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详解车辆发动机进排气系统的结构
来源:本站整理  作者:佚名  2017-12-04 08:05:42

    进气系统通常由空气滤清器、进气管和进气门等组成。为调整进气温度,在化油器式和单
点汽油喷射式汽油机的进气系统中常设有进气预热或进气恒温装置(或两者均有);在有些柴油机上则设有冷起动用的进气预热装置。为加强谐振进气效果,降低进气噪声,一些发动机的进气系统中装有谐振器和谐振进气支管。在一些更先进的发动机上还装有能适应发动机转速和负荷变化,自动地改变进气管容积或长度的可控谐振系统。
    对于汽油机来说,进气系统中还包括了燃油供给系统中的一部分装置,如化油器、空气流量计、节气门体、喷油器等。
pk10     发动机在进气冲程时,空气经空气滤清器、空气流量传感器和节气门进入各缸进气支管。驾驶员通过操纵节气门的开度来控制每工作循环的进气量。

    一、进气系统基本组成及结构
    1.进气系统的基本组成
    如图11所示为目前最简单的化油器式空气供给系统,主要由空气滤清器、空气导管、进气管组成。为了防止冬季汽油雾化条件变差,在进气系统引入来自排气管的热风,而在桑塔纳车型中是利用电加热装置来给进气气流加热。

    图12所示为电控制燃料喷射系统的空气供给系统,该系统有三级谐振缓冲作用。在进气口设有一个谐振室,其作用缓冲空滤器前端的气流波动,使节气门开度在缩小到增大的瞬间,形成一个并联进气的谐波效应。

    空气滤清器上方装有一个空气流量计,用来检测进气量的大小。节气门的前端装有一个二级谐振室,而节气门后端进气管混合体形成了一个三级谐振室。节气门体上装配发动机冷却水管,用来给节气门体加热。
    2.空气滤清器
    空气中的含尘量在铺设过的道路上约为1mg/m3,而在未铺设过的道路及建筑工地上可能高达40 mg/m3,这意味着每行驶1000km,一台中型发动机将吸入约50g的尘埃。所以空气滤清器最重要的作用就是滤清空气中的粒状杂质,以防止化油器内空气量孔堵塞;减少气缸、活塞、活塞环、气门、气门座早期磨损,以及混入润滑油后加快轴承部位的磨损;它的另外一个作用是降低进气噪声。但它也增加了进气阻力,造成功率损失。以普通轿车为例,每消耗1L汽油需要消耗5000~10000L空气。如此数量的空气进入气缸,若不将其中的杂质或灰尘滤除,必然加速气缸的磨损,缩短发动机使用寿命。实践证明,发动机不安装空气滤清器,其寿命将缩短2/3。
    空气滤清器一般由滤芯和壳体组成,在有些汽车发动机上还包括谐振室和进气导流管。
    在轿车中,空气滤清器常布置在发动机室的中部或侧面;在重型车辆和工程机械上则常布置在发动机室的外面,有利于降低进气温度。
    空气滤清器的功用主要是滤除空气中的杂质或灰尘,让洁净的空气进入气缸。另外,空气滤清器也有消减进气噪声和控制进气量的作用。
    空气过滤的方法可分为三类:①惯性式。利用气流在急速改变流动方向时,因尘土、沙粒具有较大的惯性而被清除。它是清除大颗粒尘土的有效手段。空气在通过滤芯之前先进行惯性分离处理,将其中50%~60%的大颗粒尘土清除。②油浴式。空气进入滤芯前,气流在转向时流过机油表面,使因惯性作用而被甩出的大颗粒尘土被油液赫附。③过滤式。利用气流通过滤芯微孔或狭窄、曲折的滤芯通道时产生多次碰撞,使尘土被阻挡或茹附在滤芯上。这是一种主要的滤清方式,对清除微粒尘土最为有效。
    空气滤清器的种类很多,在汽车上常用的有两种:
   (1)油浴式空气滤清器。这种滤清器用于在多尘条件下工作的发动机上,如越野汽车发动机。图13为油浴式空气滤清器的分解图,它包括滤清器外壳、滤芯、密封圈和上盖等。外壳底部是储油池,其中盛有一定数量的润滑油。当发动机工作时,环境空气经外壳与上盖之间的狭缝进入滤清器,并沿着滤芯与外壳之间的环形通道向下流到滤芯底部,再折向上通过滤芯后进入进气管。当气流转弯时,空气中粗大的杂质被甩人润滑油中被润滑油黏附,细小的杂质被滤芯滤除。S附在滤芯上的杂质被气流溅起的润滑油所冲洗,并随润滑油一起流回储油池。油浴式空气滤清器的优点是滤芯清洗后可以重复使用。

    有些车型中用金属网卷成圆筒形或将金属丝填塞在有孔眼的滤芯外壳中制成。在滤芯下面的壳底有一油池,所吸入的空气碰到油面,颗粒较大的尘粒被机油所吸附,而细小的尘粒则随空气穿过沾有机油的滤芯时被滤芯所吸附。
   (2)纸滤芯空气滤清器。这种滤清器广泛应用于汽车发动机上,其结构如图14所示。由经过树脂处理的微孔滤纸制成的滤芯安装在滤清器外壳中,滤芯的上、下表面是密封面,当拧紧蝶形螺母把滤清器盖紧固在滤清器上时,滤芯上密封面和下密封面分别与滤清器盖及滤清器外壳底部的配合面贴紧密合。滤纸打褶,以增加滤芯的滤过面积和减小滤芯阻力。滤芯外面是多孔金属网,用来保护滤芯在运输和保管过程中不使滤纸破损。在滤芯的上、下端浇上耐热塑料溶胶,以保持滤纸、金属网和密封面相互间的位置固定,并保持其间的密封。在发动机工作时,空气从滤芯的四周穿过滤纸进入滤芯中心,随后流入进气管。杂质被滤芯阻留在滤芯外面。

    纸滤芯空气滤清器有质量轻、成本低和滤清效果好等优点。纸滤芯有干式和湿式两种。干式纸滤芯可以反复使用。纸滤芯经过浸油处理后即为湿式纸滤芯,其主要优点是使用寿命长、吸附杂质的能力强和滤清效率高。但它不能反复使用,需定期换新件。
   (3)纸质湿式滤清器。新的湿纸滤芯滤清能力极高,能将大气中的尘埃(粒径6. 6~8. 6μm)滤除掉98%以上。为了加大纸滤芯的表面积,滤纸加工出许多细小的弯褶,这使其展开面积相当大,以便降低空气通过阻力。
   (4)离心式空气滤清器。这种滤清器多用于大型货车上。在许多自卸车或矿山用汽车上还使用离心式与纸滤芯式相结合的双级空气滤清器,如图15所示。空气首先从滤清器下体14周围的进气孔16进入离心式空气滤清器内的旋流管21。由于空气切向地进入旋流管,因此在旋流管内产生高速旋转运动。在离心力的作用下,空气中的大部分灰尘被甩向旋流管壁,空气则从旋流管顶部的出口经接管22进入纸滤芯空气滤清器。空气中残存的细微杂质经纸滤芯8滤除。

    常见几种空气滤清器的特点见表1。

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