《发动机电控系统原理与维修课件》-任务2 排放控制系统原理与检修

CONTENTS目录1任务描述2学习目标3知识准备4知识拓展5操作指引6任务实施7任务小结任务描述一辆2009款迈腾1.8T轿车，装备BYJ发动机，行驶里程8.6万公里。客户李先生反映该车在行驶中发动机突然熄火，熄火后多次尝试起动发动机都无法着车，此前并未维修过。发动机机械系统正常的情况下，发动机无法着车，一般故障出现在发动机电控系统的传感器、ECU或执行器。当空气流量传感器出现故障时，可能会出现发动机无法起动、怠速不稳、点火推迟、尾气排放恶劣等故障现象。若判断故障在空气流量传感器，则需要对空气流量传感器进行检修。学习目标1能描述三元催化器的功用、组成结构、工作原理及信号特性；2能描述废气涡轮增压系统的功用、组成结构、工作原理及信号特性；3能描述二次空气喷射系统的功用、组成结构、工作原理及信号特性；知识目标1能在实车上找到各排放控制系统的安装位置；2能运用检测和诊断设备进行各排放控制系统的检测与诊断；3能参阅维修手册进行各排放控制系统的更换；能力目标4具有自主学习、操作规范的工作作风及环保意识。1具备信息查询和维修手册使用的基本能力；2能够按照企业5S要求和安全生产规范进行操作；3具有与同学密切合作，规范安全的完成学习活动的能力；素质目标知识准备一、三元催化转换系统（TWC）1.三元催化转换器的作用三元催化转换器安装在排气管中部其功能是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。三元催化转换系统一、三元催化转换系统（TWC）2.三元催化转换器的构造TWC的安装位置三元催化转换器中主要起作用的是三元催化剂，它是铂（或钯）和铑的混合物，它促使有害气体HC、CO和NOX发生反应，生成无害的CO2、N2和H2O。损坏后将造成因堵塞不易起动和排放不合格等故障。安装位置如下图所示：一、三元催化转换系统（TWC）2.三元催化转换器的构造TWC的装置示意图TWC可分为颗粒型和蜂巢型两种类型，前者将催化剂沉积在颗粒状氧化铝载体表面，后者将催化剂沉积在蜂巢状氧化铝载体表面，氧化铝表面有形状复杂的表层，可增大催化剂与废气的实际接触面积。TWC装置示意图如下图。一、三元催化转换系统（TWC）3.三元催化转换器的工作原理TWC的工作原理当混合气的空燃比控制在理论空燃比（14.7）附近时，三元催化转换器才能使碳氢化合物、一氧化碳、氢气的还原反应和氮氧化物、氧气的氧化反应同时进行，并将排气中的三种有害气体HC、CO、NOX，转化为二氧化碳、水等无害成分。因而三元催化剂只有借助于加热型氧传感器并通过ECM/PCM实行闭环控制才能充分发挥其效能。二、废气再循环系统（EGR）2.EGR控制系统（1）普通EGR控制系统该系统主要由发动机控制单元、废气再循环电磁阀（EGR电磁阀）、废气再循环阀(EGR阀）等组成，如右图所示采用的是废气再循环电磁阀、废气再循环阀分开设计，有的EGR系统将废气再循环电磁阀与废气再循环阀合二为一，直接由发动机控制单元控制。1-发动机控制单元；2-废气再循环电磁阀；3-废气再循环阀；4-空气流量计；5-尾气净化装置普通EGR控制系统二、废气再循环系统（EGR）2.EGR控制系统（2）带EGR位置传感器的废气再循环系统带EGR位置传感器的废气再循环系统如右所示，在废气再循环阀上装有一个可以检测EGR阀升程的EGR位置传感器，该传感器是一个电位计，它向发动机控制单元传送废气再循环阀开度信号，作为控制废气再循环的参考信号，实现EGR系统的闭环控制。带EGR位置传感器的EGR控制系统二次空气喷射系统是降低尾气排放的机外净化装置之一如右图所示，组成：主要包括发动机控制单元、二次空气控制阀、二次空气机械阀、二次空气泵等。三、二次空气喷射系统（EAIR）1.二次空气喷射系统的组成及工作原理二次空气喷射系统三、二次空气喷射系统（EAIR）二次空气控制阀受发动机控制单元控制，发动机控制单元根据工况需要适时的打开与关闭二次空气控制阀。