項目13：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修

學習目標：1.敘述汽車廢氣的成分以及排放控制系統(tǒng)的組成2.敘述催化器、曲軸箱強制通風(PCV)系統(tǒng)、燃油蒸發(fā)控制(EVAP)系統(tǒng)的作用與工作原理；3.按照給定的計劃，檢查、清潔、更換燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)；4.檢測汽油發(fā)動機尾氣成分，并根據(jù)檢測結(jié)果分析發(fā)動機的故障原因并排除

項目13：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修

項目13：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修一、汽油蒸氣排放（EVAP）控制系統(tǒng)二、廢氣在循環(huán)控制系統(tǒng)（EGR）三、三元催化轉(zhuǎn)換器（TWC）與空燃比反饋控制系統(tǒng)四、二次空氣供給系統(tǒng)一、汽油蒸氣排放（EVAP）控制系統(tǒng)1.EVAP控制系統(tǒng)功能2.EVAP控制系統(tǒng)的組成、分類與工作原理3.EVAP控制系統(tǒng)的檢修項目13：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修

一）、EVAP控制系統(tǒng)功能收集汽油箱和浮子室內(nèi)蒸氣的汽油蒸氣，并將汽油蒸氣導入氣缸參加燃燒，從而防止氣油蒸氣直接排出大氣而防止造成污染。同時，根據(jù)發(fā)動機工況，控制導入氣缸參加燃燒的汽油蒸氣量。

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二）.EVAP控制系統(tǒng)的組成與工作原理

如圖，油箱的燃油蒸氣通過單向閥進入活性碳罐上部，空氣從碳罐下部進入清洗活性碳，在碳罐右上方有一定量排放小孔及受真空控制的排放控制閥，排放控制閥沙鍋內(nèi)部的真空度由碳罐控制電磁閥控制，電磁閥受控制。

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工作原理

發(fā)動機工作時，ECU根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速、溫度、空氣流量等信號，控制碳罐電磁閥的開閉來控制排放控制閥上部的真空度，從而控制排放控制閥的開度。當排放控制閥打開時，燃油蒸氣通過排放控制閥被吸入進氣歧管。

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在部分電控EVAP控制系統(tǒng)中，活性碳罐上不設真空控制閥，而將受ECU控制的電磁閥直接裝在活性碳罐與進氣管之間的吸氣管中。如圖韓國現(xiàn)代轎車裝用的電控EVAP控制系統(tǒng)。

細分有兩類：1.非加強型EVAP系統(tǒng)

項目13：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修EVAP排放壓力控制閥活性碳管診斷開關(guān)EVAP凈化電磁閥1.非加強型EVAP系統(tǒng)

項目13：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修1.非加強型EVAP系統(tǒng)

