便于裝拆和清理 空氣濾清器的設(shè)計(jì)要點(diǎn) 空濾器芯孔徑及過濾面積取決于發(fā)動機(jī)排量 使用環(huán)境 更換周期及進(jìn)氣阻力等因素 空濾器的安裝尺寸及殼體形狀取決于整車布置要求 但也應(yīng)注意降噪和諧振增壓 空濾器殼體和連通管路和設(shè)計(jì)應(yīng)盡量避免氣流產(chǎn)生急轉(zhuǎn)彎 并使氣體通過濾芯全面積 設(shè)計(jì)時還應(yīng)注意降噪和進(jìn)氣阻力與管路直徑 長度的關(guān)系 在管路和濾清器上設(shè)置諧振器是降噪的有效方法 進(jìn)氣岐管 進(jìn)氣歧管的作用 1 把空氣 燃料 曲軸箱通風(fēng)的油氣和EGR 排氣再循環(huán) 的廢氣均勻的分配給各缸 2 利用進(jìn)氣歧管和穩(wěn)壓箱的形狀和長度提高充量系數(shù) 為了均勻分配到各個氣缸 進(jìn)氣岐管內(nèi)的氣體流道長度應(yīng)盡可能相等 為了減小氣體流動阻力 提高進(jìn)氣能力 進(jìn)氣岐管的內(nèi)壁應(yīng)該光滑 一般發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣岐管由合金鑄鐵制造 轎車發(fā)動機(jī)多用鋁合金制造 重量輕 導(dǎo)熱性好 現(xiàn)代轎車多為多點(diǎn)噴射發(fā)動機(jī) 近年來也有用復(fù)合塑料進(jìn)氣岐管的 這種進(jìn)氣岐管質(zhì)量極輕 內(nèi)壁光滑 無需加工 進(jìn)氣岐管 諧振進(jìn)氣系統(tǒng) 進(jìn)氣過程具有間歇性和周期性 因此進(jìn)氣支管內(nèi)產(chǎn)生一定幅度的壓力波 此壓力波以當(dāng)?shù)芈曀僭谶M(jìn)氣系統(tǒng)內(nèi)傳播和往復(fù)反射 如果利用一定長度和直徑的進(jìn)氣岐管與一定容積的諧振室組成諧振進(jìn)氣系統(tǒng) 并使其自振頻率與氣門的進(jìn)氣周期調(diào)諧 那么在特定的轉(zhuǎn)速下 就會在進(jìn)氣門關(guān)閉之前 在進(jìn)氣岐管內(nèi)產(chǎn)生大幅度的壓力波 使進(jìn)氣岐管的壓力增高 從而增加進(jìn)氣量 這種效應(yīng)稱作進(jìn)氣波動效應(yīng) 諧振進(jìn)氣系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是沒有運(yùn)動件 工作可靠 成本低 但只能增加特定轉(zhuǎn)速下的進(jìn)氣量和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩 諧振進(jìn)氣系統(tǒng) 可變進(jìn)氣岐管 長度一定的進(jìn)氣管只能在某一轉(zhuǎn)速區(qū)域得到最佳充量系數(shù) 傳統(tǒng)的發(fā)動機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)不能兼顧高低速性能 即只能在某一狹窄的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)得到較高的充量系數(shù) 而在其他轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)充量系數(shù)則要降低 低速小負(fù)荷工況 進(jìn)氣量少 應(yīng)減小進(jìn)氣道空氣流通截面來提高進(jìn)氣流速 增大進(jìn)氣慣性以提高充氣效率 