废气排放控制

1、废气排放控制 汽车汽车汽车排放污染来源：发动机排出的废气（约占发动机排出的废气（约占6565以上）以上）曲轴箱窜气（约占曲轴箱窜气（约占2020）燃料供给系统中蒸发的燃油蒸汽（约占燃料供给系统中蒸发的燃油蒸汽（约占10102020）汽油机的主要污染物： 一氧化碳一氧化碳COCO、碳氢化合物、碳氢化合物HCHC、氮氧化合物、氮氧化合物NONOX X汽车排放控制系统（排污治理方法）：曲轴箱强制通风曲轴箱强制通风PCVPCV系统系统汽油蒸汽排放汽油蒸汽排放EVAPEVAP控制系统控制系统废气再循环废气再循环EGREGR系统系统三元催化转换器三元催化转换器TWCTWC与空燃比反馈控制系统与空燃比反馈控

2、制系统二次空气供给系统二次空气供给系统热空气供给系统热空气供给系统一、汽油蒸气排放（汽油蒸气排放（EVAPEVAP）控制系统）控制系统 1 1、功能：、功能：收集燃油箱和浮子室（化油器式汽油机）内蒸收集燃油箱和浮子室（化油器式汽油机）内蒸发的汽油蒸汽，并将汽油蒸汽导入气缸参加燃烧，从而防止发的汽油蒸汽，并将汽油蒸汽导入气缸参加燃烧，从而防止汽油蒸汽直接排入大气而造成污染。同时，还必须根据发动汽油蒸汽直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汽量。机工况，控制导入气缸参加燃烧的汽油蒸汽量。 为了控制燃油箱逸出的燃油蒸汽，电控发动机普遍采用为了控制燃油箱逸出的

3、燃油蒸汽，电控发动机普遍采用了了碳罐碳罐，油箱中的燃油蒸汽在发动机不运转时被碳罐中的活，油箱中的燃油蒸汽在发动机不运转时被碳罐中的活性碳所吸附，当发动机运转时，依靠进气管中的真空度将燃性碳所吸附，当发动机运转时，依靠进气管中的真空度将燃油蒸汽吸入发动机中。电子控制单元根据发动机的工况通过油蒸汽吸入发动机中。电子控制单元根据发动机的工况通过电磁阀控制真空度的通或断达到燃油蒸汽的控制。电磁阀控制真空度的通或断达到燃油蒸汽的控制。 采用燃油蒸汽的控制可采用燃油蒸汽的控制可减少大气中的减少大气中的HCHC和节约燃料。和节约燃料。2、工作原理油箱的燃油蒸气通过单向阀进入活性碳罐上部，空气从碳罐下部进入清

4、洗活性碳，在碳罐右上方有一定量排放小孔及受真空控制的排放控制阀，排放控制阀沙锅内部的真空度由碳罐控制电磁阀控制，电磁阀受ECU控制。电控EVAP控制系统中，活性碳罐上不设真空控制阀，而将受ECU控制的电磁阀直接装在活性碳罐与进气管之间的吸气管中。1、EVAPEVAP控制系统的组成控制系统的组成机械式EVAP控制系统电控电控EVAPEVAP控制系统典型布置控制系统典型布置2、工作原理工作原理 发动机工作时，发动机工作时，ECUECU根据发动机转速、温度、空根据发动机转速、温度、空气流量等信号，控制碳罐电磁阀的开闭来控制排放气流量等信号，控制碳罐电磁阀的开闭来控制排放控制阀上部的真空度，从而控制排

5、放控制阀的开度。控制阀上部的真空度，从而控制排放控制阀的开度。当排放控制阀打开时，燃油蒸气通过排放控制阀被当排放控制阀打开时，燃油蒸气通过排放控制阀被吸入进气歧管。吸入进气歧管。3 3、控制方式：、控制方式：1 1）ECUECU清污电磁阀清污电磁阀真空真空真空控制阀真空控制阀进气歧管吸入燃进气歧管吸入燃 油蒸汽油蒸汽 2 2）ECUECU清污电磁阀清污电磁阀进气歧管吸入燃油蒸汽进气歧管吸入燃油蒸汽韩国现代轿车韩国现代轿车EVAPEVAP系统系统 在部分电控在部分电控EVAPEVAP控制系统中，活性碳罐上不设真空控制控制系统中，活性碳罐上不设真空控制阀，而将受阀，而将受ECUECU控制的电磁阀直

