排放控制系统.doc

内蒙古交通职业技术学院毕业设计（论文）内蒙古交通职业技术学院毕业设计（论文）题 目系 部专业 班级姓 名指 导 教 师时 间目录2摘要3关键词3前言4第一章 排放控制系统的组成及基本检查5第一节 排放控制系统的组成5第二节 排放控制系统的基本检查6第二章 汽车排放污染的成因10第一节 汽油车排放污染的成因10第二节 柴油车排放污染的成因11第三章 汽车排放污染物检测与限值方法13第一节 汽油车排放污染物的检测方法及限值13第二节 柴油车排放污染物的检测方法及限值14第三节 排放污染物超标的诊断流程和治理方法15第四章 排放控制的检测、诊断、及维护18第一节 曲轴箱强制通风（PVC）系统的检测、诊断及维护18第二节 燃油蒸发排放控制（EVAP）系统的检测、诊断及维护18第三节 废气再循环（EGR）系统的检测、诊断及维护19第四节 汽油车三效催化转化器(TWC)的检测、诊断及维护21第五章 放控制其他部件的检测、诊断、及维护23致谢28参考文献29摘 要本论文详细的介绍了我国汽车尾气的排放的现状即其对策，对汽车尾气的组成成份做了系统的解说，并将其个项组成物对人体的危害做了详细的介绍。充分说明了对汽车尾气治理的必要性。又通过和欧洲各国家的各种对比说明我国控制现状的落后性，我国在相对落后的情况下所做出的一系列措施即其方案，并做了详细的说明。例如新能源的开发使用。OBD自诊断系统测试的增加.对汽油各项指标做出的要求.三元催化器的强制使用等。通过对本文的阅读.可了解我国对汽车尾气控制现状以及对策从而让更多学者认识到尾气治理的必要性关键词 检测 诊断 维护前 言随着经济的快速发展，人们对机动车辆的需求与日俱增，国内机动车的生产量及保有量急剧增加，据统计，近10年来汽车产量平均增长率保持在13%左右，保有量平均增长率保持在12%左右，我国目前汽车保有量为1600多万辆，年产量为200多万辆。摩托车年产量平均增长率保持在20%左右，保有量近10年来平均增长率为32%，目前已达到5000万辆以上。预计今后相当长的一段时间内机动车辆将保持较高的增长速度，据预测，2005年和2010年我国的汽车社会保有量将分别达到2600万辆和4000万辆，加上每年1150万辆的摩托车和300万辆农用车的产销规模，汽车排放污染的压力会越来越大。汽车工业的发展在推动经济与社会发展的同时，机动车辆的污染越来越严重。在整个大气污染中，汽车尾气排放的“贡献”高达60%70%，由此可见汽车污染的严重性。特别是像北京、上海、广州等大城市，机动车的保有量以每年15%以上的速度快速增长，机动车排放已成为城市大气污染的一个主要来源。第一章 排放控制系统的组成及其工作原理第一节 排放控制系统的组成概 述排放控制系统用于减少废气中有害气体(CO、HC和NOx)排入大气。排放控制系统包括曲轴箱强制通风(PCV)系统、蒸发排放(EVAP)系统、三元催化转换(TWC)系统以及废气再循环(EGR)系统四个系统(后面两个系统可统称为废气排放控制系统)。1.曲轴箱强制通风系统：该系统用于防止曲轴箱内的窜气进入大气中，使漏入曲轴箱内的窜缸混合气经专门通道，流回进气歧管进行燃烧。2.燃油蒸发排放控制系统：该系统用于收集油箱和燃油系统中逸出的燃油蒸气并将之导人进气歧管，引入燃烧室，从而防止燃油蒸气对大气的污染。3.废气排放控制系统：该系统由三元催化转换系统和废气再循环系统组成(系统构成根据车型和发动机型号的不同而不同)，它用于减少废气排放。收集汽油箱和浮子室内蒸气的汽油蒸气，并将汽油蒸气导入气缸参加燃烧，从而防止汽油蒸气直接排出大气而防止造成污染。