《汽车发动机电控系统检修（高职版）》项目5

项目5排放控制系统检修签到扫码下载文旌课堂APP扫码签到（2022.3.2515:00至2022.3.2515:10）签到方式教师通过“文旌课堂APP”生成签到二维码，并设置签到时间，学生通过“文旌课堂APP”扫描“签到二维码”进行签到。。随着经济的快速发展和居民收入水平的不断提高，我国汽车保有量迅速增加，汽车污染物排放造成的环保问题越来越突出。因此，国家有关部门先后多次出台和修订法规和标准，对汽车污染物排放进行严格管控和限制。作为汽车维修技术人员，只有熟悉排放控制系统的相关知识和操作技能，才能使所修汽车符合相关环保要求，达到验收标准。本项目主要介绍排放控制系统各主要组成部分的结构、工作原理和检修方法等知识，为学习后续内容及进行课程实训打基础。导读项目导读导读学习目标知识目标1．掌握各类排放控制系统的组成及工作原理。2．掌握排放控制系统各主要部件的结构、工作原理和检修方法。导读学习目标技能目标1．树立绿色环保、节能低碳的生态文明理念。2．培养认真负责、耐心细致的职业作风。素质目标1．能够拆装排放控制系统主要部件。2．能够检修排放控制系统的一般故障。任务5.1检修氧传感器和三元催化转化器任务5.2

检修废气再循环控制系统和二次空气喷射系统任务5.3检修燃油蒸发排放控制系统和曲轴箱强制通风系统任务5.1检修氧传感器和三元催化转化器任务引入小杨的汽车已经开了八年了。前段时间他按规定把车开到汽车检测站进行年检，可是该车被检测出尾气污染物超标，年检未能通过。于是，小杨把车送到汽车维修厂进行检修。在汽车维修厂，维修技师用汽车尾气分析仪对该车排放的尾气进行了检测，结果显示尾气污染物确实超出了限值。维修技师从排气管上把氧传感器和三元催化转化器拆下，发现氧传感器感应元件保护罩的颜色发黑，三元催化转化器内积聚了不少炭灰。于是，维修技师对氧传感器和三元催化转化器进行了清理。这些部件清理完成并安装好后，维修技师再次启动汽车对尾气进行了检测，结果显示污染物排放量明显减少，符合标准要求。之后该车顺利通过了年检。本任务要求学生了解排放控制系统的基本知识，掌握氧传感器和三元催化转化器的基本知识和检修方法。本任务的知识与技能要求如表5-1（详见教材）所示。任务工单——检测氧传感器学生领取任务工单（详见教材），并完成工单内容。1.学生分组2.获取信息3.任务准备6.课堂小结4.任务实施5.考核评价相关知识5.1.1排放控制系统概述汽车排放的污染物主要有碳氢化合物（HC）、一氧化碳（CO）和氮氧化物（NOx）等。HC主要是未燃烧和未完全燃烧的燃油、润滑油及其裂解产物和部分氧化物。HC在空气中达到一定浓度时，会与O2发生反应生成醛类有害物质，该物质会强烈刺激人的上呼吸道黏膜和眼睛等。CO主要是燃油中的碳没有完全燃烧生成的。CO是汽车排放的污染物中危害性最大的成分，一旦进入人体会与血液中的血红蛋白结合，影响血液运送氧气的功能，使人缺氧而导致头痛、眩晕等。NOx主要是可燃混合气在高温、富氧条件下燃烧时，其中的N2和O2发生化学反应生成的。NOx会造成人的呼吸系统功能失调。相关知识上述污染物主要通过发动机排气管排放到大气中，此外也有一部分污染物不经排气管而直接排入大气中，如燃油箱中蒸发的燃油蒸气和窜入曲轴箱的可燃混合气等。为了最大限度减少污染物排放量，满足污染物排放法规和标准的要求，现代汽车普遍采用多种排放控制系统对污染物进行控制和净化。根据污染物排放方式的不同，排放控制系统可分为排气污染物控制系统和非排气污染物控制系统两大类，如表5-8所示。类别具体排放控制系统排气污染物控制系统三元催化转化（英文简称TWC）系统废气再循环（英文简称EGR）控制系统二次空气喷射（英文简称AI）系统非排气污染物控制系统燃油蒸发排放控制（英文简称EVAP）系统曲轴箱强制通风（英文简称PCV）系统相关知识5.1.2氧传感器在排放控制系统中，三元催化转化系统是最有效的污染物净化系统，它主要由三元催化转化器、前氧传感器和后氧传感器等组成，如下图所示。根据是否带有加热元件，氧传感器可分为加热型和非加热型两种，其中加热型氧传感器能在发动机启动后短时间内将氧传感器迅速加热至工作温度。