常见酸碱讲义精华版

常见车型排放系统分析与故障诊断常见车型排放系统分析与故障诊断 姓名 班级 指导老师 摘 要 汽车在使用过程中 由于某种或多种原因 会引起汽车性能的变化 汽车排放系 统是汽车重要的组成部分之一 一旦出现故障而没有及时排除 会引起汽车发动机的 运行异常 并会使汽车排放的尾气中的CO HC和NOx等有害气体超标 论文介绍汽车排 放系统的各组成部分及常见车型排放控制系统 分析了各系统的工作原理和控制策略 列举了各系统的常见故障现象 并进行系统的判断与分析最后提出可行的解决方案 关键字 排放系统 故障 分析 原理 目录 目录 1 汽车排放系统简介 3 1 1 常见汽车排放系统介绍 3 1 2 常见车型排放控制系统的组成 4 1 2 1 曲轴箱强制通风系统 4 1 2 2 燃油蒸发排放控制系统 5 1 2 3 三元催化转换系统 6 1 2 4 废气再循环系统 6 2 汽车排放控制系统检修 6 2 1 曲轴箱强制通风系统的检修 6 2 2 燃油蒸发排放控制系统的检修 7 2 3 废气再循环系统的检修 8 2 4 三元催化转换系统的检修 9 3 常见车型排放控制系统故障的维修实例 9 3 1 案例一 9 3 2 案例二 9 结论 9 参考文献 9 致 谢 9 汽车排放系统简介 1 1 汽车排放系统简介 1 1 常见汽车排放系统介绍 汽车排放系统是指收集并且排放废气的系统 该系统一般由排气支管 排气 管 催化转换器 排放温度传感器 消声器和排放尾管等组成 汽车排 放系统是 主要作用是排放发动机工作所排出的废气 同时使排出的废气污染减小 噪音减小 汽车排放系统主要用于轻型车 微型车和客车 摩托车等机动车辆 1 排放管 排放系统看似只是简单的管道 其实设计时不仅要考虑到特定的底盘 布置 而且排放系统的长度 管径大小 消声器的大小都要考虑到排放气体的流动 防止相邻气缸排放时气流的互相干涉 在电喷发动机上 氧传感器就装在排放总管上 它感应排放中氧分子含量并反馈至电控单元 ECU 从而决定迸入发动机内的混合气 比例 2 催化式净化器 排放总管连接催化式排放净化器 催化式排放净化器的关键在 于 催化 也就是利用催化剂对汽车的废气进行净化 将废气中的有害物质转化为 无害物质 催化式排放净化器有氧化型 双床型 三元型等多种型式 其中最常用的是三元 型催化式净化器 所谓三元型催化式净化器是指汽车废气只要通过净化器本身 就可 同时将废气中的三种主要有害物质转化为无害物质的一种高效率净化器 它的壳体用 耐高温的不锈钢制成 内部的蜂巢式通道上涂有催化剂 催化剂的成份有铂 钯和铑 等稀土金属 当汽车废气通过净化器的通道时 一氧化碳和碳氢化合物就会在催化剂 铂与钯的作用下 与空气中的氧发生反应产生无害的水和二氧化碳 而氮氧化合物则 在催化剂铑的作用下被还原为无害的氧和氮 三元型催化式排放净化器的净化效率十 分高 可以净化 90 以上的有害物质 是现代轿车上一种标准装置 当然 催化式排 放净化器也不是全能的 它只能适用于无铅汽油做燃料的汽车 如果使用含铅汽油 废气中的铅就会覆盖催化剂 使净化器停止工作而不起任何作用 所以现在的车用汽 油一般都是无铅汽油 3 消声器 从催化式排放净化器出来就连接到消声器了 消声器横截面是一个圆 形或者椭圆形的物体 多用薄钢板焊制 装在排放系统的中部或者后部位置上 它内 部有一系列隔板 腔室 孔洞和管道 利用声波反射互相干扰抵消的现象 使声能逐 渐消弱 用以隔离和衰减排放门每次打开时产生的脉动压力 目前 越来越多的消声 器采用镀铝不锈钢材料 降低重量并可延长寿命 2 