课题五,排放控制

1、 排气污染物产生的原因：排气污染物产生的原因： 一、燃油燃烧不充分一、燃油燃烧不充分 二、在高温高压的环境下，多于空气中的二、在高温高压的环境下，多于空气中的N2和和O2结合结合 生成生成NOx。 根据污染物来自排气管、曲轴箱和燃油系统的不同，可根据污染物来自排气管、曲轴箱和燃油系统的不同，可分为分为:排气污染物控制系统非排气污染物控制系统三元催化系统废气再循环系统二次空气喷射系统曲轴箱强制通风系统燃油蒸发控制系统项目四 发动机辅助控制系统发动机辅助控制系统活动四活动四 排放控制系统排放控制系统一、三元催化转换器TWC1、作用三元催化转换器是将汽车尾气中有害物质HC、CO、NOx转换成无害物H

2、2O、CO2和N2,有效减少排放污染。2、结构和基本工作原理三元催化转换器安装在排气道中，位于消音器与排气歧管之间，由壳体、减振层和涂有催化剂的载体组成，在陶瓷载体上浸渍铂（或钯）与铑贵重金属的混合物作为催化剂，如图4-19所示。它是利用催化剂使排气中的HC、CO和NOx发生氧化和还原反应，生成无害的H2O、CO2和N2。 图4-19 三元催化转换器项目四 发动机辅助控制系统发动机辅助控制系统活动四活动四 排放控制系统排放控制系统3、影响TWC转换效率的因素影响最大的是混合气的浓度和排气温度。只有在标准混合气附近，对废气中的有害气体CO、HC和NOX的转换效率才最佳。在装用TWC的汽车，一般装

3、用氧传感器检测废气中的氧浓度，并将此信号送给ECU后，对空燃比进行反馈闭环控制。装用TWC后，发动机的排气温度须在300815之间。低于300，氧传感器将不能产生正确信号，因此部分氧传感器内有加热线圈；高于815，TWC转换效率下降。图4-20影响TWC转换效率的因素项目四 发动机辅助控制系统发动机辅助控制系统活动四活动四 排放控制系统排放控制系统二、废气再循环(EGR)控制系统NOX是空气中的氮气与氧气在高温、高压条件下形成的，发动机排出的NOX量主要与气缸内的最高温度有关，气缸内最高温度越高，排出的NOX量越多。EGR控制系统的引入可以增加混合气的热容量，降低燃烧的最高温度，抑制NOX的生

4、成，从而可改善排放性能。但是发动机工作期间，有一些工况下随着EGR增加将使发动机燃烧变得不稳定，缺火现象严重，油耗增加，HC的排量增多，这时应减少或停止EGR。在发动机集中控制系统中，电控单元根据发动机工况的变化，可自动调节废气回流量，实现EGR控制。 1、EGR控制系统的基本原理废气再循环(EGR)就是将废气中的一部分引入燃烧室中，参与燃烧过程。由于废气的主要成分是惰性气体(CO2、H2O、N2等)，它们具有较高的比热容，废气与新鲜混合气混合后，热容量增大，可降低最高的燃烧温度，同时再循环的废气对新鲜混合气的稀释，也相应的降低了氧的浓度，从而使NOX在燃烧过程中的生成量受到抑制。废气再循环量

5、的多少可用EGR率表示，它是指再循环的废气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项目四 发动机辅助控制系统发动机辅助控制系统活动四活动四 排放控制系统排放控制系统2、EGR控制系统的分类（1）开环控制EGR系统不采用ECU控制的开环EGR系统，具体又可分为由负荷控制的EGR系统和由水温和负荷控制的EGR系统两种，如图4-21和4-22。ECU控制的开环控制EGR系统，它主要由EGR阀、EGR电磁阀等部件组成， ECU根据发动机冷却液温度、节气门开度、转速和起动等信号来控制EGR电磁阀的通电或断电，如图4-23所示。图4-21 由负荷控制的EGR系统图

6、4-22 由水温和负荷控制的EGR系统项目四 发动机辅助控制系统发动机辅助控制系统活动四活动四 排放控制系统排放控制系统 图4-23 ECU控制的开环控制EGR系统（2）闭环控制EGR系统检测实际的EGR率或EGR阀开度作为反馈控制信号来控制EGR系统，这种系统的控制精度更高，如图4-24所示。项目四 发动机辅助控制系统发动机辅助控制系统活动四活动四 排放控制系统排放控制系统3、EGR控制系统的检修（1）一般检查怠速时，拆下EGR阀上的真空软管，发动机转速应无变化，用手触试真空管口应无吸力；转速达2500r/min以上，同样拆下此真空软管，发动机转速应明显升高（中断了废气再循环）。（2）EGR

