任务五排放控制系统检测与诊断

1、学习任务五：排放控制系统检测与诊断【学习目标】学生在教师的指导下，以独立或小组合作的形式，达到以下目标：1. 能叙述汽油机主要污染物的组成及其危害性；2. 能理解汽油机各主要污染物的生成条件和控制原理；3. 能叙述汽油机各排放控制装置的组成、作用和工作原理；4. 能熟练运用工量具、仪器对排放控制装置进行检测并排除故障。【任务描述】-辆五菱宏光，冷车起动和暖机时都没有黑烟排放，但在行驶过程中出现黑烟,踩下加速踏板，黑烟增多。经检查，发现为排放控制系统故障。为此需耍对排放控制系统进行详细的检测与诊断。【任务分析】随着汽车工业的高速发展，汽车保有量的急剧增加，汽车的排放污染物已成为全球环境的主 要污

2、染源，为控制汽车排放，各国都相继制定了日益严格的排放标准，为此现代汽车上都设 置了各种排放控制装置。需要对汽车排放系统进行检测与诊断，必须熟知汽车排放控制各系 统的组成、结构、作用、原理及检测方法，其次能分析相关检测数据，找出故障原因，并予 以排除。【相关知识】一、汽车排放污染物及其危害汽车发动机的各种排放害物质已经成为城市大气污染的主要来源，其排出的主要有害物 质有co、nox、hc、so2、炭烟等。对于汽油发动机以前面三者占大多数，因此co、nox、 hc已经成为汽油发动机排放控制的重点控制对象。1. co的形成和危害co是炷类燃料在空气不足的情况下进行不完全燃烧的产物，是汽油机中有害成分

3、浓度最 大的物质。当混合气过浓时，co的生成量明显增加，当混合气较稀时，如果混合气混合质量 不好，也会产生较多的cooco是一种无色无味的气体，具有很剧烈的毒性，人体吸收后即在肺中与血液中的血红蛋 白结合在一起，形成碳氧血红蛋白。由于co与血红蛋白结合能力较02强大200300倍， 故吸入的co就会优先与血红蛋白相结合，结果造成血液的输氧能力下降，而co 旦与血 红蛋白结合在一起就很难分离，要经过较长的时间才能消失其毒害作用。故co的毒害作用 有积累的性质，人连续处在混有co空气中的时间越长，血液中积累的毒性就越多，最后导 致人体组织的缺氧。2. nox的形成和危害发动机排放的nox主要包含n

4、o和no?。对汽油机来说，在气缸高温时和在氧浓度较高 的混合气下都很容易生成no。气缸气温越高、持续的时间越长、混合气的浓度越稀，生成 的no的量就会越多，相反，降低燃烧室温度、缩短混合气在高温屮停留的时间和降低混合 气浓度都能减少no*的生成量。废气排出大气后，处于低温环境的no在空气中会缓慢氧化 生成no2o对于no和no2,我们统称为nox。汽车排岀的氮氧化物最终都会变成no2o no2有剧烈的毒性，长期暴露在低浓度下，都 会使人发生萎缩性病变，引起呼吸机能障碍，在150x io'200xi的浓度下短吋间内可使 人的肺脏纤维化；no?刺激呼吸道可引起喘息、支气管炎、肺气肿；no?

5、与hc的混合物在 紫外线的作用下进行光化学反应，由光化学过氧化物而形成的黄色烟雾，其主要成分是臭氧, 该现象称为“光化学烟雾”，光化学烟雾会明显地降低大气能见度，影响地面或空中交通； no?在大气中产牛臭氧等过氧化物，对人的眼、鼻和咽喉粘膜有较强的刺激作用，引起结膜 炎、鼻炎、支气管炎等症状，并伴随有难闻的臭味，严重时可致癌，3. hc的形成和危害hc是未燃的燃料、不完全燃烧或裂解反应的碳氢化合物及少量的氧化反应的中间产物。 在汽油机中，尾气排出的hc主要是缸壁和狭缝的熄火作用造成，另外过稀或过浓以及废气 稀释严重、缸内温度过低时，可能引起火焰传播不完全甚至断火，hc增多。在汽油机中， hc排

6、放的另外一个重要途径就是燃油系统的蒸发泄漏。hc会刺激眼和鼻，降低鼻的嗅觉机能。碳氢化合物的不完全燃烧构成醛类物质。醛类物 质强烈刺激眼、呼吸器官、皮肤等，对植物也有危害。二、汽油发动机的排放控制装置发动机排放控制就是针对排放物产生的机理，在发动机上增设一些控制装置，以降低污 染物(co、hc和noq的排放，并将其控制在规定的范围内。现代汽车上采用了多种排放 净化措施，一般常用的有汽油蒸气排放(evap)控制系统、废气再循环控制系统(egr)、 三元催化转换器(twc)与空燃比反馈控制系统(0?s)、二次空气供给系统和曲轴箱强制通风 装置(pcv)等。1汽油蒸气排放(evap)控制系统(dev

7、ap控制系统功能 为了防止燃油蒸气从燃油箱等部位直接排向大气而产生污染, 在现代汽车上，一般采用由ecu控制的活性炭罐式燃油蒸发污染控制系统(evap控制系统)。 evap控制系统的功能是收集汽油箱内的汽油蒸气，并将汽油蒸气适时导入气缸进行燃烧， 从而防止汽油蒸气直接排出大气而造成污染。evap控制系统还能够根据发动机的工况，控 制导入气缸参加燃烧的汽油蒸气量。(2) evap控制系统的组成与工作原理evap控制系统的组成有单向阀、通节气门的 缓冲器、炭罐控制真空电磁阀、排放控制阀、定量排放孔、活性炭罐等。单向阀可以防止燃油蒸气返冋燃油箱。炭罐控制真空电磁阀，受发动机ecu控制，决定阀门的开度

