發(fā)動機有害排放物的控制系統(tǒng)

第六章發(fā)動機有害排放物的控制發(fā)動機有害排放物的控制系統(tǒng)共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!節(jié)排氣凈化裝置僅涉及發(fā)動機的機外凈化裝置，有：（1）恒溫進氣空氣濾清器（2）二次空氣噴射系統(tǒng)（3）催化轉換器（4）排氣再循環(huán)系統(tǒng)（5）曲軸箱通風及汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)一、發(fā)動機的有害排放物主要有一氧化碳（CO）、碳氫化合物（HC）、氮氧化合物（NOx）和微粒排放。（1）一氧化碳（CO）：碳氫燃料的不完全產(chǎn)物，人吸入后將降低血液吸收和運送氧氣的能力。（2）碳氫化合物（HC）：包括未燃和未完全燃燒的燃油和潤滑油蒸汽。（3）氮氧化合物（NOx）：燃燒室內(nèi)高溫富氧環(huán)境中的產(chǎn)物。發(fā)動機有害排放物的控制系統(tǒng)共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!HC和Nox在陽光照射下形成光化學煙霧，其主要生成物是臭氧，具有強烈氧化性，對人類、環(huán)境危害極大。（4）微粒排放：主要指柴油機排氣中的碳煙，其表面吸附的可融性有機物對人的呼吸道有害。二、恒溫進氣空氣濾清器也稱進氣溫度自動調節(jié)式空氣濾清器（增加一套空氣加熱和控制裝置）。多用于化油器式或節(jié)氣門體汽油噴射式發(fā)動機上。為什么要進行進氣溫度調節(jié)？當發(fā)動機冷起動后，在怠速或小節(jié)氣門開度下工作時，化油器供給濃混合氣，燃燒不完全，發(fā)動機排氣中CO和HC較多。恒溫進氣空氣濾清器的作用就是當發(fā)動機冷起動后，向發(fā)動機供給熱空氣，這樣，化油器即使供給稀混合氣，熱空氣也能保證燃油充分汽化和燃燒，從而既減少了CO和HC排放，又能使發(fā)動機在低溫下穩(wěn)定工作。當發(fā)動機工作溫度升高后，恒溫進氣空氣濾清器向發(fā)動機供給環(huán)境溫度的空氣。發(fā)動機有害排放物的控制系統(tǒng)共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!發(fā)動機有害排放物的控制系統(tǒng)共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!當汽車前罩下的環(huán)境溫度在30~53C之間時，進氣溫度傳感器部分地開啟通氣閥，使進氣管真空度只有一部分傳送到控制膜盒?？刂崎y部分地開啟進氣導流管，熱空氣管也部分地開啟。因此，部分冷空氣和熱空氣供入發(fā)動機，使進氣溫度基本恒定。見圖6-3（b）所示。當環(huán)境溫度超過53C后，雙金屬進氣溫度傳感器將通氣閥關閉，真空軟管與膜盒隔斷，膜片彈簧力使控制閥關閉熱空氣管，將進氣導流管完全打開，供入發(fā)動機的全部是環(huán)境空氣。見圖6-3（c）所示。發(fā)動機有害排放物的控制系統(tǒng)共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!

當發(fā)動機起動后，電腦不使旁通閥2和分流閥7的電磁線圈通電，于是，旁通閥2和分流閥7的真空割斷，此時，空氣泵1送出的空氣經(jīng)旁通閥進入大氣，這種狀態(tài)稱為起動工作狀態(tài)，其持續(xù)時間的長短決定于發(fā)動機的溫度。如果發(fā)動機的溫度很低，起動工作狀態(tài)的持續(xù)時間較長。

