《汽車發(fā)動機電控技術(shù)》-17排放控制系統(tǒng)的檢修

排放控制系統(tǒng)的檢修1.二次空氣噴射系統(tǒng)部件認知空氣泵噴射閥類型空氣泵式奧迪二次空氣系統(tǒng)由于在冷起動及預(yù)熱階段混合氣濃度較高，所以在這段時間內(nèi)，廢氣中未燃燒的碳氫化合物成分占比較高。在發(fā)動機工作過程中，由于未達到三元催化轉(zhuǎn)化器的正常工作溫度，以及氧傳感器的混合氣狀態(tài)信息等方面的原因，三元催化轉(zhuǎn)化器無法處理過多的碳氫化合物。如圖所示，如果將空氣送至排氣門的后部，就可以增加廢氣中氧氣的濃度，于是HC和CO就會再次氧化(再次燃燒)。這個燃燒過程又幫助加熱了三元催化轉(zhuǎn)化器，使得三元催化轉(zhuǎn)化器更快地達到工作溫度。二次空氣噴射系統(tǒng)的功能二次空氣噴射（AirInjection，AI）系統(tǒng)的功能：在一定工況下，將一定量的新鮮空氣送入排氣管，促使發(fā)動機排出廢氣中的CO和HC進一步氧化，從而降低汽車廢氣中有害物的排放量。起動工況下，二次空氣噴射系統(tǒng)還可以加快三元催化轉(zhuǎn)換器的升溫，使發(fā)動機盡快進入空燃比閉環(huán)控制過程，從而改善發(fā)動機的工作性能。如圖所示，二次空氣系統(tǒng)主要由二次空氣泵V101、兩個組合閥A+B以及二次空氣進氣閥N112等部件組成。二次空氣進氣閥N112二次空氣進氣閥是一種電控氣動閥，該閥由多點噴射(Motronic）控制單元來接通，用于控制組合閥。要想打開組合閥，必須得釋放出真空儲存罐內(nèi)的真空壓力，而關(guān)閉該閥必須得釋放出大氣壓力。組合閥組合閥用螺栓擰在缸蓋的二次空氣進氣道內(nèi)。由于來自二次空氣進氣閥的真空力的作用，從二次空氣泵到缸蓋的二次空氣道之間的空氣通路就被打開了。同時，組合閥還能防止熱的廢氣進入并損壞二次空氣泵。二次空氣泵V101Motronic控制單元起動二次空氣泵繼電器J299來給二次空氣泵V101的電動機供電，將要混入廢氣中的新鮮空氣由二次空氣泵從空氣濾清器箱體內(nèi)抽入并由組合閥放出。奧迪A8中的二次空氣泵本身就配有自己的空氣濾清器，二次空氣泵與發(fā)動機空氣濾清器殼體集成在一起并抽入未經(jīng)過濾的空氣。二次空氣系統(tǒng)在冷卻液溫度為0～55°℃之間時才工作。二次空氣泵繼電器J299和二次空氣閥N112是同時起動的。如圖3-44所示，當電動機抽入一定量的空氣后(這個信息由空氣流量計提供），該系統(tǒng)就被關(guān)閉了。在以怠速轉(zhuǎn)速運行時，這種情況發(fā)生在約60~90s后。奧迪A6中的二次空氣泵沒有空氣濾清器，該泵固定在縱梁上，它從空氣濾清器箱體中抽入已經(jīng)過濾的空氣。排放控制系統(tǒng)的檢修2.曲軸箱通風(fēng)裝置的故障診斷現(xiàn)代發(fā)動機都設(shè)計了曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)。曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)基本工作原理，就是在曲軸箱與進氣系統(tǒng)之間設(shè)計一個通道，并由曲軸箱通風(fēng)閥控制通道的開啟和關(guān)閉。當曲軸箱內(nèi)壓力達到一定值時，在進氣系統(tǒng)真空度和曲軸箱壓力共同作用下，曲軸箱通風(fēng)閥打開，曲軸箱內(nèi)的混合氣向進氣系統(tǒng)流動。