任務(wù)一 識別排氣控制系統(tǒng)

1、 項目六 排放控制系統(tǒng)的檢修任務(wù)一 識別排放控制系統(tǒng)【任務(wù)目標(biāo)】目標(biāo)類型目 標(biāo) 要 求1.認知目標(biāo)1能描述汽車發(fā)動機排放控制系統(tǒng)的組成與作用； 2能闡述汽車發(fā)動機排放控制系統(tǒng)各零部件的構(gòu)造特點；3能敘述汽車發(fā)動機排放物的種類與原因；4會識別汽車發(fā)動機排放控制系統(tǒng)各零部件的名稱。2.技能目標(biāo)達到汽車維修中級工如下要求：1會識別發(fā)動機排放控制系統(tǒng)各零部件；2能運用所學(xué)知識分析發(fā)動機排放物的危害。3.情感目標(biāo)1能養(yǎng)成積極勞動、不怕苦、不怕累的良好勞動習(xí)慣；2能注意到操作過程中的5S管理規(guī)范?！救蝿?wù)描述】2014年2月7日小李駕駛一輛?？怂罐I車在高速公路上行駛。當(dāng)車輛行駛300Km后，小李感覺發(fā)動機動

2、力不足，隨后車輛無法繼續(xù)行駛。于是，找專業(yè)修理人員進行維修。根據(jù)車主描述的現(xiàn)象，請查閱相關(guān)資料對此故障進行診斷并排除，修理完畢后如實填寫故障案例報告單?！局R準備】隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，汽車保有量不斷增加，汽車排放污染對人類及環(huán)境的危害已日益嚴重，近年來，我國多地連續(xù)出現(xiàn)的霧霾天氣就是有力的證據(jù)。汽車的排放污染物主要有發(fā)動機的尾氣（約占65%以上），曲軸箱竄氣（約占20%）和燃料供給系中燃油的蒸發(fā)（約占1020%）。汽油機的排放污染物主要有一氧化碳（CO）、碳氫化合物（HC）、氮氧化合物（NOX）；柴油機的排放污染物主要有HC、NOX和碳煙。這些都是對人體及環(huán)境有害的物質(zhì)。我們知道，發(fā)動機排

3、放污染主要是尾氣污染，發(fā)動機尾氣排放控制系統(tǒng)（如圖6-1-1所示）是將每個氣缸燃燒后的廢氣經(jīng)凈化處理后排放到車外的裝置。它主要由排氣歧管、三元催化轉(zhuǎn)化器TWC、消聲器及排氣管等組成。其基本工作過程是：發(fā)動機在排氣行程中，廢氣經(jīng)排氣歧管三元催化轉(zhuǎn)化器（TWC）排氣管消聲器排氣尾管。要使汽車發(fā)動機尾氣排放達標(biāo)，首先要控制可燃混合氣的燃燒質(zhì)量，其次就是要有效地控制尾氣的凈化處理。圖6-1-1 發(fā)動機尾氣排放控制系統(tǒng)為了滿足綠色環(huán)保的要求，針對汽車的各種排放污染物的產(chǎn)生原理，近年來，人們在現(xiàn)代汽車上安裝了許多排放控制系統(tǒng)，主要包括：三元催化器（TWC）、汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)（EVAP）、曲軸箱強制通風(fēng)控制

4、系統(tǒng)（PCV）、廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)(EGR)、二次空氣供給及熱空氣供給系統(tǒng)等。一、三元催化轉(zhuǎn)換器（TWC）與空燃比反饋控制系統(tǒng)圖6-1-2 三元催化轉(zhuǎn)化器（TWC）結(jié)構(gòu)1外殼 2反應(yīng)體 3固定殼1. 三元催化轉(zhuǎn)化器（TWC）的功能與結(jié)構(gòu)三元催化轉(zhuǎn)化系統(tǒng)使用三元催化轉(zhuǎn)化器將發(fā)動機尾氣中的三種有害物質(zhì)（CO、HC、NOX）轉(zhuǎn)換成無害物質(zhì)（CO2 、N2 、H2O）。三元催化轉(zhuǎn)化器裝在排氣管中，三元催化芯子是一個鋁膽，外面附有鉑（Pt）和銠(Rh)制作的催化劑，它不僅可使CO和HC 變成CO2和H2O，而且還能使NOx和CO起化學(xué)反應(yīng)，轉(zhuǎn)變?yōu)镹2和CO2。三元催化轉(zhuǎn)化器如圖6-1-2所示，其工作原理