8、大小，用来控制通向排放控 制阀的真空度。排放控制阀，用来控制从活性炭罐吸入进气岐管的气体流量(含空气和蒸气)，它受炭罐 控制真空电磁阀控制。当发动机怠速时，从活性炭罐吸入进气岐管的气体流量应小些，否则 会使混合气过稀而造成怠速不稳；当发动机转速升高，负荷增大时，吸入的气体流量可大些, 以使炭罐内的汽油蒸气能被及时净化。真空泄放阀，用来保持油箱内的气压。它安装在油箱加油口盖上，当油箱内因燃油减少, 真空度增大到一定极限时，该阀会打开，使油箱内保持正常大气压力，保证供油稳定。活性炭罐中的活性碳具有良好的汽油蒸汽吸附性，当汽油蒸汽经过活性碳罐时将被活性 碳吸附并存储下来。evap控制系统的工作原理如

9、图51所示，油箱1的燃油蒸气通过单向阀2进入活性碳罐 9的上部，空气从碳罐下部进入清洗活性碳，在碳罐右上方有一定量排放小孔8及受真空控 制的排放控制阀7,排放控制阀内部的真空度由碳罐控制电磁阀4控制。发动机工作时，ecu根据发动机转速、冷却液温度、空气流量、负荷等信号，确定一个 最佳的排放量，向炭罐控制真空电磁经阀输出不同占空比的脉冲信号，以控制排放控制阀上 部的真空度，使排放控制阀处于最佳位置，从而使最适量的燃油蒸气被吸入进气岐管进入气 缸燃烧，降低排放污染并提高燃油经济性。图5t evap控制系统1-油箱2-单向阀3-通节气门缓冲器4 -炭罐控制真空控制阀5-节乞门6-进气歧管7-排放控制

10、阀8-定量排放孔9-活性炭罐10-油箱盖附真空泄放阀在有些车型上，活性炭罐清污控制系统有利于发动机抑制爆震，当ecu判断发动机产生 爆震时，立即使炭罐清污电磁阀关闭，切断真空，关闭排放控制阀，直到爆震消失后超过150ms 时，ecu才再度使炭罐清污电磁阀恢复工作。2.废气再循环控制系统（egr）废气再循环简称为egr （exhaust gas recirculation）,是目前用来降低汽车排出废气中氮 氧化物（nox）排量的一种有效措施。egr有内部循环和外部循环两种，内部循环是指发动 机在排气时不排干净，特意留一部分废气在气缸内和下一次循环的新鲜混合气混合燃烧。外 部循环是指将一部分排气引

11、入进气管与新混合气混合后进入气缸重新燃烧。（1）egr控制系统功能egr主要功能是抑制no*的排放量。egr将适当的废气引入 气缸重新参加燃烧，利用废气中co2、n2、h2o. no2等多原子分子和惰性气体的吸热性能 强这种特性，吸收气缸内的部分热量，从而降低气缸的最高温度，破坏nox的生成条件，减少nox的生成量。（2）开环控制egr系统的组成和工作原理1）机械式egr控制 机械式egr控制装置，是利用进气管负压及排气压力的气体控制 方式，一般是在egr率为5%15%的少量egr控制时采用。当进行大量egr控制（egr 率为15%20%）时，大多数采用电子控制式egr控制。机械式egr在现代

12、汽车上基本不再 使用。egr率=田61量/ （进气量+egr量）幻00%2）固定egr率的电子式egr控制 图5-2所示为日产vg30型发动机所采用的egr 系统，它由废气再循环电磁阀、节气门位置传感辭、水温传感器、曲轴位置传感器、发动机 ecu和起动信号等组成。ignethwvta图5-2 固定egr率的电子式egr控制1-曲轴转角传感器2-水温传感器3-排乞再循环控制阀4-排乞再循环电磁阀5-节乞门开关6-ecu发动机工作时，ecu根据点火开关、曲轴位置传感器、水温传感器、节气门位置传感器等送来的信号，确定发动机所处的工况，同时发出指令，控制废气再循环电磁阀的on、off状态，从而控制废气

13、再循环控制阀的关闭或打开，使egr停止或进行。具体的控制过程如下，ecu向废气再循环电磁阀发出控制信号，当电磁阀接通（on） 时，其阀门关闭，切断了通往废气再循环控制阀的真空通道，使废气再循环控制阀的阀门关 闭，废气再循环系统不起作用。反之，当电磁阀处于断开（off）状态时，其阀门打开，通 往废气再循环控制阀的真空通道连通，使废气再循环控制阀的阀门打开，废气再循环系统起 再循环作用。3）可变egr率的屯子式egr控制 图5-3是开环控制可变egr率电子式egr控制系 统的例子。在该控制系统中，有一个真空控制阀（vcm阀），内有两个电磁阀：一个是怠速 控制电磁阀；另一个是egr控制电磁阀。当发动

14、机工作时，ecu根据曲轴位置传感器、节气门位置传感器、水温传感器、点火开关和蓄电池电压等信号，确定发动机所处工况，发出 控制指令，给egr控制电磁阀提供不同占空比的脉冲电压，使其具有不同打开、关闭频率， 以调节进入vcm阀负压室的空气量，得到控制egr阀不同开度所需的真空度，从而获得适 应发动机不同工况所需的不同的egr率。图5-3 可变egr率的电子式egr控制1-ecu 2-传感器3-egr管路 4-egr控制阀 5-真空控制阀 6-控制信号脉冲电压信号占空比的大小，决定电磁阀的打开时间，占空比越大，进入vcm负压室 的空气量越多，真空度越小，废气再循环控制阀阀门开度越小，egr率越小，当