6、接装在活性碳罐与进气管之间控制的电磁阀直接装在活性碳罐与进气管之间的吸气管中。的吸气管中。控制方式控制方式：ECUECU清污电磁阀清污电磁阀进气歧管吸入燃油蒸汽进气歧管吸入燃油蒸汽 广本广本EVAPEVAP系统（系统（0303雅阁）雅阁）4 4、检修、检修一般维护 检查管路有无破损或漏气，碳罐壳体有无裂纹，每行驶20000应更换活性碳罐底部的进气滤心。 真空控制阀的检查 拆下真空控制阀，用手真空泵由真空管接头给真空控制阀施加约5KPa，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。 电磁阀的检查 拆开电磁阀进气管一侧的软管，用手动用真空泵由软管接头给控制电磁阀施加一定的真空度，

7、电磁阀不通电时应保持真空度，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3050左右。二、废气在循环控制系统（废气在循环控制系统（EGREGR） NO NOX X是空气中的氮气与氧气在高温、高压条件下是空气中的氮气与氧气在高温、高压条件下形成的，发动机排出的形成的，发动机排出的NONOX X量主要与气缸内的最高温量主要与气缸内的最高温度有关，气缸内最高温度越高，排出的度有关，气缸内最高温度越高，排出的NONOX X量越多。量越多。EGREGR控制系统的功能：控制系统的功能：将适量的废气引入气缸内参加将适量的废气引入气缸内参加燃烧，从而降低气缸内的最高温度，以减少燃烧，从而降低气缸内

8、的最高温度，以减少NONOX X的排的排放量。为了保证发动机正常工作和性能不受过多影放量。为了保证发动机正常工作和性能不受过多影响，必须根据发动机工况的变化，控制废气再循环响，必须根据发动机工况的变化，控制废气再循环量。量。EGREGR率率EGREGR量量（吸入空气量吸入空气量EGREGR量量）100100类型：类型：开环控制开环控制EGREGR系统和闭环控制系统和闭环控制EGREGR系统。系统。1 1、开环控制、开环控制EGREGR系统系统 主要由EGR阀和EGR电磁阀等组成。原理：EGR阀安装在废气再循环通道中，用以控制废气再循环量。EGR电磁阀按装在通向EGR真空通道中，ECU根据发动机

9、冷却液温度、节气门开度、转速和起动等信号来控制电磁阀的通电或断电。ECU不给EGR电磁阀通电时，控制EGR阀的真空通道接通，EGR阀开启，进行废气再循环； ECU给EGR电磁阀通电时，控制EGR阀的真空度通道被切断，EGR阀关闭，停止废气在循环。ECUECU控制的开环控制控制的开环控制EGREGR系统系统控制方式：控制方式：ECUEGRECUEGR电磁阀电磁阀真空真空EGREGR阀阀部分废气进入进气歧管部分废气进入进气歧管由负荷控制的由负荷控制的EGR系统系统由水温和负荷由水温和负荷控制的控制的EGR系系统统2 2、闭环控制闭环控制EGREGR系统系统 闭环控制EGR系统，检测实际的EGR率或

10、EGR阀开度作为反馈控制信号，其控制精度更高。与开与开环相比只是在环相比只是在EGREGR阀上增设一个阀上增设一个EGREGR阀开度传感器阀开度传感器，控制原理如图，EGR率传感器安装在进气总管中的稳压箱上，新鲜空气经节气门进入稳压箱，参与再循环的废气经EGR电磁阀进入稳压箱，传感器检测稳压箱内气体中的氧浓度，并转换成电信号送给ECU，ECU根据此反馈信号修正EGR电磁阀的开度，使EGR率保持在最佳值。用EGR阀开度反馈控制的EGR系统 日本三菱公司开发了一种直日本三菱公司开发了一种直接用接用EGREGR率作为反馈信号的率作为反馈信号的ECUECU闭环控制系统，其控制框图如闭环控制系统，其控制

