任務(wù)一 識(shí)別排氣控制系統(tǒng)

1、 項(xiàng)目六 排放控制系統(tǒng)的檢修任務(wù)一 識(shí)別排放控制系統(tǒng)【任務(wù)目標(biāo)】目標(biāo)類型目 標(biāo) 要 求1.認(rèn)知目標(biāo)1能描述汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制系統(tǒng)的組成與作用； 2能闡述汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制系統(tǒng)各零部件的構(gòu)造特點(diǎn)；3能敘述汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排放物的種類與原因；4會(huì)識(shí)別汽車發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制系統(tǒng)各零部件的名稱。2.技能目標(biāo)達(dá)到汽車維修中級(jí)工如下要求：1會(huì)識(shí)別發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制系統(tǒng)各零部件；2能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析發(fā)動(dòng)機(jī)排放物的危害。3.情感目標(biāo)1能養(yǎng)成積極勞動(dòng)、不怕苦、不怕累的良好勞動(dòng)習(xí)慣；2能注意到操作過程中的5S管理規(guī)范?！救蝿?wù)描述】2014年2月7日小李駕駛一輛?？怂罐I車在高速公路上行駛。當(dāng)車輛行駛300Km后，小李感覺發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)

2、力不足，隨后車輛無(wú)法繼續(xù)行駛。于是，找專業(yè)修理人員進(jìn)行維修。根據(jù)車主描述的現(xiàn)象，請(qǐng)查閱相關(guān)資料對(duì)此故障進(jìn)行診斷并排除，修理完畢后如實(shí)填寫故障案例報(bào)告單?！局R(shí)準(zhǔn)備】隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車保有量不斷增加，汽車排放污染對(duì)人類及環(huán)境的危害已日益嚴(yán)重，近年來(lái)，我國(guó)多地連續(xù)出現(xiàn)的霧霾天氣就是有力的證據(jù)。汽車的排放污染物主要有發(fā)動(dòng)機(jī)的尾氣（約占65%以上），曲軸箱竄氣（約占20%）和燃料供給系中燃油的蒸發(fā)（約占1020%）。汽油機(jī)的排放污染物主要有一氧化碳（CO）、碳?xì)浠衔铮℉C）、氮氧化合物（NOX）；柴油機(jī)的排放污染物主要有HC、NOX和碳煙。這些都是對(duì)人體及環(huán)境有害的物質(zhì)。我們知道，發(fā)動(dòng)機(jī)排

3、放污染主要是尾氣污染，發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排放控制系統(tǒng)（如圖6-1-1所示）是將每個(gè)氣缸燃燒后的廢氣經(jīng)凈化處理后排放到車外的裝置。它主要由排氣歧管、三元催化轉(zhuǎn)化器TWC、消聲器及排氣管等組成。其基本工作過程是：發(fā)動(dòng)機(jī)在排氣行程中，廢氣經(jīng)排氣歧管三元催化轉(zhuǎn)化器（TWC）排氣管消聲器排氣尾管。要使汽車發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排放達(dá)標(biāo)，首先要控制可燃混合氣的燃燒質(zhì)量，其次就是要有效地控制尾氣的凈化處理。圖6-1-1 發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排放控制系統(tǒng)為了滿足綠色環(huán)保的要求，針對(duì)汽車的各種排放污染物的產(chǎn)生原理，近年來(lái)，人們?cè)诂F(xiàn)代汽車上安裝了許多排放控制系統(tǒng)，主要包括：三元催化器（TWC）、汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)（EVAP）、曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)控制

4、系統(tǒng)（PCV）、廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)(EGR)、二次空氣供給及熱空氣供給系統(tǒng)等。一、三元催化轉(zhuǎn)換器（TWC）與空燃比反饋控制系統(tǒng)圖6-1-2 三元催化轉(zhuǎn)化器（TWC）結(jié)構(gòu)1外殼 2反應(yīng)體 3固定殼1. 三元催化轉(zhuǎn)化器（TWC）的功能與結(jié)構(gòu)三元催化轉(zhuǎn)化系統(tǒng)使用三元催化轉(zhuǎn)化器將發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣中的三種有害物質(zhì)（CO、HC、NOX）轉(zhuǎn)換成無(wú)害物質(zhì)（CO2 、N2 、H2O）。三元催化轉(zhuǎn)化器裝在排氣管中，三元催化芯子是一個(gè)鋁膽，外面附有鉑（Pt）和銠(Rh)制作的催化劑，它不僅可使CO和HC 變成CO2和H2O，而且還能使NOx和CO起化學(xué)反應(yīng)，轉(zhuǎn)變?yōu)镹2和CO2。三元催化轉(zhuǎn)化器如圖6-1-2所示，其工作原理