排放门开启时高速冲出的废气所产生的脉动压力是产生噪声的根源 又称为气流 噪声 噪声可达 120 分贝以上 是人体承受不了的 轿车常用的消声器多是倒流式 即废气流通过元件内部时要改变方向 现在还有一种电子消声器 传感器从排放总管出口处截取气流压力波形 反馈至 计算机并指令扬声器 装在系统内 产生一个同样波形的相反波去互相抵消 从而减 少噪声 消声器虽然能降低噪声 但会降低一些发动机功率 因为就算设计完善的消声器 也会在系统中产生一些背压 从而降低发动机容积功率 因此一些竞赛车是不装消声 器的 开起来噪声十分大 4 尾管 与消声器连接最后一节是尾管 它是排放系统最后一段管子 将废气引出 车外 尾管有单排放和双排放两种 一般 V 型发动机或大排量发动机采用双排放 小 排量车采用单排放 主要功能是把发动机在燃烧过程中产生的废气从多个气缸内收集 清洁 经三元催 化器 消声 然后引到车后排放 1 2 常见车型排放控制系统的组成 1 2 1 曲轴箱强制通风系统 为了降低排气污染 延长机油的使用寿命 减小零件的腐蚀和磨损 必须使发动 机曲轴箱保持通风 将渗入曲轴箱内的气体排出去 现代发动机常设有曲轴箱强制通 风装置 将窜入曲轴箱的气体经过废气通风管引入进气支管或空气滤清器内 使废气 重新吸入气缸进行再燃烧 这样不仅能提高发动机的经济性 减少排气污染 而且能 使发动机曲轴箱内气压保持相对稳定 曲轴箱通风的方式通常有自然通风和强制通风两种 若将进入曲轴箱内的气体直 接排入大气之中 通常称为自然通风 这种方式因会污染大气而很少采用 将曲轴箱 内的气体导入发动机进气管内 使它被吸入气缸内燃烧 这种方式称为强制通风 它 不仅能减小对大气的污染 同时还提高了燃料的经济性 故在现代汽车发动机上广泛 采用 曲轴强制通风系统结构如图1所示 汽车排放系统简介 3 图1曲轴强制通风系统结构图 1 2 2 燃油蒸发排放控制系统 图2 燃油蒸发排放控制系统的构成 1 发动机 2 喷油嘴 3 空气滤清器 4 EVAP活性碳罐清洗电磁阀 5 双通阀 6 燃油止回阀 7 滤油器盖 8 溢流限制器 9 流至燃油 管路的燃油 10 燃油泵 11 燃油过滤器 12 油位传感器 13 溢流 管 14 活性碳 15 活性碳罐 蒸发排放 EVAP 系统的作用是减少燃油蒸汽逸入大气中 当油箱中燃油蒸汽的 压力高于EVAP双通阀的设定值时 双通阀 图2 5 便打开 使燃油蒸汽流入EVAP控制碳 汽车排放系统简介 3 罐 4 吸附在碳罐中的活性碳上 当ECM探测到系统达到正常工作条作 发动机启动 冷却水 温度高于75 时 便断开EVAP净化控制电磁阀的搭铁电路 使电磁阀开启 将歧管 内的真空加到碳罐上 并将新鲜空气吸入碳罐内 使燃油蒸汽经EVAP净化控制电磁阀 进入节气门体内 并通过进气歧管流入燃烧室供发动机燃烧 1 2 3 三元催化转换系统 三元催化转换系统 TWC 可将汽车尾气排出的CO HC和NOx等有害气体通过氧化和 还原作用转变为无害的二氧化碳 水和氮气 当高温的汽车尾气通过净化装置时 三 元催化器中的净化剂将增强CO HC和NOx三种气体的活性 促使其进行一定的氧化 还 原化学反应 其中CO在高温下氧化成为无色 无毒的二氧化碳气体 HC化合物在高温 下氧化成水 H20 和二氧化碳 NOx还原成氮气和氧气 三种有害气体变成无害气体 使汽车尾气得以净化 1 2 4 废气再循环系统 废气再循环系统 EGR 是在发动机工作过程中 将一部分废气引到进气门吸入的 新鲜空气中 一起返回气缸内部进行再循环参与燃烧的方法 其作用是用来减少 NOx 的排放量 NOx 