项目四排放控制系统检修ppt课件

1、工程四 排放控制系统检修汽油蒸发回收控制系统EVAP4.1废气再循环控制系统EGR4.2三元催化转换器4.3【工程知识点】 汽车的排气污染物主要是指从排气管排出的一氧化碳CO、碳氢化合物HC、氮氧化合物NOx等有害污染物。 1一氧化碳CO。CO是一种无色无味的有毒气体。由于其能使血液的输氧才干大大降低，因此高浓度的CO可以引起人体生理和病理上的变化，使心脏和大脑等重要器官严重缺氧，从而引起头晕、恶心、头痛等病症，轻那么使中枢神经系统受损，重那么使心血管任务困难甚至死亡。 汽车尾气中的CO是熄灭的中间产物，是在熄灭缺氧或者低温条件下由于熄灭不完全而产生的。 当汽车的负载过大、慢速行驶或者空挡运转

2、时，混合气过浓或者燃油不能完全熄灭，排气管中的CO含量会明显添加。 2碳氢化合物HC。HC包括没有熄灭和未完全熄灭的燃油、光滑油及其裂解产物和部分氧化物。其中的某些成分会对眼睛、呼吸道和皮肤有剧烈的刺激作用，浓度高时会使人头晕、恶心、贫血甚至导致白血病以及某些癌症；碳氢化合物中的某些烃类成分还是引起光化学烟雾的主要物质。 HC是由混合气过稀、点火不良、排气门走漏等缘由导致熄灭不完全产生的。 3氮氧化合物NOx。NOx是熄灭过程中构成的多种氮氧化物，包括NO、NO2、N2O3、N2O4等。氮氧化合物中95%以上都是NO。NO是一种无色无味的气体，毒性不大，但可被氧化成NO2。 NO2是一种红棕色

3、的有毒气体，它能使血液输氧才干下降，会损害心脏、肝、肾等器官，另外NO2还是产生酸雨、烟雾和引起气候变化的主要缘由。 NOx是混合气在高温、富氧下熄灭时产生的。4.1 汽油蒸发回收控制系统EVAP1汽油蒸发回收控制系统的功能 汽油蒸发回收控制系统的功能是：阻止燃油箱内蒸发的汽油蒸气走漏到大气中，以免污染环境；将燃油箱的汽油蒸气进展搜集后，适时地送入进气管与空气混合，然后进入发动机熄灭，使汽油得到充分利用，提高了燃油的经济性；同时，还根据发动机工况，控制导入气缸参与熄灭的汽油蒸气量。2汽油蒸发回收控制系统的组成与原理图4-1 典型的汽油蒸发回收控制系统图3汽油蒸发回收控制电磁阀电路与检修 卡罗拉

4、轿车燃油蒸汽排放控制电磁阀控制电路如图4-2所示。图4-2 卡罗拉轿车燃油蒸气排放控制电磁阀控制电路 1普通维护。 在运用中，应经常检查各衔接纳路有无破损或漏气，必要时改换衔接软管。 检查活性炭罐壳体有无裂纹，底部进气滤芯能否脏污，必要时改换炭罐或滤芯。 普通汽车每行驶20 000km，应改换活性炭罐底部的进气滤芯。 2电磁阀及其电路的检查。 拆开电磁阀进气管一侧的软管。 发动机怠速运转时，运用缺点诊断仪执行自动测试，当执行翻开电磁阀动作时，听软管能否有吸气的声音，如没有需对电磁阀及其电路做进一步的检测。 拆开电磁阀线束插接器，丈量电磁阀两端子间的电阻，阻值普通应为3644。 丈量电磁阀线束侧

5、电源端子间的电压，应为12 V。4.2 废气再循环控制系统EGR NOx是空气中的氮气与氧气在高温、高压的条件下生成的。 发动机排出NOx的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。 废气再循环简称EGR，其功能是在发动机任务过程中，将一部分废气引入进气管，与新颖空气或混合气混合后前往气缸进展再循环。 废气再循环是目前用于减少NOx排放量的一种有效措施。 发动机任务并进展废气再循环时，废气再循环量的多少可用废气再循环率EGR率来表示，EGR率是指废气再循环量与进入气缸内的气体总量的比率，即EGR率=EGR气体流量/吸入空气量+EGR气体流量100% 废气再循环控制系

