放控制系統(tǒng)認(rèn)識與檢修

項目五：排放控制系統(tǒng)認(rèn)識與檢修目前一頁\總數(shù)五十頁\編于點一、項目要求1、掌握曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)、汽油蒸汽排放系統(tǒng)、廢氣再循環(huán)系統(tǒng)、三元催化轉(zhuǎn)換器和空燃比反饋控制系統(tǒng)、二次空氣供給系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)組成和工作原理。2、能正確快速識別汽油發(fā)動機(jī)排放控制各系統(tǒng)的基本組成部件；能正確對汽油發(fā)動機(jī)排放控制各系統(tǒng)進(jìn)行檢修，并能對常見故障進(jìn)行排除。目前二頁\總數(shù)五十頁\編于點二、相關(guān)知識汽車排放污染來源：發(fā)動機(jī)排出的廢氣（約占65％以上）曲軸箱竄氣（約占20％）燃料供給系統(tǒng)中蒸發(fā)的燃油蒸汽（約占10％～20％）汽油機(jī)的主要污染物：一氧化碳CO、碳?xì)浠衔颒C、氮氧化合物NOX目前三頁\總數(shù)五十頁\編于點（一）曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)PCV系統(tǒng)1、功用：解決竄缸混合氣對機(jī)油及曲軸箱的損環(huán)問題。目前四頁\總數(shù)五十頁\編于點在曲軸箱和進(jìn)氣歧管間安裝一根管子和一個強(qiáng)制通風(fēng)閥（PCV閥）。利用歧管真空度將竄氣吸入進(jìn)氣管燃燒，通過PCV閥改變進(jìn)入氣缸重新燃燒的竄缸混合氣量。曲軸箱排氣通風(fēng)控制系統(tǒng)視頻目前五頁\總數(shù)五十頁\編于點（二）汽油蒸汽排放控制系統(tǒng)功用：

收集汽油箱內(nèi)蒸發(fā)的汽油蒸汽，并將汽油蒸汽導(dǎo)入氣缸參加燃燒，防止汽油蒸汽直接排入大氣而造成污染。同時，還必須根據(jù)發(fā)動機(jī)工況，控制導(dǎo)入氣缸參加燃燒的汽油蒸汽量。目前六頁\總數(shù)五十頁\編于點為了控制燃油箱逸出的燃油蒸汽，電控發(fā)動機(jī)普遍采用了碳罐，油箱中的燃油蒸汽在發(fā)動機(jī)不運轉(zhuǎn)時被碳罐中的活性碳所吸附，當(dāng)發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)時，依靠進(jìn)氣管中的真空度將燃油蒸汽吸入發(fā)動機(jī)中。電子控制單元根據(jù)發(fā)動機(jī)的工況通過電磁閥控制真空度的通或斷達(dá)到燃油蒸汽的控制。采用燃油蒸汽的控制可減少大氣中的HC和節(jié)約燃料目前七頁\總數(shù)五十頁\編于點機(jī)械式EVAP控制系統(tǒng)機(jī)構(gòu)組成目前八頁\總數(shù)五十頁\編于點電控EVAP控制系統(tǒng)機(jī)構(gòu)組成控制方式：1、ECU→電磁閥→真空→真空控制閥→進(jìn)氣歧管吸入燃油蒸汽目前九頁\總數(shù)五十頁\編于點目前十頁\總數(shù)五十頁\編于點工作原理發(fā)動機(jī)工作時，ECU根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、溫度、空氣流量等信號，控制炭罐電磁閥的開閉來控制真空控制閥上部的真空度，從而控制真空控制閥的開度。當(dāng)真空控制閥打開時，燃油蒸汽通過真空控制閥被吸入進(jìn)氣歧管。發(fā)動機(jī)怠速或溫度較低時，ECU使電磁閥斷電，關(guān)閉吸氣通道，活性炭罐內(nèi)的燃油蒸汽不能被吸入進(jìn)氣歧管。目前十一頁\總數(shù)五十頁\編于點在部分電控EVAP控制系統(tǒng)中，活性碳罐上不設(shè)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(jìn)氣管之間的吸氣管中。例如：韓國現(xiàn)代轎車EVAP系統(tǒng)控制方式：ECU→清污電磁閥→進(jìn)氣歧管吸入燃油蒸汽目前十二頁\總數(shù)五十頁\編于點檢修（1）一般維護(hù)經(jīng)常檢查管路是否漏氣，濾芯是否堵塞（2）檢查活性炭罐