三元催化转化系统中常见的氧传感器有二氧化锆（ZrO2）氧传感器和二氧化钛（TiO2）氧传感器，下面分别进行介绍。相关知识1．二氧化锆氧传感器1）结构二氧化锆氧传感器的结构如右图所示。它主要由保护套、锆管、加热元件、壳体、碟簧、支撑管、导线支架和线束等组成，其中锆管为感应元件，它的材料为二氧化锆，是一种在有氧环境下能产生电压的陶瓷材料。相关知识2）工作原理在二氧化锆氧传感器中，锆管内、外表面覆盖了具有透气孔的薄层铂作为电极。其中，锆管内表面是正极，它与大气相通；锆管外表面是负极，它与汽车尾气相通。当发动机运转时，高温尾气使锆管内、外表面的氧气发生电离，由于内表面氧离子的含量高，外表面氧离子的含量低，因此锆管内、外表面电极之间将会产生电压差，这个电压差作为传感器的信号经导线支架和线束输送给ECU，ECU据此计算汽车尾气中氧的含量。相关知识二氧化锆氧传感器输出信号的特性与排气温度有关。当排气温度低于300℃时，二氧化锆氧传感器输出信号的特性不稳定。早期使用的二氧化锆氧传感器是依靠汽车尾气进行加热的，它在发动机启动运转几分钟后才开始工作。现在，大部分汽车使用的二氧化锆氧传感器带有加热元件，可在汽车启动后20～30s迅速将二氧化锆氧传感器加热至工作温度。提示相关知识2．二氧化钛氧传感器1）结构二氧化钛氧传感器的结构与二氧化锆氧传感器相似，不同之处在于二氧化钛氧传感器的保护套内是二氧化钛感应元件，如下图所示。二氧化钛是一种电阻值可随氧的含量变化而变化的半导体材料。相关知识2）工作原理二氧化钛感应元件在常温下具有很高的电阻值，但其表面一旦缺氧便会出现晶格缺陷，使二氧化钛感应元件的电阻值降低。发动机运转时，ECU向二氧化钛氧传感器提供蓄电池电压，该电路中还串联一个电阻用来分压。当汽车尾气中的氧含量发生变化时，二氧化钛感应元件的电阻值会随之变化，从而使二氧化钛氧传感器输出不同的电压。这个电压作为二氧化钛传感器的信号输送给ECU，ECU据此计算尾气中的氧含量。相关知识二氧化钛感应元件有芯片式和厚膜式两种。其中，芯片式二氧化钛感应元件将铂金属线埋入二氧化钛芯片中，铂金属线同时作为电极和催化剂使用；厚膜式二氧化钛感应元件是采用半导体封装工艺中的氧化铝层压板工艺制成的厚膜元件。由于二氧化钛感应元件的电阻值会随其工作温度的变化而变化，因此二氧化钛氧传感器的内部通常也装有加热元件，以使其工作温度保持恒定。提示相关知识3．氧传感器的检修当氧传感器出现故障时，发动机会出现怠速不稳、动力下降或污染物排放量超标等现象。氧传感器故障常见的原因有中毒失效、老化、积炭、碎裂、线路断脱和加热器电阻丝烧断等。其中，中毒失效主要是指铅中毒、硅中毒和磷中毒等导致的性能下降；老化的主要原因是感应元件表面局部温度过高；积炭的主要原因是可燃混合气燃烧不完全。下面以二氧化锆氧传感器为例，介绍用汽车故障诊断仪、万用表和示波器检测氧传感器的方法。二氧化锆氧传感器的线束端子如右图所示。相关知识1）用汽车故障诊断仪检测氧传感器（1）读取故障码。关闭点火开关，连接汽车故障诊断仪。打开点火开关，进入汽车故障诊断仪软件系统，读取并记录故障码。（故障码含义详见教材）（2）读取数据流。启动发动机使其怠速运转。读取氧传感器的数据流，数据流应在参考范围内有规律地变化，否则应对氧传感器进行检修。相关知识2）用万用表检测氧传感器（1）检测氧传感器的电阻。关闭点火开关，拔下氧传感器的线束插头。用万用表检测线束插座端子1与端子2之间的电阻，室温下所测电阻值应在1Ω和15Ω之间。若所测电阻值非常大，则表示氧传感器的电路存在断路或其中的加热元件损坏，需要更换氧传感器。相关知识（2）检测氧传感器的供电电压关闭点火开关，拔下氧传感器的线束插头，打开点火开关。用万用表检测线束插头端子1与车身搭铁之间的电压，所测电压值应在11.5V和14V之间。若不符，则表示氧传感器的供电线路存在故障，应对其进行检修。关闭点火开关，接通氧传感器的线束插头，打开点火开关，启动发动机使其怠速运转。用示波器检测氧传感器端子4的输出信号，该信号应呈规律变化的脉冲信号波形。若不符，则表示氧传感器已经损坏，应对其进行更换。3）用示波器检测氧传感器相关知识5.1.3三元催化转化器三元催化转化器主要由金属外壳、隔热减振衬垫、催化剂载体等组成，如下图所示。