7、电磁阀的检查测量电阻值，应为3339。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。通电时，与上述刚好相反。（3）EGR阀的检查给EGR阀施加15kPa的真空，EGR阀应能开启；不施加真空时，EGR阀应能完全关闭。 项目四 发动机辅助控制系统发动机辅助控制系统活动四活动四 排放控制系统排放控制系统 图4-24闭环控制EGR系统项目四 发动机辅助控制系统发动机辅助控制系统活动四活动四 排放控制系统排放控制系统三、汽油蒸汽排放(EVAP)控制系统1、EVAP控制系统的功能EVAP控制系统的功能是收集汽油箱内蒸发的汽油蒸气，并将汽油蒸气导入气缸参加燃烧，从而防止汽油蒸气直

8、接排入大气而造成污染。同时，还必须根据发动机工况，控制导入气缸参加燃烧的汽油蒸气量。2、EVAP控制系统的组成EVAP控制系统主要有单向阀、电磁阀、真空室、真空控制阀、定量排放孔、活性炭罐等组成，如图4-25所示。 图4-25EVAP控制系统项目四 发动机辅助控制系统发动机辅助控制系统活动四活动四 排放控制系统排放控制系统3、EVAP控制系统的工作原理在装有EVAP控制系统的汽车上，汽油箱盖上只有空气阀，而不设蒸气放出阀。EVAP控制系统布置如图4-25所示。活性炭罐与油箱之间设有排气管和单向阀，汽油箱内的汽油蒸气超过一定压力时，顶开单向阀经排气管进入活性炭罐，活性炭罐内的活性炭将燃油蒸汽吸在

9、炭罐内。发动机工作时，活性炭罐内的汽油蒸气经定量排放孔、吸气管被吸入进气管。活性炭罐的上端设有一个真空控制阀，真空控制阀为一膜片阀，膜片上方为真空室，控制阀用来控制定量排放孔的开闭。真空控制阀与进气管之间的真空管路中设有受ECU控制的电磁阀，用以调节真空控制阀上方真空室的真空度，改变真空控制阀的开度，从而控制吸入进气管的汽油蒸气量。为防止活性炭罐内的燃油蒸气被吸入进气管后使混合气变浓，活性炭罐下方设有进气滤芯并与大气相通，使部分清洁空气与活性炭罐内的汽油蒸气一起被吸入进气管。有些发动机上的EVAP系统不采用ECU控制，即真空控制阀与进气管之间的真空管路中不安装受ECU控制的电磁阀，真空控制阀的

10、开度直接由真空度控制，真空管口设在靠近节气门全闭位置的上方。发动机转速一定时，随发动机负荷(节气门开度)的增大，真空管口处的真空度增加，真空控制阀的开度增大；随发动机负荷减小，真空控制阀开度也减小。项目四 发动机辅助控制系统发动机辅助控制系统活动四活动四 排放控制系统排放控制系统在部分电控EVAP系统中，活性炭罐上不设真空控制阀，而是将受ECU控制的电磁阀直接装在活性炭罐与进气管之间的吸气管中。如图4-27所示为韩国现代轿车装用的电控EVAP系统，电脑根据节气门位置传感器、冷却液温度传感器和进气温度传感器信号控制电磁阀通电或断电，电磁阀控制活性炭罐与进气管之间的吸气通道。发动机怠速(进气量较少

11、)或温度较低时，电脑使电磁阀断电，关闭吸气通道，活性炭罐内的汽油蒸气不能被吸入进气管。1 燃油蒸发控制系统作用将燃油蒸气（将燃油蒸气（HC）回收，吸入发动机气缸进行燃烧，既可以减少排放，）回收，吸入发动机气缸进行燃烧，既可以减少排放，又节约燃油。又节约燃油。蒸汽回收管路蒸汽回收管路蒸汽管蒸汽管路路2 2 燃油蒸发控制系统组成燃油蒸发控制系统组成燃油蒸气回收系统一般由燃油箱、活性碳罐，碳罐电磁阀，燃油蒸气回收系统一般由燃油箱、活性碳罐，碳罐电磁阀，橡胶管路及发动机橡胶管路及发动机ECU组成。组成。蒸汽回收管路蒸汽回收管路蒸汽管蒸汽管路路3、 燃油蒸发控制系统原理燃油蒸发控制系统原理燃油蒸发控制（燃油蒸发控制（EVAPEVAP）系统的工）系统的工作原理作原理 工作过程：燃油箱的蒸气经蒸工作过程：燃油箱的蒸气经蒸气管道进入活性炭罐；当满足气管道进入活性炭罐；当满足一定条件，一定条件，ECUECU控制炭罐电磁控制炭罐电磁阀打开时，空气自炭罐底部进阀打开时，空气自炭罐底部进入，经炭罐，真空软管，进入入，经炭罐，真空软管，