15、egr率小 至一定值时，egr阀关闭，egr系统停止工作。反z,脉冲电压信号的占空比越小，egr 率越大。图5-4闭环控制式废气再循环系统框图4）闭环控制式的egr控制 闭环控制式的egr控制是对废气再循环率实行闭环控制的 系统，与开环相比只是在egr阀上增设一个egr阀开度传感器。在该系统中，ecu检测实际的egr率或egr阀开度作为反馈控制信号进行闭环控制，其控制精度更高。如图54所 示。当空气经过节气门进入稳压箱时，发动机尾气中的一部分经egr控制阀进入稳压箱，稳 压箱有egr率传感器，不断地检测稳压箱中新鲜空气与废气所形成的混合气屮氧的浓度，并 检测结果输入ecu, ecu经过分析计算

16、后，向egr控制阀输出控制指令，不断地调整egr 率，使废气再循环的egr率时刻保持在理想状态，从而有效地减少nox的排量。值得注意的是，由于废气再循环将不可避免地降低混合气的燃烧质量，从而降低发 动机的动力性能，因此在某些工况，ecu是不允许进行废气再循环的。不允许进行废气 再循环工况有： 发动机起动时； 节气门位置传感器的怠速触点接通时； 发动机冷却水温低低于60°c时； 发动机转速低于900r / min或高于3200r / min。3. 三元催化转换器（twc）与空燃比反馈控制系统（1）twc功能 利用转换器中的三元催化剂，三元催化转换器可对排气中的co、hc、 nox同时进

17、行净化处理，从而将排气中的有害气体转化成co?、n2出0等无毒气体。（2）twc的组成和工作原理三元催化转换控制是在发动机排气管前加装三元催化转 换器（twc）,其结构如图55所示。图5-5三元催化转换器的结构原理图三元催化转换器所用催化剂是钳（或耙）和错的混合物，它们填充在氧化铝等颗粒状或 蜂窝状载体中，催化剂只起催化作用，不参加化学反应。三元催化转换器的理想使用温度为400°c-800°c,发动机的排气温度过高（815°c以上）,twc转换效率将明显下降，催化剂会过热而加快老化，以致催化功能失效。对汽油机而言，只有在理论空燃比为14.7附近很窄的范围内工作时，

18、三元催化转换器的 转换效率才能达到最佳，如图5-6所示。因此，必须对混合气的空燃比进行精确的控制，在 现代发动机efi系统中，普遍采用根据氧传感器的信号对空燃比进行反馈控制的方式，来将 混合气的空燃比精确控制在14.7附近一个极小的范围内，以保证三元催化转换器以最佳状态 工作。装有三元催化转换器的汽车，不能使用含铅汽油，否则容易使催化剂产牛铅中毒而失效。三元催化器 最佳工作区。筆效换转145图5-6 三元催化转换器净化率与空燃比的关系1-nox曲线 2-c0曲线 3-hc曲线影响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，如果发动机工作 不良，导致尾气屮的co和hc含量过高，将会

19、使三元催化器屮毒，缩短三元催化器的寿命。（3）空燃比反馈控制系统 空燃比反馈控制系统中的反馈信号主要是氧传感器信号，氧 传感器有二氧化鉛型和二氧化钛型两种形式。1）二氧化诰氧传感器二氧化诰型氧传感器的基本元件为氧化错陶瓷管，在敏感元件氧 化错的内外表面覆盖一层铀，外侧与大气相通，内侧与尾气接触。在400°c以上的高温时， 若氧化钻内外表面处的气体中的氧的浓度有很大差别，在钳电极之间将会产生电压。当混合 气稀时，排气中氧的含量高，传感器元件内外侧氧的浓度差小，氧化诰元件内外侧两极z间 产生的电压很低（接近0v）,反之，如排气中几乎没有氧，内外侧的之间电压高（约为iv）。 在理论空燃比附

20、近，氧传感器输岀电压信号值有一个突变，如图57所示。浓一标准一稀空理比a）结构b）输出特性图5-7氧化佶氧传感器及其输出特性1-法兰2-餡电极3-氧化错管 4 -柏电极5-加热器6-涂层 7-废气8-套管9-大气2）二氧化钛氧传感器二氧化钛展于n型半导体材料，其阻值大小取决于材料温度和周 围环境屮氧离子的浓度，因此町以用来检测尾气屮氧离子的浓度。二氧化钛氧传感器主要由 二氧化钛元件、导线、金属外壳、加热元件和接线端子等组成。当废气中的氧浓度高时，二氧化钛的电阻值增大；反之，废气中氧浓度较低时二氧化钛 的电阻值减小，利用适当的电路对电阻变量进行处理，即转换成屯压信号输送给ecu,用来 确定实际的

21、空燃比。3）空燃比反馈控制原理当发动机运行时，氧传感器不断地检测尾气中氧的含量，并且 把实时信号传给ecuo当实际空燃比比理论空燃比小时，氧传感器向ecu输入的高电压信 号（0.750.9v）,此时ecu减小喷油量，空燃比增大。当空燃比增大到理论空燃比时，氧 传感器输岀电压信号将突变下降至0.1 v左右，ecu立即控制增加喷油量，空燃比减小。如 此反复，就能将空燃比精确地控制在理论空燃比附近一个极小的范围内。4. 二次空气供给系统（1）二次空气供给系统功能 在冷起动和暖车等工况下，氧传感器因不能马上工作还处 于开环状态时，通过电磁阀控制的空气阀，定量地将新鲜空气送入排气管和三元催化器内， 促使