EVAP凈化電磁閥的檢測:EVAP診斷開關(guān)位于活性炭罐和凈化電磁閥之間的軟管上，在診斷開關(guān)處接上真空表，來判斷凈化電磁閥是否能正常工作。若當凈化電磁閥卡滯在開啟狀態(tài)，則從診斷開關(guān)處能持續(xù)讀取到進氣歧管真空；若當凈化電磁閥卡滯在關(guān)閉狀態(tài)，則真空壓力表不斷地顯示大氣壓力。項目13：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修加強型EVAP系統(tǒng)既能監(jiān)測凈化量，又能監(jiān)測EVAP系統(tǒng)蒸汽泄漏情況。與非加強型EVAP系統(tǒng)相比，加強型EVAP系統(tǒng)增添了：燃油箱蒸汽壓力傳感器、通風電磁閥和旁通電磁閥（有的裝備了)。項目13：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修蒸汽壓力傳感器用于檢測燃油箱氣體壓力與外界大氣壓力之差，采用該傳感器可監(jiān)測到0.020mm直徑的孔洞造成的泄漏，正常情況下信號電壓為2.4-2.8V。凈化閥電磁閥（VSV）安裝在活性炭罐和進氣岐管之間，來控制凈化VSV的打開和關(guān)閉。通風電磁閥安裝在活性炭罐的新鮮空氣進入通道中，當其關(guān)閉時可保證EVAP系統(tǒng)的密封性。旁通電磁閥安裝在燃油箱和活性炭罐之間，在對EVAP系統(tǒng)的監(jiān)測過程中起作用。項目13：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修2.加強型EVAP系統(tǒng)2.加強型EVAP系統(tǒng)⑴活性炭罐內(nèi)蒸汽儲存。當燃油箱內(nèi)的蒸汽壓力升高到足以開啟罐閥總成內(nèi)的壓力閥，燃油蒸汽進入活性炭罐內(nèi)。⑵防燃油箱真空。當燃油箱內(nèi)出現(xiàn)真空時，新鮮的空氣通過活性炭罐空氣閥總成內(nèi)的進氣閥，再經(jīng)活性炭罐、罐閥總成內(nèi)的真空單向閥和油箱單向閥進入燃油箱，防止油箱皺癟。項目13：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修2.加強型EVAP系統(tǒng)新鮮空氣也可直接經(jīng)燃油箱蓋進入燃油箱⑶燃油蒸汽凈化控制。在燃油蒸汽凈化過程中，蒸汽經(jīng)凈化電磁閥VSV、節(jié)氣門體上的凈化口吸入到進氣歧管。同時新鮮空氣經(jīng)活性炭罐底部被吸入與燃油蒸汽進行混合，避免過濃。項目13：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修⑷燃油加注過滿保護。燃油加注過滿會將燃料蒸發(fā)排放閥ORVR開啟，活性炭罐充滿燃油及蒸汽，過多的氣體經(jīng)空氣閥總成內(nèi)的排氣閥逸到大氣中。項目13：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修ECU依據(jù)蒸汽壓力傳感器的信號判斷該EVAP系統(tǒng)有沒有泄漏，所有關(guān)于EVAP系統(tǒng)的故障碼要經(jīng)過兩個發(fā)動機驅(qū)動循環(huán)才能置出。隨車診斷系統(tǒng)可采用幾種不同的方法來監(jiān)測加強型EVAP系統(tǒng)的工作狀態(tài)，如通電真空測試、真空過大測試、活性炭罐負載測試、低真空測試、小泄漏測試和凈化電磁閥泄漏測試。項目13：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修蒸汽壓力傳感器安裝在燃油箱上，當燃油箱內(nèi)的蒸汽壓力高于或低于大氣壓力時，ECU得知燃油系統(tǒng)沒有泄漏，一旦蒸汽壓力與大氣壓力相當時，則說明有蒸汽泄漏。汽車行駛5-20分鐘后，ECU開啟凈化閥VSV,之后再開啟旁通閥VSV，關(guān)閉活性炭罐關(guān)閉閥CCV，這將降低EVAP系統(tǒng)內(nèi)的燃油蒸汽壓力。EVAP系統(tǒng)燃油蒸汽泄漏檢測圖解項目13：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修17

3.EVAP控制系統(tǒng)的檢修一般維護檢查管路有無破損或漏氣，碳罐殼體有無裂紋，每行駛20000㎞應更換活性碳罐底部的進氣濾心。真空控制閥的檢查拆下真空控制閥，用手真空泵由真空管接頭給真空控制閥施加約5KPa，從活性碳罐側(cè)孔吹入空氣應暢通，不施加真空度時，吹入空氣則不通。電磁閥的檢查拆開電磁閥進氣管一側(cè)的軟管，用手動用真空泵由軟管接頭給控制電磁閥施加一定的真空度，電磁閥不通電時應保持真空度，若接蓄電池電壓，真空度應釋放。測量電磁閥兩端子間電阻應為36～44Ω。