是一种对人体危害极大的气体 其主要是在高温富氧的条件下生成的 在发动机工作过程种 如适时 适量地将部分废气再次引入气缸内 因废气中的主要 成分 CO2 比热容比较大 所以废气可将燃烧产生的部分热量吸收并带出气缸 并对混 合气有一定的稀释作用 因此降低了发动机燃烧的最高温度和氧含量 从而减少了 NOx 化合物的生成量 2 汽车排放控制系统检修 2 1 曲轴箱强制通风系统的检修 曲轴箱强制通风 PCV 系统的作用是将窜入曲轴箱内的窜气和机油蒸汽的混合气 导入发动机燃烧室进行燃烧 该系统的核心是PCV阀 当PCV阀正常工作时 曲轴箱内 的排放将得到有效控制 1 诊断曲轴箱排放控制系统的故障时 应按照如下步骤进行操作 1 从PCV阀上拆下通风软管 2 从摇臂罩板上卸下PCV阀 3 重新接上通风软管 4 使发动机处于怠速运转状态 用手指按在PCV阀的开口端 确认是否有真空 4 度 汽车排放控制系统检修 5 正常情况下 应能感觉到有真空度 手指受到吸力作用 否则说明曲轴箱排放控制 系统工作不正常 应用清洗液清洗PCV阀和通风软管 必要时更换 2 诊断PCV阀的故障时的操作方法是 1 拆下PCV阀 2 将干净的软管接到PCV阀上 从汽缸盖一侧吹气 空气应能顺畅地通过 从 进气歧管一侧吹气 空气应很难通过 如果检测结果与上述要求不符 则应更换PCV阀 3 从PCV阀的螺纹端将一根小细棍插入PCV阀 检查PCV阀内的柱塞是否移动 正常情况下 PCV阀的柱塞应能移动 如果柱塞不移动 则说明PCV阀柱塞卡滞 需清 洗或更换PCV阀 需要注意的是 安装PCV阀时 其拧紧力矩为8 12N m 4 重新装上PCV阀 检查垫片及连接处有无泄漏 破裂或其他损坏 必要时更 换 2 2 燃油蒸发排放控制系统的检修 1 诊断EVAP活性炭罐及燃油蒸汽管路故障的具体步骤是 1 检查燃油蒸汽管路的连接有无松动 死弯 扭曲 裂缝 损伤或燃油泄漏 2 拆下EVAP活性炭罐 检查有无裂缝或损伤 2 诊断EVAP活性炭罐清洗电磁阀故障的步骤是 1 从EVAP活性炭罐清洗电磁阀上拆下真空软管 黑底红条 并在其上做好 标记 以便能装回原处 2 拆下EVAP活性炭罐清洗电磁阀导线连接器 3 在带红条的真空软管所连接的管接头上接上真空泵 4 抽真空 检查EVAP活性炭罐清洗电磁阀在通电和断电时的情况是否正常 正常情况为施加蓄电池电压时应有真空度 断开蓄电池电压时 真空应保持住 5 用万用表欧姆挡测量EVAP活性炭罐清洗电磁阀两端子之间的电阻 电阻一 般为36 44 否则 更换炭罐清洗电磁阀 3 活性炭罐清洗系统其检查步骤如下 1 从节气门体上拆下真空软管 带红条 并将一真空泵连接在软管上 2 在发动机分别处于冷 发动机冷却液温度为60 或更低 热 发动机冷 汽车排放控制系统检修 5 却液温度为70 或更高 状态下 检查结果应符合表1所列的状态 6 表1 各工况活性碳罐真空软管端真空度状态 发动机状态发动机工况真空度正常状态 发动机处于怠速运转 冷态 发动机转速为3000r min 50kPa 保持真空 发动机处于怠速 50 kPa 保持真空 发动机启动后3min 试抽真 空 真空度消失 热态 发动机启动后3min 转速为3000r min 50 kPa 暂时保持真空 之后消失 当 海拔高度大于2200m 或者进去 温度小于50 时 真空度继续 降低 4 诊断EVAP活性炭罐清洗孔真空度故障的方法是 1 在发动机冷却液温度为80 95 时 从进气歧管的清洗软管接头上拆下真空 软管 将一真空泵接到软管接头上 2 启动发动机 轰大油门使发动机转速提高后 