1．结构相关知识其中催化剂载体为布满栅格通道的整体陶瓷体，栅格通道表面有氧化铝涂层。氧化铝涂层将铂、钯、铑等组成的催化剂牢固地黏附在栅格通道的表面，可增大汽车尾气与催化剂的接触面积，提高污染物的转化效率。三元催化转化器工作时，HC和CO通过氧化反应生成H2O和CO2，NOx通过还原反应生成N2，这些化学反应的发生需要一定的温度，并且温度越高反应速度越快。发动机运转时，三元催化转化器中的催化剂能吸附尾气中的污染物，使它们的化学键变得松散，从而降低转化反应所需要的温度，提高污染物的转化效率，减少污染物排放量。2．工作原理相关知识3．影响三元催化转化器转化效率的因素1）可燃混合气的空燃比三元催化转化器转化效率与可燃混合气空燃比的关系如右图所示。当发动机在理论空燃比14.7∶1附近很窄的范围内运转时，三元催化转化器对HC、CO和NOx的综合转化效率最高。因此，必须对可燃混合气的空燃比进行精确控制，使其保持在理论空燃比附近。相关知识排气温度的升高对汽车尾气污染物的氧化反应和还原反应都有促进作用，但排气温度过高（达到950℃以上）会使催化剂产生热烧结而失去活性，同时还会使三元催化转化器加速老化，因此必须将排气温度控制在合理的范围内。三元催化转化器的最佳使用温度通常为400～800℃。为使三元催化转化器高效工作，一方面可在汽车暖机阶段对三元催化转化器进行预热，使其工作温度尽快达到最佳；另一方面可在三元催化转化器中配置排气温度传感器来监测排气温度的变化，便于驾驶员及时发现并排除相关故障，避免三元催化转化器因工作温度过高而失效。2）排气温度相关知识由于汽车尾气污染物的氧化反应需要大量的氧气，因此很多三元催化转化器采用了两级催化器结构，并在两级催化器之间喷入空气以提供更多的氧气。提示除了排气温度过高会降低催化剂的活性之外，催化剂中毒也会显著降低催化剂的活性。催化剂中毒可分为化学中毒和机械中毒。3）催化剂的活性相关知识化学中毒是指燃油添加剂和润滑油添加剂与催化剂产生化学反应造成的催化剂活性降低。燃油中会导致催化剂中毒的元素主要是铅、锰、硫和磷，过去以铅最为常见，这是因为那时汽油普遍通过加入四乙基铅来提高辛烷值。为了解决大气铅污染的问题，国家已禁止销售含铅汽油，由铅导致的催化剂中毒已越来越少。目前较为常见的催化剂中毒是由燃油添加剂和润滑油添加剂中的锰、磷、硫元素造成的。因此，使用未经认可或推荐的燃油、润滑油及添加剂，可能会加剧催化剂活性的降低。机械中毒是指燃油添加剂和润滑油添加剂，以及废气中的沉积物覆盖催化剂造成的催化剂活性降低。相关知识4．三元催化转化器的检修1）外观检查当三元催化转化器失效时，汽车尾气中的污染物排放量会出现超标；当三元催化转化器堵塞时，发动机会出现启动困难或动力下降的现象。三元催化转化器的故障一般可通过外观检查和性能检测来排查。排查三元催化转化器的故障时，首先要进行外观检查，检查步骤如下。相关知识（1）用举升机将汽车举升后，观察三元催化转化器的金属外壳是否有隆起、变形和裂纹，各连接件是否紧固牢靠，若存在异常，应对其进行检修。（2）查看三元催化转化器的金属外壳是否有严重的褪色斑点、青色或紫色痕迹，隔热减振衬垫上是否有明显的暗灰斑点。若有，则说明三元催化转化器曾处于过热状态，应对其进行检修。（3）敲打并晃动三元催化转化器，听其内部是否发出物体碰撞的声音，观察排气管是否有异物排出。若存在异常，表示三元催化转化器内部的催化剂载体损坏，应对其进行更换。发动机运转一段时间后，排放控制系统部件会有很高的温度，因此在对三元催化转化器及其附件进行检修或在其周围作业时，应采取必要的防护措施，以防止烫伤。提示相关知识2）性能检测（1）检测三元催化转化器的工作温度打开点火开关，启动发动机使其怠速运转，用高温测试仪检测三元催化转化器进气口和排气口的温度。正常情况下三元催化转化器排气口的温度应比进气口的温度高30～100℃，否则表示三元催化转化器工作不良，应对其进行检修。由于三元催化转化器只有在达到一定温度后才能发挥催化转化作用，因此在对其进行性能检测时，一定要对发动机进行充分预热。提示相关知识（2）检测三元催化转化器的堵塞情况将EGR阀的真空软管取下，并将其管口封住，以免产生真空泄漏的假象。