當接通發(fā)動機點火開關后，電源電壓便施加在旁通閥2和分流閥7的電磁線圈上，電腦通過對每個繞組提供接地而使線圈通電。

發(fā)動機在預熱期間，在發(fā)動機溫度超過20C時，電腦使旁通閥和分流閥的電磁線圈通電，這時，進氣管真空度傳送到旁通閥和分流閥，空氣泵送出的空氣經(jīng)旁通閥流入分流閥，再由分流閥流入空氣分配管，最后由空氣噴管噴入排氣歧管。發(fā)動機有害排放物的控制系統(tǒng)共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!四、催化轉換器催化轉換器安裝在排氣歧管之后、排氣消聲器之前的排氣管中。其作用是利用催化劑（通常是金屬鉑、鈀或銠）的作用將排氣中的CO、HC和NOx轉換為對人體無害的正常氣體。催化轉換器有氧化催化轉換器和三元催化轉換器。氧化轉換器只將排氣中的CO、HC氧化成CO2和H2O，又稱為二元催化轉換器，必須提供二次空氣作為氧化劑。三元催化轉換器可以同時降低CO、HC和NOx的排放。它可以以排氣中的CO和HC作為還原劑，將Nox還原成氮氣（N2）和氧氣（O2），而CO和HC則被氧化為CO2和H2O。當空燃比在理論空燃比（14.7）附近時，氧化-還原反應達到平衡，CO、HC和NOx的排放同時達到最低。如果在三元催化轉換器之后再連接一個氧化催化轉換器，排氣管中未被氧化的CO和HC繼續(xù)與供入的二次空氣進行氧化反應，進一步降低CO和HC排放。發(fā)動機有害排放物的控制系統(tǒng)共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!五、排氣再循環(huán)（EGR）系統(tǒng)廢氣再循環(huán)是指把發(fā)動機排出的部分廢氣回送到進氣管，并與新鮮混合氣一起進入氣缸。由于廢氣中含有大量的CO2，在不參與燃燒，卻吸收了大量的熱，因此，降低了最高燃燒溫度，又使混合氣中氧的成份降低，因此減少了NOx排放。廢氣再循環(huán)使發(fā)動機動力性能和經(jīng)濟性能下降，尤其是廢氣再循環(huán)過多，會影響發(fā)動機怠速、低轉速小負荷、暖機工況的運轉穩(wěn)定性，因此，必須根據(jù)發(fā)動機工況的變化控制廢氣再循環(huán)率（參與廢氣再循環(huán)的廢氣比例）。現(xiàn)代轎車發(fā)動機排氣再循環(huán)（EGR）系統(tǒng)由電腦控制，主要由廢氣再循環(huán)閥（EGR閥）控制廢氣再循環(huán)的廢氣量。而EGR閥的開度大小由電磁閥和真空調節(jié)閥控制作用在EGR閥上真空膜片室內(nèi)的進氣管真空度大小，改變膜片的位置，就改變了EGR閥的開度大小，從而改變了廢氣再循環(huán)的廢氣量。廢氣再循環(huán)系統(tǒng)工作原理如圖6-7所示。發(fā)動機有害排放物的控制系統(tǒng)共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!