高速大負(fù)荷工況 增大進(jìn)氣道空氣流通截面 可減小進(jìn)氣阻 對燃燒室內(nèi)氣流擾動可起抑制作用 為了改善發(fā)動機(jī)的動力性和經(jīng)濟(jì)性 要求發(fā)動機(jī)在高轉(zhuǎn)速 大負(fù)荷時裝短而粗的進(jìn)氣岐管 而在中 低轉(zhuǎn)速和中 小負(fù)荷時裝備細(xì)而長的進(jìn)氣岐管 圖示是一種能根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和負(fù)荷的變化改變有效長度的進(jìn)氣支管 當(dāng)發(fā)動機(jī)低速運(yùn)轉(zhuǎn)時 發(fā)動機(jī)電控單元5指令轉(zhuǎn)換閥控制機(jī)構(gòu)4關(guān)閉轉(zhuǎn)換閥3 進(jìn)氣流道細(xì)而長 提高了進(jìn)氣流速 增強(qiáng)了氣流慣性 當(dāng)發(fā)動機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時 轉(zhuǎn)換閥開啟 進(jìn)氣流道短而粗 進(jìn)氣阻力小 這是兩擋可變進(jìn)氣支管結(jié)構(gòu) 諧振進(jìn)氣系統(tǒng) 另一種可變進(jìn)氣支管結(jié)構(gòu)如圖所示 每個進(jìn)氣支管都有兩個進(jìn)氣通道 低速時 旋轉(zhuǎn)閥將短進(jìn)氣通道關(guān)閉 此時 空氣只能經(jīng)長進(jìn)氣通道進(jìn)入氣缸 高速時 旋轉(zhuǎn)閥將短進(jìn)氣通道打開 同時 將長進(jìn)氣通道部分短路 此時 空氣經(jīng)兩個短進(jìn)氣通道進(jìn)入氣缸 諧振進(jìn)氣系統(tǒng) 可控燃燒速率 CBR 用發(fā)動機(jī)一般都是變工況工作的 不同的工況對進(jìn)入發(fā)動機(jī)的氣流也有不同的要求 傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)每缸只有一個進(jìn)氣道 不能兼顧發(fā)動機(jī)的不同工況 CBR ControlledBurnRate 可控燃燒速率 它是通過控制進(jìn)氣氣流的組織形式 渦流和滾流 來改善燃燒 降低排放 提高燃油經(jīng)濟(jì)性的一種新技術(shù) 滑板式CBR低轉(zhuǎn)速時 真空執(zhí)行器通過擺臂機(jī)構(gòu)拉動滑板沿圖示方向移動 中性氣道基本被關(guān)閉 只保留右上角的缺口 主要靠切向氣道提供的進(jìn)氣渦流來加速油霧和空氣的混合 從而改善燃燒狀況 高轉(zhuǎn)速時 CBR控制閥切斷給真空執(zhí)行器的真空 在彈簧的作用下 滑板回位到圖示位置 中性氣道也被打開 增加進(jìn)氣滾流 從而提高最大功率 中性氣道 切向氣道 配氣系統(tǒng)的作用 配氣系統(tǒng)的作用讓發(fā)動機(jī)呼吸 進(jìn)氣閥讓燃料和空氣進(jìn)入氣缸 排氣閥的作用是讓燃燒后的廢氣排出氣缸 配氣系統(tǒng)的基本參數(shù) 氣門開啟相位氣門開啟持續(xù)角度 氣門保持升起所持續(xù)的曲軸轉(zhuǎn)角 氣門開啟相位 氣門開啟持續(xù)角度 氣門保持升起所持續(xù)的曲軸轉(zhuǎn)角 和氣門升程三個特性參數(shù)對發(fā)動機(jī)的性能 油耗和排放有重要影響 通常將氣門開啟相位和氣門開啟持續(xù)角度通稱為氣門正時 隨著發(fā)動機(jī)負(fù)荷和轉(zhuǎn)速的改變 