汽油機(jī)進(jìn)排氣控制PPT課件

1、授課時間：10月29日五年制一班12節(jié) 10月29日五年制二班56節(jié)授課章節(jié)名稱：教學(xué)目的：教學(xué)目的：了解動力閥控制，掌握廢氣渦輪增壓，廢氣再循環(huán)，三元催化轉(zhuǎn)換和活性碳罐控制原理及結(jié)構(gòu)。教學(xué)重點(diǎn)：教學(xué)重點(diǎn)：廢氣渦輪增壓，廢氣再循環(huán)，三元催化轉(zhuǎn)換和活性碳罐教學(xué)難點(diǎn)：教學(xué)難點(diǎn)：廢氣渦輪增壓，廢氣再循環(huán)，三元催化轉(zhuǎn)換和活性碳罐使用教具：使用教具：多媒體教學(xué)方法：教學(xué)方法：教授法，展示法課外作業(yè)：課外作業(yè)：將本次課講解的幾種系統(tǒng)作用及工作過程認(rèn)真復(fù)習(xí)回顧課后體會：課后體會：本次課講解的幾種系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，理解也不難，學(xué)習(xí)效果良好第1頁/共31頁第一節(jié)第一節(jié) 進(jìn)氣控制系統(tǒng)及檢修進(jìn)氣控制系統(tǒng)及檢修工作原理

2、 某些發(fā)動機(jī)進(jìn)氣管上除安裝節(jié)氣門調(diào)節(jié)進(jìn)氣量外，還安裝動力閥控制系統(tǒng)，它能根據(jù)發(fā)動機(jī)的不同負(fù)荷改變進(jìn)氣量，從而改變發(fā)動機(jī)的動力性能。真空控制的動力閥裝在進(jìn)氣管上，控制進(jìn)氣管空氣通道的大小。當(dāng)發(fā)動機(jī)小負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時，ECU控制真空電磁閥關(guān)閉，動力閥也關(guān)閉，進(jìn)氣通道變小，發(fā)動機(jī)輸出較小功率；當(dāng)發(fā)動機(jī)負(fù)荷增大，ECU根據(jù)轉(zhuǎn)速、溫度、空氣量等信號接通真空電磁閥，真空管內(nèi)的真空度提高而將動力閥打開，進(jìn)氣通道變大，發(fā)動機(jī)輸出較大功率。一、動力閥控制系統(tǒng)第2頁/共31頁 (a) 打開 (b) 關(guān)閉 動力閥控制系統(tǒng) 1真空室；2真空電磁閥；3ECU(ECCS)； 4單向閥；5動力閥第3頁/共31頁二、廢氣渦輪增壓控

3、制二、廢氣渦輪增壓控制 廢氣渦輪增壓閉環(huán)控制系統(tǒng)如圖所示。發(fā)動機(jī)所需的增壓壓力目標(biāo)值大小由ECU根據(jù)發(fā)動機(jī)運(yùn)行狀況，如加速情況，冷卻水溫度、爆震狀況和進(jìn)氣空氣量等確定。增壓壓力由進(jìn)氣管壓力傳感器檢測，并作為反饋信號輸入ECU。ECU根據(jù)其與增壓壓力目標(biāo)值的差值，發(fā)出不同占空比的脈沖信號(頻率為20Hz)，控制電磁閥平均開啟始時間的長短，以調(diào)節(jié)真空膜盒中的控制壓力大小,控制廢氣渦輪增壓器廢氣放氣閥的開度或可變噴咀環(huán)的角度，從而控制增壓器的轉(zhuǎn)速，產(chǎn)生發(fā)動機(jī)所需的目標(biāo)增壓壓力。第4頁/共31頁第5頁/共31頁第6頁/共31頁廢氣渦輪增壓控制系統(tǒng)工作原理圖1切換閥；2動作器；3空氣冷卻器；4空氣濾清器

4、；5ECU；6釋壓電磁閥第7頁/共31頁第8頁/共31頁第二節(jié)第二節(jié) 排放控制系統(tǒng)及檢修排放控制系統(tǒng)及檢修 概述概述 汽油機(jī)的有害排放包括因混合氣燃燒不完全產(chǎn)生的碳?xì)浠衔锲蜋C(jī)的有害排放包括因混合氣燃燒不完全產(chǎn)生的碳?xì)浠衔?HC)(HC)和一氧化碳和一氧化碳(CO)(CO)，在高溫燃燒中產(chǎn)生的氮氧化合物，在高溫燃燒中產(chǎn)生的氮氧化合物(N0 x)(N0 x)。 電控汽油機(jī)中的排放控制系統(tǒng)主要有：電控汽油機(jī)中的排放控制系統(tǒng)主要有： 一、廢氣再循環(huán)一、廢氣再循環(huán)(EGR)(EGR)系統(tǒng)系統(tǒng) 二、三元催化轉(zhuǎn)化器、氧傳感器與閉環(huán)控制二、三元催化轉(zhuǎn)化器、氧傳感器與閉環(huán)控制 三、燃油蒸氣排放控制裝置三、