6、统有机械式和电控式两种。 普通机械式控制系统控制的EGR率较小为5%15%，即使采用能进展比较复杂控制的机械式控制系统，控制的自在度也遭到限制。 电控式控制系统不仅构造简单，而且可进展较大EGR率15%20%控制。 因此，在现代汽车电控发动机上通常采用电控式EGR控制系统。 电控式EGR控制系统主要有两种类型：开环控制EGR系统和闭环控制EGR系统。1开环控制EGR系统图4-3 典型开环控制EGR系统图 在发动机任务时，ECU控制EGR真空电磁阀通电，停顿废气再循环的工况有： 起开工况起动开关信号。 怠速工况节气门位置传感器怠速触点闭合信号。 暖机工况冷却液温度信号。 转速低于900r/min

7、或高于3200r/min的工况转速信号。2闭环控制EGR系统 在开环控制EGR系统中，EGR率只受ECU预先设置好的程序控制，系统不能检测发动机各种工况下的EGR率，因此无反响信号。 而在闭环控制EGR系统中，ECU以EGR率或EGR阀开度作为反响信号实现闭环控制，其控制精度更高。 图4-4 用EGR阀开度作为反响信号的闭环控制EGR系统图图4-5 用EGR率作为反响信号的闭环控制EGR系统控制原理图3电磁式EGR阀 电磁式EGR阀由发动机ECU控制，电磁式EGR阀由电磁线圈、电枢、锥形阀、EGR阀开度位置传感器等组成，如图4-6所示。 发动机ECU控制电磁线圈通电，使电枢向上运动，当其带动锥

8、形阀分开阀座后，废气就可以进入进气歧管。 通用凯越轿车EGR阀安装位置如图4-7所示。 图4-6 电磁式EGR阀的构造 1弹簧；2位置传感器；3电磁线圈； 4阀杆；5通道；6EGR阀；7阀体图4-7 凯越轿车EGR阀安装表示图4电磁式EGR阀及其控制电路检测要点图4-8 凯越轿车废气再循环EGR控制电磁阀控制电路 运用缺点诊断仪指令EGR阀至25%、50%、75%等特定开度，察看发动机怠速转速能否变化，如无变化阐明EGR阀缺点或线路缺点。 发出以上指令的同时，如发动机怠速转速发生变化，那么同时读取EGR阀开度能否增大，如无变化阐明开度传感器或线路缺点。 如中怠速转速无变化，应检查EGR阀电源端

9、子能否有12V电压。4.3 三元催化转换器 三元催化技术是目前汽车上采用最多的一种排气污染物处置净化技术。 TWC串联在排气系统中，当排气气流进入催化器时，废气中的有害气体CO、HC和NOx在三元催化剂铂、钯和铑的混合物的作用下发生化学反响，生成CO2、N2和H2O，废气中的三类有害气体经过TWC后均变成了无害气体，使废气得到净化。1三元催化转换器的构造 三元催化转换器安装在排气管前部，普通为可装配式。 丰田雷克萨斯LS400轿车三元催化转换器的安装位置如图4-9所示，该车型配备V型发动机，在左右排气管上各装一个三元催化转换器。图4-9 丰田雷克萨斯LS400轿车三元催化转换器的安装位置图 三

10、元催化转化器Three-way Catalyst Converter，TWC主要由金属壳体、陶瓷格栅底板及催化剂涂层组成，如图4-10所示。 目前，三元催化转换器内装用的三元催化剂普通为铂与铑的混合物。 铂能促使排气中的有害成分CO、HC被氧化成CO2和H2O，铑能加速有害气体NOx被复原成N2和O2，从而起到净化排气的作用。图4-10 三元催化转化器构造表示图 根据催化剂载体的构造特点，三元催化转化器可分为颗粒型和蜂巢型两种类型，前者将催化剂堆积在颗粒状氧化铝载体外表，后者将催化剂堆积在蜂巢状氧化铝载体外表，氧化铝外表有外形复杂的表层，可增大催化剂与废气的实践接触面积。2三元催化转化器的转化

11、效率 催化转化器的转化效率是指实验车辆或发动机按照某种指定的工况运转时，催化转化器前后某种污染物排放量的变化率，即图4-11 三元催化转换器转化效率与空燃比3三元催化转换器运用与检修本卷须知 1运用TWC时的本卷须知。 装有氧传感器和TWC的汽车，制止运用含铅汽油，以防止催化剂“铅中毒而失效。 TWC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载体损坏，从而使催化器和排气系统堵塞。 装用蜂巢型TWC的汽车普通每行驶80000km时就应改换转换器芯体。装用颗粒型TWC的汽车，其颗粒型催化剂的质量低于规定值时，应全部改换。 发动机的排气温度过高815以上时，TWC的转换效率将明