5、如圖6-1-3所示。圖6-1-3 三元催化轉(zhuǎn)化器工作原理圖在三元催化轉(zhuǎn)化器后部安裝一個(gè)氧傳感器（稱為下游氧傳感器或后氧傳感器），用來(lái)檢測(cè)三元催化轉(zhuǎn)化器的工作效率。下游氧傳感器的安裝位置如圖6-1-4所示。下游氧傳感器也稱為催化劑監(jiān)測(cè)傳感器（CMS）。圖6-1-4 傳感器結(jié)構(gòu)圖圖6-1-4 三元催化轉(zhuǎn)化器下游氧傳感器2.空燃比和點(diǎn)火時(shí)刻對(duì)排放的影響三元催化器（TWC）工作時(shí)，排氣中有害氣體的凈化率與空燃比、點(diǎn)火時(shí)刻、發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)等有關(guān)。通常，空燃比和點(diǎn)火時(shí)間的影響最大。三元催化轉(zhuǎn)化器的工作條件之一是發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣的濃度即空燃比一定在標(biāo)準(zhǔn)空燃比附近。即R=14.7?？杖急扰c三元催化轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化效率的關(guān)

6、系如圖6-1-5所示，由圖可見，三元催化轉(zhuǎn)化器在標(biāo)準(zhǔn)空燃比附近區(qū)域轉(zhuǎn)換效率最高。圖6-1-5 排氣中有害氣體的濃度隨空燃比變化關(guān)系 1- 有效控制范圍 2- 理論空燃比14.72點(diǎn)火時(shí)間對(duì)排放的影響點(diǎn)火時(shí)間對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排放的影響如下：推遲點(diǎn)火提前角，混合氣在燃燒室內(nèi)的燃燒時(shí)間將縮短，由于后燃，將使排氣溫度上升，促進(jìn)了HC和CO的氧化，使排出的HC減少。增加點(diǎn)火提前角，無(wú)論在任何轉(zhuǎn)速和負(fù)荷下，加大點(diǎn)火提前角后燃燒溫度提高，都會(huì)使NOx的釋放濃度增加。另外，排氣溫度對(duì)TWC的工作也有影響。一般來(lái)說，三元催化器（TWC）工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度應(yīng)在400-815之間。有點(diǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)安裝了排氣溫度報(bào)警裝置，當(dāng)

7、報(bào)警裝置發(fā)發(fā)出報(bào)警信號(hào)后，應(yīng)停機(jī)熄火，查明發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度過高的原因，并予以排除。二、汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)（EVAP）為了減少燃油系統(tǒng)排放到大氣中的碳?xì)浠衔?，在發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)中普遍采用了活性炭罐汽油蒸發(fā)污染控制裝置（EVAP）。 下面以日產(chǎn)風(fēng)度轎車汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)為例來(lái)說明。1汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)的作用汽油蒸發(fā)控制（EVAP）系統(tǒng)的作用是：阻止燃油箱內(nèi)蒸發(fā)的汽油蒸氣泄漏到大氣中污染環(huán)境；將燃油箱里多余的汽油蒸氣先儲(chǔ)存到活性炭罐中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)再適時(shí)地送入進(jìn)氣歧管，與空氣混合后進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室燃燒。 圖6-1-6 汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)圖汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)通常使用活性炭罐吸附汽油蒸氣。活性炭罐又簡(jiǎn)稱為炭罐，里