22、废气中的一氧化碳和碳氢化合物进一步氧化，从而降低一氧化碳和hc的排放量，同时 加快三元催化转换器的升温。（2）二次空气供给系的组成与工作原理 二次空气供给系的组成有空气滤清器、电子空 气泵、空气喷射控制阀、三元催化剂等，如图5-8所示。其中空气喷射控制阀主要由舌簧阀 和膜片阀和电磁线圈等组成。工作原理：点火开关接通后，蓄电池向二次空气电磁阀供电，ecu控制屯磁阀搭铁回路。 电磁阀不通电时，关闭通向膜片阀真空室的真空通道，膜片阀弹簧推动膜片下移，关闭二次 空气供给通道；ecu给电磁阀通电，进气管真空度将膜片阀吸起，使二次空气进入排气管。二次空气喷射系统的工作条件只限于开坏状态，进入闭环系统时立即

23、停止工作，其最长 工作时间也只有点20s左右。图5-8二次空气供给系统结构示意图空气喷射控制阀2-三元催化器3-电子空气泵4-空气滤清器5. 曲轴箱强制通风装置(1) 曲轴箱强制通风装置的功能 曲轴箱强制通风装置的功能就是根据工况适时把曲轴 箱中的审气送回进气岐管循环燃烧。(2) 曲轴箱强制通风装置的组成和工作原理发动机汽缸内的可燃混合气在压缩冲程和 作功冲程吋，由于气门和活塞环密封不严，一些未被完全燃烧的气体串入曲轴箱中，这些气 体的主要成分为碳氢化合物hc。串气中的某些成分会破坏机油，使机油产牛油泥，腐蚀曲轴 箱箱体。串气在曲轴中积累，也会造成压力增大，如果不及时释放，高压气体会破坏密封建

24、, 造成漏油现彖。为了解决曲轴箱内的吊气问题，在发动机上安装了曲轴箱强制通风装置。曲 轴箱强制通风系统的工作原理示意图如图5-9所示。=串气新鲜气图5-9曲轴箱强制通风系统工作原理发动机在工作吋，进气管的真空度作用到pcv阀上，此真空度还吸引新鲜空气经空气滤 清器、软管、气缸盖罩上的孔道进入曲轴箱与窜缸气体进行混合，混合后在进气管真空度的 作用下经气缸盖罩上的孔道、pcv阀、软管时入进气管和新鲜空气混合后入气缸燃烧掉。曲 轴箱强制通风装置的工作过程如下：1）当发动机不运转时，进气岐管没有真空，pcv阀在自重和弹簧力的作用下保持关闭， 阀中柱塞的密封面与阀底部接触，关闭阀的入口，如图5-10ao

25、2）在发动机怠速或减速时，进气岐管的真空度非常高，pvc阀内的柱塞被吸到最上位 置，将计量口关闭，几乎没有曲轴箱气体进入进气岐管，如图5-10bo3）在发动机正常负荷和转速下工作时，进气岐管的真空度下降，弹簧将柱塞下推，计量 口的流通截面增大，进入进气岐管的曲轴箱气体增加，如图5-lococ）发动机正常运转时a）发动机不运转时b）发动机怠速或减速d）发动机大负荷时图5-10曲轴箱强制通风装置pcv阀结构示意图1-进气岐管2-计量口 3-曲轴箱乞休4）在发动机的大负荷或加速时，进气岐管的真空度非常低，弹簧使阀的开度更大，曲轴箱气体进入进气管的流量最大，如图5-10do三、五菱宏光b12发动机的排

26、放控制装置与犬多数发动机一样，为降低污染物（co、hc和noq的排放，并将其控制在规定的 范围内，五菱宏光b12发动机上也采用了多种排放净化措施，具体有汽油蒸气排放控制系统、 废气再循环控制系统、三元催化转换器与空燃比反馈控制系统和曲轴箱强制通风装置等。下 面简单介绍五菱宏光b12发动机各排放控制装置的结构组成和系统原理。1.汽油蒸气排放（evap）控制系统（1）evap控制系统功能 为了防止汽油箱向大气排放燃油蒸气而产牛污染，五菱宏光 b12发动机设置了 evap控制系统，利用活性碳罐吸收并存储汽油蒸气。结构示意图如图5-11 所示。图5-11 evap控制系统示意图1-蒸气放出阀2-活性碳

27、罐3-碳罐清洗电磁阀4- ecu（2）五菱宏光b12发动机evap控制系统的工作原理 五菱宏光b12发动机evap控制系统的工作原理与其它车型类似，evap控制系统真空控制管路在节气门后方，在中等负荷 时投入工作。发动机真空装置将新鲜空气吸进活性碳罐，然后新鲜空气与汽油蒸气一起进入 进气歧管，油气的混合物进入燃烧室并在发动机止常运行时燃烧。图512为evap碳罐清洗 电磁阀电路图。电遊履电髓制2/z_ecu-图5-12 evap碳罐清洗电磁阀电路图evap进入工作状态的条件：燃油控制模式为闭环控制；冷却液温度在40°c以上； 节气门开度在非怠速状态（10.9%）； 车速： okm/h

28、； 发动机为非减速状态； 蓄电池电压在：819v。2. 废气再循环控制系统五菱宏光b12发动机egr系统安装位置如图5-13所示。图5t3五菱宏光b12发动机egr系统组成1-egr电磁阀 2-连接废气端3-egr管4-连接进气岐管端3.三元催化转换器与空燃比反馈控制系统五菱宏光b12发动机三元催化转换器与空燃比反馈控制系统与其它车型类似，这里不作 赘述。4.曲轴箱通风装置五菱宏光b12发动机pcv系统被集成在气门室罩盖内部，与迷宫盖板共同形成迷宫通道。 如图514和515所示。pcv进气管位于气门室罩盖进气侧后端，pcv阀安装孔位于气门室 罩盖进气侧前端。迷宫盖板钏接在罩盖上，新鲜空气从pc

