中职 汽车发动机构造与维修(第2版)第8章教学课件.ppt
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1、中职 汽车发动机构造与维修(第2 版)第8 章教学课件 高教版 第8 章 进排气控制系的构造与维修8.1 发动机进排气系统的构造与检修 进气系统的作用及组成 进气系统的作用是为发动机不同的工况要求提供必需的空气量。进气系统由空气滤清器、空气流量计、节气门控制组件、进气总管和进气歧管等组成。发动机工作时,驾驶员通过操纵加速踏板,控制节气门开度,以此改变进气量,控制发动机转速。空气滤清器的结构与检修 1 空气滤清器的结构 空 气 滤 清 器 的 作 用 是 清 除 流 向 汽 缸 的 空 气 中 所 含 的尘土和砂粒,以减少气缸、活塞和活塞环的磨损。根 据 滤 清 方 式 不 同,空 气 滤 清
2、器 有:惯 性 式、过 滤式、综 合 式 等 类 型。当 代 汽 车 多 采 用 综 合 式 空 气 滤清 器。它 主 要 由 滤 清 器 壳、滤 清 器 盖 和 滤 芯 等 组 成。滤 芯 又 有 纸 质 和 金 属 网 状 结 构 两 种。有 些 轿 车 采 用恒 温 空 气 滤 清 器,恒 温 进 气 空 气 滤 清 器,是 在 普 通空 气 滤 清 器 上 增 设 空 气 加 热 与 控 制 系 统,它 通 过 真空 控 制 阀 开 启 的 大 小,来 控 制 进 入 空 气 滤 清 器 热 空气的数量,从而保持进气温度为某一恒定值。空气滤清器的结构与检修(2)空气滤清器的拆卸 拆下与
3、空气滤清器相接的进气软管、空气导管。拆下空气滤清器支架上的螺栓。取出空气滤清器。拆下空气滤清器上的传感器。空气滤清器的结构与检修(3)空气滤清器的检查 检查空气滤清器的壳体、盖 密封圈有无扭曲、锈蚀或损伤。检查空气导管有无损伤。检查滤芯有无阻塞、沾污或损伤,如有轻微阻塞,可用高压气体由里向外吹去污物,如上图所示。必要时更换滤芯。检查滤清器外壳有无阻塞、沾污或损伤。检查谐振器是否损伤。空气滤清器的结构与检修(4)空气滤清器的清洁与更换 五十铃6BB1 型发动机的空气滤清器装有指示器,在滤清器堵塞后,指示器发出信号,提示应对滤清器进行清洁或更换滤芯。卸下滤芯指示器,用嘴吸吮检查,如红色信号立即出现
4、,说明功能正常。将滤芯指示器的进口堵住,当发动机转速达到2300r/min 时,如果红色信号出现,表示其功能正常;如不出现,表示滤芯指示器损坏,或空气滤芯破裂,应修理或更换。进气管的结构与检修 进气管的作用是将可燃混合气分别输送到各个气缸,然后进行燃烧。为了消除进气脉动和改善各缸进气分配不均,进气总管的形状、容积都进行专门设计,每个气缸都有单独的进气歧管。有些发动机的进气歧管和进气总管是分开的,用螺栓连接起来;而有些发动机的进气歧管和进气总管是做成整体的。进气管的结构与检修进气管的检修:检查进气歧管有无裂纹和损伤,若有应更换。用直尺和厚薄规检查安装接触面平面度,如右图所示。其标准值为不超过0.