8、面填充了活性炭顆粒，用來(lái)吸附燃油蒸氣。汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)如圖6-1-6所示，活性炭罐外觀如圖6-1-7所示。圖6-1-7 活性炭罐外觀2日產(chǎn)風(fēng)度轎車汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)的組成和工作原理日產(chǎn)風(fēng)度轎車汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)如圖6-1-8所示。圖6-1-8 日產(chǎn)風(fēng)度轎車汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)3日產(chǎn)風(fēng)度轎車汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)工作過程發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元ECU通過控制EVAP炭罐電磁閥中的蒸汽旁通道開度來(lái)控制流量。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)各種工況，ECU讀取存儲(chǔ)器中的標(biāo)定信息，確定燃油蒸氣流量。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到一定工作溫度且節(jié)氣門開啟時(shí)，ECM控制進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管的燃油蒸氣流量，使其隨著空氣流量的增加而增加；在怠速和減速工況時(shí)，汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)不

9、工作。三、曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)（PCV）在發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，總有一部分可燃混合氣和廢氣經(jīng)活塞環(huán)竄到曲軸箱內(nèi)，竄到曲軸箱內(nèi)的汽油蒸氣凝結(jié)后將使機(jī)油變稀，性能變壞。廢氣內(nèi)含有水蒸氣和二氧化硫，水蒸氣凝結(jié)在機(jī)油中形成泡沫，破壞機(jī)油供給，這種現(xiàn)象在冬季尤為嚴(yán)重；二氧化硫遇水生成亞硫酸，亞硫酸遇到空氣中的氧生成硫酸，這些酸性物質(zhì)的出現(xiàn)不僅使機(jī)油變質(zhì)，而且也會(huì)使零件受到腐蝕。由于可燃混合氣和廢氣竄到曲軸箱內(nèi)，曲軸箱內(nèi)的壓力將增大，機(jī)油會(huì)從曲軸油封、曲軸箱襯墊等處滲出而流失。流失到大氣中的機(jī)油蒸氣會(huì)加大發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)大氣的污染。發(fā)動(dòng)機(jī)裝有曲軸箱通風(fēng)裝置就可以避免或減輕上述現(xiàn)象。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱通風(fēng)裝置的作用是：1.防

10、止機(jī)油變質(zhì):2.防止曲軸油封、曲軸箱襯墊滲漏；3.防止各種油蒸氣污染大氣。 曲軸箱通風(fēng)包括自然通風(fēng)和強(qiáng)制通風(fēng)，現(xiàn)代汽油發(fā)動(dòng)機(jī)常采用強(qiáng)制式曲軸箱通風(fēng)，又稱PCV系統(tǒng)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，進(jìn)氣管真空度吸引新鮮空氣經(jīng)空氣濾清器、空氣軟管進(jìn)入氣缸蓋罩，再由汽缸蓋和機(jī)體上的孔道進(jìn)入曲軸箱。在曲軸箱內(nèi)新鮮空氣和曲軸箱氣體混合后經(jīng)汽缸蓋罩、PCV閥和曲軸箱氣體軟管進(jìn)入進(jìn)氣管，最后經(jīng)進(jìn)氣門進(jìn)入燃燒室燒掉。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)不同的工況，PCV閥的開度不同，通過的空氣量也不同，由此對(duì)曲軸箱通風(fēng)進(jìn)行控制。曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)結(jié)構(gòu)與故障原理如圖6-1-9所示。圖6-1-9 曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)結(jié)構(gòu)與故障原理四、廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)（EGR）1

11、廢氣再循環(huán)廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)主要由EGR閥、廢氣再循環(huán)控制電磁閥（EGR電磁閥）等組成，它是在發(fā)動(dòng)機(jī)工作是，將一部分廢氣重新引入氣缸參加燃燒，從而降低氣缸內(nèi)的最高燃燒溫度，減少NOx的排放量。廢氣再循環(huán)控制（EGR）系統(tǒng)能夠有效地降低廢氣排放中NOx的生成。因?yàn)镹Ox是在高溫富氧條件下生成的。此外，為了不影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作與性能發(fā)揮，必須根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工況變化，控制廢氣再循環(huán)量。廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)如圖6-1-11所示。2EGR閥在EGR系統(tǒng)中，通過一個(gè)通道將排氣歧管與進(jìn)氣歧管連通，在該通道上裝有EGR閥，廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)工作時(shí)，通過EGR閥的開度變化來(lái)控制廢氣再循環(huán)量，如圖6-1-12所示。

