第四节废气排放子系统

1、娄底职院娄底职院 2013年年一排放控制系统简介一排放控制系统简介 一、汽车的公害一、汽车的公害 汽车的公害主要包括三个方面汽车的公害主要包括三个方面: (1)排气对大气的污染。在大气污染中，汽车排放所造成排气对大气的污染。在大气污染中，汽车排放所造成的污染占有相当比重。据有关资料介绍，大气中所含的污染占有相当比重。据有关资料介绍，大气中所含CO的的75%、HC和和NOx的的50%来源汽车的排放。来源汽车的排放。 (2)噪声对环境污染。噪声对环境污染。下一页 (3)电气设备对无线电广播及电视的电波干扰，但只是局部问电气设备对无线电广播及电视的电波干扰，但只是局部问题题 由于排污的危害很大，而且

2、排气净化问题已成为当前汽车由于排污的危害很大，而且排气净化问题已成为当前汽车工业发展中起决定性作用的因素之一，因此排放的控制在国外工业发展中起决定性作用的因素之一，因此排放的控制在国外汽车越来越受重视。汽车越来越受重视。 汽油是多种碳氢化合物的混合物。在发动机气缸内，汽油汽油是多种碳氢化合物的混合物。在发动机气缸内，汽油和空气混合并燃烧，大部分生成和空气混合并燃烧，大部分生成COCO2 2和和H H2 2O O，依据燃烧条件，也，依据燃烧条件，也有一部分由于不完全燃烧而生成有一部分由于不完全燃烧而生成COCO和和HCHC化合物。此外，当燃烧化合物。此外，当燃烧温度很高时，空气中的氮与未燃的氧起

3、反应，生成温度很高时，空气中的氮与未燃的氧起反应，生成NOxNOx其中其中COCO、HCHC和和NONOx x气体对人类和环境都会造成很大危害。气体对人类和环境都会造成很大危害。下一页返回上一页 汽车排污的来源有三方面汽车排污的来源有三方面: (1)从排气管排出的废气，主要成分是从排气管排出的废气，主要成分是CO、HC和和NOx，其，其他还有他还有SO2 、铅化合物和炭烟等、铅化合物和炭烟等; (2)曲轴箱窜气，即从活塞与气缸之间的间隙漏出的，再自曲轴箱窜气，即从活塞与气缸之间的间隙漏出的，再自曲轴箱经通气管排出的燃烧气体，其主要成分是曲轴箱经通气管排出的燃烧气体，其主要成分是HC; (3)从

4、油箱盖挥发、油泵接头挥发、油泵与油箱的连接处挥从油箱盖挥发、油泵接头挥发、油泵与油箱的连接处挥发出的汽油蒸气，成分是发出的汽油蒸气，成分是HC汽油车排放源的有害气体相对汽油车排放源的有害气体相对排放量所示。排放量所示。下一页返回上一页（1）一氧化碳（）一氧化碳（CO）：碳氢燃料的不完全产物，人吸入后将降）：碳氢燃料的不完全产物，人吸入后将降低血液吸收和运送氧气的能力。低血液吸收和运送氧气的能力。（2）碳氢化合物（）碳氢化合物（HC）：包括未燃和未完全燃烧的燃油和润滑）：包括未燃和未完全燃烧的燃油和润滑油蒸汽。油蒸汽。（3）氮氧化合物（）氮氧化合物（NOx）：燃烧室内高温富氧环境中的产物。）：燃

5、烧室内高温富氧环境中的产物。2 2汽车排放控制的分类汽车排放控制的分类 机内净化：从进气系统入手，通过改善混合气的质机内净化：从进气系统入手，通过改善混合气的质量，使燃烧产生的有害成分降低。这一类的排放控制装置有：量，使燃烧产生的有害成分降低。这一类的排放控制装置有：进气温度自动控制装置、废气再循环控制装置、混合比加浓进气温度自动控制装置、废气再循环控制装置、混合比加浓式减速废气净化装置、进气歧管真空度控制阀等。式减速废气净化装置、进气歧管真空度控制阀等。 机外净化：对发动机排出的废气进行再净化处理，机外净化：对发动机排出的废气进行再净化处理，将废气中所含的将废气中所含的COCO、HCHC和和