期間混合氣會先通過油氣分離器，混合氣中的機油液化后流回曲軸箱，其余氣體會通過進氣系統(tǒng)進入氣缸燃燒。曲軸箱通風(fēng)包括自然通風(fēng)和強制通風(fēng)，現(xiàn)代汽油發(fā)動機常采用強制式曲軸箱通風(fēng)，又稱PCV系統(tǒng)。1）自然式通風(fēng)自然通風(fēng)方式，即在曲軸箱上設(shè)置通風(fēng)管，管上裝有空氣濾網(wǎng)。當曲軸箱內(nèi)壓力增大時，漏入曲軸箱中的氣體經(jīng)由通風(fēng)管排出。2）強制性通風(fēng)強制通風(fēng)方式，將曲軸箱內(nèi)的混合氣通過連接管導(dǎo)向進氣管的適當位置，返回氣缸重新燃燒，這樣既可以減少排氣污染，又提高發(fā)動機的經(jīng)濟性。車用汽油機都采用強制性通風(fēng)，汽車用柴油機也逐漸采用強制性通風(fēng)。強制性通風(fēng)可分為開式和閉式兩種。開式強制曲軸箱通風(fēng)裝置在發(fā)動機處于全負荷低轉(zhuǎn)速時，產(chǎn)生的串氣量大，但流量控制閥開度卻減小，過量的竄缸混合氣會通過開式通風(fēng)蓋散入大氣，其凈化率只有75%左右。閉式強制曲軸箱通風(fēng)裝置能完全實現(xiàn)控制曲軸箱的排放，實現(xiàn)曲軸箱完全通風(fēng)，防止油泥和其他有害物質(zhì)的積蓄，減少了發(fā)動機的故障和磨損。閉式強制曲軸箱通風(fēng)裝置是汽油發(fā)動機滿足排放法規(guī)規(guī)定的必要設(shè)計故障案例1--曲軸箱通風(fēng)故障導(dǎo)致車輛加速不良故障現(xiàn)象一輛2005年產(chǎn)上汽大眾POLO轎車，搭載1.4L排量發(fā)動機和4擋自動變速器，行駛里程17.5萬km。該車因為怠速抖動、EPC燈點亮而進修理廠維修。維修人員起動發(fā)動機，發(fā)現(xiàn)怠速工況下發(fā)動機轉(zhuǎn)速在900～1100r/min變化;踩下加速踏板后，發(fā)動機轉(zhuǎn)速不能及時提升。維修人員用故障診斷儀檢測發(fā)動機控制單元，發(fā)現(xiàn)2個故障碼：P1553——進氣歧管壓力傳感器G71與海拔高度傳感器F96之比不可靠;P1504——進氣歧管漏氣。這2個故障碼均與進氣歧管絕對壓力有關(guān)，而且P1504故障碼的設(shè)置條件就是進氣歧管絕對壓力大于48.0kPa。維修人員查看當前數(shù)據(jù)流，發(fā)現(xiàn)進氣歧管絕對壓力最高達到了68.5kPa，明顯異常。同時，氧傳感器信號電壓也存在過低的現(xiàn)象，說明當前進入氣缸的混合氣過稀。這也是導(dǎo)致發(fā)動機怠速不穩(wěn)的原因所在，但又是什么原因?qū)е禄旌蠚膺^稀呢？維修人員懷疑進氣系統(tǒng)存在泄漏的地方，正在檢查過程中，聽到發(fā)動機右側(cè)出現(xiàn)尖銳的嘯聲，查找后確定是曲軸箱通風(fēng)閥的位置。維修人員判定是曲軸箱通風(fēng)閥的膜片損壞泄漏，空氣從曲軸箱通風(fēng)閥進入到進氣系統(tǒng)，導(dǎo)致混合氣過稀，從而出現(xiàn)發(fā)動機怠速不穩(wěn)、加速不良的現(xiàn)象。為了驗證，維修人員從曲軸箱通風(fēng)閥上拔下與進氣歧管連接的軟管，并堵住軟管，此時尖嘯聲消失，發(fā)動機工作恢復(fù)了正常。故障排除維修人員更換曲軸箱通風(fēng)閥后，清除故障碼試車，故障排除。