12、显下降。 不要在易燃路面上行驶或者停车，由于TWC的外表温度高达370，因此假设路面上有酒精、干草或者其他易燃物时，有能够引起火灾。 防止大油门冷起动，车辆冷起动后尤其在冬季，应在水温到达一定温度后约40行车，并且在行驶过程中留意水温，如水温过高应及时停车。 发动机长时间怠速是降低TWC运用寿命的一种最坏的工况。 当发动机着车困难或觉得车辆无力、抖动以及气缸不任务时，应及时到专业的维修站修缮。 2维修装有TWC汽车时的本卷须知。为了防止过量的排放污染物或燃油蒸汽到达TWC内部引起高温，汽车维修检测期间应留意以下几个方面。 检查发动机各缸的任务情况时，最好用示波器而不要用短路法或从运转着的发动机

13、上拔下高压线的方法试火或进展断缸实验。假设没有示波器，那么用卸下火花塞导线或短路法检查可疑气缸时，发动机的运转时间切勿超越30s。 对运用传统变速器的汽车不要推车起动，而应运用备用蓄电池和跨接电缆线起动。 当出现不正常的任务情况，如自燃、严重喘振、回火或反复性失速时，应及时停机修缮，这些情况可导致TWC永久性损坏。 行驶着的车辆切勿切断点火开关。 当发动机延续性点火时，起动发动机的时间不要超越30s。拓展知识4-1 三元催化转换器性能的检测方法1外观检查2TWC芯子堵塞的检测3TWC转化效率的检测 1红外温度计丈量法。 2利用双氧传感器信号电压波形分析。4.4 氧传感器与空燃比反响控制系统4.

14、4.1 氧传感器1氧化锆式氧传感器 混合气较浓时，排气气流中的O2含量较低，CO的浓度较高，这时在锆管负极铂膜的催化作用下排气气流中的O2几乎全部参与反响，使得锆管外外表附近的氧离子浓度几乎为零，此时锆管内外之间的O2浓度差很大，正、负电极之间的电势差较高，可达0.81.0 V。图4-12 氧化锆式氧传感器的构造及任务原理1安装法兰；2隔热陶瓷管；3衔接电缆；4护套；5氧化锆管；6信号电压引出套；7外壳；8加热元件；9加热元件接电片 当混合气较稀时，排气气流中的O2含量较高，CO的浓度那么较低，这时即使CO全部与O2发生反响，锆管外部还是存在多余的O2，可见锆管内外两侧O2的浓度差较小，此时正

15、、负电极之间的电势差较低，约为0.1 V。图4-13 氧化锆式氧传感器的输出特性图2氧化钛式氧传感器图4-14 氧化钛式氧传感器的构造原理与输出特性图1二氧化钛原件；2金属外壳；3陶瓷绝缘体；4接线端子；5陶瓷原件；6导线；7金属维护套3氧传感器的控制电路图4-15 卡罗拉轿车氧传感器衔接电路4氧传感器的缺点及检测 1氧传感器常见的缺点景象。 氧传感器失效的缘由有两种：一种情况是传感器内部的敏感元件老化；另一种情况是敏感元件遭到碳烟、铅化物、硅胶、机油等的污染而失效，这种情况还被称为“中毒，氧传感器中毒包括铅中毒、硅中毒以及磷中毒。 氧传感器老化。 氧传感器铅中毒。 氧传感器硅中毒。 氧传感器

16、磷中毒。 2氧传感器的检测。 外观检查。从排气管上拆下氧传感器后，首先检查氧传感器维护外壳上的气孔能否被堵塞，然后仔细察看氧传感器顶尖部位的颜色。 a呈淡灰色：氧传感器任务正常。 b呈棕色：氧传感器铅中毒，严重时应改换氧传感器。 c呈白色：氧传感器硅中毒，应改换氧传感器。 d呈黑色：积碳严重，在排除发动机积碳缺点后，传感器可以继续运用。 加热元件检查。加热元件的检查方法如下。 a检查加热元件的电阻值。 b检查加热元件的任务电路。 氧传感器信号检查。 a衔接好氧传感器线束插接器，使发动机以较高转速运转，直到氧传感器任务温度到达400以上。留意，要使发动机以2500r/min的转速运转2min以上

17、以消除氧传感器外表的积碳。 b坚持发动机的转速为1500r/min左右，察看万用表的指针能否在01V来回摆动，并记下10s内指针摆动的次数。在正常情况下，随着燃油放射系统反响控制的进展，氧传感器的输出电压在10s内的变化次数不应低于68次。 c反复踩动加速踏板，并丈量氧传感器输出信号电压，加速时应输出高电压信号0.750.90V，减速时应输出低电压信号0.10.4V。 检修氧传感器时应留意以下两点。 a丈量电控燃油放射系统闭环控制氧传感器的输出信号时，一定要插好氧传感器的线束插接器。 b在改换氧传感器时，为了方便再次装配，应运用公用防粘胶液刷涂氧传感器的安装螺纹。在刷涂时，留意不要将防粘胶液涂