6、NOxNOx等有害气体转化为无害的水等有害气体转化为无害的水(H2O)(H2O)、二氧化碳、二氧化碳(CO2)(CO2)和氮和氮(N2)(N2)等气体。这一类的排放控制等气体。这一类的排放控制装置有：热反应器、氧化催化剂转化器、三元催化转化器、装置有：热反应器、氧化催化剂转化器、三元催化转化器、二次空气供给装置等。目前广泛使用的发动机废气净化装置二次空气供给装置等。目前广泛使用的发动机废气净化装置是三元催化转化装置。是三元催化转化装置。 收集汽油箱和浮子室内蒸气的汽油蒸气，并将汽油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，从而防止气油蒸气直接排出大蒸气导入气缸参加燃烧，

7、从而防止气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。气缸参加燃烧的汽油蒸气量。 1.EVAP控制系统功能控制系统功能控制废气排放的几种措施控制废气排放的几种措施活性炭罐活性炭罐2.EVAP控制系统的组成与工作原理控制系统的组成与工作原理 如图，油箱的燃油蒸如图，油箱的燃油蒸气通过单向阀进入活性碳气通过单向阀进入活性碳罐上部，空气从碳罐下部罐上部，空气从碳罐下部进入清洗活性碳，在碳罐进入清洗活性碳，在碳罐右上方有一定量排放小孔右上方有一定量排放小孔及受真空控制的排放控制及受真空控制的排放控制阀，排放控

8、制阀由内部的阀，排放控制阀由内部的真空度由碳罐控制电磁阀真空度由碳罐控制电磁阀控制，电磁阀受控制。控制，电磁阀受控制。 1、油箱盖、油箱盖 2、油箱、油箱 3、单向阀、单向阀 4、排气管、排气管 5、电磁阀、电磁阀6、节气门、节气门 7、进气门、进气门 8、真空阀、真空阀 9、真空控制阀、真空控制阀10、定量排放孔、定量排放孔 11、活性碳罐、活性碳罐下一页发动机停机后，燃油蒸气进入炭发动机停机后，燃油蒸气进入炭罐，被活性炭吸附。罐，被活性炭吸附。发动机起动后，进气管真空度经发动机起动后，进气管真空度经真空软管真空软管10传送到限流阀传送到限流阀8，膜片，膜片上移并将限流孔开启，新鲜空气自上移

9、并将限流孔开启，新鲜空气自炭罐底部向上流过炭罐，与吸附在炭罐底部向上流过炭罐，与吸附在活性炭表面的汽油蒸气，经限流孔活性炭表面的汽油蒸气，经限流孔和汽油蒸气管和汽油蒸气管9进入进气歧管。进入进气歧管。炭罐顶部的限流阀炭罐顶部的限流阀8的作用是用来的作用是用来控制进入进气歧管的汽油蒸气和空控制进入进气歧管的汽油蒸气和空气数量。怠速时，传送到膜片上方气数量。怠速时，传送到膜片上方的真空度很小，致使孔径较大的限的真空度很小，致使孔径较大的限流孔关闭，以免破坏怠速时混合气流孔关闭，以免破坏怠速时混合气的空燃比；大负荷或高转速工况下的空燃比；大负荷或高转速工况下，限流阀全开，大、小限流孔均开，限流阀全开

10、，大、小限流孔均开启启。工作原理工作原理 发动机工作时，发动机工作时，ECU根据发动机转速、温度、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空气流量等信号，控制碳罐电磁阀的开闭来控制排放控制阀上部的真空度，从而控制排放控制阀排放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，燃油蒸气通过排的开度。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。放控制阀被吸入进气歧管。下一页 在部分电控在部分电控EVAP控制系统中，控制系统中，活性碳罐上不设真活性碳罐上不设真空控制阀，而将受空控制阀，而将受ECU控制的电磁阀控制的电磁阀直接装在活性碳罐直接装在活