29、v进气口进入迷宫，在迷宫内按图 示箭头方向流动，最终通过盖板上下陷的方形孔进入气门室。曲轴箱内气体通过气缸盖罩前 端的空隙部分与气门室进行换气，曲轴箱无单独的新鲜空气流入通道。气门室内油气混合气 经气门室罩盖前端迷宫入口进入迷宫，在迷宫内流动后，润滑油被凝结分离出來，通过迷宫 盖板上的小孔回流到气门内，过滤后的混合气体流入迷宫末端的pcv阀，经管路被送往进气 歧管。pcv阀新鲜空气图5-14 五菱宏光b12发动机乞门室罩盖迷宫布局pcv阀新鲜空气图5-15 五菱宏光b12发动机气门室罩盖迷宫盖板b12发动机pcv系统的迷宫设置较为简单，并且没有单独的新鲜空气通道通入到曲轴箱 内部，只是依靠扰动

30、和气门室内的吸气负压使得曲轴箱内的废气流入到气门室，流入迷宫。 图5-16为五菱宏光b12发动机pcv系统示意图。机油图5-16 五菱宏光b12发动机pcv系统示意图【制定计划】一、学生制定汽车排放控制系统的检测与诊断方案1. 制定汽车排放控制系统检测与诊断方案的方法和原则（1）分好几个小组，并选好小组长。（2）各小组成员分别进行集合，收集准备的相关资料和老师给出的工作页;（3）讨论并制定汽车排放控制系统检测与诊断方案：1）检测与诊断项目的确定；2）检测量具和仪器的选用；3）检测与诊断方法步骤；4）安全及注意事项。2. 学生制定汽车排放控制系统检测与诊断方案的展示与讨论（1）各小组派出一名代表

31、，进行本小组的检测与诊断方案展示。（2）各小组对展示的检测与诊断方案进行讨论，确定其合理性。3. 学生制定汽车排放控制系统检测与诊断方案的决策根据讨论结果，进行分析比较，修改并决定较为合理的检测与诊断方案。二、汽车排放控制系统检测与诊断的参考方案1. 实践准备条件五菱宏光车辆或b12发动机台架、诊断仪、数字万用表、五件套、手电筒、教材、工作 页、互联网资源、多媒体设备等。2. 汽车排放控制系统检测与诊断计划汽车排放控制系统检测与诊断计划见表5-1 o表5-1汽车排放控制系统检测与诊断计划项目子项目1.汽油蒸气排放(evap)控制系统的检测 与诊断(1)就车检查(2)单件检杳2.废气再循环控制系

32、统(egr)的检测与诊 断(1) egr阀的检查(2) egr电磁阀的检查(3)废气调整阀的检查3.三元催化转换器twc%空燃比反馈控制 系统的检测与诊断(1)三元催化转换器twc的检查维护(2)氧传感器的检测与诊断(3)二次空气供给系统的检查4.曲轴箱强制通风系统的检测与诊断(1)系统密封性能的检查(2) pcv阀的检查任务实施现代汽车上常用的排放净化措施，一般有汽油蒸气排放控制系统、废气再循环控制系统、 三元催化转换器与空燃比反馈控制系统、二次空气供给系统和曲轴箱强制通风装置等。对汽 车排放控制装置的检查，要做好相应的准备。实施任务所需的主要设备有车俩或发动机台架, 主要工、量具有常规工具

33、一套和汽车诊断仪、数字万用表，另外还要有相应的维修资料和网 络资源。一、汽油蒸气排放(evap)控制系统的检测与诊断汽油蒸气排放(evap)控制系统有故障吋，将会引起发动机排放超标，怠速不良，加速不良等现象。1.就车检查就车检查主要是通过活性炭罐上的真空情况来检查。在车上应先检查管路有无破损或漏 气，碳罐壳体有无裂纹，每行驶20000 km应更换活性碳罐底部的进气滤心。另外，碳罐有吋 效变质问题，通常当汽车行驶looookm或涉水后碳罐会变质，多为结块变质，失去储存能力。对汽油蒸气排放控制系统真空情况检查时，先让发动机怠速运转下，拔下活性炭罐上的 真空软管，检查真空软管内有无真空吸力，因为此时

34、电磁阀应关闭着，无真空吸力说明清污 控制系统工作正常。如图5-17a所示。如果此时真空软管内有真空吸力，再用万用表检查清 污电磁阀的端子电压，若有电压降，说明ecu存在故障；若无电压，则说明清污电磁阀卡滞 在开启位置，应更换清污电磁阀。然后踩下加速踏板，使发动机转速上升到2000r / min以上，检查真空软管内有无真空吸力。 若有真空吸力，说明炭罐清污系统工作正常；若真空软管内无真空吸力，清污电磁阀线束连 接器上电压正常，说明电磁阀存在故障；若电压异常，说明ecu或控制线路存在故障。a）吸力检查b）通电检查图5-17 清污电磁阀的检查2. 单件检查（1）真空控制阀的检查 拆下真空控制阀，用手

35、动真空泵由真空管接头给真空控制阀施 加约5kpa真空度时，从活性碳罐侧孔吹入空气应畅通，不施加真空度时，吹入空气则不通。（2）电磁阀的检查 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控制电 磁阀施加一定的真空度，电磁阀不通电时应能保持真空度，若接蓄电池电压，真空度应释放。 测量电磁阀两端子间电阻应为3545q,否则应更换电磁阀。（3）清污电磁阀工作检查。拆下电磁阀，向电磁阀内吸气检查，电磁阀应不通气；然 后将12v蓄电池电压施加到电磁阀连接器两接线端子上，如图5-17b所示，同时向电磁阀 内吸气，这时电磁阀应通气。如果经检查，清污电磁阀的状态与上述检查结果不符，则说 明电磁阀存在故障