同时，根据发动机工况，控制导入气缸参加燃烧的汽油蒸气量。排放控制装置元件和缩略语如下：ECM-发动机电脑控制；MIL-故障警示灯；EFI-电子控制燃油喷射；EGR-废气再循环；EVAP-蒸发排放控制；FR-加油管限制器；H02S-热氧传感器；PCV-曲轴箱强制通风；SPK-火花控制；TWC-三元催化转换器；WU-TWC-预热三元催化转换器。注意：排放控制系统标牌贴在发动机罩下，上面标有维修信息。 第二节 排放控制系统的基本检查在对可能出现故障的元件进行检修前，一定要先检查下面这些与排放控制系统有关的常见故障。1.空气滤清器的滤芯脏污、阻塞或脱落：对于因空气滤清器的阻塞而造成空气流量的减少，排放控制系统将对它进行补偿，不会因此而影响发动机的正常运转。但因滤芯脱落而造成空气流量过多或滤芯脏污造成空气流量过少，则超出了控制系统的补偿范围，将影响到发动机的正常运转。2.真空泄漏：在进气歧管内任何地方出现少量的真空泄漏都会引起可燃混合气变稀。所有真空软管的连接一定要正确，同时检查歧管、节气门室、导管和喷油器处无真空泄漏；检查进气歧管和气缸盖之间有无泄漏。除了检查真空泄漏外，还应检查空气流量计和节流阀片之间的导管。未经计量的空气由于泄漏而进入该区域也会同真空泄漏一样引起混合气变稀。3.排气系统阻塞：排气系统部分阻塞会影响发动机的正常运转；废气泄漏表明泄漏部位的后部可能发生了阻塞。4.碳罐浸油：碳罐浸油会引起可燃混合气过浓，影响发动机的正常运转。5.燃油掺入机油中：如果混合气过浓，则发动机机油中很可能被掺入了燃油。如果机油中有一股燃油味或油位过高，便可能出现了这种情况，这会影响到发动机的正常运转。6.端子接线松脱：接触不良会影响喷油器的正常喷油，造成发动机点火不良(怠速时尤其如此)，同时也会引起HC排放过量。如果排放控制装置或传感器上的端子松脱还会造成系统工作不稳定或传给ECM的信号不正确。目测时，应检查接线端子或接头有无松脱、腐蚀或损坏；接线有无弯折或磨损。根据症状进行诊断说明：如果汽车存在下列症状因而怀疑是由于排放元件引起的话，那么在进行测试前，应进行以下项目的目测：(1)真空软管有无泄漏、破裂、缠绕及连接错误。(2)分电器和火花塞处的点火线有无破裂、硬化以及连接错误。(3)线束线路及连接是否正确。注意：如果ECM中贮存有故障码，则应先排除与故障码相关的故障。（一）与排放系统有关的发动机症状1.怠速不平稳。检查：(1)EGR系统(废气再循环系统)。(2)PCV系统(曲轴箱强制通风系统)。(3)软管及其连接。(4)怠速控制阀。2.发动机暖机时频繁失速。检查：(1)EGR系统。(2)燃油压力调节器。(3)喷油器。(4)怠速控制阀。3.发动机运转不平稳或失火。检查：(1)EGR系统。(2)PCV系统。(3)喷油器。(4)燃油压力调节器。(5)TDC/CKP传感器。(6)歧管绝对压力传感器。4.废气排放超标。检查：(1)催化转换器。(2)蒸发排放控制系统。(3)EGR系统。(4)歧管绝对压力传感器。(5)热氧传感器。5.动力不足。检查：(1)催化转换器。(2)EGR系统。(3)节气门体。(4)燃油供给系统。(5)可变气门正时电磁阀和压力开关。(6)歧管绝对压力传感器。第二章 汽车排放污染物的成因第一节 汽油排放污染的成因1.一氧化碳（CO）气体的成因 CO气体的产生是因为输送至燃烧室的氧气不足，以致燃油不能充分燃烧造成的（即混合气太浓）。 2.碳氢化合物（HC）气体的成因 不完全燃烧的汽油或未燃烧的汽油从燃烧室排出，以未净化HC气体形式进入大气。3.氮氧化物（Nox)气体的成因 在高温（1800）和高浓度氧气的条件下氮和氧才能发生反应，生成NO。 