检查真空度是否保持得相当稳 定 若不产生真空度 则说明进气歧管上的EVAP活性炭罐清洗孔可能堵塞 需要进 行清理 2 3 废气再循环系统的检修 1 诊断废气再循环系统故障的具体步骤是 1 从节气门体上拆下真空软管 绿条 并将真空泵接到真空软管上 2 在发动机分别处于冷 发动机冷却液温度为50 或更低 热 发动机冷却 液温度为80 95 或更高 状态下 检查EGR系统的工作状况 发动机冷态 怠速运转 时施加真空 真空应该消失 发动机热态时 真空应能保持住 2 检查EGR阀的控制真空度的方法是 汽车排放控制系统检修 7 1 在发动机冷却液温度为80 95 时 从节气门体的EGR真空接头上拆下真空软 管 接上真空泵 2 启动发动机 轰大油门使发动机转速增高后 检查EGR阀的控制真空度是否随 发动机转速的升高而正比例增加 如果真空度变化不合理 则说明节气门的通风孔可 能堵塞 需要清理 3 检修EGR阀的具体步骤 1 拆下EGR阀 检查有无粘结 积碳现象 如有则需要清洗 2 将真空泵接到EGR阀上 3 向一个EGR通道吹气 检查EGR阀工作情况 当真空度不大于7kPa时 空气应吹 不过去 当真空度不小于23kPa时 空气可以吹过去 注意 在安装EGR阀时 要用新 的密封垫并将紧固螺栓拧紧至15 22N m的规定力矩 4 检查EGR TVV 废气再循环温控真空阀 的具体步骤是 1 从EGR TVV上拆下真空软管 并将真空泵接到EGR TVV上 2 抽真空 检查通过EGR TVV真空的情况 正常情况下当发动机冷却液温度不高 于50 时 真空度下降 当发动机冷却液温度不低于80 时保持真空 3 将发动机冷却液从散热器中排入合适的容器内 从旁通出水口上拆下TVV阀 并将TVV阀放入水中 4 当水温低于35 时 TVV阀应该关闭 将空气吹入管口中 空气应不能流过TVV 阀 当水温高于54 时 TVV阀应该开启 将空气吹入管口中 空气应能自由地流过 TVV阀 5 在检修过程中 拆卸和安装EGR TVV时 对塑料部位均不得使用扳手 安装 EGR TVV时 在螺纹部分要涂一层密封剂并将紧固螺栓拧紧至20 40N m的规定力矩 并重新加注发动机冷却液 检查有无泄漏 2 4 三元催化转换系统的检修 在对三元催化转换器进行检查之前 应先确认是否有关于氧传感器的诊断故障代 码 因为氧传感器的故障会影响到三元催化转换器的转换效率 如果存在关于氧传感 器的诊断故障代码 则应首先排除氧传感器的故障 然后再进行三元催化转换器的检 查 检查三元催化转换器的方法 1 连接全球汽车诊断仪并读取识别参数 汽车排放控制系统检修 7 2 使车辆以60 90km h的速度行驶10min 使得三元催化转换器达到正常工作温度 8 3 使发动机怠速运转 记录在1min内的识别参数 4 选择适当的识别参数并阅读图表 5 记录前部 后部氧传感器曲线超过0 5V的次数 6 计算比率 比率 前部氧传感器波形脉冲数 后部氧传感器波形脉冲数 如果比率大于等于5 5或者是后部氧传感器输出信号没有变化 则说明三元催 化 转换器的运转是正常的 如果比率小于1 125 则说明三元催化转换器已基本失去催化转换作用 需要 更换 如果比率介于1 125和5 5之间 则表明三元催化转换器的功效有不同程度的降 低 但尚能满足发动机工作要求 使用期间应注意观察 3 常见车型排放控制系统故障的维修实例 3 1 案例一 一辆电喷燃油发动机的汽车在高速行驶时一切正常 但在减速后发动机会怠速抖 动 严重时出现熄火 特别是在减速后容易出现此故障 有故障时再加速又正常 间 歇减速也正常 