12、圖6-1-11 廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)圖6-1-12 EGR閥五、二次空氣噴射系統(tǒng)二次空氣噴射系統(tǒng)是向排氣歧管中送入新鮮空氣，使廢氣中的HC和CO繼續(xù)燃燒，來(lái)達(dá)到降低HC和CO排放值，同時(shí)，加快三元催化器的升溫。二次空氣噴射系統(tǒng)常見的有空氣噴射（AI）控制系統(tǒng)和吸氣（AS）控制系統(tǒng)。 圖6-1-14 空氣噴射控制系統(tǒng)（AI）1空氣噴射控制系統(tǒng)（AI）空氣噴射（AI）控制系統(tǒng)如圖6-1-14所示。當(dāng)系統(tǒng)工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU起動(dòng)電動(dòng)空氣泵的同時(shí)VSV系統(tǒng)也運(yùn)作，進(jìn)氣歧管真空使空氣噴射閥打開，壓縮空氣流入排氣歧管。發(fā)動(dòng)機(jī)ECU依據(jù)空氣流量計(jì)傳來(lái)的參數(shù)，評(píng)估流入TWC的噴射空氣的總量。圖6-1-15 吸氣

13、控制系統(tǒng)（AS）2吸氣控制系統(tǒng)（AS）吸氣（AS）控制系統(tǒng)如圖6-1-15所示，和空氣噴射控制系統(tǒng)的區(qū)別是：空氣噴射控制系統(tǒng)是使用電動(dòng)空氣泵強(qiáng)制把空氣壓入排氣管，吸氣（AS）控制系統(tǒng)是利用排氣歧管中所存在的真空吸力來(lái)吸入空氣。查一查： 通過互聯(lián)網(wǎng)查一查柴油機(jī)是怎樣控制排放污染的？做一做： 請(qǐng)自己動(dòng)手，識(shí)別福克斯轎車發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制系統(tǒng)零部件與位置?！救蝿?wù)實(shí)施】一、準(zhǔn)備工作1.工具設(shè)備和材料課件、?？怂罐I車一臺(tái)、組合工具、工具車、零件擺放臺(tái)、計(jì)算機(jī)等上網(wǎng)設(shè)備 2.安全防護(hù)用品： 標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)裝二、信息收集汽車型號(hào)： 發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)： 發(fā)動(dòng)機(jī)編號(hào)： 車輛識(shí)別碼： 三、各小組在教師的指導(dǎo)下，進(jìn)行福克斯轎車發(fā)動(dòng)

14、機(jī)排放系統(tǒng)零部件識(shí)別，并完成以下表格（表6-1-1） ?？怂罐I車發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制系統(tǒng)零部件位置 表6-1-1序 號(hào)零 部 件 名 稱用 途12345678910111213四、學(xué)生以小組為單位，根據(jù)教師提供的發(fā)動(dòng)機(jī)，指出三元催化器的位置，并描述正常情況下混合氣的流動(dòng)、燃燒，尾氣的凈化方向。在小組內(nèi)相互進(jìn)行提問。五、各小組成員通過教室上網(wǎng)設(shè)備，查閱有關(guān)豐田轎車與福特轎車廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)（EGR）的區(qū)別及特點(diǎn)，各派一個(gè)代表上臺(tái)敘述。想一想： 實(shí)現(xiàn)汽車“零排放”的最佳途徑有哪些？【任務(wù)檢測(cè)】一、填空題：1. 汽車的排放污染物主要有發(fā)動(dòng)機(jī)的_，曲軸箱_和燃料供給系中燃油的_。2. 近年來(lái)，人們?cè)诂F(xiàn)代汽