将真空表接到进气歧管上，将发动机缓慢加速到2500r/min，观察真空表的示数。若真空表的示数瞬间下降到原有水平（47.5～74.5kPa），并能稳定保持在这一水平15s以上，则表示三元催化转化器没有堵塞；若真空表的示数下降幅度过大，则表示三元催化转化器存在堵塞，应对其进行检修。相关知识（3）检测尾气中污染物的含量保持发动机怠速运转，用汽车尾气分析仪检测尾气中CO和HC的含量，所测值应低于维修手册的规定值。将发动机缓慢加速，同时观察汽车尾气分析仪上CO和HC含量的变化。当发动机转速升到2500r/min并稳定这一转速时，CO与HC的含量应缓慢下降，并稳定在低于或接近于怠速时的数值。若不符，则表示三元催化转化器已经失效，应对其进行检修。实践操作——检测氧传感器别克威朗车型发动机氧传感器的线束端子如右图所示。下面分别介绍用汽车故障诊断仪、万用表和示波器检测该车型发动机氧传感器的步骤。实践操作——检测氧传感器1．用汽车故障诊断仪检测氧传感器连接汽车故障诊断仪，进入汽车故障诊断仪软件系统，读取故障码。汽车故障诊断仪读取到故障码P0030和P0031，表示氧传感器存在故障，需要进一步检测。1）读取故障码实践操作——检测氧传感器进入读取数据流界面，选择相应的检测选项，启动发动机使其怠速运转，读取氧传感器的数据流。汽车故障诊断仪读取到加热型氧传感器1的电压不在0V和1V之间，表示加热型氧传感器1存在故障，需要进一步检测。2）读取氧传感器的数据流实践操作——检测氧传感器2．用万用表检测氧传感器关闭点火开关，拔下氧传感器的线束插头，用万用表检测氧传感器的电阻。线束插座端子1与端子2之间所测电阻值为10.6Ω，该电阻值在1Ω和15Ω之间，表示氧传感器的电阻正常。1）检测氧传感器的电阻实践操作——检测氧传感器关闭点火开关，拔下氧传感器的线束插头，打开点火开关，用万用表检测氧传感器的供电电压。线束插头端子2与车身搭铁之间所测电压值为12.19V，该电压值在11.5V和14V之间，表示氧传感器的供电电压正常。2）检测氧传感器的供电电压实践操作——检测氧传感器关闭点火开关，拔下氧传感器的线束插头，将氧传感器通过专用检测盒与ECU接通。打开点火开关，启动发动机使其怠速运转。打开示波器，将示波器通道1的线束探头接端子4，用示波器检测氧传感器的输出信号。示波器屏幕显示氧传感器的输出信号呈规律变化的脉冲信号波形，表示氧传感器工作正常。3．用示波器检测氧传感器任务5.2检修废气再循环控制系统和二次空气喷射系统任务引入小齐的爱车最近出现了一些异常：发动机怠速运转时抖动严重，有时还会熄火；加速时动力不足，有时还会发出“突突”声。于是，小齐把车开到了汽车维修厂。在汽车维修厂，维修技师用汽车故障诊断仪读取了该车的OBD-Ⅱ故障码，故障码显示EGR阀存在故障。于是，维修技师用万用表对EGR阀进行了检测，发现其电阻值不在参考范围之内。更换EGR阀后，该车恢复了正常。本任务要求学生掌握废气再循环控制系统及其主要部件、二次空气喷射系统及其主要部件的基本知识和检修方法。本任务的知识与技能要求如表5-10（详见教材）所示。任务工单——检测EGR阀学生领取任务工单（详见教材），并完成工单内容。1.学生分组2.获取信息3.任务准备6.课堂小结4.任务实施5.考核评价5.2.1

废气再循环控制系统相关知识发动机运转时，气缸内可燃混合气的燃烧温度越高，N2和O2在燃烧过程中越容易发生反应，生成的NOx越多。废气再循环控制系统可将发动机排放的一部分废气引入进气管，使可燃混合气变稀而减少其燃烧时产生的热量，从而降低燃烧温度，减少NOx的生成。由于发动机在不同工况下对再循环废气的需求量不同，因此废气再循环控制系统必须对EGR率加以控制。EGR率是指再循环废气的量占整个进气量的体积分数，废气再循环控制系统通常把EGR率控制在6%～15%。1．概述相关知识发动机在怠速、低速小负荷运转或处于冷机状态时，废气再循环控制系统会使发动机的性能出现明显下降。因此，废气再循环控制系统通常不在这些工况下工作。提示根据再循环废气流经途径的不同，废气再循环控制系统可分为内置式和外置式两种。