11、性碳罐与进气管之间的吸与进气管之间的吸气管中。气管中。 如图韩国现代如图韩国现代轿车装用的电控轿车装用的电控EVAP控制系统。控制系统。 强制式曲轴箱通风装置（强制式曲轴箱通风装置（ PCV系统）系统） 发动机工作时，有部分可燃混合气和燃烧产物经活塞环由气缸发动机工作时，有部分可燃混合气和燃烧产物经活塞环由气缸窜入曲轴箱内。当发动机在低温下运行时，还可能有液态燃油漏窜入曲轴箱内。当发动机在低温下运行时，还可能有液态燃油漏入曲轴箱内。这将导致润滑油变质，造成机件腐蚀或锈蚀，并且入曲轴箱内。这将导致润滑油变质，造成机件腐蚀或锈蚀，并且对大气环境对大气环境HC等气体的污染。等气体的污染。 强制式曲轴

12、箱通风装置就是防止曲轴箱内碳氢燃料蒸汽和燃烧强制式曲轴箱通风装置就是防止曲轴箱内碳氢燃料蒸汽和燃烧产物排放到大气中的净化装置。产物排放到大气中的净化装置。 强制式曲轴箱通风装置最重要的控制元件是强制式曲轴箱通风装置最重要的控制元件是PCV阀，其功用是阀，其功用是根据发动机工况的变化自动调节进入气缸的曲轴箱内气体的数量。根据发动机工况的变化自动调节进入气缸的曲轴箱内气体的数量。因此，强制式曲轴箱通风装置又称为因此，强制式曲轴箱通风装置又称为PCV系统系统 控制元件控制元件PCV阀的作用：根据发动机工况的变化自动调节进入阀的作用：根据发动机工况的变化自动调节进入气缸的曲轴箱气体的数量。气缸的曲轴箱

13、气体的数量。1、发动机不工作时2、怠速或减速时3、在正常行驶时4、在大负荷下工作时气缸组I1发动机控制单元13油箱4活性炭罐5活性炭滤清器系统电磁阀1，气缸组I7带进气温度传感器的空气质量流量计19氧传感器，气缸组I11节气门控制单元1，气缸组I13温度传感器G6214发动机转速传感器发动机不工作时发动机不工作时PCV阀的开度阀的开度 当发动机不工作时，当发动机不工作时，PCV阀中的弹簧阀中的弹簧2将其中的锥形阀将其中的锥形阀3压压在阀座在阀座4上，关闭了曲轴箱与进气管的通路。上，关闭了曲轴箱与进气管的通路。发动机在怠速或减速时发动机在怠速或减速时PCV阀的开度阀的开度 在怠速或减速时，进气管

14、真空度很大，克服弹簧力把锥在怠速或减速时，进气管真空度很大，克服弹簧力把锥形阀高高举起，这时锥形阀形阀高高举起，这时锥形阀3与与PCV阀体阀体1之间只有很小的缝隙之间只有很小的缝隙。此时，窜入曲轴箱的气体也很少。此时，窜入曲轴箱的气体也很少。部分节气门开度时部分节气门开度时PCV阀的开度阀的开度 进气管真空度比怠速时小，在弹簧的作用下锥形阀进气管真空度比怠速时小，在弹簧的作用下锥形阀3与与PCV阀体阀体1之间的缝隙增大。由于窜入曲轴箱的气体较怠速时多之间的缝隙增大。由于窜入曲轴箱的气体较怠速时多，所以需要较大的，所以需要较大的PCV阀开度。阀开度。发动机在大负荷工作时发动机在大负荷工作时PCV

