排車系統有哪些?

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汽車排氣系統一般由排氣歧管、排氣管、催化轉換器、排氣溫度傳感器、消聲器和排氣尾管等組成。

一、排氣系統的各部件組成和作用介紹"

1、汽車排氣系統的作用 介紹

排氣系統的作用是彙集各發動機汽缸內的廢氣,減小排氣噪聲和消除廢氣中的火焰和火星,使廢氣安全地排入大氣,並對廢氣中的有害物質進行排放控制。

2、排氣系統的組成工作原理 介紹

工作原理:發動機汽缸中的廢氣由排氣門排出後,經各缸排氣歧管匯至排氣總管,由三元催化轉換器淨化處理及消音器消聲後從排氣尾管排出車外。

1.單排氣系統

直列型發動機在排氣行程期間,汽缸中的廢氣經排氣門和排氣歧管,再由排氣歧管進入排氣管、催化轉換器和消聲器,最後由排氣管排到大氣中。

2.雙排氣系統

V形發動機採用兩個單排氣系統,即每個排氣歧管各自連接到一個排氣管、催化轉化器、消聲器和排氣尾管,如圖所示。

二、排氣歧管

排氣歧管是與發動機汽缸體相連的,將各缸的排氣集中起來導入排氣總管的,帶有分歧的管路。

排氣歧管一般採用價格便宜、耐高溫的鑄鐵或球墨鑄鐵製造,也有采用不鏽鋼管制成。不鏽鋼排氣歧管質量輕,耐久性好,同時內壁光滑,排氣阻力小。

對它的要求主要是,儘量減少排氣阻力,並避免各缸之間相互干擾。

排氣歧管的形狀十分重要。為了不使各缸排氣相互干擾及不出現排氣倒流現象,並儘可能地利用慣性排氣,應該將排氣歧管做得儘可能的長,而且各缸歧管應該相互獨立、長度相等,每個汽缸都有一個排氣歧管。好的排氣歧管設計會令發動機排氣順暢,功率提高。

三、消聲器

消聲器的功用是降低排氣噪聲。降低發動機排氣的噪聲,消除廢氣中的火焰和火星。在排氣管出口處裝有消聲器,使廢氣經過消聲後進入大氣。一般採取2-3個消聲器。

消聲器通過逐漸降低排氣壓力和衰減排氣壓力的脈動,使排氣能量耗散殆盡。

四、廢氣再循環控制系統(EGR)

1.EGR的功用

EGR的功用是將適當的廢氣引入汽缸參加燃燒,從而降低汽缸的最高溫度,以降低NO.的排放。控制形式有兩種:開環控制和閉環控制。

2.開環控制EGR系統

如圖,開環系統主要由EGR閥和EGR電磁閥等組成。原理:

EGR閥安裝在廢氣再循環通道中,用於控制廢氣再循環量。EGR電磁閥安裝在通向EGR真空通道中,ECU根據發動機冷卻液溫度、節氣門開度、轉速和啟動等信號來控制電磁閥的通電和斷電。ECU不給電磁閥通電時,控制EGR閥的真空通道接通EGR閥開啟,進行廢氣再循環:ECU給電磁閥通電時,控制EGR閥的真空通道被切斷,EGR閥關閉,停止廢氣再循環。

五、閉環控制EGR系統

圖為閉環控制EGR系統,將實際檢測的EGR率或EGR閥開度作為反饋控制信號,其控制精度更高。與開環相比只是在EGR閥上增設一個EGR閥開度傳感器,EGR率傳感器安裝在進氣總管的穩壓箱上,新鮮空氣經節氣門進入穩壓箱,參與再循環的廢氣經EGR電磁閥進入穩壓箱,傳感器檢測穩壓箱內氣體的氧濃度,並轉換成電信號送給ECU,ECU根據此反饋信號修正EGR電磁閥的開度,使EGR率保持最佳值。

六、三元催化轉換器(TWC)和空燃比反饋控制系統

三元催化轉換器作用:將廢氣中的汙染氣體,如一氧化碳、碳氫氣體及氮氧化合物等,轉變為無害氣體。三元催化轉換器安裝位置:三元催化轉換器一般安裝在排氣總管之後消聲器前面。

結構及工作原理:

三元催化轉換器均由金屬外殼和催化轉換芯子組成。三元催化轉換器中的催化劑(鉑、鍺、鈀)塗在整體格柵式載體(陶瓷蜂窩或陶瓷微珠)上,裝在一個與排氣管連接的套件中。載體上面有許多孔,有害物質通過這些孔時被淨化。格柵越薄,淨化能力越強。催化劑有助於將一氧化碳轉化成二氧化碳,將碳氫化合物轉化成二氧化碳和水。