二次空气机械阀接受二次空气控制阀控制，二次空气控制阀工作后，来自进气道的真空吸力打开二次空气机械阀，二次空气机械阀打开后新鲜空气经过该阀进入排气管。二次空气喷射系统结构1.二次空气喷射系统的组成及工作原理二次空气喷射系统只是部分时间内起作用，具体在以下两种工况下工作：冷起动后冷却液温度+5℃~33℃，工作时间100秒；热起动后怠速冷却液温度直到最高96℃，工作时间10秒。三、二次空气喷射系统（EAIR）2.二次空气喷射系统的工作条件二次空气喷射系统四、燃油蒸气排放控制系统（EVAP）1.燃油蒸气排放（EVAP）控制系统的功用EVAP控制系统功能：收集燃油箱内蒸发的燃油蒸排放气，并将燃油蒸气导入汽缸参加燃烧，从而防止燃油蒸气直接排入大气而造成污染。同时，还必须根据发动机工况，控制导入汽缸参加燃烧的燃油蒸气量。燃油蒸气排放控制系统四、燃油蒸气排放控制系统（EVAP）2.燃油蒸气排放控制系统的组成及工作原理组成：主要由燃油箱、活性碳罐、碳罐控制电磁阀和发动机控制单元等组成。工作原理（观看动画）：燃油蒸气排放控制系统燃油蒸发排放系统原理四、燃油蒸气排放控制系统（EVAP）3.燃油蒸气排放控制系统的控制过程发动机控制单元使碳罐控制电磁阀工作通常考虑的条件：01020304发动机起动已超过规定的时间；冷却液温度已高于规定值；发动机处于非怠速状态；发动机转速高于规定值。知识拓展曲轴箱强制通风系统（PCV）1.曲轴箱强制通风系统作用和基本组成曲轴箱强制通风装置的作用：是将曲轴箱中的碳氢化合排放物强行导入发动机歧管和燃烧室，重新燃烧，以免碳氢化合物进入大气引起污染的装置。曲轴箱强制通风系统的基本组成曲轴箱强制通风系统（PCV）2.曲轴箱强制通风系统的工作原理当发动机工作时，进气歧管形成相对真空，把曲轴箱蒸气和吸入的混合气（空气通过发动机空气滤清器的PCV滤清器和软管），再通过软管PCV阀导入进气歧管进入汽缸燃烧，即防止了曲轴箱“窜气”的危害，又使“窜气”不能进入大气造成污染。曲轴箱强制通风装置的结构原理图曲轴箱强制通风系统（PCV）3.曲轴箱强制通风装置的检修123发动机怠速时，检查PCV软管、通气管及其接头是否有泄漏现象。如有，应予以更换。拆下PCV软管和通气管，检查软管有无堵塞和老化等不良现象。如有，应予以更换。在发动机怠速时，用手或钳子轻轻地不断捏夹PCV软管，此时应听到PCV阀反复开闭的“咔哒”声，否则检查PCV阀座密封圈是否破损。如果密封圈正常，则应更换PCV阀并重复上述检查。操作指引（1）场地设施：举升机一台，装有废气抽排系统和消防设施的场地。（2）设备设施：整车或发动机台架（3）工量具：常用工具（一套）、车辆故障诊断仪、示波器、万用表等。（4）耗材：保险丝、线束、等。（5）学生组织：教师指导、分组实训、过程评价（1）在实训场地应穿戴干净整洁的工服。（2）听从实训指导教师的安排，严格遵守场地安全规定，注意用电安全。（3）在操作过程中，注意拆装工具及万用表、诊断仪等设备的使用，拆下的零部件要轻拿轻放，避免磕碰和损坏。（4）在检测排气控制系统各部件的线路时，严禁用力拉扯线束。（5）检测电气元件需断开部件插头时，应提前关闭点火开关。1.课前准备2.注意事项任务实施任务实施（1）数字式高温检测计检测三元催化转换器入口和出口的温差不得小于38℃。（2）尾气分析仪检测排气流中的有害物质是否超标，若超标说明三元催化转换器转换效率降低，必要时应更换。（3）三元催化转换器是否有破裂，破损。（4）用手电筒检查三元催化转换器排气口吸无被积炭脏堵（不允许使用含铅汽油）。一、三元催化器的检修任务实施二、废气再循环系统的检修1.检测废气再循环电磁阀123真空测试仪与电磁阀连接EGR阀一侧相连，检测电磁阀真空度，开始无真空，电磁阀开始工作后将有真空产生。废气再循环电磁阀功能检测拔下废气再循环电磁阀线束插头，用万用表测量废气再循环电磁阀两端子之间的电阻，应符合规定值，多数车型通常应在14-20Ω。