丰田佳美轿车3VZ-FE型发动机排放控制系统的检修

丰田佳美轿车3VZ-FE型发动机排放控制系统的检修 丰田佳美轿车3VZ-FE型发动机排放控制系统主要由燃油蒸发排放(EVAP)控制系统、三效催化转化器、废气再循环(EGR)系统和曲轴箱强制通风(PCV)系统等组成。丰田佳美轿车3VZ-FE型发动机排放控制系统各装置位置示意图如图 1所示，排放控制系统结构原理如图 2所示。 1 燃油蒸发排放(EVAP)控制系统及检修 1.1 EVAP控制系统的构成和工作 EVAP控制系统的作用是防止油箱内的燃油蒸气逸入大气中。该系统采用吸附法将流经活性炭罐的燃油蒸气吸附在活性炭上，待发动机工作时，再将被吸附的燃油蒸气在负压条件下解附，经进气歧管送入发动机燃烧室燃烧。 EVE控制系统的工作原理如图 3所示。EVAP控制系统的的工作过程如表1所列。表1 燃油蒸发排放控制系统的工作过程相关条件TVV状态节气门位置活性炭罐单向阀的状态燃油箱单向阀状态燃油蒸气（1）（2）（3）发动机冷却液温度低于35关闭-来自然油箱的燃油蒸气被活性炭吸收发动机冷却液温度高于54开启在P孔下方关闭-来自燃油箱的燃油蒸气被活性炭吸收在P孔上方开启-来自活性炭罐的燃油蒸气进入进气歧管燃油箱中高压-开启关闭关闭来自燃油箱的燃油蒸气被活性炭吸收燃油箱中高真空度-关闭开启开启空气进入燃油箱 活性炭罐内含有一个不可更换的活性炭过滤片。发动机的冷却液温度和燃油箱中的真空度决定活性炭罐的净化速度。 燃油箱盖上除装有密封垫圈以防止燃油蒸气从注油管逸出外，燃油箱盖内还装有一个单向阀，其作用是:当燃油箱中的压力高时，单向阀关闭，迫使燃油蒸气进入活性炭罐；当燃油箱内的真空度高时，单向阀开启，使空气流入以平衡压力。 温控真空阀(TVV)的作用是根据发动机冷却液温度来控制活性炭罐的净化过程。当发动机冷却液温度低于35时，WV关闭，燃油蒸气被吸入活性炭罐；当发动机冷却液温度高于54时，TVV开启，燃油蒸气从活性炭罐经WV进行进气歧管，净化了活性炭罐。 1.2 EVAP控制系统的检修 1.2.1活性炭罐的检修 a.从发动机舱中拆下活性炭罐。 b.检查活性炭罐的壳体有无损坏，检查所有管口有无裂纹。注意:一定不能有活性炭逸出。 c.检查活性炭罐的过滤片和单向阀:如图 4a所示，将低压(压力小于6.9kPa)的压缩空气吹入管口A中，空气应能毫无阻挡地从其他管口中流出；将低压(压力小于6.9kPa)的压缩空气吹入管口B中，空气应不能从其他管口中流出。如果检查结果与上述情况不符，则应更换活性炭罐。 d.吹净活性炭罐。如图 4b所示，用手指堵住管口B，同时将压缩空气(压力小于296kPa)吹入管口A中即可吹净活性炭罐。特别提醒:不得使用溶剂或其他液体冲洗活性炭罐；在吹净活性炭罐时，如果有活性炭逸出，则应更换活性炭罐。 1.2.2TVV的检修 a.将发动机冷却液从散热器中排入合适的容器内。 b.从旁通出水口上拆下WV，并将TVV放入水中。 c.当水温低于35时，TVV应该关闭，如图 5a所示，将空气吹入管口中，空气应不能流过TVV；当水温高于54时，WV应该开启，如图 5b所示，将空气吹入管口中，空气应能自由地流过TVV。 d.在TVV的螺纹上涂上粘结剂，重新装上TVV(其拧紧力矩为29Nm)，并重新加注发动机冷却液，检查有无泄漏。 2 EGR系统及其检修 2.1 EGR系统的构成和工作 丰田佳美轿车EGR系统的总体构成和工作原理如图 6所示。发动机的排气压力随着进气量的增加而按比例增大。节气门开度越大，进气量增加越多，排气压力也越高，它作用于EGR阀的恒压室上，将推动EGR真空调节器的膜片向上移动，从而减少了连接真空控制阀(VSV)的进气室的通道面积。因为进气真空作用于节气门体上的E孔和R孔，而由EGR阀真空调节器调节的真空通过VSV作用在EGR阀的真空室上。由于EGR阀真空室内的真空度增大，导致EGR阀门打开，使恒压室的压力下降，反过来降低了EGR真空调节器的膜片压力，使EGR阀真空室的真空度减小，废气再循环量也相对减少。由上述可知，EGR系统是根据进气的真空度和排气压力的大小来控制废气再循环的量的，也即是随发动机负荷的变化来控制废气再循环的。 真空控制阀控制的EGR系统的工作过程如表2所列。 EGR真空调节器用于调节EGR阀的真空度，它通过感知废气压力及发动机的负荷来实现对EGR阀的真空控制。表 2 EGR系统的工作过程发动机冷却液温度VSV状态节气门位置EGR阀恒压室压力EGR真空阀节器状态EGR阀状态废气再循环状况35以下关闭-关闭废气不参与再循环56以上开启位于E孔下方-关闭位于E孔和R孔之间低压打开通往大气的通道关闭高压关闭通往大气的通道开启废气参与再循环位于R孔上方高压开启废气参与再循环（增加） EGR阀是真空操纵的，由EGR真空调节器和真空控制阀控制。