15、阀的开度阀的开度2) 节气门全开，进气管真空度较小，弹簧将锥形阀节气门全开，进气管真空度较小，弹簧将锥形阀3进一进一步下压，使步下压，使PCV阀的开度达到最大。此时，将产生更多的曲轴阀的开度达到最大。此时，将产生更多的曲轴箱气体，必须使箱气体，必须使PCV阀开度最大。阀开度最大。进进气管回火时气管回火时PCV阀的开度阀的开度 如果进气管发生回火，进气管压力增大，锥形阀落在阀座上，如同发如果进气管发生回火，进气管压力增大，锥形阀落在阀座上，如同发动机不工作时一样，以防止回火窜入曲轴箱引起爆炸。动机不工作时一样，以防止回火窜入曲轴箱引起爆炸。如果气缸或活塞严重磨损，将会有更多气体窜入曲轴箱，引起曲

16、轴箱压如果气缸或活塞严重磨损，将会有更多气体窜入曲轴箱，引起曲轴箱压力异常升高，部分曲轴箱气体从空气滤清器处反喷。力异常升高，部分曲轴箱气体从空气滤清器处反喷。vPCVPCV阀堵塞，会造成阀堵塞，会造成曲轴箱通风不畅曲轴箱通风不畅vPCVPCV软管漏气，会造软管漏气，会造成发动机怠速不稳成发动机怠速不稳v若气缸的密封性能若气缸的密封性能良好，良好，PCVPCV系统应该使系统应该使曲轴箱内的压力略低曲轴箱内的压力略低于大气压力（才能形于大气压力（才能形成强制通风的作用）成强制通风的作用）1.EGR控制系统功能控制系统功能 2.开环控制开环控制EGR系统系统3.闭环控制闭环控制EGR系统系统二、废

17、气在循环控制系统（二、废气在循环控制系统（EGR）EGREGR原理原理废气再循环量的控制方式废气再循环量的控制方式 增加废气再循环量，发动机的燃烧温度可进一步降低，增加废气再循环量，发动机的燃烧温度可进一步降低，抑制抑制NOxNOx产生的作用就更有效。但废气再循环量过多，会导产生的作用就更有效。但废气再循环量过多，会导致混合气的着火性变差，造成发动机的油耗上升，动力性下致混合气的着火性变差，造成发动机的油耗上升，动力性下降，降，HCHC排放量上升。因此，必须控制废气引入量，而在发动排放量上升。因此，必须控制废气引入量，而在发动机起动、怠速和低负荷等工况下，发动机的燃烧温度较低，机起动、怠速和低

18、负荷等工况下，发动机的燃烧温度较低，NOxNOx不会超量，为确保发动机可靠运行，就不能在新鲜混合不会超量，为确保发动机可靠运行，就不能在新鲜混合气中掺入废气。气中掺入废气。 通常以废气再循环率来衡量废气的引入量，废气再循环通常以废气再循环率来衡量废气的引入量，废气再循环率定义如下：率定义如下： EGREGR率率 = EGR= EGR气体量气体量/ /（吸入的空气量（吸入的空气量+ EGR+ EGR气体量）气体量） 100%100% 废气再循环控制装置通过控制废气再循环控制装置通过控制EGREGR率来保证发动机运转率来保证发动机运转性能良好的同时，达到最佳的性能良好的同时，达到最佳的NOxNOx

19、净化效果。净化效果。 EGREGR率与发动机动力性、经济性和排放性能有关（如下率与发动机动力性、经济性和排放性能有关（如下图）。图）。EGREGR率增加过大时，使燃烧速度太慢，燃烧变得不稳定，率增加过大时，使燃烧速度太慢，燃烧变得不稳定，失火率增加，使失火率增加，使HCHC也会增加；也会增加；EGREGR率过小，率过小，NOxNOx排放达不到法排放达不到法规要求，易产生爆震，发动机过热等现象。规要求，易产生爆震，发动机过热等现象。 因此因此EGREGR率必须率必须根据发动机工况要求进行控制。根据发动机工况要求进行控制。 试验结果说明：当试验结果说明：当EGREGR率小于率小于10%10%时，燃