所以Nox是在混合气完全燃烧的条件下，而不是像CO和HC是在不完全燃烧中生成的。对燃烧中产生Nox的浓度影响最大的因素是燃烧室所能达到的最高温度和空燃比。 因此，减少废气中的 Nox含量的最好方法是阻止燃烧室内温度达到1800 ，或者是缩短这个高温持续的时间。另一个可能方法则是降低氧的浓度。4、行车工况与废气的产生（图1） （1）暖机工况（产生CO、HC） （2）怠速运行工况（产生CO、HC） （3）匀速行驶 中、低速度（产生NOX） 高速（产生CO、HC和NOX ） （4）加速（产生CO、HC和NOX ） （5）减速（产生CO、HC ） （6）大负荷（产生CO、HC和NOX ）第二节 柴油车排放污染物的成因 1、一氧化碳CO和碳氢化合物HC的成因 1）CO的成因 柴油机CO主要源于喷注中过浓部分的不完全燃烧。2）HC的成因 在柴油机稳定运行条件下，HC主要由下述两个原因引起:滞燃期中，处于喷注前的极稀混合气，其浓度远低于燃烧极限而无法着火。其中的一部分混合气，在后续过程中，避开了缸内燃烧而被排出。 喷油过程中，混合气由于混合不良导致HC增多。2、氮氧化物NOx的成因 Nox生成的条件是高温、富氧和较长作用时间。 在燃烧过程中产生NOx的区段有滞燃期的稀燃火焰区和缓燃期的扩散燃烧区。 3、微粒和碳烟的成因 柴油车的微粒和碳烟的生成机理还未研究清楚。 目前，一般都承认，燃烧时的一段高温范围和局部存在特别浓的混合气是微粒碳烟产生的必要条件。4、行车工况与排气污染物的形成 1）调速器的特性曲线 全程调速器加速迅猛，过大的油量往往造成过高的碳烟和HC、CO排放量。特别是瞬间加速到新工况，缸内温度及冷却液温度、机油温度等状态均未达到稳定值，有害排放量更多，有时会比同类稳定工况高6倍以上。 2）冷却启动过程对排放的影响 冷启动时，气缸内压缩温度很低，初期会以未燃HC“白烟”的形式排出机外。第三章 汽车排放污染物检测与限值方法第一节 油排放污染物的检测方法及限值 （一）怠速检测法 1检测方法 1）发动机处于怠速运装状态，离合器处于结合位置，加速踏板与阻风门位于松开位置，变速杆位于空挡位置，阻风门（化油器式发动机）全开。 2）进气系统装有空气滤清器，排气系统装有排气消音器，并不得有泄漏，汽油符合GB484的规定。 3）使发动机冷却液和润滑油温度达到汽车使用说明书所规定的热状态。 4）必要时要在发动机上安装转速计、点火正时仪、冷却液和润滑油测温计等测试仪器。 5）发动机由怠速工况加速至0.7倍的额定转速，维持60秒（以清除燃烧室中的各种残留气体）后降至怠速状态。 6）将测量仪的读书转换开关置于最高量程档位，在稳定怠速状态下，将不分光红外吸收型（NDIR）分析仪的取样探头直接插入排气管中，插入深度等于400mm,并固定于排气管上。 7）在怠速状态下维持15s后开始读数，读取30s内CO和HC的最高值和最低值，取其平均值为测量结果。 8）若为多排放管时，取各排放管测量结果的算术平均值。（二）双怠速检测法和加速模拟（ASM）检测法 1双怠速检测法 1）必要时要在发动机上安装转速计、点火正时仪、冷却液和润滑油测温计等测试仪器。 2）发动机由怠速工况加速至0.7倍的额定转速，维持60秒后降至高怠速（即0.5倍额定转速）。 3）将发动机降至高怠速状态后，将取样探头直接插入排气管中，插入深度等于400mm,并固定于排气管上。4）发动机在高怠速状态下维持15s后开始读数，读取30s内的最高值和最低值，取其平均值即为高怠速排气污染物检测结果。 5）发动机从高怠速状态降至怠速状态，在怠速状态维持15s后开始读数，读取30s内的最高值和最低值，取其平均值即为怠速排气污染物检测结果。 