当EGR阀开启时，进气歧管与排气歧管间的通道接通，废气进入燃烧室，从而降低燃烧室的温度及排放中的NOx的含量。 真空控制阀由ECM发出的信号进行控制。在以下情况时，ECM控制真空控制阀关闭，以维持发动机的驱动性能:发动机冷却液温度低于56；发动机减速(怠速)；发动机负荷较轻(进气量少)；发动机转速超过4000r/min发动机高速空转。 EGR废气温度传感器用于测量EGR阀处的废气温度，并将信号输入ECM，ECM将所测得的温度与标准温度值进行比较，以判断EGR系统的工作是否正常。如果废气温度很高，则ECM判定EGR系统工作正常，如果EGR阀开启时废气未达到额定温度，ECM存储器内将存储故障代码71，且点亮发动机故障指示灯。 2.2 EGR系统的检修 2.2.1EGR系统工作状况的检查 a.检查并吹净EGR真空调节器的过滤片。拆下EGR真空调节器盖和过滤片，检查过滤片是否脏污或损坏；用压缩空气吹净过滤片，并重新安装好EGR真空调节器过滤片和盖(注意:在安装过滤片时，粗糙表面应朝外)。 b.连接真空表。使用三通接头，如图 7所示，将真空表与EGR阀和真空控制阀间的软管相连接。 c.起动发动机，检查发动机的起动性能和怠速时的运转状况，应良好。否则应清洗或更换EGR阀。 d.使用跨接线连接故障检测插座的端子TE1和E1。 e.在发动机冷却液温度低于60(自动变速器)或者55(手动变速器)的状态下，检查发动机转速为2500r/min时的真空度，真空表应指示真空度为0MPa。此时检查EGR管是否发热(用手触摸)，应不发热。 f.将发动机暖机至80，检查发动机转速为2500r/min时的真空度，真空表应指示较低的真空度；如图 8所示，从EGR真空调节器的R孔上拆开真空管，使用另一根软管将R孔直接与进气歧管相连，检查发动机转速为2500r/min时的真空度，真空表应指示较高的真空度(注意:此时由于大量废气进入进气歧管，发动机将会出现轻度点火不良)。 g.从故障检测插座上拆下跨接线。 h.拆下真空表，并将真空软管重新连接到其原来的位置。 在上述检查中如果未发现故障，则说明EGR系统工作正常，否则检查各个元件。 2.2.2 EGR真空调节器的检查 a.如图 9所示，从EGR真空调节器的P、Q和R孔上断开真空软管，用手指堵住P、R孔，朝Q孔内吹气，空气应能自由地通过过滤片盖。 b.起动发动机，将发动机转速保持在2500r/min，用手指堵住P、R孔，朝Q孔内吹气，此时，空气应受到很大的阻力。 c.如果EGR真空调节器的工作情况与上述状况不符，则应更换EGR真空调节器。 d.将真空软管重新连接到合适的位置。 2.2.3EGR阀的检查 a.在发动机怠速运转时，将真空直接加在EGR阀上，发动机应运转不平稳或熄火。 b.如果发动机运转平稳，则从发动机上拆下EGR阀，检查EGR阀的枢轴有无积碳和粘结，若有则应清洗EGR阀。 c.使用一个手持真空泵，检查真空膜片有无泄漏。如果真空膜片泄漏，则更换EGR阀。 d.检查通往进气和排气歧管的EGR通道，确保通道畅通无阻。 e.使用新的垫片，将EGR阀重新安装到发动机上。 2.2.4真空控制阀(VSV)的检盒 2.2.4.1真空控制阀的通断检查 a.将发动机冷却液从散热器中排入合适的容器内。 b.从旁通出水口上拆下真空控制阀。 c.将真空控制阀放入冷却液中，在冷却液温度低于35时，真空控制阀应关闭，如图 10a所示，将空气吹入管口中，空气应不能从阀门流过。将冷却液加热到56时，真空控制阀应开启，如图 10b所示，空气应能自由地流过阀门。如果检测结果与上述要求不符，则应更换真空控制阀。 d.在真空控制阀的螺纹上涂敷粘结剂，重新装上真空控制阀，并以29Nm的力矩拧紧真空控制阀。 e.重新加注发动机冷却液，并检查有无泄漏。 2.2.4.2真空控制阀的电路检查 a.从真空控制阀上拆下真空软管，拆开真空控制阀的导线插头，再将真空控制阀拆下。 b.在真空控制阀插头的端子间连上万用表档，检测真空控制阀的电阻值。如果电阻值不符合规定，则应更换真空控制阀。 c.用万用表档检测真空控制阀插头各端子与阀体之间的导通性，应不导通。如果导通，则应更换真空控制阀。 d.如图 11a所示，从E孔吹入空气，空气应能从G孔流出。如图 11b所示，将蓄电池接在真空控制阀插头端子上，从E孔吹入空气，空气应能从空气滤清器流出。 如果真空控制阀的工作状况与主述不符，则更换真空控制阀。 3 PCV系统及其检修 3.1 PCV系统的构成和工作 PCV系统的作用是将窜入曲轴箱内的窜气和机油蒸气的混合气导入发动机燃烧室进行燃烧。 PCV系统的总体构成和工作如图 12所示。新鲜空气自空气滤清器进入进气歧管前，有一部分空气通过闭式通气阀进入左侧气门室，将其空间的机油蒸气连同空气通过空气旁通管进入曲轴箱，将曲轴箱