5、燃油蒸氣排放控制裝置 第9頁/共31頁一、廢氣再循環(huán)一、廢氣再循環(huán)(EGR)(EGR)系統(tǒng)系統(tǒng)1.1.系統(tǒng)工作原理系統(tǒng)工作原理 廢氣再循環(huán)就是在ECU的控制下，根據(jù)發(fā)動機(jī)的不同工況，將一部分廢氣引入進(jìn)氣管，與新鮮可燃混合氣混合后，再進(jìn)入氣缸燃燒，從而降低了燃燒速度和溫度，減少了NOx生成量。但是，過度的廢氣再循環(huán)將會影響發(fā)動機(jī)的正常運(yùn)行，特別是在怠速、低轉(zhuǎn)速小負(fù)荷及發(fā)動機(jī)處于冷態(tài)運(yùn)行時，再循環(huán)的廢氣將會明顯降低發(fā)動機(jī)的性能。因此，應(yīng)選擇NOX排放量多的發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)范圍，根據(jù)工況條件的變化自動調(diào)節(jié)參與再循環(huán)的廢氣量。通常，在低溫和全負(fù)荷工況中，ECR停止工作。 第10頁/共31頁2.2.廢氣再循環(huán)

6、閥廢氣再循環(huán)閥 廢氣再循環(huán)閥通過特殊通道使排氣歧管連通，其真實(shí)管上方的真空度由廢氣再循環(huán)裝置系統(tǒng)的真空電磁閥控制。 ECU根據(jù)轉(zhuǎn)速、空氣流量、進(jìn)氣壓力以及溫度信號，控制真空電磁閥的占空比，從而控制廢氣再循環(huán)的開度來改變廢氣再循環(huán)率。 (a) 剖面圖 (b) 外形圖 (c) 氣流走向 廢氣再循環(huán)閥結(jié)構(gòu)第11頁/共31頁真空機(jī)械式廢氣再循環(huán)裝置真空機(jī)械式廢氣再循環(huán)裝置第12頁/共31頁3.3.廢氣再循環(huán)率的控制廢氣再循環(huán)率的控制 可變廢氣再循環(huán)率系統(tǒng)1ECU；2節(jié)氣門開關(guān)；3廢氣再循環(huán)管路；4廢氣再循環(huán)閥；5定壓閥；6真空控制電磁閥；7電磁閥第13頁/共31頁 真空控制電磁閥(VCM)由廢氣再循環(huán)

7、電磁控制閥和怠速調(diào)節(jié)電磁閥組成。 ECU根據(jù)傳感器輸入信號、點(diǎn)火開關(guān)和電源電壓等，給廢氣再循環(huán)控制閥提供不同占空比的控制脈沖信號，調(diào)節(jié)真空調(diào)節(jié)閥真空管進(jìn)入的空氣量，控制廢氣再循環(huán)閥的真空度，從而改變廢氣再循環(huán)率。第14頁/共31頁電控廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)電控廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)第15頁/共31頁二、三元催化轉(zhuǎn)化器、氧傳感器與閉環(huán)控制二、三元催化轉(zhuǎn)化器、氧傳感器與閉環(huán)控制 1. 系統(tǒng)工作原理 2. 三元催化器結(jié)構(gòu)、原理 3. 氧傳感器結(jié)構(gòu)、原理第16頁/共31頁催化轉(zhuǎn)化器排氣系統(tǒng)催化轉(zhuǎn)化器排氣系統(tǒng)第17頁/共31頁三效催化轉(zhuǎn)化器控制系統(tǒng)三效催化轉(zhuǎn)化器控制系統(tǒng)第18頁/共31頁1.1.系統(tǒng)工作原理系統(tǒng)

8、工作原理三元催化：三元催化轉(zhuǎn)化器是現(xiàn)代汽車普遍采用排氣凈化裝置，三元催化轉(zhuǎn)化器裝在排氣管中，能把發(fā)動機(jī)排出廢氣中的有害氣體轉(zhuǎn)化成無害氣體。三元催化劑是鉑(或鈀)和銠的混合物，它不僅能將HC和CO氧化變成COCO2 2和H H2 2O O，而且能促使NOx和CO發(fā)生反應(yīng)轉(zhuǎn)變?yōu)镃OCO2 2和N2，但是只有當(dāng)空燃比保持穩(wěn)定時，其轉(zhuǎn)化效率才能得到精確控制。 2NO+2CO-N2+2CO22C2H6+7O2-4CO2+6H2O2CO+O2-2CO2第19頁/共31頁2. 2. 三元催化器結(jié)構(gòu)、原理三元催化器結(jié)構(gòu)、原理 三元催化反應(yīng)器，其外觀像一個排氣消聲器(實(shí)際上它也兼起消聲器作用)。殼體用耐高溫、耐