再次檢測數(shù)據(jù)流，數(shù)據(jù)已經(jīng)恢復(fù)正常。因為漏氣混合氣變稀，使得發(fā)動機轉(zhuǎn)速下降，運轉(zhuǎn)不穩(wěn);發(fā)動機轉(zhuǎn)速下降則使得進氣歧管的真空度下降，絕對壓力增高，系統(tǒng)于是報出2個與進氣歧管絕對壓力相關(guān)的故障碼。為了使混合氣變濃，系統(tǒng)增加噴油脈寬，發(fā)動機轉(zhuǎn)速有所提升;同時，為了達到穩(wěn)定的怠速，節(jié)氣門電機不斷調(diào)節(jié)節(jié)氣門的開度，無法實現(xiàn)后系統(tǒng)點亮EPC燈。故障案例2--曲軸箱通風(fēng)故障導(dǎo)致發(fā)動機異響故障現(xiàn)象一輛2016年產(chǎn)奧迪A8L轎車，配備4.0TFSIV8發(fā)動機和8擋手自一體變速器，行駛里程7.6萬km。車主反映該車行駛中，發(fā)動機艙偶爾會有尖嘯聲，并且儀表板上的發(fā)動機故障燈點亮。維修人員試車，起動發(fā)動機后并沒有聽到車主反映的異響現(xiàn)象。等到發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)一會兒后，冷卻液溫度接近工作溫度時，可以聽到發(fā)動機發(fā)出尖嘯聲。維修人員懷疑是傳動皮帶打滑的聲音，但是檢查后發(fā)現(xiàn)皮帶張緊力正常，而且聲音來源也不在這里。維修人員用故障診斷儀檢測發(fā)動機控制單元，發(fā)現(xiàn)故障碼“P2279——進氣系統(tǒng)中的少量氣流，靜態(tài)”。進一步檢查進氣系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)流，發(fā)現(xiàn)進氣歧管內(nèi)的絕對壓力值達到38.1kPa，超過標準值34.4kPa，這說明發(fā)動機進氣系統(tǒng)存在漏氣的現(xiàn)象。而發(fā)動機出現(xiàn)的異響也可能與此有關(guān)。維修人員在發(fā)動機異響時仔細辨別，發(fā)現(xiàn)異響大致來源于發(fā)動機的V形夾角之間。此處布置了渦輪增壓器及增壓冷卻模塊，在其下方則是曲軸箱通風(fēng)模塊。根據(jù)維修經(jīng)驗判斷，很有可能是曲軸箱通風(fēng)閥模塊內(nèi)存在漏氣造成了異響。奧迪A8L曲軸箱通風(fēng)模塊包括機油粗分離器、機油細分離器（帶振動閥的沖擊器）、調(diào)壓閥和竄氣閥等。來自曲軸箱中的竄氣首先會通過發(fā)動機兩側(cè)氣缸蓋內(nèi)的管路進入機油粗分離器，通過改變氣流的方向分離出較大的油滴。分離出的機油會通過油道回到油底殼，而竄氣則繼續(xù)流向機油細分離器，在沖擊器的作用下進一步分離。同樣，分離出的機油流回到油底殼，而剩余的竄氣則根據(jù)工況的不同而流向不同在怠速和低負荷工況時，通往中冷器的竄氣閥在進氣道負壓的作用下被打開，竄氣會進入中冷器進而與進氣道的空氣混合進入氣缸。而在全負荷工況時，在渦輪增壓器的作用下，通往中冷器的竄氣閥關(guān)閉，曲軸箱通風(fēng)模塊內(nèi)的全負荷竄氣閥打開，竄氣會通過另外一個管路進入到渦輪增壓器前的進氣管，與空氣混合，最終經(jīng)過增壓器增壓后進入氣缸。另外，在怠速和部分負荷工況下，當曲軸箱內(nèi)的竄氣減少、壓力過低時，曲軸箱模塊中的調(diào)壓閥會打開，新鮮空氣會通過缸蓋上的空氣孔進入曲軸箱通風(fēng)模塊，再通過全負荷竄氣閥的管路和調(diào)壓閥膜片進入到曲軸箱，以維持曲軸箱內(nèi)的壓力平衡。