11、框图如图所示。新鲜空气经节气门进图所示。新鲜空气经节气门进入稳压箱入稳压箱( (进气总管进气总管) )，参与再，参与再循环的废气经控制阀也进入稳循环的废气经控制阀也进入稳压箱。其中设置有压箱。其中设置有EGREGR率传感率传感器，它对稳压箱中气体分析计器，它对稳压箱中气体分析计算后向算后向ECUECU输出控制信号，不输出控制信号，不断调整断调整EGREGR率使其始终在最佳率使其始终在最佳状态，从而有效地减少状态，从而有效地减少NOxNOx的排放量。的排放量。4 4、EGREGR控制系统的检修控制系统的检修一般检查 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；

12、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）。EGR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。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。三、三元催化转换器（三元催化转换器（TWCTWC）与空燃比反馈控制系统）与空燃比反馈控制系统1 1、三元催化转换器、三元催化转换器TWCTWC三元催化转换器也称为三元催化转换器也称为触媒转换器触媒转换器，简称，简称触媒触媒。功能功能：利用转换器中的三元催化剂，将发动

13、机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排出废气中的有害气体COCO、HCHC和和NONOX X变成无害气体。变成无害气体。构造构造：安装在排气消声器前面，由转换芯子和安装在排气消声器前面，由转换芯子和外壳等构成。转换芯子常用蜂窝状陶瓷作为承载催化剂的载体，在陶瓷载外壳等构成。转换芯子常用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）与铑贵重金属的混合物作为催化剂。体上浸渍铂（或钯）与铑贵重金属的混合物作为催化剂。2 2、影响、影响TWCTWC转换效率的因素转换效率的因素影响最大的是影响最大的是混合气的浓度混合气的浓度和和排气温度排气温度。只有在标准混合气附近，对废

14、气中的有只有在标准混合气附近，对废气中的有害气体害气体COCO、HCHC和和NONOX X的转换效率才最佳。的转换效率才最佳。在装用在装用TWCTWC的汽车，一般装用氧传感器的汽车，一般装用氧传感器检测废气中的氧浓度，并将此信号送检测废气中的氧浓度，并将此信号送给给ECUECU后，对空燃比进行反馈闭环控制。后，对空燃比进行反馈闭环控制。装用装用TWCTWC后，发动机的排气温度须在后，发动机的排气温度须在300300815815之间。低于之间。低于300300，氧传，氧传感器将不能产生正确信号，因此部分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；高于氧传感器内有加热线圈；高于81581

15、5，TWCTWC转换效率下降。转换效率下降。3、功能：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。4、三元催化器：它由一种陶瓷支承材料构成，材料表面涂有铂、铑和钯等贵金属的组合物作为催化剂：CO+O2=CO2 HC+O2=CO2 +HO2 NO2=N2 +O25、工作温度必须在 300 C 至 800 C 之间四、氧传感器氧传感器【功用】【功用】检测排气中的氧浓度，向检测排气中的氧浓度，向ECUECU输送空燃比信号。输送空燃比信号。【分类】氧化锆（【分类】氧化锆（ZrOZrO2 2）式）式和和氧化钛（氧化钛（TiOTiO2 2）式）式两种。两种。【别名】【别名】传感器

16、传感器1 1、氧化锆式氧传感器、氧化锆式氧传感器2、氧化钛式氧传感器氧化钛式氧传感器组成：组成：二氧化钛元件、导线、金属外壳和接线端子等。二氧化钛元件、导线、金属外壳和接线端子等。原理：原理：废气中的氧浓度高时，二氧化钛的电阻值增大；废气中的氧浓度高时，二氧化钛的电阻值增大；废气中氧浓度较低时二氧化钛的电阻值减小。废气中氧浓度较低时二氧化钛的电阻值减小。二氧化钛元件金属外壳陶瓷绝缘体接线端子陶瓷元件导线金属保护套3 3、EFIEFI系统的闭环控制过程系统的闭环控制过程 在带氧传感器的在带氧传感器的EFIEFI系统中，并不是所有工况都进行闭环系统中，并不是所有工况都进行闭环控制。在控制。在起动、

