汽车柴油机电控技术（第二版）课件：电控柴油机的排放净化技术

汽车柴油机电控技术（第二版）电控柴油机的排放净化技术柴油机排放的有害成分与排放法规废气再循环(ＥＧＲ)技术催化转化技术颗粒物净化技术实训——基于症状的电控系统故障诊断一二三四五学习评价六拓展学习—基于症状的故障诊断实例七１.熟知柴油机排放的特点与排放法规２.熟知废气再循环(ＥＧＲ)技术降低氮氧化物水平的机理３.了解氧化催化转化技术的特点４.熟悉选择性催化转化技术的特点及其应用５.了解颗粒物净化技术及其应用学习目标一、柴油机排放的有害成分与排放法规柴油机排放废气中的主要有害成分为ＮＯｘ和颗粒物,而汽油机排放废气中的主要有害成分为ＣＯ和ＨＣ。欧盟组织(ＥＵ)制定的欧洲标准是一项大多数国家和地区执行的参照标准,见表５-１、表５-２。一、柴油机排放的有害成分与排放法规１９９０~２０１０年欧洲对排放降低的进展如图５-１所示。一、柴油机排放的有害成分与排放法规图５-２显示了电控柴油机要从满足欧Ⅲ排放的技术状态到满足欧Ⅳ排放的两个不同路径。二、废气再循环(ＥＧＲ)技术1.废气再循环原理废气再循环就是把缸内燃烧产生的部分废气重新引入汽缸参与燃烧，由于废气的引入，一方面使混合气热容量增大，造成相同量的混合气升高同样温度所需的热容量增大，从而使缸内的最高燃烧温度降低，另一方面，由于废气对新鲜空气的稀释，也降低了缸内的氧浓度，从而能有效抑制ＮＯｘ的生成。二、废气再循环(ＥＧＲ)技术2.废气再循环的技术途径根据废气是否经过发动机的进气系统进入汽缸，ＥＧＲ可分为内部ＥＧＲ和外部ＥＧＲ两种。1）内部ＥＧＲ通过改变发动机的配气正时，在进气行程时开启排气阀，使废气回到汽缸内参与燃烧。2）外部ＥＧＲ利用专门的管路和阀，把废气引入进气管道，使废气与新鲜空气在进入汽缸前就充分混合。二、废气再循环(ＥＧＲ)技术3.ＥＧＲ的控制现在的电控柴油机通常都采用了废气涡轮增压，其控制原理有开环控制与闭环控制两种。(１)开环控制指的是控制的结果并不反馈到ＥＣＭ，ＥＣＭ只是根据事先设定的最佳控制方案进行控制。(２)闭环控制即ＥＣＭ根据排气背压传感器或排气氧传感器反馈的信号不断修正对ＥＧＲ阀的控制，形成一个闭合的控制环。三、催化转化技术1.氧化催化转化技术氧化催化转化技术使用铂(Ｐｔ)或钯(Ｐｄ)作为氧化催化剂，促使排气中的ＰＭ、ＨＣ和ＣＯ发生催化反应，被氧化为水和二氧化碳排出。2.选择性催化转化技术在选择性催化转化系统中，采用的转化剂有氨(ＮＨ３)、尿素(Ｕｒｅａ)及碳氢化物(如柴油等)。四、颗粒物净化技术1.颗粒过滤器的类型、结构柴油机颗粒物过滤器ＤＰＦ(ＤｉｅｓｅｌＰａｒｔｉｃｕｌａｔｅＦｉｌｔｅｒ)的原理是先用过滤装置过滤废气中的颗粒物，当过滤器收集到的颗粒物太多影响到柴油机的工作时，采用更换过滤器或者用氧化或者燃烧技术进行清洁，使颗粒物过滤器恢复再生，重新工作。四、颗粒物净化技术2.对颗粒过滤器的技术要求(１)过滤效率颗粒物过滤器的过滤效率为车辆在行驶单位里程或单位时间内，过滤器捕捉到的颗粒物与进入滤清器的颗粒物的质量比，过滤效率越高，过滤质量就越好，颗粒过滤器的效率通常为５０％~８０％。(２)流通阻力与再生能力要求过滤器具有低流通阻力以及在较宽的发动机负荷范围内具有再生能力，即在排气温度和催化剂的作用下，过滤下来的颗粒物能不在过滤器内积累而自行燃烧，变成气体排出，保持低的流通阻力。四、颗粒物净化技术2.对颗粒过滤器的技术要求(３)滤芯材料性能