當發(fā)動機急加速或者全負荷工況時，增壓器工作，調(diào)壓閥的膜片會在壓差作用下關(guān)閉通過上述曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)的工作原理分析，維修人員判斷，由于廢氣渦輪增壓器、中冷器以及曲軸箱通風(fēng)模塊都集中在發(fā)動機缸體的V形夾角內(nèi)，這一區(qū)域的工作溫度非常高。所以有可能是曲軸箱通風(fēng)模塊中的調(diào)壓閥膜片在長期高溫作用下老化，導(dǎo)致密封不嚴而漏氣，形成了發(fā)動機的異響。拆下了曲軸箱通風(fēng)模塊檢查，發(fā)現(xiàn)調(diào)壓閥的膜片已經(jīng)老化破損。故障排除更換新的曲軸箱通風(fēng)模塊后試車，尖嘯聲消失，故障排除。故障案例3--曲軸箱通風(fēng)故障導(dǎo)致機油消耗大故障現(xiàn)象一輛2011年上汽大眾途觀運動型多功能車，搭載2.0TSI發(fā)動機和6擋手自一體變速器，行駛里程15.4萬km。車主說該車最近一段時間機油消耗過大，用不了多長時間就需要添加一次，而且車底有漏油的痕跡。機油消耗大一般有2種原因：一種是機油泄漏;另外一種是燒機油。維修人員起動發(fā)動機，目測觀察尾氣，發(fā)現(xiàn)并無明顯燒機油的跡象。而且根據(jù)車主的反饋，該車很可能是因泄漏而造成機油消耗大。經(jīng)過檢查發(fā)現(xiàn)，發(fā)動機飛輪與自動變速器接合處的殼體有明顯的漏油痕跡。根據(jù)位置判斷，是曲軸的后油封處漏油。維修人員拆下自動變速器后，發(fā)現(xiàn)曲軸后油封處的確有嚴重的滲油現(xiàn)象。更換曲軸后油封后裝復(fù)自動變速器試車，一開始沒有滲油的跡象。為了確定不再漏油，維修人員不斷提升車速，而且行駛一段時間后就停車檢查一下。當車速超過100km/h后，發(fā)現(xiàn)曲軸后油封處又開始出現(xiàn)漏油。確認之前更換曲軸后油封的作業(yè)是規(guī)范的，而且更換的油封也是沒有問題的，那么肯定是有其他原因造成了曲軸后油封的再次漏油?？紤]到如此短的時間內(nèi)出現(xiàn)漏油，根據(jù)維修經(jīng)驗，維修人員判斷是曲軸箱內(nèi)的氣壓過高所造成的。為了驗證判斷，維修人員停車怠速運行，拔出機油尺，同時把機油蓋打開，能夠明顯感到有竄氣沖出。原因很明顯，肯定是因為曲軸箱通風(fēng)不良，造成高速時曲軸箱內(nèi)的壓力過高，將機油從曲軸箱油封處壓出。維修人員拆下曲軸箱通風(fēng)閥，發(fā)現(xiàn)里面有大量的油泥堵塞了通風(fēng)通道。故障排除維修人員更換曲軸箱通風(fēng)閥，又再次更換了曲軸后油封，并對潤滑系統(tǒng)進行了免拆清洗，更換了機油和濾清器后試車，漏油現(xiàn)象不再出現(xiàn)，故障排除。曲軸箱通風(fēng)的目的是避免機油變質(zhì);降低曲軸箱的內(nèi)部氣壓，防止曲軸箱油封、襯墊處滲漏;同時也防止各種油蒸氣排入到大氣中造成污染。本案例因為車輛保養(yǎng)不當，機油中的雜質(zhì)隨著曲軸箱竄氣在曲軸箱通風(fēng)閥內(nèi)堆積。車輛高速運行時，曲軸箱竄氣因為通風(fēng)閥的堵塞無法及時排到進氣系統(tǒng)，曲軸箱內(nèi)氣壓不斷增高而導(dǎo)致油封滲油。排放控制系統(tǒng)的檢修3.燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)的泄漏檢測碳罐電磁閥的常見故障診斷燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)的泄漏檢測