36、，应进行更换。表52为五菱宏光b12发动机evap电磁阀的特性参数。表5-2五菱宏光b12发动机evap电磁阀的特性参数量值单位最小典型最大工作电压913.516v20 °c时电阻26q典型电压下的电流0.5a控制脉冲频率30hz典型控制脉冲宽度10ms二、废气再循环控制系统（egr）的检测与诊断废气再循环控制系统的主要故障是废气循环时不能进入发动机进行循环，而不该循 环时反而进入发动机循环。当发动机在冷态时，如果废气与混合气混合后进人发动机， 即废气再循环装置错课性工作，会使发动机运转不稳，甚至出现熄火；发动机温度升高 后，如果egr阀不能正常工作，发动机会产生爆震，工作温度升高，

37、n（x排放量将增加。对egr系统的检查项目主要有：egr阀、egr电磁阀和egr调整阀等。1. egr阀的检查egr阀的热负荷大，工作环境差，易脏、堵造成锥阀发卡。常见的故障有：锥阀 常开一发卡关不严，造成低速和高速工况游车；锥阀常关一中等负荷不投入工作，nox 生成物多，污染加大。（1）-般检查拆下egr阀上的真空软管，发动机转速应无变化，用手触试真空软 管应无真空吸力；发动机温度达到止常工作温度后，怠速时检查结果应与冷机时相同， 若转速提高到2500 r/min左右，拆下真空软管，发动机转速有明显提高。（2）起动发动机，使发动机达到正常工作温度，踩下加速踏板，使发动机转速到2000r/mi

38、n以上，这时egr阀拉杆应能随发动机转速的变化而动作，如图518所示。(3) 如果egr阀拉杆不动作，关闭发动机，用手指移动拉杆，检查是否运动自如， 如果不能移动，可将egr阀拆下进行清洗，若述不能移动，则应更换新的egr阀。(4) 如果egr阀拉杆用手能移动，可起动发动机，拔下egr阀上的真空软管，用真空 测量仪或用手指检查去感觉有无真空吸力，如果没有真空吸力，则说明egr控制部分有故障, 应进一步检查。图5-18 检查egr阀拉杆的移动1-节气门变化2-拉杆移动五菱宏光b12发动机egr系统没有安装外置egr阀拉杆，其外观结构如图5-19所示。图5-20为五菱宏光b12发动机egr阀的结构

39、。图5-19五菱宏光b12发动机egr系统1-废气再循环管2-egr电该阀及位置传感器l一ja) egr流程b) egr结枸图5-20五菱宏光b12发动机egr阀1-废气2-egr阀3-针阀4-去进气管1-传感器盖 2-针阀位置传感器3-磁极 4-线圈总成5 电枢套6 针阀7 电极及基座总成(5) egr阀的检查 拆下egr阀并进行解体，检查egr阀中的膜片是否有破损，是否存在真空泄漏；如果存在破损，产生真空泄漏，则应更换egr阀。如图5-21所示，用手动真空泵给egr阀膜片上方施加约15kpa的真空度，egr阀应能 开启，不施加真空度，egr阀应能完全关闭。(6) 检查egr阀废气再循环量是

40、否合适 检查吋，应起动发动机，并使发动机达正 常温度，拆下egr阀上的真空软管，并将管头堵住，用真空泵对egr阀软管抽真空， 如图522所示。3图5-22 检查egr阀的废气再循环量 1-接插件2-手持真空泵3-拉杆发动机怠速时，施加19.95kpa的真空力，观察egr阀拉杆是否运动。若此时发动机运转变坏甚至熄火，说明egr阀工作正常；若发动机运转情况没有变化，说明egr 阀损坏，应更换。(6)对于设有egr位置传感器的egr阀，可在发动机熄火后拔下位置传感器导线 连接器，用万用表检查连接器的b与c端子间电阻，其电阻值应符合规定。egr位置传 感器如图5-23所示。abc图5-23 egr位置

41、传感器的结构1-egr阀 2-至废气调整 3-egr位置传感器检查egr位置传感器连接器a与c端子间电阻值。拔下egr阀与调整阀间的真空软管，用真空泵对egr阀施加真空的同时，用万用表检查a与c端子间电阻值。电阻值应随真空度的增大而增大，不允许有间断；否则，说明egr阀损坏，应当更换。2. egr电磁阀的检查(1) 关闭点火开关，拔下egr电磁阀连接器，用万用表测量电磁阀线圈的电阻，其 值一般为2050q,否则，应更换egr电磁阀。(2) 拆下egr电磁闭，检查各管口之间是否通气。在不通电时，管口 a与b、a与 c之间应不通气，但b与c间应通气，如图5-24 a所示。(3)在给egr屯磁阀通电

42、口寸，女口图5-24 b)所示，这吋电磁阀管口 a与b之间应通气，而a与c、b与c间应不通气；否则说明egr电磁阀损坏，应更换。图525为五 菱宏光b12发动机egr控制电路图。图5-25五菱宏光b12发动机egr控制电路主继电器2-接插件3-电磁阀和位置传感器4 - ecu(4)五菱宏光b12发动机egr电磁阀的检测参数如表5-3.0表5-3五菱宏光b12发动机egr电磁阀的检测参数线号线色功能定义检测参数线路状态工作时电阻值红/蓝5v传感器电源5.0v5.0v绿/黑传感器搭铁0v0v黄/红传感器信号线4.9v0.7 2.5v红白主继电器供电12.0v12.0v&0q左右白黑egr阀