17、怠速、暖机、加速、全负荷、加速断油起动、怠速、暖机、加速、全负荷、加速断油等工等工况下，发动机不可能以理论空燃比工作，此时仍采用开环控况下，发动机不可能以理论空燃比工作，此时仍采用开环控制方式。制方式。改变短改变长喷油器喷油器加长 缩短 决定基本喷射时间判定为空燃比稀判定为空燃比浓ECU浓稀电动势大电动势小氧浓度增加 氧浓度减少O2S发动机发动机进气进气排气排气压缩压缩膨胀膨胀4 4、氧传感器控制电路、氧传感器控制电路右图为日本丰田右图为日本丰田LS400LS400轿车氧传感器轿车氧传感器控制电路。闭环控制，当实际空燃比控制电路。闭环控制，当实际空燃比比理论空燃比小时，氧传感器向比理论空燃比小

18、时，氧传感器向ECUECU输入的高电压信号（输入的高电压信号（0.750.750.9V0.9V）。）。此时此时ECUECU减小喷油量，空燃比增大。减小喷油量，空燃比增大。当空燃比增大到理论空燃比时，氧当空燃比增大到理论空燃比时，氧传感器输出电压信号将突变下降至传感器输出电压信号将突变下降至0.1V0.1V左右，左右，ECUECU立即控制增加喷油量，空燃比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控制在理论空燃比附近一个极小的范围内。内。5 5、 TWCTWC及氧传感器的检修及氧传感器的检修使用注意事项禁用含铅

19、汽油，防止催化剂失效；三元催化转换器固定不牢或汽车在不平路面上行驶时的颠簸，容易导致转换器中的催化剂截体损坏；装用蜂巢型转换器的汽车，一般汽车每行驶80000km应更换转换器心体。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，应全部更换。热型氧传感器加热器的检查热型氧传感器加热器的检查 对热型氧传感器，测量其加热器线圈电阻对热型氧传感器，测量其加热器线圈电阻 。如凌志。如凌志LS400LS400轿车轿车氧传感器加热器线圈，在氧传感器加热器线圈，在2020时电阻为时电阻为5.15.16.36.3。氧传感器信号检查氧传感器信号检查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

20、连接好氧传感器线束连接器，使发动机以较高转速运转，直到氧传感器工作温度达到传感器工作温度达到400400以上时再维持怠速运转。以上时再维持怠速运转。反复踩动加速踏板，并测量氧传感器输出信号电压，反复踩动加速踏板，并测量氧传感器输出信号电压，加速时应输加速时应输出高电压信号（出高电压信号（0.750.750.90V0.90V），减速时应输出低电压信号），减速时应输出低电压信号（0.100.100.40V0.40V）。若不符合上述要求，应更换氧传感器若不符合上述要求，应更换氧传感器五、五、二次空气供给系统二次空气供给系统作用：作用：在一定工况下，将新鲜空气送入排气管，促在一定工况下，将新鲜空气送入

21、排气管，促使废气中的使废气中的COCO和和HCHC进一步氧化，从而降低进一步氧化，从而降低COCO和和HCHC的的排放量；同时增加排放量；同时增加TWCTWC的升温。的升温。二次空气供给系统不工作的条件：二次空气供给系统不工作的条件：lEFIEFI进入闭环控制；进入闭环控制；l水温超过规定；水温超过规定；l发动机转速和负荷超过规定；发动机转速和负荷超过规定；ECUECU发现有故障。发现有故障。控制方式：控制方式：ECUECU二次空气电磁控制阀二次空气电磁控制阀VSVVSV 真空真空二次空气控制阀二次空气控制阀新鲜空气。新鲜空气。二次空气供给系统的检修二次空气供给系统的检修低温起动发动机后，拆下