5、15mm,使用极限值为0.2mm。检查密封垫是否脱落或损伤,若有脱落或损伤应更换。发动机进气增压装置的结构与检修 1 进气增压装置的功能 所谓增压是指将进入气缸前的新鲜空气预先进行压缩,然后再以高密度的气体进入气缸,增加充气量,从而有效地增加发动机功率。进气增压装置是一种由废气能量驱动的风扇式空气泵,其作用是迫使空气进入气缸,以增加其密度。自然吸气式发动机,空气进入气缸,充气效率只有65%85%;涡轮增压发动机可使功率提高40%,转矩提高45%。发动机进气增压装置的结构与检修 2 涡轮增压器的结构 涡轮增压器由涡轮机壳、压缩机壳、中间壳、涡轮机叶轮、全浮式轴承、废气压力减压阀和执行器等组成。涡
6、轮机和压缩机叶轮安装在同一根轴上,废气从排气歧管流至涡轮机叶轮,其压缩压力使涡轮机叶轮转动。发动机进气增压装置的结构与检修 中间壳通过轴支撑涡轮机叶轮和压缩机叶轮,在壳内有槽,以便润滑油循环。另外,壳内还有冷却液槽,供冷却循环。中间壳的润滑油路及冷却水套如右图所示。发动机进气增压装置的结构与检修 涡轮增压器都采用浮动轴承,实际上是套在轴上的圆环。圆环与轴以及圆环与轴承座之间都有间隙,形成双层油膜,圆环浮在轴与轴承座之间。在增压器工作时,轴承在轴与轴承座中间转动。浮动轴承及其润滑如右图所示。发动机进气增压装置的结构与检修 废气压力减压阀安装在涡轮机壳内,其目的是在增压压力开始上升得太高时,将其降
7、低。废气压力阀的开合由执行器控制。如果增压压力上升得太高,混合气燃烧产生的爆发力会过大,而发动机不能承受这么大的压力。增压压力由执行器和废气压力减压阀控制,其装置如右图所示。发动机进气增压装置的结构与检修 增压压力控制中,当压力低于66.9kPa 时,执行器不会运行,废气压力减压阀关闭。当压力达到66.9kPa 时,执行器将废气压力减压阀打开,部分废气改绕涡轮机叶轮分流。涡轮机转速保持在最佳范围,防止增压压力升高。有些汽油发动机是由ECU 控制的。在发动机工作时,ECU 根据增压压力传感器输入的信息,对增压压力控制电磁阀进行控制,改变膜片式放气控制阀上的压力,使放气阀动作。当进气压力低于理论值
8、时,放气阀关闭;当进气压力高于理论值时,放气阀打开。发动机进气增压装置的结构与检修 涡轮增压装置中还装有中间冷却器。当进气被涡轮增压器压缩时,其温度升高。将进气冷却,可以增大进气密度,从而保证输出功率较高;同时降低混合气的温度,也可以抑制爆燃,改善行驶性能,节约燃油。中间冷却器分为风冷型和水冷型两种。当发动机减速,期望涡轮增压器停止工作时,由于涡轮增压器的惯性,涡轮增压器仍会做暂时性的继续运转,因此涡轮增压器与节气门之间空气通道内气压仍然很高,会产生空气冲击噪声。因此发动机中装有空气旁通阀(ABV),以释放压力、减少噪音。发动机进气增压装置的结构与检修 空气旁通阀由经过真空软管传送来的负压打开
9、或关闭。真空软管分为两条支管,一条通往A 室,另一条通往B室。通往B 室的软管安装有一个真空延迟阀,使负压施加延迟。空气旁通阀系统如下图所示。发动机进气增压装置的结构与检修 在车辆仪表板上,装有涡轮压力指示灯,用来指示增压工作是否正常。涡轮增压压力传感器如右图所示,进气歧管压力的变化,使硅片形状改变,芯片电阻随其变形程度而波动产生压力信号,传送至涡轮增压表。发动机进气增压装置的结构与检修 3 涡轮增压器的使用与检修 涡轮增压器的工作条件极其恶劣,在发动机高速运转时,涡轮机叶轮直接接触高达900 的废气,转速高达100 000r/min,对涡轮增压器的性能和耐久性影响最大。因此,必须对涡轮机叶轮
10、和压缩机叶轮的轴承进行良好的润滑。如果在使用中机油很快变热,质量迅速变坏,应停止工作,及时进行检修。发动机进气增压装置的结构与检修 发动机起动后,涡轮增压器轴承不能立即得到充分润滑,要避免发动机高速运转和突然加速。例如机油和滤清器更换后或发动机未使用半日以上,不应高速运转发动机。拖车时,或高速行驶后、上坡行驶后,不要立即停机,应怠速运转20 120s。涡轮增压器发生故障,必须更换时,应检查机油液位和质量;检查涡轮增压器的机油管道是否清洁;检查是在何种情况下使用涡轮增压器的。要先塞住进气口、排气口和机油入口,然后再拆下涡轮增压器,以防灰尘或异物进入。更换涡轮增压器时,需检查机油管道内有无积炭,必