冷车无此故障 根据上述故障现象 初步诊断为EGR 废气再循环 系统工作不良 造成发动机进气 系统漏气 即真空泄漏 而使发动机抖动 间歇熄火 废气再循环就是把发动机的一部分废气再引入到进气管道中与新鲜空气混合 再 进入发动机进行循环的方法 因为废气的余温能降低混合气的燃烧温度 从而抑制NOx 的生成量 EGR调整阀的作用是根据排气支管的压力 控制废气再循环量的大小 当发 动机在小负荷工作时 排气压力低 EGR调整阀关闭 大气经EGR调整阀进入控制阀 使控制阀关闭 不进行废气再循环 只有当发动机在大负荷工作 排气支管中的压力 增大时 EGR调整阀打开 来自于进气管的真空度经调整阀进入EGR控制阀上方 将EGR 控制阀打开 使部分来自排气管的废气进入气缸 即进行废气再循环 EGR电磁阀受控 制单元ECU控制 ECU根据发动机转速信号 进气压力信号 空气流量信号 水温信号 等控制EGR电磁阀的开度 从而控制进入ECR控制阀的真空度 起到改变废气再循环量 的目的 EGR系统是在发动机工作到正常工作温度 85 95 车速在60km h以上时 或当转速到3000r min以上时才开始工作 而在发动机减速或松油门时应关闭 常见车型排放控制系统故障的维修实例 9 根据以上故障 我们首先 在关闭点火开关状态下 拔下 EGR电磁阀导线连接器 拔下 其上的两根真空软管 从一端 吹气 另一端胶管应畅通 然 后在两接线端子上施加12V蓄 电池电压 再从该胶管处吹气 另一端胶管不畅通 大气应 从滤清器处排出为正常 这说 明电磁阀无故障 其次 检查EGR调节阀 在发动机不转动的情况下 拔 下其上的三个真空软管 如图 3 当从Q端吹气时 用于堵住另外两个出口 气体应从空气滤清器处冒出 即与大气 相通 然后 起动发动机 使发动机转速达2500 3000r min 再吹气 应感到吹不 动或有较大的阻力 检查后表明EGR调节阀工作状态良好 无故障 最后 检查EGR控制阀 在发动机不转动的情况下 拆下其上通往进气管的金属管 并从此端口向控制阀吹气 发现能吹通 正常时应不通 这说明此控制阀有关闭不严 的故障 更换新的控制阀后 故障捧除 发动机运行良好 3 2 案例二 故障现象 一辆别克陆尊商务车 搭载LZC发动机 排量为3 0L 行驶里程86941k m 用户报修项目为发动机故障灯点亮 故障诊断与分析 进厂后发现发动机故障灯常亮 用专用故障诊断仪TECH 2查看 故障码为P0420三元催化转换效率低 目前 电控发动机一般都使用三元催化转换器 TWC 控制碳氢化合物 HC 一氧 化碳 CO 和氮氧化物 NOx 的排放 以更好地控制和降低汽车有害气体的排放对大气 造成的污染 三元催化器前后各安装了一个氧传感器 后氧传感器监测催化剂有效转 换废气的能力 催化剂正常工作时 后氧传感器对过量燃油的反应比前氧传感器慢 当后氧传感器的反应接近前氧传感器时 表示汽车排放的气体没有在三元催化器内进 行有效的化学反应 使用TECH 2查看前后氧传感器的数据 发现前后氧传感器波形一致 正常的后氧 传感器的波形应该近似为一条直线 前后氧传感器的波形一致说明三元催化器没有起 常见车型排放控制系统故障的维修实例 9 到作 10 用 发动机燃烧的氢化合物 HC 一氧化碳 CO 和氮氧化物 NOx 没有在三元催 化器内进行化学反应 判断三元催化器失效 更换一个新的三元催化器 前氧传感器 数据在100 850 mV之间波动 后氧传感器数据稳定在600 mV左右 后氧传感器图形显 示基本稳定在一条直线附近 到此发动机故障灯障码常亮 三元催化转换效率低的原因已经找到