9、腐蝕的材料制成，內(nèi)部裝有網(wǎng)格狀陶瓷催化床。它裝在靠近發(fā)動機(jī)的排氣管位置上。催化床內(nèi)附著鉑(或鈀)和銠的混合物。鉑能促使CO、HC氧化；而銠則能加速NOx的還原。第20頁/共31頁催化轉(zhuǎn)換器催化轉(zhuǎn)換器 催化轉(zhuǎn)換器是利用催化劑的作用將排氣中的CO CO 、 HCHC和NOxNOx轉(zhuǎn)換為對人體無害的氣體的一種排氣凈化裝置。 催化劑：金屬鉑、鈀和銠；稀土材料。 氧化催化轉(zhuǎn)換器：只將排氣中的COCO和HCHC氧化為COCO2 2和H H2 2O O 三效催化轉(zhuǎn)換器：把NOxNOx還原為氮(N(N2 2) )和氧(O(O2 2) )，而COCO和HCHC在還原反應(yīng)中被氧化為COCO2 2和H H2 2O

10、O。 排氣經(jīng)過三效催化轉(zhuǎn)換器之后，部分未被氧化的COCO和HCHC繼續(xù)在氧化催化轉(zhuǎn)換器中與供入的二次空氣進(jìn)行氧化反應(yīng)。第21頁/共31頁催化轉(zhuǎn)化器結(jié)構(gòu)示意圖催化轉(zhuǎn)化器結(jié)構(gòu)示意圖第22頁/共31頁 氧傳感器與閉環(huán)控制：氧傳感器與閉環(huán)控制：只有當(dāng)發(fā)動機(jī)在標(biāo)準(zhǔn)的理論空燃比147運(yùn)轉(zhuǎn)時，三元催化轉(zhuǎn)化器的轉(zhuǎn)化效率最佳，為此必須對空燃比進(jìn)行精確的控制，在發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)中普遍采用由氧傳感器組成的空燃比反饋控制方式，即閉環(huán)控制方式。在三元催化轉(zhuǎn)化器前面的排氣歧管或排氣管內(nèi)裝有氧傳感器， ECU根據(jù)氧傳感器反饋的空燃比濃稀信號，控制噴油量的增加或減少。 第23頁/共31頁 催化轉(zhuǎn)換器的使用條件催化轉(zhuǎn)換器的使用條

11、件 1 1、裝用催化轉(zhuǎn)換器的發(fā)動機(jī)只能使用無鉛汽油。如果使用加鉛汽油，鉛覆蓋在催化劑表面特使催化劑失效。 2 2、僅當(dāng)溫度超過350350時，催化轉(zhuǎn)換器才起催化反應(yīng)。溫度較低時，轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率急劇下降。 3 3、必須向裝有三效催化轉(zhuǎn)換器的發(fā)動機(jī)供給理論混合比的混合氣，才能保證三效催化轉(zhuǎn)換器有較好的轉(zhuǎn)換效果。 4 4、必須和氧傳感器配合使用。第24頁/共31頁 此裝置是為了防止油箱內(nèi)的汽油蒸汽向大氣排放產(chǎn)生污染而設(shè)置的。 油箱中的汽油蒸汽通過單向閥進(jìn)入炭罐上部，空氣從炭罐下部進(jìn)入清洗活性炭 在炭罐右上方，有一定量排放小孔及受真空控制的排放控制閥。ECU控制炭罐電磁控制閥的開度，調(diào)節(jié)排放控制閥上

12、方的真空度，從而控制排放控制閥的開度。 當(dāng)排放控制閥打開時，汽油蒸汽通過排放控制閥吸入進(jìn)氣歧管。三、燃油蒸氣排放控制裝置三、燃油蒸氣排放控制裝置第25頁/共31頁 活性炭罐蒸發(fā)污染控制裝置1油箱蓋及真空泄放閥；2油箱；3單向閥；4蒸汽通氣管路；5廢氣再循環(huán)及炭罐控制電磁閥；6節(jié)氣門；7進(jìn)氣歧管；8真空室；9排放控制閥；10定量排放小孔；11活性炭罐第26頁/共31頁附加知識：強(qiáng)制式曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)附加知識：強(qiáng)制式曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng) 在發(fā)動機(jī)工作時，會有部分可燃混合氣和燃燒產(chǎn)物經(jīng)活塞環(huán)由氣缸竄入曲軸箱內(nèi)，還可能有液態(tài)燃油漏入曲軸箱。這些氣體將加速潤滑油變質(zhì)并使機(jī)件受到腐蝕或銹蝕。又因?yàn)楦Z入曲軸箱內(nèi)的氣體中含有HCHC及其他污染物，所以采用的強(qiáng)制式曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)，避免這種氣體排放到大氣中。 發(fā)動機(jī)工作時、進(jìn)氣管真空度作用到PCVPCV閥6 6，此真空度還吸引新鮮空氣經(jīng)空氣濾清器1 1、濾網(wǎng)2 2、空氣軟管3 3進(jìn)入氣缸蓋罩4 4內(nèi)，再出氣缸蓋和機(jī)體上的孔道進(jìn)入曲軸箱。 在曲軸箱內(nèi)，新鮮空氣與曲軸箱氣體混合并經(jīng)氣- -液分離器5 5、PCVPCV閥6 6和曲軸箱氣體軟管7 7進(jìn)入進(jìn)氣管8 8，最后經(jīng)進(jìn)氣門進(jìn)入燃燒室撓