其中，内置式废气再循环控制系统通过控制排气门的配气相位来实现废气再循环控制，如通过调整气门重叠角来控制EGR率。内置式废气再循环控制系统的结构简单，但是其控制精度不高。目前，大多数汽车采用外置式废气再循环控制系统，下面主要对其进行介绍。相关知识2．废气再循环控制系统的组成及工作原理1）组成如右图所示，废气再循环控制系统主要由ECU、EGR阀、EGR冷却器、冷却液温度传感器、曲轴位置传感器、节气门位置传感器和空气流量传感器等组成。相关知识废气再循环控制系统有开环控制和闭环控制两种控制方式，其工作原理有所不同。在开环控制废气再循环控制系统中，ECU根据有关传感器信号判断发动机的工况，计算出所需的EGR率，并向EGR阀发出指令信号。EGR阀按照指令信号开启或关闭阀门，或对阀门的开度进行调整，实现对EGR率的控制。该控制系统中没有反馈信号。闭环控制废气再循环控制系统具有更好的控制精度，它在开环控制废气再循环控制系统的基础上将EGR阀的开度作为反馈信号，ECU据此不断调整EGR阀的开度，可实现EGR率的精确控制。2）工作原理相关知识3．EGR阀1）膜片式EGR阀膜片式EGR阀的结构如右图所示。它主要由回位弹簧、真空室、真空膜片、轴阀、阀座和壳体等组成。相关知识膜片式EGR阀的工作原理如右图所示。废气再循环控制系统工作时，ECU控制真空电磁阀把真空引入膜片式EGR阀的真空室，使真空膜片收缩并带动轴阀向上移动，从而使膜片式EGR阀开启。废气再循环控制系统不工作时，ECU控制真空电磁阀把空气引入膜片式EGR阀的真空室，真空膜片在回位弹簧的作用下回复并带动轴阀向下移动，从而使膜片式EGR阀关闭。相关知识在闭环控制废气再循环控制系统中，膜片式EGR阀集成有位置传感器，其真空膜片上装有一个可变电阻。当真空膜片收缩或回复时，可变电阻的电阻值发生变化，可变电阻两端的电压也随之变化。该电压作为EGR阀的开度信号输送给ECU，ECU据此向真空电磁阀发出修正信号来调整EGR阀的开度，以实现对EGR率的精确控制。提示相关知识2）数字式EGR阀数字式EGR阀的结构如右图所示。它主要由电磁线圈、铁芯、线束插座、弹簧、基座和轴阀等组成。其中，基座底部开有孔径不同的阀孔，3个轴阀分别由3个电磁线圈驱动，ECU通过控制这3个电磁线圈电路的通断分别控制3个阀孔的打开和关闭，可以对再循环废气的流量进行切换。相关知识3）线性式EGR阀线性式EGR阀的结构如右图所示。它主要由EGR阀开度传感器、电磁线圈、衔铁、铁芯、轴阀、阀座和线束插座等组成。当线性式EGR阀中的电磁线圈通电时，衔铁和轴阀在磁场的作用下被吸起，阀孔打开，再循环废气进入进气管。同时，EGR阀开度传感器将EGR阀的开度信息反馈给ECU，ECU据此向电磁线圈输送不同占空比的脉冲电压来精确调整衔铁位置，以修正EGR阀的开度，将EGR率保持在最佳值。相关知识废气再循环控制系统的故障大多是由EGR阀故障引起的。当EGR阀存在故障时，废气再循环控制系统会失灵，发动机会出现温度过高、动力不足、减速时熄火、油耗增大或启动困难等现象。EGR阀一般可用汽车故障诊断仪、万用表和气泵进行检测。4．EGR阀的检修1）用汽车故障诊断仪检测EGR阀（1）读取故障码。关闭点火开关，连接汽车故障诊断仪。打开点火开关，进入汽车故障诊断仪软件系统，读取并记录故障码。（故障码含义详见教材）（2）读取EGR阀的数据流启动发动机使其怠速运转。读取EGR阀的数据流，数据流应在参考范围内有规律地变化，否则应对EGR阀进行检修。相关知识2）用万用表检测EGR阀（1）检测EGR阀的电阻关闭点火开关，拔下EGR阀的线束插头。用万用表检测EGR阀线束插座正极端子与负极端子之间的电阻，所测电阻值应在9Ω和10Ω之间。若不符，则表示EGR阀损坏，应对其进行更换。（2）检测EGR阀的供电电压关闭点火开关，拔下EGR阀的线束插头，打开点火开关。用万用表检测EGR阀正极端子与车身搭铁之间的电压，所测电压值应在11.5V和14V之间。若不符，则表示EGR阀的供电线路存在故障，应对其进行检修。相关知识3）用气泵检测EGR阀关闭点火开关，拔下EGR阀的线束插头，取出EGR阀，用气泵向EGR阀的阀孔注入压缩空气来检测EGR阀的气密性。若听不到EGR阀漏气的声音，则表示EGR阀的气密性良好。