汽车电控发动机排放控制系统ppt课件

汽油车排放控制系统简介 概述 1 汽车排放的形成和危害随着汽车保有量的增加 汽车排放对环境所造成的影响也随之增大 汽车排放对人类危害最大的是 一氧化碳 CO 碳氢化合物 HC 氮氧化物 NOx 汽车排放物对人体的危害 1 一氧化碳 CO CO是烃类燃料在空气不足的情况下 由于不完全燃烧而产生的有害物 CO被人体吸收后 容易与血红蛋白结合 阻碍血红蛋白带氧 会造成人体内缺氧而使人感到头痛 恶心 严重时还导致人因窒息而死 2 碳氢化合物 HC HC是石油产品的基本组成部分 其与氧的化合 燃烧 所释放的热量是发动机运转所需的能量 但排人大气中的HC则是一种污染 发动机排气中高含量的HC是燃料未经燃烧或燃烧不完全的产物 此外 燃油箱汽油蒸发 曲轴箱气体直接排放等 也是HC对大气造成污染的来源 HC气体在阳光下与氮氧化物NOx作用 进行光化学反应 形成含有臭氧 O3 丙稀醛 甲醛 硝酸盐 酮及过氧化酰等物质的光化学烟雾 这种 烟雾 具有较强的氧化力和特殊的气味 对人眼 咽喉等有刺激作用 并容易使橡胶开裂和植物受损等 在诸多的碳氢化合物中 苯比芘还是一种致癌物 3 氮氧化物 NOX NOX是在温度很高的情况下氮与氧化合的产物 对大气造成污染的主要是一氧化氮 NO 和二氧化氮 NO2 氮氧化物是一种有毒并带有恶臭的气体 会引起人眼结膜 口腔 咽喉粘膜肿胀和充血 并可能导致支气管炎 肺炎等病 汽油车排放控制系统包括 一 曲轴箱强制通风系统PCV 二 汽油蒸汽排放控制系统EVAP 三 废气再循环控制系统EGR 四 三元催化转换器与空燃比反馈控制统 五 二次空气供给系统AS 1 功用 省油延长润滑油寿命环保2 结构 在曲轴箱和进气歧管间安装一根管子和一个强制通风阀 PCV阀 利用歧管真空度将窜气吸入进气管燃烧 通过PCV阀改变进入气缸重新燃烧的窜缸混合气量 一 曲轴箱强制通风装置 一 曲轴箱强制通风装置 1 功用 省油环保收集汽油箱内蒸发的汽油蒸汽 并将汽油蒸汽导入气缸参加燃烧 防止汽油蒸汽直接排入大气而造成污染 二 汽油蒸汽排放控制系统EVAP 2 组成 二 汽油蒸汽排放控制系统EVAP 3 工作原理 发动机工作时 ECU根据发动机转速 温度 空气流量等信号 控制炭罐电磁阀的开闭来控制真空控制阀上部的真空度 从而控制真空控制阀的开度 当真空控制阀打开时 燃油蒸汽通过真空控制阀被吸入进气歧管 发动机怠速或温度较低时 ECU使电磁阀断电 关闭吸气通道 活性炭罐内的燃油蒸汽不能被吸入进气歧管 二 汽油蒸汽排放控制系统EVAP 4 检修 1 一般维护 2 检查活性炭罐按图示方法吹入压缩空气 294kPa 后 压缩空气应能从图中箭头所示方向流出 二 汽油蒸汽排放控制系统EVAP 3 检查真空控制阀从活性炭罐上拆下真空控制阀 用手动真空泵由真空管接头给真空控制阀施加约5kPa的真空度时 从活性炭罐侧孔吹入空气应畅通 不施加真空度时 吹入空气则不通 二 汽油蒸汽排放控制系统EVAP 4 检查电磁阀发动机不工作时 拆开电磁阀进气管一侧的软管 用手动真空泵由软管接头给电磁阀施加一定真空度 电磁阀不通电时应能保持真空度 若给电磁阀接通蓄电池电压 真空度应释放 拆开电磁阀线束连接器 测量电磁阀两端子间电阻应为36 44 二 汽油蒸汽排放控制系统EVAP 1 功用 将适量的废气重新引入气缸内参加燃烧 从而降低气缸内的最高温度 以减少NOX的排放量 由于废气再循环也会使发动机的功率降低 使发动机在怠速 低速等工况下运转不稳定 因此需由ECU根据发动机工况控制废气再循环系统的工作 三 废气再循环控制系统EGR 2 开环控制EGR系统 