排气系统的各部件组成和作用介绍

分类: 汽车维修 | 时间:2020-09-29 09:25:36

大家以为排气系统非常的简单其实不然,发动机排气系统的好坏关系到我们的环境,可见汽车的排气系统也是非常重要的,下面小编详细的介绍一下排气系统的组成和作用,以方便大家更好的了解汽车排除系统。



汽车排气系统的作用 介绍

排气系统的作用是汇集各发动机汽缸内的废气,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,并对废气中的有害物质进行排放控制。


排气系统的组成工作原理 介绍

汽车排气系统一般由排气歧管、排气管、催化转换器、排气温度传感器、消声器和排气尾管等组成。

工作原理:发动机汽缸中的废气由排气门排出后,经各缸排气歧管汇至排气总管,由三元催化转换器净化处理及消音器消声后从排气尾管排出车外。


1.单排气系统

直列型发动机在排气行程期间,汽缸中的废气经排气门和排气歧管,再由排气歧管进入排气管、催化转换器和消声器,最后由排气管排到大气中。


2.双排气系统

V形发动机采用两个单排气系统,即每个排气歧管各自连接到一个排气管、催化转化器、消声器和排气尾管,如图所示。


二、排气歧管

排气歧管是与发动机汽缸体相连的,将各缸的排气集中起来导入排气总管的,带有分歧的管路。

排气歧管一般采用价格便宜、耐高温的铸铁或球墨铸铁制造,也有采用不锈钢管制成。不锈钢排气歧管质量轻,耐久性好,同时内壁光滑,排气阻力小。

对它的要求主要是,尽量减少排气阻力,并避免各缸之间相互干扰。

排气歧管的形状十分重要。为了不使各缸排气相互干扰及不出现排气倒流现象,并尽可能地利用惯性排气,应该将排气歧管做得尽可能的长,而且各缸歧管应该相互独立、长度相等,每个汽缸都有一个排气歧管。好的排气歧管设计会令发动机排气顺畅,功率提高。


三、消声器

消声器的功用是降低排气噪声。降低发动机排气的噪声,消除废气中的火焰和火星。在排气管出口处装有消声器,使废气经过消声后进入大气。
一般采取2-3个消声器。

消声器通过逐渐降低排气压力和衰减排气压力的脉动,使排气能量耗散殆尽。



四、废气再循环控制系统(EGR)
1.EGR的功用
EGR的功用是将适当的废气引入汽缸参加燃烧,从而降低汽缸的最高温度,以降低NO.
的排放。
控制形式有两种:开环控制和闭环控制。

2.开环控制EGR系统
如图,开环系统主要由EGR阀和EGR电磁阀等组成。
原理:

EGR阀安装在废气再循环通道中,用于控制废气再循环量。EGR电磁阀安装在通向EGR真空通道中,ECU根据发动机冷却液温度、节气门开度、转速和启动等信号来控制电磁阀的通电和断电。ECU不给电磁阀通电时,控制EGR阀的真空通道接通EGR阀开启,进行废气再循环:ECU给电磁阀通电时,控制EGR阀的真空通道被切断,EGR阀关闭,停止废气再循环。


五、闭环控制EGR系统
图为闭环控制EGR系统,将实际检测的EGR率或EGR阀开度作为反馈控制信号,其控制精度更高。与开环相比只是在EGR阀上增设一个EGR阀开度传感器,EGR率传感器安装在进气总管的稳压箱上,新鲜空气经节气门进入稳压箱,参与再循环的废气经EGR电磁阀进入稳压箱,传感器检测稳压箱内气体的氧浓度,并转换成电信号送给ECU,ECU根据此反馈信号修正EGR电磁阀的开度,使EGR率保持最佳值。


六、三元催化转换器(TWC)和空燃比反馈控制系统

三元催化转换器作用:将废气中的污染气体,如一氧化碳、碳氢气体及氮氧化合物等,转变为无害气体。
三元催化转换器安装位置:三元催化转换器一般安装在排气总管之后消声器前面。

结构及工作原理:

三元催化转换器均由金属外壳和催化转换芯子组成。
三元催化转换器中的催化剂(铂、锗、钯)涂在整体格栅式载体(陶瓷蜂窝或陶瓷微珠)上,装在一个与排气管连接的套件中。载体上面有许多孔,有害物质通过这些孔时被净化。格栅越薄,净化能力越强。催化剂有助于将一氧化碳转化成二氧化碳,将碳氢化合物转化成二氧化碳和水。

另外,它还可以将氮氧化合物还原为氮气和氧气。催化器在空燃比为14.7:1附近时转换效率最高,混合气过浓或汽油进入排气管,会导致催化器过热而损坏,因此装有催化器的发动机必须将空燃比控制在理论空燃比附近。另外,装备催化器的车辆需要使用无铅汽油,因为含铅汽油中的铅会黏附于催化剂的表面,使其失效。催化器过热时,内部的格栅式载体变松,甚至塌陷,造成排气管堵塞。

1.TWC功能
TWC利用转换器中的三元催化剂,将发动机排出的废气中的有害气体转换为无害气体。


2.TWC的结构TWC的结构

3.影响TWC转换效率的因素
对TWC转换效率影响最大的是混合气的浓度和排气温度。
如图所示,只有在理论空燃比14.7附近,三元催化转换器的转换效率最佳。一般有氧传感器检测废气中的氧浓度,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的转换效率将明显下降。


4.氧传感器
1)氧化错氧传感器
氧化钻氧传感器的结构如图所示,在400℃以上的高温时,若氧化钻内部外表面处气体中氧的浓度有很大的差别,在铂电极之间将产生电压。当混合气稀时,排气氧的含量高,传感器元件内外侧氧浓度差小,氧化钻元件内外侧两极之间产生的电压很低(接近0V),反之,如排气中几乎没有氧,内外侧的电压高(约为1V)。在理论空燃比附近,氧传感器输出电压信号值有一个突变,如图所示。

2)氧化钛氧传感器
氧化钛氧传感器结构如图所示,主要由二氧化钛元件、导线、金属外壳和接线端子等组成。
当废气中的氧浓度高时,二氧化钛的电阻值增大;反之,废气中氧浓度较低时二氧化钛电阻值减小,利用适当的电路对电阻变量进行处理,即转换成电压信号输送给ECU,用来确定实际空燃比。


3)氧传感器的基本电路
图为氧传感器的基本电路,属闭环控制,当实际空燃比比理论空燃比小时,氧传感器向ECU输入高电压信号(0.75~0.9V),此时ECU减小喷油量,空燃比增大。当空燃比比理论空燃比大时,氧传感器输出电压信号将突然下降至0.1V左右,ECU立即控制增加喷油量,空燃比减小。如此反复,就能将空燃比精确控制在理论空燃比附近一个极小的范围内。



5、排气管

从排气歧管以后的管道,均属排气管。共有三段排气管,中间分别安装催化转换装置与消声器。排气管长度跟排气背压和噪声控制有关