6）若为多排放管时，分别取各排放管高速排放检测结果的平均值和怠速排放检测结果的平均值。2加速模拟（ASM）检测法 把汽车置于地盘测功机上，采用两阶段等速工况检测，工况分为ASM5025工况和ASM2540工况。 1）ASM5025工况检测方法 车辆驱动轮位于测功机滚筒上，将分析仪取样探头插入排气管中，深度为400mm，并固定于排气管上，对独立工作的多排气管应同时取样。 2）ASM2540工况检测方法 ASM5025工况试验结束后，车辆立即加速至40公里/小时，按ASM2540工况检测方法进行测试。 第二节 柴油排放污染物的检测方法及限值 1柴油车自由加速排气可见污染物检测方法及限值 （1）检测方法 1）车辆在发动机怠速下，按GB38471999附录H的要求插入不透光度仪取样探头。 2）迅速但不猛烈地踏下加速踏板，使喷油泵供给最大油量。在发动机达到调速器允许的最大转速前，保持此位置。一旦达到最大转速，立即松开加速踏板，使发送机魂甫至怠速，不透光度仪恢复到相应状态。3）重复上述操作过程至少6次，记录不透光度仪的最大读数。如果读数值连续4次均在0.25m-1的带宽内，并且没有连续下降的趋势，则记录值有效。 （2）排放限值2柴油车自由加速排气试验烟度检测方法 （1）测量方法 1）将烟度计取样探头逆气流固定于排气管内，深度等于300mm，并使其中心线与排气管轴线平行。 2）吹除积存物。按GB/T1846 3.1条进行3次，以清除排气系统中的积存物。 3）将踏板开关安装在加速踏板上端或将手动橡皮球通过远程软管引入驾驶室。把抽气泵压到最下端并锁止。 4）按图2所示的测量规程进行自由加速烟度的测量。5）再将加速踏板与取样机构的踏板开关一并迅速踩到底，约4秒后立刻松开。维持怠速运转11秒。此期间内完成取样、抽气泵复位、走纸（或更换新滤纸）、清晰和指示（或打印测量结果）等工作。第三节 排放污染物超标的诊断流程和治理方法新车或已行驶810万km以内的车辆废气排放物浓度值在怠速工况下的正常范围数值，见表1： CO，HC ，CO2 ，O2 ，030250131512怠速工况下车辆废气排放的正常浓度范围 一、排放污染物超标后的故障诊断流程 （一）一氧化碳含量超标的故障诊断流程 不带三效催化转化器（TWC）的汽油发动机在热状态时，一氧化碳含量超标的诊断流程如图3。 带三效催化转化器（TWC）的汽油发动机在热机、怠速状态时，一氧化碳含量超标的诊断流程如图4. （二）碳氢化合物含量超标的故障诊断流程 有或无三效催化转化器（TWC）的汽油发动机在热机、怠速状态时，碳氢化合物含量超标的诊断流程如图5。（三）柴油车排烟故障的原因、诊断和二级维护附加作业项目 1、排气冒黑烟故障及二级维护附加作业项目 1）检查个别缸喷油量。 2）检查该缸喷油泵柱塞调节齿扇固定螺丝是否松脱。 3）检查喷油器是否良好。 4）检查调速器。 2、排气冒蓝烟故障及二级维护附加作业项目的确定 1）检查油底壳的油面是否超高。 2）检查气缸压力。 3）讲出空气滤清器是否堵塞。3、排气冒白烟故障及二级维护附加作业项目的确定 柴油机喷油时刻过迟、喷油压力低、雾化不良，可导致柴油未经充分燃烧即化作灰白色烟雾排出。