颗粒过滤器不仅经常处于温度变化的排气环境中，而且在进行再生时，由于颗粒物的燃烧释放出大量热量，温度可能高达１０００℃以上，因此滤芯材料应能承受高温与热冲击，具有足够的强度、化学稳定性和热稳定性、抗热裂与熔融，具有长工作寿命和较好的再生能力。(４)外形尺寸与寿命

颗粒过滤器应具有合适的外形尺寸，既具有较小的外形尺寸，又具有较小的流通阻力，以便在车辆上安装，过滤器在车辆上要受到机械应力、热应力和振动，加上过滤器成本较高，所以要求过滤器具有足够的工作寿命和保持良好的过滤效率。四、颗粒物净化技术3.颗粒过滤器的再生技术颗粒过滤器的作用是拦截废气中的颗粒物并临时储存起来，在使用一定时间以后，因颗粒物是堆积堵塞，排气阻力增加。过滤器再生的原理是使颗粒发生氧化反应变成ＣＯ２排出。柴油机在高速、高负荷运转时，排气温度可达６００℃以上，这时过滤器内的颗粒物能较快地氧化燃烧。(１)提高排气温度。(２)降低颗粒物开始着火的最低温度。五、实训—基于症状的电控系统故障诊断1.实训说明并不是所有的电控系统故障都会有故障码产生，在没有故障码，即仅有故障症状的情况下，通常需要一定的经验和专用故障诊断仪或服务软件的支持，对一些有关的指标进行监测，才能快速、有效地查找故障根源。2.任务实施(１)任务说明当发动机控制系统产生故障，而又没有与该故障对应的现行故障码时就需要按症状进行诊断。(２)任务准备①康明斯ＩＳＤｅ发动机试验台架(或其他电控柴油发动机)。②数字万用表、专用测试导线。③安装有康明斯ＩＮＳＩＴＥ服务软件的笔记本式计算机以及专用通信适配器(或可用于其他电控柴油发动机的通用故障诊断仪)。(３)步骤与要求(表５-３)六、学习评价1.理论考核１)名词解释(１)氮氧化物ＮＯｘ(２)颗粒物ＰＭ(３)氧化催化转化(４)选择性催化转化ＳＣＲ(５)颗粒过滤器ＤＰＦ２)简答题(１)简述废气再循环技术降低氮氧化物水平的机理。(２)简述催化氧化转化技术的原理。(３)简述选择性催化转化技术的原理。(４)简述颗粒过滤器的再生方法。(５)试比较废气再循环技术与选择性催化转化技术的优缺点。2.技能考核模拟发动机无法起动故障，学员选定必要的监测参数，用故障诊断仪监测这些参数。六、拓展学习—基于症状的故障诊断实例

(１)无法建立发动机与服务软件之间的通信。服务软件可安装在普通笔记本式计算机上，计算机通过一根电缆、一个数据通信适配器ＩＮＬＩＮＥ和一根连接适配器与发动机通信接头的电缆与发动机的ＥＣＭ进行通信，在试图使用一套崭新的ＩＮ-ＬＩＮＥ与发动机ＥＣＭ进行通信的时候，发现无法进行通信。故障进一步确认。(２)东风康明斯ＩＳＤｅ发动机无法起动，无故障码。设置一个同时没有发动机转速信号和凸轮轴位置信号的故障，目的是培养学员使用服务软件进行参数监测的能力。(３)康明斯ＩＳＢ发动机起动一会就熄火，过一会还能起动，起动后一会还是熄火，无故障码。该故障开始时经多方查找，也监测了各种参数，未能发现故障原因，碰巧旁边还有一台相同的发动机，把故障发动机的各项参数与正常发动机的各项参数相比较，发现故障发动机的进气压力参数异常(低)，在更换了进气压力传感器后故障排除。六、拓展学习—基于症状的故障诊断实例(４)康明斯压缩天然气发动机无法起动，无故障码，排气管无烟。排气管不冒烟，说明没有燃料进入汽缸，检查燃料系统，发现燃料控制阀卡死在关闭位置，更换燃料控制阀后发动机正常工作，故障排除。(５)起动后服务软件与发动机ＥＣＭ之间原来连接上的通信断开。服务软件与发动机ＥＣＭ之间的通信连接通常都是发动机不运转时，在发动机通信接头上连上数据通信适配器，连上计算机，打开发动机电源，建立通信，但一起动起动机，发动机起动后就发现通信断开。(６)使用ＢｏｓｃｈＶＰ４４燃油泵的某ＩＳＢ发动机，燃油泵总成安装后发动机功率不足，大量浓烟。(７)某福田欧马可货车的ＩＳＦ３.８ＣＭ２２２０发动机无法起动，钥匙开关一打开就烧熔断丝。(８)某使用ＩＳＦ３.８ＣＭ２２２０