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排氣系統的各部件組成和作用介紹

04-04 14:31:59

大家以為排氣系統非常的簡單其實不然，發動機排氣系統的好壞關系到我們的環境，可見汽車的排氣系統也是非常重要的，下面汽車維修網小編詳細的介紹一下排氣系統的組成和作用，以方便大家更好的了解汽車排除系統。

汽車排氣系統的作用介紹

排氣系統的作用是匯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，并對廢氣中的有害物質進行排放控制。

排氣系統的組成工作原理介紹

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。

工作原理：發動機汽缸中的廢氣由排氣門排出后，經各缸排氣歧管匯至排氣總管，由三元催化轉換器凈化處理及消音器消聲后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，最后由排氣管排到大氣中。

2.雙排氣系統

V形發動機采用兩個單排氣系統，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。

排氣歧管一般采用價格便宜、耐高溫的鑄鐵或球墨鑄鐵制造，也有采用不銹鋼管制成。不銹鋼排氣歧管質量輕，耐久性好，同時內壁光滑，排氣阻力小。

對它的要求主要是，盡量減少排氣阻力，并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，并盡可能地利用慣性排氣，應該將排氣歧管做得盡可能的長，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，使廢氣經過消聲后進入大氣。
一般采取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，用于控制廢氣再循環量。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，并轉換成電信號送給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：將廢氣中的污染氣體，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后消聲器前面。

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）涂在整體格柵式載體（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凈化。格柵越薄，凈化能力越強。催化劑有助于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于催化劑的表面，使其失效。催化器過熱時，內部的格柵式載體變松，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。一般有氧傳感器檢測廢氣中的氧濃度，氧傳感器信號輸送給ECU，用來對空燃比進行反饋控制。此外，發動機的排氣溫度過高（815℃以上），TWC的轉換效率將明顯下降。

4.氧傳感器
1）氧化錯氧傳感器
氧化鉆氧傳感器的結構如圖所示，在400℃以上的高溫時，若氧化鉆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，氧化鉆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。如此反復，就能將空燃比精確控制在理論空燃比附近一個極小的范圍內。