二、汽车放的治理方法 （一）汽油车排放的治理方法 控制混合气的空燃比 控制火点 正确维护 （二）柴油车排放的治理方法 使用燃料添加剂 机内净化措施 机后处理 柴油机的正确维护第四章 汽车排放污染控制系统的检测、诊断及维护 第一节 轴箱强制通风（PVC）系统的检测、诊断及维护 1、曲轴箱强制通风（PVC）装置的检测、诊断及维护 2、通风管的检测、诊断及维护 3、PCV阀的检测、诊断第二节 油蒸发排放控制（EVAP）系统的检测、诊断及维护一、用车的检查 1、 燃油蒸汽排放控制（EVAP）系统的检测、诊断及维护2、 活性炭罐的检测、诊断及维护4、活性炭罐清除阀的检测、诊断及维护5、压力真空释压盖的检测、诊断及维护6、EVAP系统软管的检测、诊断及维护第三节 废气在循环（EGR）系统的检测、诊断及维护1、化油器式汽油发动机废气循环系统的检测、诊断及维护 3、活性炭罐的检测、诊断及维护1）冷机状态下的检测2）热车状态下的检测3）EGR阀的检测、诊断及维护2、电控燃油喷射式发动机废气再循环系统的检测、诊断及维护1）进行发动机电控单元的重新设置（消除故障代码）2）将维修检查专用短路插头与维修检查端子相连接3）进行试验3、EGR阀的维护方法（一）二次空气吸入（AS）系统的检测、诊断及维护 1、化油器式汽油发动机二次空气吸入（AS）系统的检测、诊断及维护（如图6）2、电控化油器式或电控燃油喷射式汽油机二次空气吸入（AS）系统的检测、诊断及维护（如图7）冷车检查（冷却液温度低于30度，视不同发动机或车型而定）。 热车检查：在发动机正常工作温度下。（二）二次空气喷射（AI）系统的检测、诊断及维护 1、检查阀和转向阀的检测、诊断及维护 2、旁通电磁阀和转向电磁阀的检测、诊断及维护 3、吸气阀的检测、诊断及维护 4、主动式空气喷射装置噪声的检查及二级维护附加项目的确定第四节 油车三效催化转化器的检测、诊断及维护三效催化转化器主要的故障是它本身的阻塞。在检测三效转化器性能之前。必须首先检查汽车尾气中的CO2 、O2和HC的含量，以判断混合气浓度是否合适，混合气浓度合适后，方能检测三效催化转化器的工作情况。1、汽车尾气的检测2、三效催化转化器性能的检测（1）简单检查（2）怠速试验法（3）稳定工况试验法（4）快怠速试验法（5）高温热电偶检测法3、三效催化转化器芯子堵塞的检查（1）检测进气歧管真空度法（2）检测排气背压4、三效催化转化器常见的故障及原因 （1）炭灰积聚、污染。 （2）陶瓷芯子破损。 （3）陶瓷芯子熔化。 （4）三效催化转化器上一般还装有排气温度传感器，当温度过高时，电控单元会切断二次空气供给中断催化反应。 5、三效催化转化器的更换第五章 排放控制其他部件的检测、诊断、及维护一、化油器反馈装置的检测、诊断及维护（如图8）1、化油器反馈装置工作善的检测诊断 2、TVSV阀的检测、诊断及维护 3、EBCV阀的检测、诊断及维护 4、真空控制开关的检测、诊断及维护 5、节气门位置开关的检测、诊断及维护二、化油器式汽油发动机进气自动加热装置的检测、诊断及维护（见下图）（一）ITC型进气自动加热装置的检测、诊断及维护 1、空气量控制阀或测控开关的检测、诊断及维护 1）空气量控制阀的检测、诊断及维护 2）温控开关的检测、诊断及维护 2、软管和接着的检查（二）进气电加热系统和冷却液预热进气装置的检测、诊断及维护 1、进气电回热器的检测、诊断及维护 2、冷却液预热进气装置的检测、诊断及维护三、化油器式汽油发动机高温怠速空气补偿装置的检测、诊断及维护 高温怠速空气补偿装置位于空气滤清器上，用于调节进入进气歧管的空气，使高温怠速盍时，能保持适当的空燃比的可燃混合气。（见下图） 四、减速燃油切断装置的检测、诊断及维护（见下图）减速燃油切断装置的检测方法如下： 1、检查减速燃油切断装置的工作 2、燃油切断电磁阀的检查九、化油器式汽油发动机热起动补偿装置的检测、诊断及维护（见下图）1、外通风控制阀工作状况的检查 2、OVCV电磁阀的检查 3、BVSV的检查五、柴油机废气涡轮增压装置的