检测废气再循环电磁阀的电阻值断开废气再循环电磁阀线束连接器，接通点火开关，但不起动发动机，用万用表测量其电源端子与搭铁间电压应为12V电源电压（有些车需起动发动机）。测量喷油器搭铁端子与发动机ECU端子之间的阻值应小于1Ω。废气再循环电磁阀电路检测任务实施二、废气再循环系统的检修2.检测废气再循环阀(EGR阀)及位置传感器用手动真空泵给EGR阀膜片上方施加约15kPa的真空度时，如右图所示，EGR阀应能开启;不施加真空度时，EGR阀应能完全关闭。若施加约51KPa的真空时，应出现怠速不稳或熄火。若不符合上述要求，说明EGR阀工作不良。EGR位置传感器的电源电压应为5V，当EGR阀位置改变时，传感器信号应在0-5V之间相应改变。检查EGR阀任务实施三、二次空气喷射系统的检修（1）检测二次空气控制阀的电阻值拔下二次空气控制阀线束插头，用万用表测量二次空气控制阀两端子之间的电阻，应符合规定值，多数车型电阻应在13～16Ω。（2）二次空气控制阀电路检测断开二次空气控制阀线束连接器，接通点火开关，但不起动发动机，用万用表测量其电源端子与搭铁间电压应为12V电源电压（有些车需起动发动机）。

1.检测二次空气控制阀任务实施三、二次空气喷射系统的检修（1）检测二次空气泵的线路断开二次空气泵插头，在二次空气继电器工作时在二次空气泵电源端子可以检测到12V电压。测量二次空气泵搭铁端子与车身之间的阻值应小于1Ω。（2）检测二次空气泵电阻断开二次空气泵插头，检测二次空气泵电阻应符合规定值。

2.检测二次空气泵任务实施三、二次空气喷射系统的检修拆下二次空气泵上的压力软管。利用故障诊断仪启用执行元件自诊断功能启动二次空气继电器，二次空气泵应间歇工作，出风口出风。3.二次空气泵执行功能测试任务实施三、二次空气喷射系统的检修断开二次空气泵插头，点火开关ON，检测二次空气控制阀电源端子应为电源电压，测量二次空气控制阀搭铁端子与发动机ECU端子之间的阻值应小于1Ω。断开二次空气控制阀插头，检测二次空气控制阀电阻应符合规定值。4.检测二次空气控制阀任务实施四、燃油蒸气排放控制系统的检修检查各连接管路有无破损或漏气，必要时应更换连接软管;检查活性炭罐壳体有无裂纹、底部进气滤芯是否脏污，必要时应更换活性炭罐。1.系统基本检查与维护任务实施四、燃油蒸气排放控制系统的检修（1）检查碳罐电磁阀功能从碳罐电磁阀上拆下出气端软管，用手动真空泵给阀施加一定的真空度应能保持住真空，电磁阀通电应无真空度。（2）检测碳罐电磁阀的电阻值拔下二次空气控制阀线束插头，用万用表测量二次空气控制阀两端子之间的电阻，应符合规定值。（3）检测碳罐电磁阀电路断开二次空气控制阀线束连接器，接通点火开关，但不起动发动机，用万用表测量其电源端子与搭铁间电压应为12V电源电压。测量喷油器搭铁端子与发动机ECU端子之间的阻值应小于1Ω。2.检测碳罐电磁阀任务小结任务小结5（1）三元催化器的作用是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。（2） 三元催化转换器中主要起作用的是三元催化剂，它是铂（或钯）和铑的混合物，它促使有害气体HC、CO和NOX发生反应，生成无害的CO2、N2和H2O。损坏后将造成因堵塞不易起动和排放不合格等故障。（3）当混合气的空燃比控制在理论空燃比（14.7）附近时，三元催化转换器转化效果最好。任务小结（4）废气再循环系统的主要包括废气再循环电磁阀、废气再循环阀等。任务小结5（5）废气再循环系统系统的作用是把一部分排气引入进气系统中使其和新鲜混合气一起进入汽缸中参与燃烧，其主要目的是减少氮氧化合物（NOx）的排放。（6）废气再循环系统主要包括功能检测、废气再循环电磁阀、废气再循环阀。（7）废气再循环系统可以通过检测其控制过程是否正常来判断系统是否存在故障。任务小结（8）二次空气喷射系统主要包括二次空气控制阀、二次空气机械阀、二次空气泵等，该系统通过向废气中吹进额外的空气(二次空气)，增加排气中氧气的含量。任务小结5（9）二次空气喷射系统中二次空气控制阀接受发动机控制单元控制，发动机控制单元根据工况需要适时的打