43、回路线4.43v工作时，012v 变化3.废气调整阀的检查（1）起动发动机，并将发动机预热到止常工作温度。（2）拔下废气调整阀与egr阀之间的真空软管，用手指堵住真空管口，检查管口内 是否有真空吸力，如图5-26 a）所示。发动机怠速时，管口内应无真空吸力；当加速时， 发动机转速上升到2000r / min左右上，管口内应有真空吸力。如果检查结果与上述不符, 则应进一步检查。（3）拆下废气调整阀，在连接egr电磁阀的接口上接上真空泵，用手指堵住真空管 口，如图526b所示。这时向连接排气管的管口内泵入空气，同时用真空泵向egr电磁 阀接口抽真空。这时，在连接egr阀真空管的接口处应能感到有真空

44、吸力；在停止抽真 空后，真空吸力应能保持住；在释放连接排气管的管口内压力后，真空吸力应随之消失。 经检查，若与上述情况不符，则应更换废气调整阀。a）就车检查b）单件检查图5-26废气调整阀的检查三、三元催化转换器twc与空燃比反馈控制系统的检测与诊断1. 三元催化转换器的检查维护三元催化转换器失效后会导致排放恶化，堵塞后将会引起排气背压加大，平时使用过程 中耍注意维护和保养，定期检查。三元催化器的净化率的高低，决定于空燃比（a/f）的大小，把a/f保持在14.7范围附 近，净化率可达到80%以上。为了使净化率控制在最佳工作区内，必须使用ox和egr系统, 实现反馈控制，即闭环控制系统，才能有效

45、的净化尾气。装有三元催化转换器的车辆必须使用无铅的辛烷值汽油，当含铅量在4.23mg/l时 80000km后催化器的性能将下降30%50%, ox在480km后即损坏失效。催化器损坏的原 因，除铅化物外，尚有碳化物、焦油等物质因素。若发现排气管总成内有界响，或排气背压 过高，驾驶性能变差加速无力，则应检查催化剂是否烧熔堵塞。若发现催化器发黑或严重赌 塞时，即应换新件。装用蜂巢型转换器的汽车，一般汽车每行驶80000 km应更换转换器芯体。装用颗粒型转 换器的汽车，其颗粒形催化剂的重量低于规定值时，应更换。三元催化器外表面印有型号及安装方向箭头，不得装反。2. 氧传感器的检测与诊断氧传感器信号是

46、空燃比反馈控制系统中的反馈信号，氧传感器和三元催化转换器配合使 用，一般装有前氧传感器和后氧传感器两个。氧传感器常见故障有碳化物和铅化物覆盖，气体不能渗透，氧离子不能扩散，产生失效。 再个就是加热线圈断路失效。氧传感器失效将会引起的发动机怠速不良，加速不良，尾气超 标，油耗增加等现象。（1）热型氧传感器加热器的检查 检测加热器线圈的电阻，女口：丰田ls400在20°c吋线 圈阻值应为5.16.3q；五菱宏光b12发动机为8120（2）氧传感器信号检查 发动机高速运转，直到氧传感器的工作温度达到400°c以上再 维持怠速运转。然后反复踩动加速踏板，并测量氧传感器输出信号电压，

47、加速时应为高屯压 信号，减速时应输出低电压信号。发动机正常工作时信号电压应在0.10.9v之间不断的变化。 如电压持续偏高，则说明混合气过浓或传感器被污染损坏；若电压持续偏低，说明混合气过 稀或传感器故障；若总在中间值则说明可能是氧传感器损坏。（3）诊断仪检查 用诊断仪读取故障代码，检查有无氧传感器故障记录；用诊断仪读取 氧传感器数据流，信号电压应在0.10.9v之间不断的变化。3. 二次空气供给系统的检查(1) 低温起动发动机后，拆下空气滤清器盖，应听到舌簧阀发出的“嗡、嗡悄。(2) 拆下二次空气供给软管，用手指盖住软管口检查，发动机温度在1863°c范围内怠 速运转时，有真空吸力

48、；温度在63°c以上，起动后70s内应有真空吸力，起动70s后应无真 空吸力；发动机转速从4000r/min急减速时，应有真空吸力。(3) 拆下二次空气阀，从空气滤清器侧软管接头吹入空气应不漏气。(4) 电磁阀的检查，阻值应为3644qo四、曲轴箱强制通风装置的检测与诊断发动机汽缸内的可燃混合气在压缩冲程和作功冲程时，由于气门和活塞环密封不严，一 些未被完全燃烧的气体串入曲轴箱中，串气中的某些成分会破坏机油，使机油产生油泥，腐 蚀曲轴箱箱体。串气在曲轴中积累，也会造成压力增人，如果不及吋释放，高压气体会破坏 密封垫，造成漏油现象。曲轴箱强制通风装置的检查主要是系统密封性能的检查和pv

49、c阀的检查。(1) 系统密封性能的检查 冃视检查各管路、各接头有无破裂、漏气现彖。(2) pcv阀的检查 把pcv阀连接曲轴箱的-端管路拆缶卩，用手感觉pcv阀的吸力情 况：1) 当发动机不运转时，进气岐管没有真空，pcv阀在自重和弹簧力的作用下保持关闭， 阀中柱塞的密封面与阀底部接触，阀门关闭，没有吸力。2) 当发动机怠速或减速时，进气岐管的真空度非常高，pvc阀内的柱塞被吸到最上位 置，将计量口关闭，儿乎没有曲轴箱气体进入进气岐管，此时儿乎也没有吸力。3) 当发动机正常负荷和转速下工作时，进气岐管的真空度下降，弹簧将柱塞下推，计量 口的流通截面增大，进入进气岐管的曲轴箱气体增加，吸力较大。