上圖是裝有排氣背壓修正閥（真空調節(jié)閥7）的EGR排氣再循環(huán)系統(tǒng)。在EGR（真空）電磁閥6與EGR控制閥8之間的真空管路中裝有一背壓修正閥（真空調節(jié)閥7）。其功用是根據(jù)排氣歧管中的背壓（即根據(jù)進氣管真空度的變化或節(jié)氣門開度的大小，因為發(fā)動機負荷大時，排氣歧管背壓高），附加控制排氣再循環(huán)。當發(fā)動機小負荷工況時，排氣背壓低，背壓修正閥保持EGR閥處于關閉狀態(tài)，不進行排氣再循環(huán)；只有在發(fā)動機負荷增大，排氣歧管背壓增大時，背壓修正閥才允許EGR閥打開，進行廢氣再循環(huán)。發(fā)動機有害排放物的控制系統(tǒng)共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!第二節(jié)強制式曲軸箱通風裝置（PCV系統(tǒng)）發(fā)動機工作時，有部分可燃混合氣和燃燒產(chǎn)物經(jīng)活塞環(huán)由氣缸竄入曲軸箱內(nèi)。當發(fā)動機在低溫下運行時，還可能有液態(tài)燃油漏入曲軸箱內(nèi)。這將導致潤滑油變質，造成機件腐蝕或銹蝕，并且對大氣環(huán)境HC等氣體的污染。強制式曲軸箱通風裝置就是防止曲軸箱內(nèi)碳氫燃料蒸汽和燃燒產(chǎn)物排放到大氣中的凈化裝置。強制式曲軸箱通風裝置最重要的控制元件是PCV閥，其功用是根據(jù)發(fā)動機工況的變化自動調節(jié)進入氣缸的曲軸箱內(nèi)氣體的數(shù)量。因此，強制式曲軸箱通風裝置又稱為PCV系統(tǒng)控制元件PCV閥的作用：根據(jù)發(fā)動機工況的變化自動調節(jié)進入氣缸的曲軸箱氣體的數(shù)量。發(fā)動機有害排放物的控制系統(tǒng)共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!發(fā)動機不工作時PCV閥的開度當發(fā)動機不工作時，PCV閥中的彈簧2將其中的錐形閥3壓在閥座4上，關閉了曲軸箱與進氣管的通路。發(fā)動機在怠速或減速時PCV閥的開度在怠速或減速時，進氣管真空度很大，克服彈簧力把錐形閥高高舉起，這時錐形閥3與PCV閥體1之間只有很小的縫隙。此時，竄入曲軸箱的氣體也很少。部分節(jié)氣門開度時PCV閥的開度進氣管真空度比怠速時小，在彈簧的作用下錐形閥3與PCV閥體1之間的縫隙增大。由于竄入曲軸箱的氣體較怠速時多，所以需要較大的PCV閥開度。發(fā)動機在大負荷工作時PCV閥的開度節(jié)氣門全開，進氣管真空度較小，彈簧將錐形閥3進一步下壓，使PCV閥的開度達到最大。此時，將產(chǎn)生更多的曲軸箱氣體，必須使PCV閥開度最大。發(fā)動機有害排放物的控制系統(tǒng)共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!第三節(jié)汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)