項目13：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修18二、廢氣在循環(huán)控制系統(tǒng)（EGR）1.EGR控制系統(tǒng)功能2.開環(huán)控制EGR系統(tǒng)3.閉環(huán)控制EGR系統(tǒng)4.EGR控制系統(tǒng)的檢修項目13：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修1.EGR控制系統(tǒng)功能廢氣再循環(huán)(EGR)系統(tǒng)用于降低廢氣中的氮氧化物(NOX)的排出量。汽車廢氣是一種不可燃氣體(不含燃料和氧化劑)，在燃燒室內(nèi)不參與燃燒。它通過吸收燃燒產(chǎn)生的部分熱量來降低燃燒溫度和壓力，以減少氧化氮的生成量。為了避免影響電控燃油噴射的性能，一些比較新的發(fā)動機已不需要EGR系統(tǒng)來降低排放，而是利用進、排氣門的重疊開啟時刻，吸入一些廢氣到氣缸內(nèi)重新燃燒。種類：開環(huán)控制EGR系統(tǒng)和閉環(huán)控制EGR系統(tǒng)。

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2.開環(huán)控制EGR系統(tǒng)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(huán)通道中，用以控制廢氣再循環(huán)量。EGR電磁閥按裝在通向EGR真空通道中，ECU根據(jù)發(fā)動機冷卻液溫度、節(jié)氣門開度、轉(zhuǎn)速和起動等信號來控制電磁閥的通電或斷電。ECU不給EGR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(huán)；ECU給EGR電磁閥通電時，控制EGR閥的真空度通道被切斷，EGR閥關(guān)閉，停止廢氣在循環(huán)。

項目13：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修3.閉環(huán)控制EGR系統(tǒng)閉環(huán)控制EGR系統(tǒng)，檢測實際的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(huán)相比只是在EGR閥上增設一個EGR閥開度傳感器，控制原理如圖，EGR率傳感器安裝在進氣總管中的穩(wěn)壓箱上，新鮮空氣經(jīng)節(jié)氣門進入穩(wěn)壓箱，參與再循環(huán)的廢氣經(jīng)EGR電磁閥進入穩(wěn)壓箱，傳感器檢測穩(wěn)壓箱內(nèi)氣體中的氧濃度，并轉(zhuǎn)換成電信號送給ECU，ECU根據(jù)此反饋信號修正EGR電磁閥的開度，使EGR率保持在最佳值。

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用EGR閥開度反饋控制的EGR系統(tǒng)用EGR率反饋控制的EGR系統(tǒng)

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4.EGR控制系統(tǒng)的檢修

（1）一般檢查拆下EGR閥上的真空軟管，發(fā)動機轉(zhuǎn)速應無變化，用手觸試真空軟管應無真空吸力；發(fā)動機溫度達到正常工作溫度后，怠速是檢查結(jié)果應與冷機時相同，若轉(zhuǎn)速提高到2500r/min左右，拆下真空軟管，發(fā)動機轉(zhuǎn)速有明顯提高。（2）EGR電磁閥的檢查冷態(tài)測量電磁閥電阻因為33～39Ω。如圖ａ電磁閥不通電時，從進氣管側(cè)吹入空氣應暢通，從濾網(wǎng)處吹應不通；接上蓄電池電壓時，應相反。（3）EGR閥的檢查如圖ｂ，用手動真空泵給EGR閥膜片上方施加約15Kpa的真空度，EGR閥應能開啟，不施加真空度，EGR閥應能完全關(guān)閉。項目13：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修

圖ａEGR電磁閥的檢查圖ｂEGR閥的檢查1—通大氣濾網(wǎng)2—進氣管側(cè)軟管接頭3—EGR閥側(cè)軟管接頭項目13：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修

1.TWC功能2.TWC的構(gòu)造3.影響TWC轉(zhuǎn)換效率的因素4.氧傳感器5.TWC及氧傳感器的檢修三、三元催化轉(zhuǎn)換器（TWC）與空燃比反饋控制系統(tǒng)項目13：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修

1.TWC功能利用轉(zhuǎn)換器中的三元催化劑，將發(fā)動機排出廢氣中的有害氣體轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害氣體。項目13：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修

2.TWC的構(gòu)造如上圖，三元催化劑一般為鉑（或鈀）與銠的混物。項目13：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修

影響最大的是混合氣的濃度和排氣溫度。如左圖只有在理論空燃比14.7附近，三元催化轉(zhuǎn)化器的轉(zhuǎn)化效率最佳，一般都裝有氧傳感器檢測廢氣中的氧的濃度，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(fā)動機的排氣溫度過高（815℃以上），TWC轉(zhuǎn)換效率將明顯下降。