一、燃油蒸發(fā)物的來源由于較高的環(huán)境溫度、燃油箱中的燃油泵功率損失而產(chǎn)生的熱、沒有用完的壓縮汽油的回流、外部熱輻射；行駛時的環(huán)境壓力下降等因素，產(chǎn)生了HC排放物，它主要是來自燃油箱的燃油蒸氣。二、燃油蒸發(fā)物的控制1.真空源燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)有專門的環(huán)保法規(guī)對燃油蒸發(fā)物排放進行限制。該法規(guī)要求安裝燃油蒸發(fā)物排放控制系統(tǒng)(圖1)，該系統(tǒng)配備有安裝在燃油箱通風(fēng)管末端的活性炭濾清器(活性炭罐)。濾清器主要是吸附燃油蒸汽，同時還提供了釋放燃油箱壓力的功能。發(fā)動機運行時進氣管中會產(chǎn)生真空，空氣流吸收了儲存在活性炭中的燃油蒸汽，并把它們帶到發(fā)動機中燃燒。帶泄漏診斷功能的燃油蒸發(fā)物排放控制系統(tǒng)PORSCHE(美規(guī))泄漏診斷模塊的設(shè)計及結(jié)構(gòu)原理燃油箱泄漏診斷模塊需要用來監(jiān)控燃油箱通風(fēng)系統(tǒng)是否發(fā)生輕微泄漏(超過0.5mm)和重大泄漏(超過1mm)。它由一臺電動葉片泵和一個帶有一體式基準開口)的轉(zhuǎn)換閥組成。監(jiān)控燃油箱系統(tǒng)是否泄漏的方法是，比較當前泵電機電流與燃油箱系統(tǒng)按標準化基準開口運行時泵電機電流的測量值。如果不執(zhí)行泄漏診斷，轉(zhuǎn)換閥就會保持在位置(a)；如果泵未啟用，燃油蒸汽就會通過活性碳過濾器、開啟的轉(zhuǎn)換閥和清潔空氣過濾器輸送到外部。為了在車輛行駛過程中對活性碳過濾器進行再生，燃油箱通風(fēng)閥(TEV)應(yīng)在脈沖模式下運行。新鮮空氣流經(jīng)清潔空氣過濾器→開啟的轉(zhuǎn)換閥(2設(shè)定在a位置)→活性碳過濾器和燃油箱通風(fēng)閥進入進氣管?；钚蕴歼^濾器可通過一個大流量橫截面進行再生。這樣只會使壓力輕微下降,這對于實現(xiàn)提高活性碳過濾器再生率非常有利。清潔空氣過濾器有助于防止泵、基準開口和轉(zhuǎn)換閥受到污染。此外，再生空氣不從泵流過，這對其使用壽命積極的影響。當診斷條件滿足時，燃油箱泄漏診斷會在關(guān)閉發(fā)動機后進行。要測量泵電機的基準電流，應(yīng)在轉(zhuǎn)換閥(2設(shè)定在a位置)和燃油箱通風(fēng)閥關(guān)閉的情況下短時間開啟測量泵。當過濾后的新鮮空氣通過0.5mm的基準開口送入時，泵基準電流也隨之被測量。Porsche911、Carrera(997)和Boxster(987)上的燃油箱通風(fēng)系統(tǒng)(配備ORVR的美國款車輛)配備了一個四腔活性碳過濾器和一個診斷模塊，該診斷模塊主要負責檢查通過過濾器進行通風(fēng)的燃油箱是否存在泄漏(DM-TL)。當車輛在燃油箱通風(fēng)系統(tǒng)啟用的情況下行駛時，蒸汽將由四腔活性碳過濾器經(jīng)脈沖式燃油箱通風(fēng)閥輸送到進氣歧管。故障案例一輛2006款美規(guī)CayenneS行駛65300Km，司機報修，啟動車輛發(fā)動機故障燈亮。啟動車輛，組合儀表中