20、油消耗量基本上时，燃油消耗量基本上不增加，当不增加，当EGREGR率大于率大于20%20%时，发动机燃烧不稳定，工作粗暴，时，发动机燃烧不稳定，工作粗暴，HCHC排放物将增加排放物将增加10%10%。因此通常将。因此通常将EGREGR率控制在率控制在10%10%20%20%范围范围内较合适。内较合适。 随着负荷增加随着负荷增加EGREGR率允许值也增加（阴影部分）。率允许值也增加（阴影部分）。怠速和低负荷时，怠速和低负荷时，NOxNOx排放浓度低，为了保证稳定燃烧，排放浓度低，为了保证稳定燃烧，不进行不进行EGREGR。 只有热态下进行只有热态下进行EGREGR。发动机温度低时，。发动机温度低

21、时，NOxNOx排放浓度排放浓度也较低，为了保证正常燃烧，冷机时不进也较低，为了保证正常燃烧，冷机时不进EGREGR。 大负荷、高速时，为了保证发动机有较好的动力性，大负荷、高速时，为了保证发动机有较好的动力性，此时混合气较浓，此时混合气较浓，NOxNOx排放生成物较少，可不进行排放生成物较少，可不进行EGREGR或减少或减少EGREGR率。率。 较早使用较早使用的机械式的机械式EGREGR控制装置是控制装置是利用进气歧利用进气歧管的真空度管的真空度及排气压力及排气压力来控制来控制EGREGR阀阀的开启及开的开启及开启的程度，启的程度，主要有三种主要有三种控制方式，控制方式，如图所示。如图所示

22、。（3 3）废气再循环电子控制系统的控制原理）废气再循环电子控制系统的控制原理 电子控制废气再循环系统的组成如图所示。电子控制废气再循环系统的组成如图所示。 ECUECU根据各传感器的信号判断发动机的工况与状态，以确定是否需根据各传感器的信号判断发动机的工况与状态，以确定是否需要废气再循环或再循环流量的大小，并输出占空比可变的控制脉冲，通要废气再循环或再循环流量的大小，并输出占空比可变的控制脉冲，通过控制过控制EGREGR电磁阀的占空比来调节电磁阀的占空比来调节EGREGR阀的开度，以实现最佳的阀的开度，以实现最佳的EGREGR率控率控制。制。 为实现非线性的最佳为实现非线性的最佳EGREGR

23、再循环流量控制，在再循环流量控制，在EGREGR电子控制系统的存电子控制系统的存储器中储存各工况下的最佳废气再循环流量值，通常以电磁阀占空比参储器中储存各工况下的最佳废气再循环流量值，通常以电磁阀占空比参数的方式储存，数的方式储存，ECUECU根据各传感器信号，直接查找并计算得到最佳的根据各传感器信号，直接查找并计算得到最佳的EGREGR电磁阀占空比值，并输出相应的占空比脉冲信号。电磁阀占空比值，并输出相应的占空比脉冲信号。 有的有的EGREGR电子控制系统通过电子控制系统通过EGREGR阀开度传感器反馈阀开度传感器反馈EGREGR阀开度信息，阀开度信息，相应的在相应的在ECUECU的存储器中

24、储存的是发动机各工况下的的存储器中储存的是发动机各工况下的EGREGR阀开度参数。工阀开度参数。工作时，作时，ECUECU根据各传感器信号查找并计算得到最佳的根据各传感器信号查找并计算得到最佳的EGREGR阀开度，并与当阀开度，并与当前前EGREGR阀开度比较。如果不相等，阀开度比较。如果不相等，ECUECU将调整占空比控制脉冲，将将调整占空比控制脉冲，将EGREGR阀阀的开度调整至最佳状态。的开度调整至最佳状态。 EGR EGR阀阀 EGREGR阀膜片的一边阀膜片的一边( (下部下部) )通大通大气，装有弹簧的另一边为真空室，气，装有弹簧的另一边为真空室，其真空度由其真空度由EGREGR电磁