11、要时应进行清洁或更换。发动机进气增压装置的结构与检修 更换涡轮增压器时,应向涡轮增压器机油入口注入20mL 机油,并用手转动压缩机叶轮数次,使机油进入轴承内。大修或更换发动机时,重新组装后切断机油供应,使发动机机油泵旋转30s,使机油流经整个发动机,然后让发动机怠速运转60s。检查涡轮机的轴向间隙。将百分表插入涡轮机壳的孔中,使其接触轴端,沿轴向移动涡轮机轴,测量轴向间隙。必要时更换增压器总成。检查涡轮机轴的径向间隙。将百分表从机油排出口插入轴承隔圈的孔,使其接触轮机轴的中心,上下移动涡轮机轴,测量径向间隙。必要时更换增压器总成。发动机进气增压装置的结构与检修 4 在车上检查涡轮增压器的作业项
12、目(1)检查进气系统 检查空气滤清器与涡轮机入口之间、涡轮增压器出口与气缸盖之间,是否有泄漏或堵塞。(2)检查排气系统 检查气缸盖和涡轮增压器入口之间、涡轮增压器出口与排气口之间,是否有泄漏或堵塞。(3)检查执行器 脱开执行器软管,用涡轮增压器压力表在执行器上施加约79kPa 的压力,连杆应移动。如不移动,应更换涡轮增压器总成。图8.15 检查增压压力涡轮(4)检查涡轮增压压力发动机进气增压装置的结构与检修检查增压压力涡轮:预热发动机,将三通连管节与增压补偿器压力软管连接,装上涡轮增压器压力表。踩下离合器踏板,然后将加速踏板踩到底。在不低于2 400r/min 时,测量涡轮增压压力。如压力低于
13、规范,检查系统有无漏气,如有泄漏,更换总成;如压力高于规范,检查执行器软管是否脱开或破裂,如有破裂,更换涡轮增压器总成。发动机进气增压装置的结构与检修(5)检查压缩机叶轮的旋转 脱开空气滤清器软管,用手转动压缩机叶轮,应转动平顺,如不转动或转动拖滞,则需更换增压器总成。5 超级增压器:超级增压器由电磁离合器、两个转子、两个转子齿轮、增压器壳、后挡板、后盖等组成。发动机输出转矩由V 形皮带经曲轴带轮传送至电磁离合器,最终传送至超级增压器壳内的两茧形转子。由于超级增压器直接由发动机经曲轴带轮和V 形带驱动,超级增压器在较低的转速就开始具有较大的转矩。8.2 发动机排放控制系统的结构与检修 汽车的排
14、放污染主要来自四个方面:排气,占65%以上;曲轴箱漏出,占20%,主要是HC;化油器蒸发或泄漏,占5%10%;汽油箱蒸发,占5%。汽车排放的有害物质有一氧化碳、碳氢化合物(55%)、二氧化氮、二氧化硫、铅化物和碳烟、臭气。柴油机排放的有害成分有碳烟、一氧化碳、碳气、二氧化氮、二氧化硫等。汽油发动机排放中的有害气体 1、汽油发动机排放中的有害气体 汽油车排放的有害物质主要有一氧化碳、碳氢化合物(55%)、二氧化氮、二氧化硫、铅化物和碳烟、臭气等。柴油机排放的有害成分主要有碳烟、一氧化碳、碳气、二氧化氮、二氧化硫等。2 为减少排气污染、发动机应采取的措施 化油器式发动机采取提高怠速转速,使混合气变
15、稀,第二次泡沫化,以此改善燃烧条件。在化油器上可加装附属装置,如节气门缓冲器、电磁截止阀、自动阻风门等。为减少排气污染、发动机应采取的措施 将曲轴箱强制通风,使漏入曲轴箱内的可燃混合气体有机会燃烧。图8.25 燃油箱蒸发控制装置 减少燃烧室的表面积,减少碳氢化合物和氮氧化合物的排放量。利用排气管内再燃烧的方法将新鲜空气喷到空气喷管内,使碳氢化合物和一氧化碳再燃烧。采用废气再循环法,可使最高温度下降来降低氮氧化合物的排放。排放控制装置的结构 1、燃油箱蒸发控制装置:安装燃油箱蒸发控制装置是防止油气中HC 化合物向大气中排放的有效措施。装置主要由燃油箱盖、蒸发管、活性炭罐及活性炭罐电磁阀等组成,如
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