若不符，则表示EGR阀已经损坏，应对其进行更换。5.2.2二次空气喷射系统相关知识在发动机冷启动的过程中或在一定工况下，气缸内可燃混合气中的燃油含量较高，而此时三元催化转化器还未达到其最佳工作温度，导致发动机排放的HC和CO较多。在此情况下，二次空气喷射系统可将空气送入排气管以增大尾气中的氧含量，促使HC和CO进一步氧化。这不但可以减少HC和CO的排放量，还可以使三元催化转化器快速升温以提高其工作效率，从而有效减少污染物排放量。根据空气喷射动力的不同，二次空气喷射系统可分为气泵式和脉冲式两种，下面分别进行介绍。相关知识1．气泵式二次空气喷射系统如右图所示，气泵式二次空气喷射系统主要由空气滤清器、二次空气泵、ECU、继电器、真空电磁阀和组合阀等组成。相关知识气泵式二次空气喷射系统只在发动机处在一定工况下工作，具体如下。（1）发动机冷启动后，冷却液温度在5～33℃时，气泵式二次空气喷射系统工作100s。（2）发动机热启动后，冷却液温度高于96℃时，气泵式二次空气喷射系统工作10s。提示当二次空气喷射系统工作时，ECU向继电器发出指令信号使二次空气泵启动，同时控制真空电磁阀将来自进气歧管的真空引入组合阀，使组合阀中的进气阀打开。此时，二次空气泵将空气从空气滤清器吸入，并通过组合阀将空气喷入排气歧管中。当二次空气喷射系统不工作时，真空电磁阀将空气引入组合阀，使组合阀中的进气阀关闭，以防止排气歧管中的废气回流。相关知识2．脉冲式二次空气喷射系统脉冲式二次空气喷射系统的组成如下图所示。与气泵式二次空气喷射系统相比，脉冲式二次空气喷射系统不需要二次空气泵作为空气动力源。发动机运转时，在排气门每次关闭的很短时间内，排气歧管内的废气压力会低于大气压力而产生一个废气真空脉冲。脉冲式二次空气喷射系统就是利用大气压与废气真空脉冲之间的压力差使空气进入排气歧管的。当发动机怠速或低速运转时，ECU控制真空电磁阀打开，来自进气歧管的真空使单向阀打开，并通过真空软管进入组合阀的谐振室，将组合阀中的进气阀打开。相关知识相关知识当发动机高速运转时，排气门开关的频率较高，每次废气真空脉冲的持续时间非常短，此时脉冲式二次空气喷射系统不工作。提示此时，在废气真空脉冲的作用下，来自空气滤清器的空气被吸入，通过组合阀中的单向阀进入排气歧管。当废气压力大于大气压时，组合阀中的单向阀关闭，可防止排气歧管中的废气回流。排气门每关闭一次，排气歧管内出现一次废气真空脉冲，组合阀中的单向阀就开启和关闭一次。如此循环，吸入排气歧管的空气与废气中的HC和CO进一步反应，从而减少污染物排放量。相关知识二次空气喷射系统的故障大多是由真空电磁阀的故障引起的。当真空电磁阀存在故障时，发动机会出现污染物排放量超标的现象，还可能引起三元催化转化器工作不良而出现其他故障现象。真空电磁阀一般可用汽车故障诊断仪、万用表和气泵等进行检测。3．真空电磁阀的检修1）用汽车故障诊断仪检测真空电磁阀（1）读取故障码。关闭点火开关，连接汽车故障诊断仪。打开点火开关，进入汽车故障诊断仪软件系统，读取并记录故障码。（故障码含义详见教材）（2）读取真空电磁阀的数据流启动发动机使其怠速运转，读取真空电磁阀的数据流，数据流应在参考范围内有规律地变化，否则应对真空电磁阀进行检修。相关知识2）用万用表检测真空电磁阀（1）检测真空电磁阀的电阻关闭点火开关，拔下真空电磁阀的线束插头。用万用表检测线束插座正极端子与负极端子之间的电阻，所测电阻值应在33Ω和39Ω之间。若不符，则表示真空电磁阀已经损坏，应对其进行更换。（2）检测真空电磁阀的供电电压关闭点火开关，拔下真空电磁阀的线束插头，打开点火开关。用万用表检测线束插头正极端子与车身搭铁之间的电压，所测电压值应在11.5V和14V之间。若不符，则表示真空电磁阀的供电线路存在故障，应对其进行检修。相关知识3）用气泵检测真空电磁阀关闭点火开关，拔下真空电磁阀的线束插头，取出真空电磁阀，用蓄电池直接给真空电磁阀供电，用气泵向真空电磁阀的阀孔注入压缩空气，检测真空电磁阀的工作情况。真空电磁阀不通电时，压缩空气应不能从其阀孔通过；真空电磁阀通电时，压缩空气应能从其阀孔通过。若不符，则表示真空电磁阀已经损坏，应对其进行更换。