项目4 任务三 排气系统检查与维护（课件）- 《汽车发动机构造与维修》同步教学（机械工业版·2022）

汽车发动机构造与维修   项目四 发动机燃料供给系统 任务三 排气系统检查与维护 【任务描述】 客户王先生的别克威朗轿车已经行驶了5000Km, 王先生开车来到别克4S店，服务顾问在询问和检查后将车辆交给维修技师，维修技师根据保养手册要求对此车进行5000Km保养，其中保养手册要求进行排气系统的检查。下面将学习排气系统的相关知识并按流程检查排气系统。 【知识储备】 一、排气系统的作用及工作过程 1.作用 排气系统作用是汇集发动机各缸产生的废气，并降低废气中有害气体和颗粒物的排放量，使排出的废气污染减小，噪音减小。 2.工作过程 发动机各气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，经过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。 二、排气系统的组成及结构 1.组成 排气系统主要由排气歧管、排气管、三元催化转换器、汽车消声器和排气尾管等组成，如图4-36所示。 图4-36 排气系统组成 2.结构 发动机排气系统分为单排气系统和双排气系统 （1）单排气系统 直列式发动机在排气行程期间，气缸中的废气经排气门进入排气歧管，再由排气歧管进入排气管、三元催化转换器和消声器，最后由排气尾管排出，如图4-37所示。 图4-37 单排气系统结构 （2）双排气系统 V型发动机有两个排气歧管，即每个排气歧管各自都连接一个排气管、催化转换器、消声器和排气尾管，这种布置形式称作双排气系统，如图4-38所示。双排气系统降低了排气系统内的压力，使发动机排气更为顺畅，气缸中残余的废气较少，因而可以充入更多的可燃混合气或洁净的空气，发动机的功率和转矩相应地都有所提高。 图4-38 双排气系统 3.排气歧管 排气歧管一般由铸铁或球墨铸铁制造，如图4-39所示，近年来采用不锈钢材质的排气歧管较多，因为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。为了使各缸排气不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，通常将排气歧管做得尽可能的长，而且各缸歧管应相互独立、长度相等。 图4-39 排气歧管 4.消声器 发动机的排气压力为0.3～0.5MPa，温度在500～700℃，这表明排气有一定的能量。同时，由于排气的间歇性，在排气管内引起排气压力的脉动。若将发动机的废气直接排放到大气中，将产生强烈的、频谱比较复杂的噪声，其频率从几十赫到一万赫以上，因此在排气系统中安装了排气消声器，作用是降低排气噪声。消声器通过逐渐降低排气压力和衰减排气压力的脉动，使排气能量最大限度减弱，从而消除噪声，如图4-40所示。 图4-40 排气消声器 5. 三元催化转化器 三元催化转化器可将汽车尾气中的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物以及颗粒等有害物质通过氧化或还原反应转变为无害的二氧化碳、水和氮气，如图4-41所示。当高温的汽车尾气通过净化装置时，三元催化器中的净化剂将增强一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物三种气体的活性，促使其发生氧化或还原反应，其中一氧化碳在高温下被氧化成二氧化碳，碳氢化合物在高温下被氧化成二氧化碳和水，氮氧化合物被还原成氮气和氧气。三种有害气体变成无害气体，使汽车尾气得以净化。由于这种催化器可同时将废气中的三种主要有害物质转化为无害物质，故称三元催化转化器。 图4-41 三元催化转换器 6.排气管 从排气歧管以后的管道，均属于排气管，如图4-42所示。共有三段排气管，中间分别安装催化转换装置与消声器，排气管长度与排气背压和噪声控制有关。 图4-42 排气管 三、排气净化装置 1.二次空气喷射系统 目前较多的发动机装有二次空气喷射系统，如图4-44所示。虽然二次空气喷射系统有各种各样的结构，但其作用基本相同，即利用空气泵将新鲜空气经空气喷管喷入排气管或催化转换器，使废气中的一氧化碳和碳氢化合物进一步燃烧氧化成为二氧化碳和水。 图4-43 二次空气喷射系统 2.废气再循环(EGR)系统 废气再循环是指把发动机排出的部分废气回送到进气歧管，并与可燃混合气一起再次进入气缸。废气再循环系统的结构和工作原理如图4-45所示。 图4-44 废气再循环系统 由于废气中含有大量的二氧化碳，而二氧化碳不能燃烧却吸收大量的热，使气缸中混合气的燃烧温度降低，从而减少了氮氧化合物的生成量。但是在可燃混合气中掺入废气之后，混合气的热值降低，致使发动机的有效功率下降。为了作到既能减少氮氧化合物的排放，又能保持发动机的动力性，必须根据发动机运转的工况对再循环的废气量加以控制。氮氧化合物的生成量随发动机负荷的增大而增多，因此，再循环的废气