汽油蒸發(fā)（EVAP）排放控制系統(tǒng)的作用是防止燃油箱和化油器浮子室內(nèi)的燃油蒸發(fā)（HC化合物）排入大氣造成污染。方法是將這些汽油蒸氣收集和儲存在活性炭罐內(nèi)，在發(fā)動機工作時再將其送入氣缸燒掉。

發(fā)動機停機后，燃油蒸氣進入炭罐，被活性炭吸附。發(fā)動機起動后，進氣管真空度經(jīng)真空軟管10傳送到限流閥8，膜片上移并將限流孔開啟，新鮮空氣自炭罐底部向上流過炭罐，與吸附在活性炭表面的汽油蒸氣，經(jīng)限流孔和汽油蒸氣管9進入進氣歧管。炭罐頂部的限流閥8的作用是用來控制進入進氣歧管的汽油蒸氣和空氣數(shù)量。怠速時，傳送到膜片上方的真空度很小，致使孔徑較大的限流孔關閉，以免破壞怠速時混合氣的空燃比；大負荷或高轉速工況下，限流閥全開，大、小限流孔均開啟。發(fā)動機有害排放物的控制系統(tǒng)共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!恒溫進氣空氣濾清器的結構見圖6-1、圖6-2所示。（進氣管真空度作用在真空控制膜盒7上，控制控制閥8開大或關?。┌l(fā)動機有害排放物的控制系統(tǒng)共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!進氣管真空度是如何作用到真空控制膜盒上的呢？見圖6-3所示的恒溫進氣空氣濾清器的工作原理示意圖。雙金屬進氣溫度傳感器4在環(huán)境溫度低于30C開啟，進氣管真空度經(jīng)真空軟管6作用到真空控制膜盒1，并吸引膜片2克服彈簧3彈力向上，通過連桿帶動控制閥9將進氣導流管10關閉。此時，熱空氣管7打開，被排氣支管8加熱的熱空氣進入空氣濾清器（圖6-3a）。發(fā)動機有害排放物的控制系統(tǒng)共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!二、二次空氣噴射系統(tǒng)二次空氣噴射系統(tǒng)的主要功用是在冷起動時由ECU根據(jù)發(fā)動機溫度，控制來自空氣泵的新鮮空氣噴入排氣歧管或三元催化轉換器中，使排氣中的CO和HC進一步氧化或燃燒成為二氧化碳（CO2）和水（H2O），以控制尾氣中CO和HC成分，同時，加快三元催化轉換器的升溫過程。二次空氣噴射系統(tǒng)主要由空氣泵、內(nèi)部開關閥和單向閥等組成?？諝獗猛ǔＳ砂l(fā)動機帶驅動，單向閥的功用是防止廢氣返回空氣泵。發(fā)動機有害排放物的控制系統(tǒng)共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!當發(fā)動機在正常的冷卻液溫度下工作時，電腦只使旁通閥電磁線圈通電，而不使分流閥電磁線圈通電。因此，空氣泵送出的空氣經(jīng)旁通閥進入分流閥，再經(jīng)分流閥進入氧化催化轉換器。發(fā)動機有害排放物的控制系統(tǒng)共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!（1）催化轉換器不能使用加鉛汽油，會使催化劑失效；（2）催化轉換器僅在溫度超過350C才起作用，因此，催化轉換器都安裝在溫度較高的排氣歧管后面附近；（3）混合氣空燃比必須在14.7附近。混合氣過濃或氣缸缺火，都會使轉換器過熱。發(fā)動機有害排放物的控制系統(tǒng)共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!發(fā)動機有害排放物的控制系統(tǒng)共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!

排氣歧管的背壓通過管路作用在背壓修正閥的背壓氣室下方。當發(fā)動機處于小負荷工況時，排氣背壓低，在閥門彈簧的作用下去，氣室膜片向下移動，使修正閥門關閉真空氣道。此時，EGR閥在其閥門彈簧作用下保持關閉，因而不進行廢氣再循環(huán)。

當發(fā)動機負荷增大，排氣歧管背壓升高時，修正閥背壓氣室下方的背壓升高，使膜片克服閥門彈簧彈力向上運動，將修正閥門打開。由EGR電磁閥控制的真空通過背壓修正閥而進入EGR控制閥上方真空氣室，將EGR閥吸開，排氣再循環(huán)通道打開，排氣進行再循環(huán)。EGR電磁閥受ECU控制。ECU通過發(fā)動機轉速信號、進氣壓力信號、水溫信號、空氣流量信號等，通過控制電磁閥開度，來控制進入EGR控制閥上方膜片室內(nèi)的真空度，從而控制EGR控制閥的開度，改變廢氣參與再循環(huán)的排氣量。發(fā)動機有害排放物的控制系統(tǒng)共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!發(fā)動機有害排放物的控制系統(tǒng)共22頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!進氣管回火時PCV閥的開度如果進氣管發(fā)生回火，進氣管壓力增大，錐形閥落在閥座上，如同發(fā)動機不工作時一樣，以防止回火竄入曲軸箱引起爆炸。如果氣缸或活塞嚴重磨損，將會有更多氣體竄入曲軸箱，引起曲軸箱壓力異常升高，部分曲軸箱氣體從空氣濾清器處反噴。PCV閥堵塞，會造成曲軸箱通風不暢PCV軟管漏氣，會造成發(fā)動機怠速不穩(wěn)若氣缸的密封性能良好，PCV系統(tǒng)應該使曲軸箱內(nèi)的壓力略低于大氣壓力（才能形成強制通風的作用）發(fā)動機有害排放物