按圖示方法吹入壓縮空氣（294kPa）后，壓縮空氣應(yīng)能從圖中箭頭所示方向流出。目前十三頁\總數(shù)五十頁\編于點（3）檢查真空控制閥從活性炭罐上拆下真空控制閥，用手動真空泵由真空管接頭給真空控制閥施加約5kPa的真空度時，從活性炭罐側(cè)孔吹入空氣應(yīng)暢通，不施加真空度時，吹入空氣則不通。目前十四頁\總數(shù)五十頁\編于點（4）檢查電磁閥發(fā)動機(jī)不工作時，拆開電磁閥進(jìn)氣管一側(cè)的軟管，用手動真空泵由軟管接頭給電磁閥施加一定真空度，電磁閥不通電時應(yīng)能保持真空度；若給電磁閥接通蓄電池電壓，真空度應(yīng)釋放。拆開電磁閥線束連接器，測量電磁閥兩端子間電阻應(yīng)為36-44Ω。目前十五頁\總數(shù)五十頁\編于點（三）廢氣再循環(huán)EGR系統(tǒng)NOX是空氣中的氮氣與氧氣在高溫、高壓條件下形成的，發(fā)動機(jī)排出的NOX量主要與氣缸內(nèi)的最高溫度有關(guān)，氣缸內(nèi)最高溫度越高，排出的NOX量越多。1、功用：

將適量的廢氣重新引入氣缸內(nèi)參加燃燒，從而降低氣缸內(nèi)的最高溫度，以減少NOX的排放量。目前十六頁\總數(shù)五十頁\編于點由于廢氣再循環(huán)也會使發(fā)動機(jī)的功率降低，使發(fā)動機(jī)在怠速、低速等工況下運轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，因此需由ECU根據(jù)發(fā)動機(jī)工況控制廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的工作。目前十七頁\總數(shù)五十頁\編于點由負(fù)荷控制的EGR系統(tǒng)由水溫和負(fù)荷控制的EGR系統(tǒng)不采用ECU控制的開環(huán)EGR系統(tǒng)2、開環(huán)控制EGR系統(tǒng)目前十八頁\總數(shù)五十頁\編于點ECU控制的開環(huán)控制EGR系統(tǒng)組成：EGR閥、EGR電磁閥等ECU根據(jù)發(fā)動機(jī)冷卻液溫度、節(jié)氣門開度、轉(zhuǎn)速和起動等信號來控制EGR電磁閥的通電或斷電。目前十九頁\總數(shù)五十頁\編于點工作原理：發(fā)動機(jī)工作時，ECU根據(jù)冷卻液溫度、節(jié)氣門開度、轉(zhuǎn)速、起動等信號控制EGR電磁閥的搭鐵電路來控制EGR電磁閥的開度，從而控制進(jìn)入EGR閥的真空度，即控制EGR閥的開度，改變參與再循環(huán)的廢氣量?？刂品绞剑篍CU→EGR電磁閥→真空→EGR閥→部分廢氣進(jìn)入進(jìn)氣歧管目前二十頁\總數(shù)五十頁\編于點ECU控制的開環(huán)控制EGR系統(tǒng)工作過程目前二十一頁\總數(shù)五十頁\編于點不進(jìn)行廢氣再循環(huán)的工況有：●起動工況?！竦∷俟r?！衽瘷C(jī)工況?！褶D(zhuǎn)速低于900r/min或高于3200r/min。

EGR率指廢氣再循環(huán)量在進(jìn)入氣缸內(nèi)的氣體中所占的比率，即：●

EGR率=[EGR量/（進(jìn)氣量+EGR量）]×100%目前二十二頁\總數(shù)五十頁\編于點有些發(fā)動機(jī)中，EGR電磁閥采用占空比控制電磁閥的開度，調(diào)節(jié)作用在EGR閥上的真空度，控制EGR閥的開度，以實現(xiàn)對廢氣再循環(huán)量的控制。

在開環(huán)控制EGR系統(tǒng)中，ECU根據(jù)各傳感器信號確定發(fā)動機(jī)工況，并按其內(nèi)存的EGR率與轉(zhuǎn)速、負(fù)荷的對應(yīng)關(guān)系進(jìn)行控制，而對其控制結(jié)果不進(jìn)行檢測。目前二十三頁\總數(shù)五十頁\編于點3、閉環(huán)控制EGR系統(tǒng)