18、到氧传感器的气孔中。4.4.2 空燃比反响控制系统1空燃比反响控制过程图4-16 EFI系统的闭环控制原理图2空燃比反响控制条件 为了保证发动机具有良好的任务性能，混合气的空燃比并不是在发动机一切工况下都进展反响闭环控制。 发动机电控单元ECU对空燃比实施反响控制闭环控制的条件是： 发动机冷却液温度到达正常任务温度80。 发动机运转在怠速工况或部分负荷工况。 氧传感器温度到达正常任务温度。氧化锆式氧传感器温度到达300，氧化钛式氧传感器温度到达600，由于此时氧传感器才干正常输出信号。 氧传感器输入ECU的信号电压变化频率不低于10次/min，这是由于信号电压坚持不变或变化频率过低，阐明氧传感

19、器失效。3空燃比开环控制条件 在下述情况下，发动机电控单元ECU对空燃比将不进展反响控制，而是进展开环控制： 发动机起开工况。此时需求浓混合气，以便起动发动机。 发动机起动后暖机工况。此时发动机温度低于正常任务温度80，需求迅速升温。 发动机大负荷节气门全开工况。此时需求加浓混合气，使发动机输出最大功率。 加速工况。此时需求发动机输出最大转矩，以便提高汽车速度。 减速工况。此时需求停顿喷油，使发动机转速迅速降低。 氧传感器温度低于正常任务温度。由于氧化锆式氧传感器的温度低于300、氧化钛式氧传感器温度低于600时，氧传感器不能正常输出电压信号。 氧传感器输入ECU的信号电压继续10s以上时间坚

20、持不变时，阐明氧传感器失效，ECU将自动进入开环控制形状。拓展知识4-2 主、副氧传感器图4-17 主、副氧传感器安装位置与波形对比拓展知识4-3 宽带型氧传感器图4-18 宽量程氧传感器构造原理图4-19 宽量程氧传感器输出特性拓展知识4-4 二次空气放射AI系统 空气泵系统是运用空气泵迫使新颖空气进入排气系统。 这种方法虽然可以提供二次熄灭需求的足够的空气，但是由于空气泵是由发动机驱动的，因此会耗费一部分发动机的输出功率。 1空气泵系统的组成。 空气泵。 空气旁通阀。 空气分流阀。 单向阀。图4-20 二次空气放射系统 1空气滤清器；2二次空气泵；3发动机控制单元； 4二次空气继电器；5二

21、次空气控制阀；6二次空气机械阀图4-21 空气泵 2空气泵系统的任务原理。空气泵系统的任务过程如下。 发动机处于起开工况时，发动机ECU控制旁通电磁阀和分流电磁阀处于断电形状，这样从空气泵泵出的新颖空气将经过空气旁通阀流向大气。 发动机处于暖机工况时，发动机ECU控制旁通电磁阀和分流电磁阀处于通电形状，这样新颖空气会经空气旁通阀流到空气分流阀，然后进入排气歧管。进入排气歧管后的新颖空气与排气气流中的HC污染物一同熄灭，从而起到净化排气的作用。 发动机处于正常工况时，发动机ECU控制旁通电磁阀通电，而分流电磁阀处于断电形状，这样新颖空气会经空气旁通阀流到空气分流阀，然后进入TWC的空气室，与排气

22、气流中的HC和CO污染物一同熄灭，起到净化排气的作用。拓展知识4-5 柴油机排放控制系统简介1氧化催化转化器图4-22 氧化催化转化器作用原理2选择性催化复原系统SCR图4-23 选择性催化复原技术3颗粒过滤系统 1颗粒过滤器。 2过滤器再生技术。 再生技术是研制颗粒过滤器的关键。 过滤器再生方式可分为被动再生和自动再生。 被动再生指集催化转化技术和颗粒过滤技术于一体，利用柴油机排气本身所具有的能量热量使颗粒物氧化。图4-24 颗粒过滤器 自动再生指利用外加能源如电加热器、熄灭器或发动机操作条件的改动以提高排气温度，使颗粒物过滤器DPF内部温度到达颗粒物的氧化熄灭温度而进展的再生。拓展知识4-