50、4) 当发动机在人负荷或加速时，进气岐管的真空度非常低，弹簧使阀的开度更大，曲轴 箱气体进入进气管的流量最大，吸力也最大。不符合以上规律的应更换pcv阀。质量评估汽车排放控制系统通过检查维护、修理更换之后，用相关仪器经过再次检测，应能达到各项参数的标准要求，发动机排放达标，启动正常，怠速良好，各工况下运转平稳。1汽油蒸气排放(evap控制系统各管路无泄漏现象，系统密封性能良好，清污电磁阀工作止常。2. 废气再循环控制系统(egr)(1) egr阀：无堵、卡现象，真空吸力正常，egr阀拉杆应能随发动机转速的变化而动 作正常。对于设有egr位置传感器的egr阀，a与c端子间电阻值应随真空度的增大而

51、增 大，不允许有间断；(2) egr电磁阀：线圈电阻正常(2050q),工作正常(通电吋吹气顺畅，断电吋不 通气)；(3) 废气调整阀：真空吸力正常。3. 三元催化转换器twc与空燃比反馈控制系统(1) 三元催化转换器twc：排气顺畅，前、后氧传感器信号参数正常；(2) 氧传感器：加热电阻正常，信号参数正常；(3) 二次空气供给系统：发动机低温起动后，拆下空气滤清器盖，应听到舌簧阀发出的“嗡、 嗡''声。拆下二次空气供给软管，用手指盖住软管口检查，在发动机各温度下真空吸力应正常。 电磁阀阻值应为3644qo4. 曲轴箱强制通风系统的检测与诊断(1) 系统密封性能良好；(2) p

52、cv阀：在发动机各工况下吸力正常。【拓展知识】1. 查阅宝骏630轿车维修手册，比较宝骏630轿车的排放控制装置和五菱宏光排放控制 装置在结构上和相关技术标准上有何区别？2. 典型故障案例分析奔驰300e轿车发动机怠速不稳，冒白烟故障现象 奔驰300e轿车，发动机怠速不稳，加速略显迟缓，排气管冒出浓浓的口烟, 发动机转速越高，白烟越浓。故障诊断分析 排气管冒白烟，第一感觉肯定是发动机烧水，但是，检查冷却系统，冷 却液一点都不少；拆下所有6缸火花塞逐个观察，看不岀有烧水的痕迹，汽油里含有水分的 可能被排除。联想到此故障车还有怠速不稳，加速迟缓现象，于是决定，检修工作围绕这一故障现象 继续进行。经

53、过相关测试，发现在做发动机断缸试验时第2缸基本不工作。接下来，在判断2缸不 工作的原因时，做了一系列检测工作，包括：供油系统压力、供油流量、喷油嘴雾化性能、 气缸压缩压力等，对点火线圈、火花塞还做了替换试验，结果却未发现任何问题。最后，当 使用金奔腾示波器测试各传感器、执行器工作状况时，发现2缸喷油脉宽的波形不正常。与 此同时，乂发现一个比较有意思的现象：当发动机运转时，只要插上2缸喷油嘴的线束插头, 二次空气喷射泵就开始工作，拔掉2缸喷油器的线束插头，二次空气喷射泵则马上停止工作; 在同样情况，拔插其他气缸喷油嘴插头，则无此现彖。很明显，此现象表明：是发动机电器线路部分出现了故障。于是，通过

54、查阅故障车型的 维修资料，对发动机电子控制部分的电路图进行了仔细分析，得出结论如下：这辆奔驰轿车发动机采用的多点顺序燃油喷射控制系统，安装有氧传感器、三元催化转 换器、二次空气喷射泵、碳罐清污电磁阀等一系列与排放相关的元件，用以保证尾气排放的 清洁。y1 y6六个喷油嘴的电源均由点火开关提供，其中2缸喷油嘴y2的控制端接在控 制单元插口 x11b的第13脚；二次空气喷射泵电磁离合器y10的控制端接在控制单元插口 xllb的第15脚，所不同的是，控制单元在此是控制喷油泵电源供给而非控制接地。为什么 会出现插上2缸喷油嘴的线束插头，二次空气喷射泵就开始工作的现象呢？由电路图可以看出，只有当2缸喷油

55、嘴y2的控制端与空气喷射泵电磁离合器y10的控 制端短路时，才可能会出现这种现彖。当y2与y10的控制端短路时，出现的局部电路回路 为：由点火开关（屯源15） 2缸喷油嘴y2电磁离合器y10接地）。将发动机线束拆 下，剥开保护胶带层，果然在线束中的所有电线的绝缘层都已老化龟裂，由于y2与y10的 控制线脱落更为严重而至粘连短路。至此，故障车怠速不稳，加速迟缓即2缸不工作的故障 原因已经找到。这时联想到上述冒白烟的故障，答案也就迎刃而解；由于经空气喷射泵电磁 离合器y10提供的地线，喷油嘴y2在发动机运转时，会始终打开喷油，而不是按一定脉宽 控制喷油，这就导致2缸混合气过浓而无法点燃，从而出现二缸不工作的故障；当未燃的混 合气由缸内排出气管，到达三元触媒转换器处吋，因为巧合，恰恰是由于上述的短路现象使空气泵也同时工作，给三元触媒转换器提供了充足的新鲜空气；这样，未燃的混合气在三元 触媒转换器中就可以进行充分的氧化一还原反应，生成大量的水和二氧化碳及其他化学物质。 故障车辆运转时，我们所看到的浓浓白烟，就是这样形成的。故障排除 将发动机线束更换后，运转发动机，保持在2500r / min大约lh左右，当三 元触媒转换器中残存的可燃物全都反应完毕后，浓浓的白烟也就随风而