1 结构 三 废气再循环控制系统EGR 2 工作原理 发动机工作时 ECU根据冷却液温度 节气门开度 转速 起动等信号控制EGR电磁阀的搭铁电路来控制EGR电磁阀的开度 从而控制进入EGR阀的真空度 即控制EGR阀的开度 改变参与再循环的废气量 三 废气再循环控制系统EGR 不进行废气再循环的工况有 起动工况 怠速工况 暖机工况 转速低于900r min或高于3200r min EGR率指废气再循环量在进入气缸内的气体中所占的比率 即 EGR率 EGR量 进气量 EGR量 100 三 废气再循环控制系统EGR 有些发动机中 EGR电磁阀采用占空比控制电磁阀的开度 调节作用在EGR阀上的真空度 控制EGR阀的开度 以实现对废气再循环量的控制 在开环控制EGR系统中 ECU根据各传感器信号确定发动机工况 并按其内存的EGR率与转速 负荷的对应关系进行控制 而对其控制结果不进行检测 三 废气再循环控制系统EGR 3 闭环控制EGR系统 在闭环控制的EGR系统中 检测实际的EGR阀开度作为反馈控制信号 其控制精度更高 三 废气再循环控制系统EGR 1 用EGR阀开度作为反馈信号的闭环控制EGR系统 EGR阀开度传感器 向ECU反馈电磁阀开度的信号 ECU根据此信号修正电磁阀开度 使EGR率保持在最佳值 其结构为电计式 三 废气再循环控制系统EGR 三 废气再循环控制系统EGR 用EGR阀开度反馈控制的EGR系统 2 用EGR率作为反馈信号的闭环控制EGR系统 EGR率传感器 安装在进气总管中的稳压箱上 新鲜空气进入稳压箱 参与再循环的废气经EGR电磁阀也进入稳压箱 传感器检测稳压箱内气体中的氧浓度并转换成电信号输送给ECU ECU根据此信号修正电磁阀开度 使EGR率保持在最佳值 三 废气再循环控制系统EGR 三 废气再循环控制系统EGR 用EGR率反馈控制的EGR系统 4 EGR控制系统的检修 1 一般检查 2 检查EGR电磁阀冷态下测量电阻值为33 39 电磁阀不通电时 从通进气管侧接头吹入空气应畅通 从通大气的滤网处吹入空气应不通 当给电磁阀接通蓄电池电压时 吹气通畅情况应相反 三 废气再循环控制系统EGR 3 检查EGR阀用手动真空泵给EGR阀膜片上方施加约15kPa的真空度时 EGR阀应能开启 不施加真空度时 EGR阀应完全关闭 三 废气再循环控制系统EGR 1 三元催化转换器TWC 1 功用 利用转换器中的三元催化剂 将发动机排出废气中的有害气体转变为无害气体 四 三元催化转换器与空燃比反馈控制系统 2 结构 三元催化转换器安装在排气消声器前面 由三元催化转换芯子和外壳等构成 四 三元催化转换器与空燃比反馈控制系统 大多数三元催化转换芯子以蜂窝状陶瓷作为承载催化剂的载体 在陶瓷载体上浸渍铂 或钯 和铑的混合物作为催化剂 3 工作情况 在正常情况下 废气中的HC CO NOx及O2在一起加热到500 也不会产生化学反应 如果让这些气体经过上述催化剂后 就会转化为无害的CO2 H2O和N2 汽车上如果使用含铅汽油 催化剂表面就会因铅覆盖而失效 四 三元催化转换器与空燃比反馈控制系统 2 氧传感器O2S 1 功用 用来检测排气中的氧含量 以确定实际空燃比是比理论空燃比浓还是稀 并且向ECU反馈相应的电压信号 ECU根据氧传感器反馈的空燃比浓稀信号来控制喷油量的减少或增加 排气中的氧含量越多 空燃比越大 四 三元催化转换器与空燃比反馈控制系统 2 氧化锆式氧传感器 结构 四 三元催化转换器与空燃比反馈控制系统 工作原理 四 三元催化转换器与空燃比反馈控制系统 当温度较高时 若陶瓷体内 大气 与陶瓷体外 废气 两侧含氧量不同时 