25、阀控制。增电磁阀控制。增大真空室的真空度，使膜片克服大真空室的真空度，使膜片克服弹簧力上拱，阀的开度就增大，弹簧力上拱，阀的开度就增大，废气再循环流量也就增加。当上废气再循环流量也就增加。当上部失去真空度时，膜片在弹簧力部失去真空度时，膜片在弹簧力的作用下向下拱而使阀关闭，阻的作用下向下拱而使阀关闭，阻断废气再循环。断废气再循环。安装有安装有EGREGR阀开度传感器的阀开度传感器的EGREGR阀阀如图所示。如图所示。 EGR EGR电磁阀电磁阀 EGREGR电磁阀有三个通气口电磁阀有三个通气口（如右图），（如右图），EGREGR电磁阀不通电电磁阀不通电时，弹簧将阀体向上压紧，通时，弹簧将阀体向

26、上压紧，通大气阀口被关闭。这时大气阀口被关闭。这时EGREGR电磁电磁阀使进气歧管与阀使进气歧管与EGREGR阀真空室相阀真空室相通；当通；当EGREGR电磁阀线圈通电时，电磁阀线圈通电时，产生的电磁力使阀体下移，阀产生的电磁力使阀体下移，阀体下端将通进气歧管的真空通体下端将通进气歧管的真空通道关闭，而上端的通大气阀口道关闭，而上端的通大气阀口打开，于是就使打开，于是就使EGREGR阀的真空室阀的真空室与大气相通。与大气相通。 EGR EGR控制系统工作过程控制系统工作过程 ECUECU根据各有关传感器的信号确定的废气再循环流量后，根据各有关传感器的信号确定的废气再循环流量后，通过输出相应的占

27、空比脉冲信号，控制通过输出相应的占空比脉冲信号，控制EGREGR电磁阀在相应的电磁阀在相应的占空比下工作，将占空比下工作，将EGREGR阀的真空室的压力调制在相应的值，阀的真空室的压力调制在相应的值，使使EGREGR阀有相应的开度。阀有相应的开度。 当需要增大废气再循环流量时，当需要增大废气再循环流量时，ECUECU输出的占空比减小，输出的占空比减小，EGREGR电磁阀相对的通电时间减小，电磁阀相对的通电时间减小，EGREGR阀真空室通进气歧管的阀真空室通进气歧管的相对时间增大，其真空度增大而使阀开度增大，使废气再循相对时间增大，其真空度增大而使阀开度增大，使废气再循环流量相应增加。环流量相应

28、增加。 当当EUCEUC输出占空比为输出占空比为0 0的信号的信号( (持续低电平持续低电平) )时，时，EGREGR电磁电磁阀断电。这时，阀断电。这时，EGREGR阀真空室与进气歧管持续相通，其真空阀真空室与进气歧管持续相通，其真空度达到最大度达到最大( (直接取决于进气歧管的真空度直接取决于进气歧管的真空度) )，阀的开度最大，阀的开度最大，废气的再循环流量也达到最大。废气的再循环流量也达到最大。 当不需要废气再循环时，当不需要废气再循环时，ECUECU输出占空比为输出占空比为100100的信号的信号( (持续高电平持续高电平) )，使，使EGREGR电磁阀常通电，电磁阀常通电，EGREG

29、R阀真空室与大气常阀真空室与大气常通，阀关闭，阻断了废气再循环。通，阀关闭，阻断了废气再循环。 如右图，主要由如右图，主要由EGR阀和阀和EGR电磁电磁阀等组成阀等组成 原理：原理：EGR阀安装在废气再循环通阀安装在废气再循环通道中，用以控制废气再循环量。道中，用以控制废气再循环量。EGR电磁阀按装在通向电磁阀按装在通向EGR真空通道中，真空通道中，ECU根据发动机冷却液温度、节气门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电磁开度、转速和起动等信号来控制电磁阀的通电或断电。阀的通电或断电。ECU不给不给EGR电磁电磁阀通电时，控制阀通电时，控制EGR阀的真空通道接阀的真空通道接