在閉環(huán)控制的EGR系統(tǒng)中，檢測實際的EGR閥開度作為反饋控制信號，其控制精度更高。（1）用EGR閥開度作為反饋信號的閉環(huán)控制EGR系統(tǒng)：

EGR閥開度傳感器：向ECU反饋電磁閥開度的信號。ECU根據(jù)此信號修正電磁閥開度，使EGR率保持在最佳值。其結(jié)構(gòu)為電計式。目前二十四頁\總數(shù)五十頁\編于點用EGR閥開度反饋控制的EGR系統(tǒng)目前二十五頁\總數(shù)五十頁\編于點（2）用EGR率作為反饋信號的閉環(huán)控制EGR系統(tǒng)：

EGR率傳感器：安裝在進(jìn)氣總管中的穩(wěn)壓箱上，新鮮空氣進(jìn)入穩(wěn)壓箱，參與再循環(huán)的廢氣經(jīng)EGR電磁閥也進(jìn)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)換成電信號輸送給ECU，ECU根據(jù)此信號修正電磁閥開度，使EGR率保持在最佳值。目前二十六頁\總數(shù)五十頁\編于點用EGR率反饋控制的EGR系統(tǒng)廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)視頻目前二十七頁\總數(shù)五十頁\編于點4、EGR控制系統(tǒng)的檢修（1）一般檢查怠速時，拆下EGR閥上的真空軟管，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)無變化，用手觸試真空管口應(yīng)無吸力；轉(zhuǎn)速達(dá)2500r/min以上，同樣拆下此真空軟管，發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)明顯升高（中斷了廢氣再循環(huán)）。目前二十八頁\總數(shù)五十頁\編于點（2）檢查EGR電磁閥測量電阻值，應(yīng)為33～39Ω。不通電時，從通進(jìn)氣管側(cè)接頭吹入空氣應(yīng)暢通，從通大氣的濾網(wǎng)處吹入空氣應(yīng)不通。通電時，與上述剛好相反。目前二十九頁\總數(shù)五十頁\編于點（3）檢查EGR閥用手動真空泵給EGR閥膜片上方施加約15kPa的真空度時，EGR閥應(yīng)能開啟；不施加真空度時，EGR閥應(yīng)完全關(guān)閉。目前三十頁\總數(shù)五十頁\編于點（四）三元催化轉(zhuǎn)換器TWC與空燃比反饋控制系統(tǒng)1、三元催化轉(zhuǎn)換器TWC：三元催化轉(zhuǎn)換器也稱為觸媒轉(zhuǎn)換器，簡稱觸媒。（1）功用：

利用轉(zhuǎn)換器中的三元催化劑，將發(fā)動機(jī)排出廢氣中的有害氣體CO、HC和NOX轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害氣體。目前三十一頁\總數(shù)五十頁\編于點（2）結(jié)構(gòu)：

三元催化轉(zhuǎn)換器安裝在排氣消聲器前面，由三元催化轉(zhuǎn)換芯子和外殼等構(gòu)成。大多數(shù)三元催化轉(zhuǎn)換芯子以蜂窩狀陶瓷作為承載催化劑的載體，在陶瓷載體上浸漬鉑（或鈀）和銠的混合物作為催化劑。目前三十二頁\總數(shù)五十頁\編于點（3）工作情況：

在正常情況下，廢氣中的HC、CO、NOx及O2在一起加熱到500℃也不會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，如果讓這些氣體經(jīng)過上述催化劑后，就會轉(zhuǎn)化為無害的CO2、H2O和N2。汽車上如果使用含鉛汽油，催化劑表面就會因鉛覆蓋而失效。目前三十三頁\總數(shù)五十頁\編于點影響TWC轉(zhuǎn)換效率的因素影響最大的是混合氣的濃度和排氣溫度。只有在標(biāo)準(zhǔn)混合氣附近，對廢氣中的有害氣體CO、HC和NOX的轉(zhuǎn)換效率才最佳。目前三十四頁\總數(shù)五十頁\編于點在裝用TWC的汽車，一般裝用氧傳感器檢測廢氣中的氧濃度，并將此信號送給ECU后，對空燃比進(jìn)行反饋閉環(huán)控制。裝用TWC后，發(fā)動機(jī)的排氣溫度須在300℃～815℃之間。低于300℃，氧傳感器將不能產(chǎn)生正確信號，因此部分氧傳感器內(nèi)有加熱線圈；高于815℃，TWC轉(zhuǎn)換效率下降。目前三十五頁\總數(shù)五十頁\編于點2、氧傳感器OxygenSensor