另外,它還可以將氮氧化合物還原為氮氣和氧氣。催化器在空燃比為14.7:1附近時轉換效率最高,混合氣過濃或汽油進入排氣管,會導致催化器過熱而損壞,因此裝有催化器的發動機必須將空燃比控制在理論空燃比附近。另外,裝備催化器的車輛需要使用無鉛汽油,因為含鉛汽油中的鉛會黏附於催化劑的表面,使其失效。催化器過熱時,內部的格柵式載體變鬆,甚至塌陷,造成排氣管堵塞。

1.TWC功能

TWC利用轉換器中的三元催化劑,將發動機排出的廢氣中的有害氣體轉換為無害氣體。

2.TWC的結構TWC的結構

3.影響TWC轉換效率的因素

對TWC轉換效率影響最大的是混合氣的濃度和排氣溫度。如圖所示,只有在理論空燃比14.7附近,三元催化轉換器的轉換效率最佳。

4.氧傳感器

1)氧化錯氧傳感器

氧化鑽氧傳感器的結構如圖所示,在400℃以上的高溫時,若氧化鑽內部外表面處氣體中氧的濃度有很大的差別,在鉑電極之間將產生電壓。當混合氣稀時,排氣氧的含量高,傳感器元件內外側氧濃度差小,氧化鑽元件內外側兩極之間產生的電壓很低(接近0V),反之,如排氣中幾乎沒有氧,內外側的電壓高(約為1V)。在理論空燃比附近,氧傳感器輸出電壓信號值有一個突變,如圖所示。

2)氧化鈦氧傳感器

氧化鈦氧傳感器結構如圖所示,主要由二氧化鈦元件、導線、金屬外殼和接線端子等組成。當廢氣中的氧濃度高時,二氧化鈦的電阻值增大;反之,廢氣中氧濃度較低時二氧化鈦電阻值減小,利用適當的電路對電阻變量進行處理,即轉換成電壓信號輸送給ECU,用來確定實際空燃比。

3)氧傳感器的基本電路

圖為氧傳感器的基本電路,屬閉環控制,當實際空燃比比理論空燃比小時,氧傳感器向ECU輸入高電壓信號(0.75~0.9V),此時ECU減小噴油量,空燃比增大。當空燃比比理論空燃比大時,氧傳感器輸出電壓信號將突然下降至0.1V左右,ECU立即控制增加噴油量,空燃比減小。如此反覆,就能將空燃比精確控制在理論空燃比附近一個極小的範圍內。

5、排氣管

從排氣歧管以後的管道,均屬排氣管。共有三段排氣管,中間分別安裝催化轉換裝置與消聲器。排氣管長度跟排氣背壓和噪聲控制有關。


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發動機排氣系統的作用是排放發動機工作所產的的廢氣,降低廢氣汙染和噪聲汙染。排氣系統主要包含排氣歧管、排氣管路、催化轉換器、連接法蘭和消聲器等

眾所周知,在排氣系統中,排氣回壓(也稱背壓)是一個重要的性能指標,主要用來衡量排氣順暢度,而這又影響著車輛的動力性能與排氣聲浪。其中消音器就是產生回壓的主要因素,在對排氣聲浪的影響方面,就好比我們用嘴吹口哨,不同的手型能夠吹出不同的聲音,在汽車排氣系統中,消音器就相當於我們的手,車輛能否吹出響亮的口哨主要就看消音器的設計了。

排氣聲浪可以分為兩部分,一部分是和發動機週期性旋轉相關的,稱為階次聲,另一部分是廢氣流動然後排放到空氣中產生的氣流聲,而那些迷人的聲浪就是階次聲。為了突出階次聲,通常使用吸音棉吸聲並將排氣尾管加粗,降低廢氣的流動速度,從而降低氣流聲。

在排氣系統的設計中,看似簡單的消音器中設計有直管、穿孔板和共振腔等多種聲學元件。常見的消聲器按工作原理分有三種類型:阻性消音器、抗性消音器和兩者結合的阻抗複合型消音器。阻性消音器利用裝在排氣管壁上的吸聲材料(玻璃棉、岩棉或毛氈)或吸聲結構來達到消音目的。這種消音器對中高頻噪聲有較好的抑制效果,其排氣聲浪較為渾厚,常用於中段消音器和尾段直排消音器。

抗性消音器利用排氣管道的突然擴張、收縮或者管路打孔等方式造成結構的不連續,使一部分聲源在這些不連續的地方反射回去,從而達到降噪目的。這種消音器對於抑制中低頻噪聲效果明顯。阻抗複合型消聲器則將二者優勢相結合,可以達到全頻情況下都擁有良好的降噪性能。

除了消音器的結構設計不同,現在還流行帶有排氣閥門的排氣系統,在消音器之後的排氣尾管中,裝有蝴蝶閥可以控制某個尾管的開閉,從而達到不同的排氣效率與排氣聲浪,而這種結構的排氣系統常見於跑車與改裝排氣。

所以一套完整的排氣系統就是這樣

總結

一套完整的排氣系統包括排氣歧管(芭蕉)、排氣管、軟連接(波紋管)、三元催化器以及消音器。





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