汽车发动机检修：排气系统

1.作用

排气系统的作用是以尽可能小的排气阻力和噪声，将气缸内燃烧的废气排到大气中。

2.组成

排气系统主要由排气歧管、排气管、软连接、三元催化器以及消音器等组成，如图5-27所示。

图5-27　排气系统的组成

3.类型

排气系统可分为单排气系统和双排气系统。

（1）单排气系统：只有一套消音、催化转换装置及一个排气尾管。直列式发动机采用单排气系统。V型发动机有两套排气管，两套排气歧管通过一条叉型管将两套排气歧管连接到同一个排气管上，这样的系统仍为单排气系统，如图5-28所示。

（2）双排气系统：有两套消音、催化转换装置及排气尾管。有些V型发动机采用双排气系统，有两个排气支管，各用一套催化转换装置、消声器、排气尾管，车尾可以看到两个排气口。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，汽缸中残余的废气较少，因而可以充入更多的空气，如图5-29所示。

图5-28　单排气系统

图5-29　双排气系统

4.排气歧管

排气歧管的作用是将发动机排出的废气引向排气管。直列式发动机有一个排气歧管，V型发动机左右两侧各有一个排气歧管。按照发动机气缸数不同，一个排气歧管可有3个、4个或者6个通道，这些通道的另一端并接到一起，再连接到排气管，如图5-30所示。

5.消声器

排气门刚打开时，排气压力和温度非常高，具有一定的能量，同时，由于排气的间歇性，排气管内产生排气压力脉动。如果让废气直接排入大气，必然产生强烈的、频谱比较复杂的噪声，让排气通过消声器，可以逐渐降低排气压力和衰减排气脉动，从而降低排气噪声，如图5-31所示。(www.xing528.com)

图5-30　排气歧管

图5-31　消声器

6.三元催化器

（1）工作原理

三元催化器是安装在车辆排气系统上的一种用于环保目的的尾气净化装置，它的外壳为金属结构，内部是蜂窝状陶瓷载体，大致每平方厘米有网孔80个左右，载体上涂有贵金属催化剂（如铂、铑、钯等）。

三元催化器的工作原理：发动机工作时，产生的高温气体通过三元催化器，当催化器温度达到400℃时，装置中的贵金属发挥催化活性，废气二次燃烧，使其中的一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、与氮氧化合物（NO）发生氧化还原反应，将其转化为二氧化碳（CO2）、氮气（N2）和水（H2O）等，减少向大气中排放有害气体，实现环保功能，如图5-32所示。

图5-32　三元催化器的工作原理

（2）作用

三元催化器主要有以下方面的作用：

①分解排气中的HC、CO、NOx等污染物。

②三元催化器的自清洁作用。

③副消声器作用：三元催化器是发动机排气的第一级降噪设备，和消声器（第二级降噪设备或者称为主降噪设备）配合成一套完整的排气降噪系统。

④排气总背压稳压器的作用：在做发动机设计时，三元催化器匹配是配合整个排气系统设计全盘考虑的一个环节。它能使得排气系统，也就是排气歧管、排气管、三元催化器、消声器这一整套排气系统的总背压稳定并达到使发动机发挥出最大功率和最合理的高、低扭矩。