15、車上安裝了許多排放控制系統(tǒng)，主要包括：_、_、_、_、_等。3三元催化器（TWC）工作時(shí)，排氣中有害氣體的凈化率與_、_、_結(jié)構(gòu)等有關(guān)。通常，_和_的影響最大。4. 推遲點(diǎn)火提前角，混合氣在燃燒室內(nèi)的燃燒時(shí)間將縮短，由于_，將使排氣溫度_，促進(jìn)了HC和CO的氧化，使排出的HC_。5. 汽油蒸發(fā)控制（EVAP）系統(tǒng)的作用是：阻止燃油箱內(nèi)蒸發(fā)的汽油蒸氣泄漏到大氣中污染環(huán)境；將燃油箱里多余的汽油蒸氣先儲(chǔ)存到_中，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，再適時(shí)地送入_，與空氣混合后進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室燃燒。6. 發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸箱通風(fēng)裝置的作用是：_、_、_、_。7. 廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)將一部分廢氣重新引入氣缸參加_，從而降低燃燒室的

16、最高燃燒_，減少NOx的_。8. 二次空氣噴射系統(tǒng)是向排氣歧管中送入新鮮_，使廢氣中的_和_繼續(xù)燃燒，來(lái)達(dá)到降低HC和CO排放值，同時(shí)，加快三元催化器的_。9. 當(dāng)空氣噴射（AI）控制系統(tǒng)工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU起動(dòng)電動(dòng)空氣泵的同時(shí)VSV系統(tǒng)也運(yùn)作，進(jìn)氣歧管真空使空氣噴射閥_，壓縮空氣_排氣歧管。發(fā)動(dòng)機(jī)ECU依據(jù)空氣流量計(jì)傳來(lái)的參數(shù)，評(píng)估流入TWC的噴射空氣的_。10 .廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)主要由_、_（EGR電磁閥）等組成， 二、判斷題：1. 汽油機(jī)的排放污染物主要CO、HC、NOX；柴油機(jī)的排放污染物主要有HC、NOX和碳煙。這些都是對(duì)人體及環(huán)境有害的物質(zhì)。（ ）2. .三元催化轉(zhuǎn)化器是將發(fā)動(dòng)機(jī)

17、尾氣中的三種有害物質(zhì)（CO、HC、NOX）轉(zhuǎn)換成無(wú)害物質(zhì)（CO2 、N2 、H2O）的裝置。（ ）3. 在三元催化轉(zhuǎn)化器后部安裝一個(gè)氧傳感器（稱為下游氧傳感器或后氧傳感器），用來(lái)檢測(cè)三元催化轉(zhuǎn)化器的工作效率。（ ）4. 三元催化轉(zhuǎn)化器的工作條件之一是發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣的濃度即空燃比一定在標(biāo)準(zhǔn)空燃比附近，即R=14.7。（ ）5. 汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)通常使用活性炭罐吸附汽油蒸氣。（ ）6. 發(fā)動(dòng)機(jī)電控單元ECU通過控制EVAP炭罐電磁閥中的蒸汽旁通道開度來(lái)控制流量。7. 現(xiàn)代汽油發(fā)動(dòng)機(jī)常采用強(qiáng)制式曲軸箱通風(fēng)，又稱PCV系統(tǒng)。（ ）8. 廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)工作時(shí)，為了不影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常工作與性能發(fā)揮，必須

18、根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的工況變化，控制廢氣再循環(huán)量。（ ）9. 吸氣（AS）控制系統(tǒng)，和空氣噴射控制系統(tǒng)的區(qū)別是：空氣噴射控制系統(tǒng)是使用電動(dòng)空氣泵強(qiáng)制把空氣壓入排氣管，吸氣（AS）控制系統(tǒng)是利用排氣歧管中所存在的真空吸力來(lái)吸入空氣。（ ）10.有人說：純電動(dòng)車、氫能源汽車及燃?xì)馄嚩紝⑹菍?shí)現(xiàn)汽車尾氣“零排放”的最佳途徑。（ ）【評(píng)價(jià)與反饋】班級(jí)： 姓名： 指導(dǎo)教師：序號(hào)考核項(xiàng)目配分考核內(nèi)容配分考核標(biāo)準(zhǔn)得分1出勤/紀(jì)律5出勤2違規(guī)一次不得分行為規(guī)范3違規(guī)一次不得分2安全/防護(hù)/環(huán)保20著裝2違規(guī)一次不得分個(gè)人防護(hù)5違規(guī)一次不得分5S/EHS5違規(guī)一次不得分設(shè)備使用安全5違規(guī)一次不得分操作安全5違規(guī)一次不得分3知識(shí)水平20