23、6 尾气分析与尾气分析仪的运用1缺点诊断中尾气分析的方法及原那么汽车排放污染物超标受多方面要素中和影响。普通从燃油供应部分、点火部分、机械部分和排气净化安装四部分来思索。 下面详细分析以上5种气体对发动机性能的影响。1HC的排放分析。2CO的排放分析。3CO2的排放分析。4O2的排放分析。5NOx的排放分析。2根据尾气特点查找缺点点 1气门有缺点的尾气排放特点。 2发动机正时不准时的尾气排放特点。 3在活塞有问题时产生的废气排放特点。 4高压无火时的尾气特点。 表4-1所示为以上5种气体读数与发动机常见缺点的关系。COCO2HCO2NOx可能问题状态高低高低低节温器或水温传感器故障（发动机运转

24、在冷态）低高低低高节温器或水温传感器故障（发动机运转在热态）低低低高低催化转化器后有排气泄漏低高低高中喷油器失火，催化器有效工作高高高高高喷油器失火，催化器不工作；真空泄漏且混合气空燃比过浓；喷油器泄漏高/低高/中低低油面较高（油压高）；空滤过脏；EVAP炭罐清除系统故障；PCV阀系统问题；发动机控制问题；曲轴箱被未燃燃油污染高低中/低低高存在催化器有效工作高低高高低混合气浓且点火系统失火高高高高高空燃比过稀；点火失火；真空泄漏或MAF与节气门体间漏气；EGR不良或真空管安装错误；喷油器不良；氧传感器工作不良；发动机控制故障；油面过低中/低中/低高中/低主要是发动机故障；压缩压力低；气门升程不

25、足中/低中/低高高点火正时过早；高压线与地短路或开路中/低中/低高高/中发动机控制对真空泄漏补偿低高低高低燃烧效率高且催化器起作用表4-1五气体分析仪各读数值的关系及常见缺点缘由3五气体分析仪及运用方法 1五气体分析仪前面板。五气体分析仪器前面板及按键功能见图4-25。图4-25 五气体分析仪前面板按键功能1FLOW流量指示计；2POWER电源开关键；3START丈量方式键；4DUAL EXHAUST双排气方式选择键；5操作方式形状指示灯；6PUMP泵开关键；7ZERO调“0方式键；8CALLBRATE校准方式键；9EXHAUST DILUTION废气稀释检查功能键 2五气体分析仪后面板。五气

26、体分析仪后面板及采样管衔接见图4-26。 3仪器的校准。 前往工厂校准形状。 用规范气表达场校准。图4-26 五气体分析仪后面板及采样管衔接 4单排气管丈量方式操作步骤。 将探头插入汽车排气管里，按“START键，仪器进入丈量方式，丈量指示灯MEASURE亮，泵运转。 在丈量方式下按“DISPLAY键，可冻结当前显示的读数，便于记录和分析丈量结果。再按“DISPIAY键，可取消冻结显示。 仪器只需4个数码显示窗口，CO2与以及O2与NO分别共用一个显示窗口。为了交替显示各项数据，可在丈量方式下经过反复按“ENTER键来实现。每按一次“ENTER键，就按表4-2所示的顺序切换显示。操作左下窗口（

27、CO2与）右下窗口（O2与NO）按“ENTER”键显示CO2显示O2按“ENTER”键交替显示CO2与交替显示O2与NO按“ENTER”键显示显示NO按“ENTER”键交替显示CO2与交替显示O2与NO按“ENTER”键重复循环重复循环表4-2仪器运用阐明 丈量终了后，为了去除取样系统中的水蒸气和吸附的废气，必需先将探头从排气管中取出，再按一次“START键终了丈量方式，仪器进展2min的清洗方式；然后自动调零，进入备用方式。 5双排气管丈量方式操作步骤。 在备用方式下按“START键，进入丈量方式后，按“DUAL EXHAUST键，仪器进入双排气管丈量方式。 当1号指示灯亮时，将探头插入第一个排气管里，读数稳定后按“START键，储存第一组读数。 当2号指示灯亮时，将探头插入第二个排气管里，读数稳定后按“START键，储存第二组读数；此时两个指示灯均亮，显示器显示两次丈量的平均值。 以后假设反复按“DUAL EXHAUST键，显示器轮番显示第一个读数、第二个读数和两个读数的平均值。在双排气管方式下，不需按“DISPLAY键冻结显示结果。 再次按“START键将脱离此方式，进入清洗方式，然后进入备用方式。 6运用本卷须知。 留意察看流量指示计形状，当出现低流量指示时，应及时改换过滤器滤芯。 封锁仪器前，应先将探头从排气管中取出并放在干净的空气中，开泵至少2min，使仪器中剩