30、通，通，EGR阀开启，进行废气再循环；阀开启，进行废气再循环； ECU给给EGR电磁阀通电时，控制电磁阀通电时，控制EGR阀的真空度通道被切断，阀的真空度通道被切断，EGR阀阀关闭，停止废气在循环。关闭，停止废气在循环。 2.开环控制开环控制EGR系统系统1、EGR电磁阀电磁阀 2、节气门、节气门 3、EGR阀阀 4、水温传感器、水温传感器5、曲轴位置传感器、曲轴位置传感器 6、ECU 7、起动信号、起动信号用用EGR阀开度反馈控制的阀开度反馈控制的EGR系统系统 用用EGR率反馈控制的率反馈控制的EGR系系统统 1.TWC功能功能 2.TWC的构造的构造3.影响影响TWC转换效率的因素转换效

31、率的因素4.氧传感器氧传感器三、三元催化转换器（三、三元催化转换器（TWC）与空燃比反馈控制系统）与空燃比反馈控制系统 三元催化转换器 三元：三元：COCO、HCHC，NONOX X 三元催化剂：铂三元催化剂：铂( (或钯或钯) ) 和和 铑铑 三元催化转换作用：三元催化转换作用： COCO、HCHC、NONOX X H H2 2O O、COCO2 2 催化作用条件：理想混合气（空燃比催化作用条件：理想混合气（空燃比14.714.7：1 1） 三元催化转换器解剖图 利用转换器中的三元催化剂，将发动机排出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。废气中的有害气体转变为

32、无害气体。1.TWC功能功能2.TWC的构造的构造如上图，三元催化剂一般为铂（或钯）与铑的混物。如上图，三元催化剂一般为铂（或钯）与铑的混物。3.影响影响TWC转换效率的因素转换效率的因素 影响最大的是混合气的浓影响最大的是混合气的浓度和排气温度。度和排气温度。 如左图只有在理论空燃比如左图只有在理论空燃比14.7附近，三元催化转化器附近，三元催化转化器的转化效率最佳，一般都装的转化效率最佳，一般都装有氧传感器检测废气中的氧有氧传感器检测废气中的氧的浓度，氧传感器信号输送的浓度，氧传感器信号输送给给ECU，用来对空燃比进行用来对空燃比进行反馈控制。反馈控制。 此外，发动机的排气温度此外，发动机

33、的排气温度过高（过高（815以上），以上），TWC转换效率将明显下降。转换效率将明显下降。 4.氧传感器氧传感器（1）氧化锆氧传感器）氧化锆氧传感器 （2）氧化钛氧传感器）氧化钛氧传感器 （3）氧传感器控制电路）氧传感器控制电路 （1）氧化锆氧传感器）氧化锆氧传感器结构如右图，在结构如右图，在400以上以上的高温时，若氧化锆内外表面处的高温时，若氧化锆内外表面处的气体中的氧的浓度有很大差别，的气体中的氧的浓度有很大差别，在铂电极之间将会产生电压。当在铂电极之间将会产生电压。当混合气稀时，排气中氧的含量高，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，传感器元件内外侧氧的浓度差小，

34、氧化锆元件内外侧两极之间产生氧化锆元件内外侧两极之间产生的电压很低（接近的电压很低（接近0V），反之，），反之，如排气中几乎没有氧，内外侧的如排气中几乎没有氧，内外侧的之间电压高（约为之间电压高（约为1V）。在理论）。在理论空燃比附近，氧传感器输出电压空燃比附近，氧传感器输出电压信号值有一个突变。如右图信号值有一个突变。如右图 氧化锆氧传感器及其输出特性氧化锆氧传感器及其输出特性a）结构）结构b）输出特性）输出特性1 法兰法兰2铂电极铂电极3氧化锆管氧化锆管4铂电极铂电极5加热加热器器6涂层涂层7废气废气8套管套管9大气大气 （2）氧化钛氧传感器）氧化钛氧传感器 结构如右图，主要由二氧化钛元件、结构如右图，主要由二氧化钛元件、导线、金属外壳和接线端子等组成。导线、金属外壳和接线端子等组成。 当废气中的氧浓度高时，二氧化钛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