氧气发生电离产生氧离子 氧离子从大气侧向废气侧扩散 在锆管两铂电极间产生电压 混合气稀时 排气中氧含量高 锆管内外两侧氧浓度差小 氧离子扩散量少 信号电压低 混合气浓时 排气中氧含量低 锆管内外两侧氧浓度差大 氧离子扩散量多 信号电压高 信号电压范围 0 1 0 9VECU收到小于0 45V信号电压 确认混合气稀 收到大于0 45V信号电压 确认混合气浓 四 三元催化转换器与空燃比反馈控制系统 由于氧化锆只有在400 以上温度时才会工作 所以为了保证发动机在进气量小 排气温度低的时候也能正常工作 某些传感器还加装了对氧化锆进行加热的加热器 此加热器受ECU控制 称为加热型氧传感器 四 三元催化转换器与空燃比反馈控制系统 3 氧化钛式氧传感器 结构 四 三元催化转换器与空燃比反馈控制系统 工作原理 这是一种电阻型气敏传感器 利用化学反应强 对氧气敏感 易于还原的半导体材料氧化钛与氧气接触时发生氧化还原反应 从而导致电阻值变化的原理工作的 当废气中的氧浓度高时 二氧化钛的电阻值增大 反之 废气中的氧浓度低时 二氧化钛电阻值减小 利用适当电路对电阻变量进行处理 即可转换成电压信号输送给ECU 用来确定实际的空燃比 四 三元催化转换器与空燃比反馈控制系统 3 开环与闭环控制 1 区别 两者的区别在于是否用反馈信号监控空燃比 即使用氧传感器监控空燃比 四 三元催化转换器与空燃比反馈控制系统 2 闭环控制 四 三元催化转换器与空燃比反馈控制系统 当实际空燃比比理论空燃比小时 混合气浓 氧传感器向ECU输入高电压信号 0 75 0 9V 此时ECU将减少供油量 使空燃比自动增大 混合气变稀 反之氧传感器信号下降到0 1V左右 ECU将控制喷油量增加 氧传感器的输出电压正常时 ECU就能把空燃比控制在14 7附近 使三元催化转换器处在最佳工作状态 四 三元催化转换器与空燃比反馈控制系统 下列工况不使用闭环控制 怠速运转时 节气门全开大负荷时 减速断油时 起动时 发动机冷却液温度低时或氧传感器温度未达到工作温度400 时 氧传感器失效时 四 三元催化转换器与空燃比反馈控制系统 4 检修 1 检查加热型氧传感器加热器 测量其加热器线圈电阻 2 检查氧传感器信号 连接好氧传感器线束连接器 使发动机以较高转速运转 直到氧传感器温度达到400 以上时再怠速运转 反复踩加速踏板 并测量传感器输出信号电压 加速时输出高电压信号 0 75 0 9V 减速时输出低电压信号 0 1 0 4V 四 三元催化转换器与空燃比反馈控制系统 1 功用 在一定工况下 将新鲜空气送入排气管 促使废气中的CO HC进一步氧化 从而降低CO HC的排放量 五 二次空气供给系统AS 2 组成 五 二次空气供给系统AS 3 工作原理 ECU控制VSV阀的搭铁回路 当VSV阀不通电时 关闭通向AS阀的真空通道 AS阀膜片在弹簧作用下下移 关闭二次空气供给通道 系统不工作 当ECU给VSV阀通电时 VSV阀开启AS阀的真空通道 进气管真空度将膜片吸起 二次空气进入排气管 五 二次空气供给系统AS 下列情况ECU不给二次空气电磁阀通电 电控燃油喷射系统进入闭环控制 冷却液温度超过规定范围 发动机转速和负荷超过规定值 ECU发现有故障 五 二次空气供给系统AS 4 检修 1 检查AS阀 拆下AS阀 从空滤器侧软管接头吹入空气应不漏气 用手动真空泵从真空管接头施加20kPa的真空度 从空滤器侧软管接头吹入空气应畅通 从排气管接头吹入空气应不漏气 五 二次空气供给系统AS 2 检查VSV阀 测量电磁阀电阻值 一般为36 44 拆开VSV阀上的软管 电磁阀不通电时 从进气管侧接头吹入空气应不通 从