3.影響TWC轉(zhuǎn)換效率的因素

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4.氧傳感器1）氧傳感器的安裝位置：單床雙床項目13：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修2）功用與分類：﹡功用：氧傳感器的最初的功用是在閉環(huán)控制用于噴油脈寬的修正，現(xiàn)今還用于檢測催化轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率。﹡類型：一種是窄型氧傳感器，即老式的氧傳感器，簡單地稱為氧傳感器即氧化鋯氧傳感器氧化鈦氧傳感器

；另一種是寬型氧傳感器，即新型的氧傳感器，被稱為空燃比（A/F）傳感器。

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（1）氧化鋯氧傳感器在400℃以上的高溫時，若氧化鋯內(nèi)外表面處的氣體中的氧的濃度有很大差別，在鉑電極之間將會產(chǎn)生電壓。當混合氣稀時，排氣中氧的含量高，傳感器元件內(nèi)外側(cè)氧的濃度差小，氧化鋯元件內(nèi)外側(cè)兩極之間產(chǎn)生的電壓很低（接近0V），反之，如排氣中幾乎沒有氧，內(nèi)外側(cè)的之間電壓高（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。如右圖ｂ（見視頻）項目13：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修帶加熱功能的氧化鋯氧傳感器的電路原理：項目13：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修氧化鋯氧傳感器常見引腳數(shù)：

⑴單引線：氧傳感器只有一根信號線，以外殼做搭鐵回路。該種氧傳感器依靠排氣管散發(fā)的熱量才能正常工作，當發(fā)動機怠速工作達不到正常工作溫度時，ECU會以一固定值代替氧傳感器信號值。⑵兩線式：一條為信號線，另一條則為搭鐵線。⑶三線式：使用在加熱型的氧傳感器上，其中兩條引線同上述，第三條線為來自繼電氣（或點火開關(guān)）的12V加熱電源線。⑷四線式：信號線與加熱線各自有搭鐵回路，即有兩條搭鐵線。項目13：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修氧化鋯氧傳感器信號特征：廢氣中氧的含量氧傳感器輸出信號電壓判斷混合氣狀況低≧0.45V濃高≦0.45V稀項目13：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修

（2）氧化鈦氧傳感器結(jié)構(gòu)如右圖，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的電阻值減小，利用適當?shù)碾娐穼﹄娮枳兞窟M行處理，即轉(zhuǎn)換成電壓信號輸送給ECU，用來確定實際的空燃比。

1—二氧化鈦元件2—金屬外殼3—陶瓷絕緣體4—接線端子5—陶瓷元件6—導線7—金屬保護套

項目13：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修氧化鈦氧傳感器的工作原理：項目13：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修（3）空燃比傳感器

空燃比(A/F)傳感器也探測排氣中的氧濃度，相比而言，空燃比傳感器能檢測的空燃比的范圍大（），且空燃比探測精度高，所以被稱為寬型或?qū)挶妊鮽鞲衅餮鮽鞲衅?。項?3：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修項目13：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修

感應室兩側(cè)的電極，上面一側(cè)的電極暴露在擴散通道的尾氣中作為信號端，下面一側(cè)電極暴露在參考空氣中作參考電極，在氧濃差效應作用下，信號電壓Uc與傳統(tǒng)氧傳感器一樣，會隨廢氣中氧的含量的變化而變化。ECU通過改變泵送電流Ip大小及方向來保持感應室的參考信號電壓Uc輸出為0.45V，從而得到Ip與λ值相對應的圖表?？杖急葌鞲衅鞴ぷ髟眄椖?3：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修泵送電流與過量空氣系數(shù)的關(guān)系項目13：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修空燃比傳感器控制電壓特征ECU送出的控制電壓Us