22、空气滤清器盖，应听到舌簧阀发低温起动发动机后，拆下空气滤清器盖，应听到舌簧阀发出的出的“嗡、嗡嗡、嗡”声。声。拆下二次空气供给软管，用手指盖住软管口检查，发动机拆下二次空气供给软管，用手指盖住软管口检查，发动机温度在温度在18186363范围内怠速运转时，有真空吸力；温度在范围内怠速运转时，有真空吸力；温度在6363以上，起动后以上，起动后70s70s内应有真空吸力，起动内应有真空吸力，起动70s70s后应无真空后应无真空吸力；发动机转速从吸力；发动机转速从4000r/min4000r/min急减速时，应有真空吸力。急减速时，应有真空吸力。拆下二次空气阀，从空气滤清器侧软管接头吹入空气应不拆下

23、二次空气阀，从空气滤清器侧软管接头吹入空气应不漏气。漏气。电磁阀的检查，阻值应为电磁阀的检查，阻值应为36364444。各系统综合示意图各系统综合示意图ECU清污电磁阀清污电磁阀活性炭罐活性炭罐燃油压力调节器燃油压力调节器PCV阀阀喷油器喷油器WTSEGR控制阀控制阀EGR电磁阀电磁阀ISC阀阀TPSAFS氧传感器氧传感器燃油滤清器燃油滤清器燃油泵燃油泵单向阀单向阀分离器分离器三元催化器三元催化器WTS：水温传感器TPS：节气门位置传感器 AFS：空气流量计曲轴箱通风六、巡航控制系统巡航控制系统1 1、巡航控制系统的功能、巡航控制系统的功能（1）匀速控制功能（2）巡航控制车速设定功能（3）滑行

24、功能（4）加速功能（5）恢复功能（6）车速下限控制功能（7）车速上限控制功能（8）手动接除功能（9）自动接除功能（10）自动变速器控制功能（11）快速修正巡航控制车速功能（12）自诊断功能2 2、巡航控制系统的组成、巡航控制系统的组成 结构如图，主要由操纵开关、安全开关、传感器、巡航结构如图，主要由操纵开关、安全开关、传感器、巡航控制控制ECUECU和执行元件组成。和执行元件组成。1、电源、电源 2、操纵开关、操纵开关 3、巡航控制、巡航控制ECU 4、执行元件、执行元件5、接节气门、接节气门 6、车速传感器、车速传感器 7、制动灯开关、制动灯开关3 3、巡航控制使用注意事项、巡航控制使用注意

25、事项1 1）在天气恶劣条件下不要使用；）在天气恶劣条件下不要使用；2 2）在解除巡航控制模式后，应关闭巡航控制系统的）在解除巡航控制模式后，应关闭巡航控制系统的控制开关；控制开关；3 3）在坡道较大或较多的道路上行驶时不要使用；）在坡道较大或较多的道路上行驶时不要使用；4 4）若巡航指示灯闪亮时，说明有故障，请勿使用；）若巡航指示灯闪亮时，说明有故障，请勿使用；5 5）ECUECU是巡航控制系统的中枢，对电磁环境、湿度是巡航控制系统的中枢，对电磁环境、湿度及机械振动有较高的要求。及机械振动有较高的要求。4 4、巡航控制系统的使用方法、巡航控制系统的使用方法1 1）设定巡航速度）设定巡航速度2 2）解除巡航控制模式）解除巡航控制模式3 3）提高巡航控制车速）提高巡航控制车速4 4）降低巡航控制车速）降低巡航控制车速5 5、巡航控制系统的检修巡航控制系统的检修 系统工作时，如果ECU在预定的时间内收不到车速信号，或由于操纵开关或执行元件故障而自动解除巡航控制模式，系统指示等闪烁5次，说明巡航控制系统有故障。七、七、电控节气门系统电控节气门系统1 1、 电控节气门系统的功能电控节气门系统的功能（1）非线性控制（2）怠速控制（3）减小换档冲击控制（4）驱动力控制（TRC）（5）稳定性控制（VSC）（6）巡航控制2 2、电控节气门系统结构