实践操作——检测EGR阀别克凯越车型发动机EGR阀的线束端子如右图所示。下面分别介绍用汽车故障诊断仪、万用表和气泵检测该车型发动机EGR阀的步骤。实践操作——检测EGR阀1．用汽车故障诊断仪检测EGR阀连接汽车故障诊断仪，进入汽车故障诊断仪软件系统，选择相应的检测选项，读取故障码。汽车故障诊断仪读取到故障码P0403，表示EGR阀存在故障，需要进一步检测。1）读取故障码实践操作——检测EGR阀进入读取数据流界面，选择相应的检测选项，启动发动机使其怠速运转，读取EGR阀的数据流。汽车故障诊断仪读取到EGR阀废气再循环反馈信号的电压在参考范围内，表示EGR阀工作正常。否则，应对EGR阀做进一步检测。2）读取EGR阀的数据流实践操作——检测EGR阀2．用万用表检测EGR阀关闭点火开关，拔下EGR阀的线束插头，用万用表检测EGR阀的电阻。线束插座端子4与端子6之间所测电阻值为9.4Ω，该电阻值在9Ω和10Ω之间，表示EGR阀的电阻正常。1）检测EGR阀的电阻实践操作——检测EGR阀关闭点火开关，接通EGR阀的线束插头，打开点火开关，用万用表检测EGR阀的供电电压。端子1与车身搭铁之间所测电压值为12.1V，该电压值在11.5V和14V之间，表示EGR阀的供电电压正常。2）检测EGR阀的供电电压实践操作——检测EGR阀关闭点火开关，拔下EGR阀的线束插头，取出EGR阀，用气泵检测EGR阀的气密性。用气泵向EGR阀的阀孔注入压缩空气，压缩空气不能从中通过，表示EGR阀的气密性良好。3．用气泵检测EGR阀任务5.3检修燃油蒸发排放控制系统和曲轴箱强制通风系统任务引入六年前王先生购买了一辆小汽车，该车车况一直很好。上周，王先生发现该车发动机启动后怠速运转不稳，偶尔还会突然熄火。一开始他没有在意，可没过多久，汽车仪表板上润滑油不足的故障指示灯亮了，而且发动机启动越来越困难，于是他把车开到了4S店。在4S店，维修技师张师傅用汽车故障诊断仪读取了该车的OBD-Ⅱ故障码，故障码显示曲轴箱强制通风系统工作异常。于是，张师傅对该系统的部件进行了拆解和检查，发现该车不仅进气管内积炭严重，而且曲轴箱内积存了不少油泥。张师傅判断故障是因PCV阀损坏所致。在对相关部件进行清理并更换PCV阀后，该车恢复了正常。本任务要求学生掌握燃油蒸发排放控制系统及其主要部件、曲轴箱强制通风系统及其主要部件的基本知识和检修方法。本任务的知识与技能要求如表5-19（详见教材）所示。任务工单——检测活性炭罐电磁阀学生领取任务工单（详见教材），并完成工单内容。1.学生分组2.获取信息3.任务准备6.课堂小结4.任务实施5.考核评价5.3.1燃油蒸发排放控制系统相关知识燃油蒸发排放控制系统不但能收集燃油箱内产生的燃油蒸气，防止燃油蒸气泄漏到大气中而污染环境，还能将收集的燃油蒸气适时地送入进气歧管，与可燃混合气一同进入气缸参与燃烧，使燃油得到充分利用。如下图所示，燃油蒸发排放控制系统主要由ECU、燃油箱、加油限位通气阀、翻滚阀、燃油蒸气压力传感器、活性炭罐、空气截止阀和活性炭罐电磁阀等组成，其主要部件的功能如表5-17所示。1．燃油蒸发排放控制系统的组成相关知识相关知识加油限位通气阀用来将燃油箱内产生的燃油蒸气导入燃油蒸气管路，并在加油过程中对燃油液位进行限制。翻滚阀可在加油限位通气阀关闭时，将燃油蒸气导入燃油蒸气管路，并防止燃油箱中的液态燃油进入活性炭罐。当汽车发生倾斜或翻滚时，翻滚阀可关闭燃油蒸气管路，防止燃油泄漏。燃油蒸汽压力传感器用来检测燃油箱内的燃油蒸气的压力，并将其转换为电信号输送给ECU。活性炭罐内部充有活性炭颗粒，用来储存燃油蒸气中的燃油分子。空气截止阀用来控制活性炭罐空气通道的通断。相关知识随着燃油在燃油箱中不断蒸发，燃油蒸气的压力不断增大，燃油蒸气通过加油限位通气阀和翻滚阀进入燃油蒸气管路。当燃油蒸气到达活性炭罐时，燃油蒸气中的燃油分子被吸附在活性炭颗粒表面。发动机运转时，ECU根据发动机转速、冷却液温度、进气歧管绝对压力等信号向活性炭罐电磁阀发出脉冲信号来控制其开度。当活性炭罐电磁阀开启时，空气截止阀同时开启，空气在进气歧管真空吸力的作用下被吸入活性炭罐，将燃油蒸气及吸附在活性炭颗粒表面的燃油分子带入进气歧管，与可燃混合气一同进入气缸参与燃烧。