與常規(guī)的氧傳感器不同，當混合氣濃時，空燃比傳感器控制電壓Us小，當混合氣稀時，空燃比傳感器控制電壓Us大。ECU送出的空然比傳感器控制電壓Us波形。項目13：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修豐田公司的空燃比傳感器的信號電壓趨勢廢氣氧的含量電流方向信號電壓空氣燃油混合氣氧含量少負方向﹤3.3V濃理想空燃比0=3.3V14.7：1氧含量多正方向﹥3.3V稀項目13：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修１、空燃比氧傳感器的工作溫度接近650℃，比氧傳感器的工作溫度400℃高得多；2、空燃比氧傳感器的泵送電流與廢氣中氧的含量成正比，且泵送電流的方向也隨空燃比而變化，當空燃比小于14.7：1時，泵送電流方向為負向，當空燃比大于14.7：1時，泵送電流的方向為正向。項目13：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修氧傳感器的常見故障：1.氧傳感器中毒；2.積炭；3.氧傳感器陶瓷碎裂；4.加熱器電阻絲燒斷；5.氧傳感器線路問題。

項目13：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修氧傳感器的檢測方法：★氧傳感器加熱器電阻的檢查:拔下氧傳感器線束插頭，用萬用表電阻檔測量氧傳感器接線端中加熱器接柱與搭鐵接柱之間的電阻，其阻值為4-40。項目13：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修空燃比氧傳感器產(chǎn)生的是電流信號，并且電流方向和大小是變化的。由于空燃比傳感器內(nèi)部有集成電路，就不能直接用萬用表或示波器檢測該傳感器的信號。檢測空燃比傳感器的唯一辦法是使用專用的診斷儀通過隨車診斷系統(tǒng)進行檢測。項目13：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修OBDII系統(tǒng)對氧傳感器的監(jiān)測1.前氧傳感器開始工作所需時間OBDII系統(tǒng)通過記錄氧傳感器加熱至開始活躍工作所經(jīng)歷的時間，來判斷氧傳感器活躍工作的快慢。如果氧傳感器加熱功能有問題，那么氧傳感器活躍工作變慢甚至無法監(jiān)測。這項監(jiān)測只能在冷車起動時才能監(jiān)測。項目13：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修3.氧傳感器信號電壓的測試前氧傳感器和后氧傳感器都要檢測信號電壓，以判斷傳感器信號電壓是否停置在某一值不變(混合氣或濃或稀)、傳感器信號電壓是否超出范圍、傳感器是否短路、傳感器是否搭鐵。項目13：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修3）氧傳感器控制電路右圖為日本豐田LS400轎車氧傳感器控制電路。閉環(huán)控制，當實際空燃比比理論空燃比小時，氧傳感器向ECU輸入的高電壓信號（0.75～0.9V）。此時ECU減小噴油量，空燃比增大。當空燃比增大到理論空燃比時，氧傳感器輸出電壓信號將突變下降至0.1V左右，ECU立即控制增加噴油量，空燃比減小。如此反復，就能將空燃比精確地控制在理論空燃比附近一個極小的范圍內(nèi)。項目13：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修兩種氧傳感器的區(qū)別

氧化鈦氧傳感器的安裝螺紋直徑為14mm，而氧化鋯氧傳感器的安裝螺紋直徑為18mm,兩者不能互換。

項目13：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修5.TWC及氧傳感器的檢修（1）使用注意事項（2）熱型氧傳感器加熱器的檢查（3）氧傳感器信號檢查項目13：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修（1）使用注意事項禁用含鉛汽油，防止催化劑失效；三元催化轉(zhuǎn)換器固定不牢或汽車在不平路面上行駛時的顛簸，容易導致轉(zhuǎn)換器中的催化劑截體損壞；裝用蜂巢型轉(zhuǎn)換器的汽車，一般汽車每行駛80000km應更換轉(zhuǎn)換器心體。裝用顆粒型轉(zhuǎn)換器的汽車，其顆粒形催化劑的重量低于規(guī)定值時，應全部更換。項目13：排放控制系統(tǒng)的檢測與維修

（2）熱型氧傳感器加熱器的檢查熱型氧傳感器加熱器的檢查對熱型氧傳感器，測量其加熱器線圈電阻。項目13：排放控