這三個特性參數(shù) 特別是進(jìn)氣門開啟相位和開啟持續(xù)角度 的最佳選擇是根本不同的 進(jìn)氣門開啟相位提前 一方面為進(jìn)氣過程提供了較多的時間 特別是有利于解決高轉(zhuǎn)速時進(jìn)氣時間不足的問題 另一方面 氣門疊開角增大 有更多的廢氣進(jìn)入進(jìn)氣管 隨后又同新鮮充量一起返回氣缸 造成了較高的內(nèi)部排氣再循環(huán)率 可降低NOx排放 但同時也導(dǎo)致啟動困難 怠速不穩(wěn)定和低速工作粗暴 可變配氣相位及其作用機(jī)理 配氣系統(tǒng)的基本參數(shù) 氣門升程 進(jìn)氣門關(guān)閉相位推遲 一方面在高轉(zhuǎn)速時有利于利用高速氣流的慣性提高充氣效率 另一方面在低轉(zhuǎn)速時又會將已經(jīng)吸入氣缸的新鮮充量重又推回到進(jìn)氣管中 氣門升程增大 一方面在高負(fù)荷時有利于提高充氣效率 另一方面在低負(fù)荷時又不得不將節(jié)氣門關(guān)得更小 造成更大的泵氣損失和節(jié)流損失 在傳統(tǒng)的發(fā)動機(jī)中 由于這三個特性參數(shù)在運(yùn)行過程中不能改變 所以只能根據(jù)對性能要求的不同側(cè)重面進(jìn)行折中 過去往往將氣門正時設(shè)計(jì)成對高速全負(fù)荷工況最為有利 以便求得最大的標(biāo)定功率 近年因?yàn)楦⒅赜秃暮团欧?所以將氣門正時的優(yōu)化策略改成對低速工況更為有利 可變配氣相位及其作用機(jī)理 固定的氣門正時終究只能設(shè)計(jì)成對某一個轉(zhuǎn)速或狹小的轉(zhuǎn)速范圍最有利 基于這樣的情況 設(shè)計(jì)了氣門特性參數(shù)可變的進(jìn)排氣系統(tǒng) 以便優(yōu)化各個工況的進(jìn)排氣 成為可變氣門正時VVT VariableValveTiming 其效果有 1 提高了標(biāo)定功率2 提高低速扭矩3 改善啟動性能4 提高怠速穩(wěn)定性5 提高燃油經(jīng)濟(jì)性6 降低排放 可變配氣相位及其作用機(jī)理 無凸輪軸可變配氣相位機(jī)構(gòu) 該類機(jī)構(gòu)沒有凸輪軸 直接對氣門進(jìn)行控制 其優(yōu)點(diǎn)是能對氣門正時的所有因素進(jìn)行控制 在各種工況下獲取最佳氣門正時 另外 還能關(guān)閉部分氣缸的氣門 實(shí)現(xiàn)可變排量 該機(jī)構(gòu)一般為電磁控制氣門機(jī)構(gòu) 需要消耗能量 如何降低消耗是必須解決的問題 變換凸輪型線的可變配氣相位機(jī)構(gòu) 該機(jī)構(gòu)可以提供兩種以上凸輪型線 在不同轉(zhuǎn)速和負(fù)荷下 采用不同的凸輪型線驅(qū)動氣門 本田的VTEC機(jī)構(gòu)屬于改類型 低速工作時 發(fā)動機(jī)處于單進(jìn)雙排工作狀態(tài) 高速工作時 發(fā)動機(jī)處于雙進(jìn)雙排工作狀態(tài) 改變凸輪軸與曲軸的相對轉(zhuǎn)角的可變配氣相位機(jī)構(gòu)該機(jī)構(gòu)凸輪型線是固定的而凸輪軸相對曲軸的轉(zhuǎn)角是可變的 改變凸輪與氣門之間連接的可變配氣相位機(jī)構(gòu)如挺柱 搖臂或推桿的結(jié)構(gòu) 間接的實(shí)現(xiàn)改變凸輪型線作用 缺點(diǎn)是機(jī)構(gòu)從動件多 結(jié)構(gòu)復(fù)雜 氣門系存在沖擊 其它結(jié)構(gòu)的可變配氣相位機(jī)構(gòu) 謝謝