这一过程一方面使燃油得到了充分利用，另一方面也使活性炭颗粒恢复了吸附燃油分子的能力。2．燃油蒸发排放控制系统的工作原理相关知识空气截止阀一方面可以防止燃油蒸气从活性炭罐空气入口处流出，另一方面可在发动机怠速运转时关闭活性炭罐空气入口，此时燃油蒸发排放控制系统可通过燃油蒸气压力传感器监测燃油蒸气的压力，以判断系统是否发生泄漏。提示发动机正常工作时，为了不破坏可燃混合气的空燃比，活性炭罐电磁阀的开启需要满足以下条件。（1）发动机启动时间已超过规定值。（2）冷却液温度已高于规定值。（3）怠速开关处于断开状态。（4）发动机转速高于规定值。相关知识活性炭罐电磁阀的故障一般可用汽车故障诊断仪、万用表和气泵进行检测。3．活性炭罐电磁阀的检修1）用汽车故障诊断仪检测活性炭罐电磁阀（1）读取故障码。关闭点火开关，连接汽车故障诊断仪。打开点火开关，进入汽车故障诊断仪软件系统，读取并记录故障码。（故障码含义详见教材）（2）读取活性炭罐电磁阀的数据流启动发动机使其怠速运转，读取活性炭罐电磁阀的数据流，数据流应在参考范围内有规律地变化，否则应对活性炭罐电磁阀进行检修。相关知识2）用万用表检测活性炭罐电磁阀（1）检测活性炭罐电磁阀的电阻关闭点火开关，拔下活性炭罐电磁阀的线束插头。用万用表检测线束插座正极端子与负极端子之间的电阻，所测电阻值应在28Ω和32Ω之间。若不符，则表示活性炭罐电磁阀已经损坏，应对其进行更换。（2）检测活性炭罐电磁阀的供电电压关闭点火开关，拔下活性炭罐电磁阀的线束插头，打开点火开关。用万用表检测线束插头正极端子与车身搭铁之间的电压，所测电压值应在11.5V和14V之间。若不符，则表示活性炭罐电磁阀的供电线路存在故障，应对其进行检修。相关知识3）用气泵检测活性炭罐电磁阀关闭点火开关，拔下活性炭罐电磁阀的线束插头，取出活性炭罐电磁阀。用蓄电池直接给活性炭罐电磁阀供电，用气泵向活性炭罐电磁阀的阀孔注入压缩空气，检测活性炭罐电磁阀的工作情况。活性炭罐电磁阀不通电时，压缩空气应不能从其阀孔通过；活性炭罐电磁阀通电时，压缩空气应能从其阀孔通过。若不符，则表示活性炭罐电磁阀已经损坏，应对其进行更换。5.3.2曲轴箱强制通风系统相关知识发动机运转时，可燃混合气在气缸内燃烧的过程中会有一小部分通过活塞环窜入曲轴箱，这部分气体称为曲轴箱窜气。曲轴箱窜气包括未燃尽的可燃混合气和燃烧后的废气，它们不仅会污染环境，而且会稀释和污染润滑油，使润滑油的润滑性能下降。此外，若曲轴箱窜气的压力超出曲轴箱密封件的承受能力，还会造成曲轴箱密封失效，出现润滑油渗漏的现象。曲轴箱强制通风（PCV）系统将曲轴箱窜气重新引入气缸内燃烧，不但可以减轻环境污染，还可以提高发动机的燃油经济性和使用寿命。相关知识1．曲轴箱强制通风系统的组成及工作原理如右图所示，曲轴箱强制通风系统主要由空气软管、PCV阀和废气软管等组成。其中，空气软管连通空气滤清器和气门室罩盖，PCV阀安装在另一侧气门室罩盖上，废气软管连通PCV阀和进气歧管。1）组成相关知识发动机运转时，进气歧管内的真空使PCV阀开启，新鲜空气在进气歧管真空吸力的作用下经空气滤清器、空气软管从气门室罩盖进入曲轴箱，并在曲轴箱中与曲轴箱窜气混合。新鲜空气和曲轴箱窜气的混合气，通过PCV阀从另一侧气门室罩盖进入进气歧管，最终从进气门进入气缸参与燃烧。2）工作原理2．PCV阀PCV阀是曲轴箱强制通风系统中最重要的部件，它是由真空度控制的计量控制阀，能根据发动机工况的变化自动调整曲轴箱进入进气歧管的气体流量，使曲轴箱内外压力保持平衡。PCV阀的结构如下图所示。它主要由阀座、阀芯、弹簧和阀体等组成。相关知识发动机不同，适用的PCV阀流量不同，因此在更换PCV阀时，要根据发动机的型号进行选择。提示发动机的工况不同，PCV阀的工作状态不同，如表5-27所示。相关知识发动机工况不运转怠速或减速运转匀速运转加速或大负载运转进气歧管真空度0高中等低PVC阀的开度全闭小开度中等开度大开度曲轴箱窜气量0少中等大PVC阀的工作状态相关知识当发动机出现回火时，PCV阀还可以借助燃烧气体的压力压紧阀芯而关闭，以防止火焰传到曲轴箱引起爆炸。提示3．PVC阀的检修曲轴箱强制通风系统的故障大多是由PCV