(O2S)（1）功用：用來檢測排氣中的氧含量，以確定實際空燃比是比理論空燃比濃還是稀，并且向ECU反饋相應(yīng)的電壓信號，ECU根據(jù)氧傳感器反饋的空燃比濃稀信號來控制噴油量的減少或增加。排氣中的氧含量越多，空燃比越大?！痉诸悺垦趸啠╖rO2）式和氧化鈦（TiO2）式兩種?！緞e名】λ傳感器目前三十六頁\總數(shù)五十頁\編于點（2）氧化鋯式氧傳感器●

結(jié)構(gòu)：如圖所示；目前三十七頁\總數(shù)五十頁\編于點工作原理當(dāng)溫度較高時，若陶瓷體內(nèi)（大氣）與陶瓷體外（廢氣）兩側(cè)含氧量不同時，氧氣發(fā)生電離產(chǎn)生氧離子，氧離子從大氣側(cè)向廢氣側(cè)擴(kuò)散，在鋯管兩鉑電極間產(chǎn)生電壓。目前三十八頁\總數(shù)五十頁\編于點混合氣稀時，排氣中氧含量高，鋯管內(nèi)外兩側(cè)氧濃度差小，氧離子擴(kuò)散量少，信號電壓低；混合氣濃時，排氣中氧含量低，鋯管內(nèi)外兩側(cè)氧濃度差大，氧離子擴(kuò)散量多，信號電壓高。信號電壓范圍：ECU收到小于0.45V信號電壓，確認(rèn)混合氣??；收到大于0.45V信號電壓，確認(rèn)混合氣濃。氧傳感器工作過程目前三十九頁\總數(shù)五十頁\編于點由于氧化鋯只有在400℃以上溫度時才會工作,所以為了保證發(fā)動機(jī)在進(jìn)氣量小,排氣溫度低的時候也能正常工作,某些傳感器還加裝了對氧化鋯進(jìn)行加熱的加熱器,此加熱器受ECU控制,稱為加熱型氧傳感器。氧傳感器視頻目前四十頁\總數(shù)五十頁\編于點（3）氧化鈦式氧傳感器●

結(jié)構(gòu)：如圖所示；二氧化鈦元件金屬外殼陶瓷絕緣體接線端子陶瓷元件導(dǎo)線金屬保護(hù)套目前四十一頁\總數(shù)五十頁\編于點工作原理

這是一種電阻型氣敏傳感器。利用化學(xué)反應(yīng)強(qiáng)、對氧氣敏感、易于還原的半導(dǎo)體材料氧化鈦與氧氣接觸時發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而導(dǎo)致電阻值變化的原理工作的。當(dāng)廢氣中的氧濃度高時，二氧化鈦的電阻值增大；反之，廢氣中的氧濃度低時，二氧化鈦電阻值減小。利用適當(dāng)電路對電阻變量進(jìn)行處理，即可轉(zhuǎn)換成電壓信號輸送給ECU，用來確定實際的空燃比。目前四十二頁\總數(shù)五十頁\編于點廢氣中的氧濃度高時，二氧化鈦的電阻值增大；廢氣中氧濃度較低時二氧化鈦的電阻值減小。目前四十三頁\總數(shù)五十頁\編于點（4）氧傳感器電路兩個熱型氧傳感器兩個普通型氧傳感器日本豐田L(fēng)S400轎車氧傳感器控制電路。目前四十四頁\總數(shù)五十頁\編于點氧傳感器外部接線：單線：信號線、外殼接地；雙線：信號線、接地線；三線：電源、加熱、信號（外殼接地）；四線：電源、加熱、信號、接地；目前四十五頁\總數(shù)五十頁\編于點3、開環(huán)與閉環(huán)控制（1）區(qū)別：

兩者的區(qū)別在于是否用反饋信號監(jiān)控空燃比，即使用氧傳感器監(jiān)控空燃比。（2）閉環(huán)控制：目前四十六頁\總數(shù)五十頁\編于點EFI系統(tǒng)的閉環(huán)控制過程改變短改變長噴油器加長

縮短

決定基本噴射時間判定為空燃比稀判定為空燃比濃ECU濃稀電動勢大電動勢小氧濃度增加