5、如圖6-1-3所示。圖6-1-3 三元催化轉(zhuǎn)化器工作原理圖在三元催化轉(zhuǎn)化器后部安裝一個氧傳感器（稱為下游氧傳感器或后氧傳感器），用來檢測三元催化轉(zhuǎn)化器的工作效率。下游氧傳感器的安裝位置如圖6-1-4所示。下游氧傳感器也稱為催化劑監(jiān)測傳感器（CMS）。圖6-1-4 傳感器結(jié)構(gòu)圖圖6-1-4 三元催化轉(zhuǎn)化器下游氧傳感器2.空燃比和點火時刻對排放的影響三元催化器（TWC）工作時，排氣中有害氣體的凈化率與空燃比、點火時刻、發(fā)動機的結(jié)構(gòu)等有關(guān)。通常，空燃比和點火時間的影響最大。三元催化轉(zhuǎn)化器的工作條件之一是發(fā)動機混合氣的濃度即空燃比一定在標(biāo)準空燃比附近。即R=14.7。空燃比與三元催化轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化效率的關(guān)

6、系如圖6-1-5所示，由圖可見，三元催化轉(zhuǎn)化器在標(biāo)準空燃比附近區(qū)域轉(zhuǎn)換效率最高。圖6-1-5 排氣中有害氣體的濃度隨空燃比變化關(guān)系 1- 有效控制范圍 2- 理論空燃比14.72點火時間對排放的影響點火時間對發(fā)動機排放的影響如下：推遲點火提前角，混合氣在燃燒室內(nèi)的燃燒時間將縮短，由于后燃，將使排氣溫度上升，促進了HC和CO的氧化，使排出的HC減少。增加點火提前角，無論在任何轉(zhuǎn)速和負荷下，加大點火提前角后燃燒溫度提高，都會使NOx的釋放濃度增加。另外，排氣溫度對TWC的工作也有影響。一般來說，三元催化器（TWC）工作時，發(fā)動機的排氣溫度應(yīng)在400-815之間。有點發(fā)動機安裝了排氣溫度報警裝置，當(dāng)

7、報警裝置發(fā)發(fā)出報警信號后，應(yīng)停機熄火，查明發(fā)動機排氣溫度過高的原因，并予以排除。二、汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)（EVAP）為了減少燃油系統(tǒng)排放到大氣中的碳氫化合物，在發(fā)動機控制系統(tǒng)中普遍采用了活性炭罐汽油蒸發(fā)污染控制裝置（EVAP）。 下面以日產(chǎn)風(fēng)度轎車汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)為例來說明。1汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)的作用汽油蒸發(fā)控制（EVAP）系統(tǒng)的作用是：阻止燃油箱內(nèi)蒸發(fā)的汽油蒸氣泄漏到大氣中污染環(huán)境；將燃油箱里多余的汽油蒸氣先儲存到活性炭罐中，當(dāng)發(fā)動機工作時再適時地送入進氣歧管，與空氣混合后進入發(fā)動機燃燒室燃燒。 圖6-1-6 汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)圖汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)通常使用活性炭罐吸附汽油蒸氣?；钚蕴抗抻趾喎Q為炭罐，里

8、面填充了活性炭顆粒，用來吸附燃油蒸氣。汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)如圖6-1-6所示，活性炭罐外觀如圖6-1-7所示。圖6-1-7 活性炭罐外觀2日產(chǎn)風(fēng)度轎車汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)的組成和工作原理日產(chǎn)風(fēng)度轎車汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)如圖6-1-8所示。圖6-1-8 日產(chǎn)風(fēng)度轎車汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)3日產(chǎn)風(fēng)度轎車汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)工作過程發(fā)動機電控單元ECU通過控制EVAP炭罐電磁閥中的蒸汽旁通道開度來控制流量。根據(jù)發(fā)動機各種工況，ECU讀取存儲器中的標(biāo)定信息，確定燃油蒸氣流量。當(dāng)發(fā)動機達到一定工作溫度且節(jié)氣門開啟時，ECM控制進入發(fā)動機進氣管的燃油蒸氣流量，使其隨著空氣流量的增加而增加；在怠速和減速工況時，汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)不

9、工作。三、曲軸箱強制通風(fēng)系統(tǒng)（PCV）在發(fā)動機工作時，總有一部分可燃混合氣和廢氣經(jīng)活塞環(huán)竄到曲軸箱內(nèi)，竄到曲軸箱內(nèi)的汽油蒸氣凝結(jié)后將使機油變稀，性能變壞。廢氣內(nèi)含有水蒸氣和二氧化硫，水蒸氣凝結(jié)在機油中形成泡沫，破壞機油供給，這種現(xiàn)象在冬季尤為嚴重；二氧化硫遇水生成亞硫酸，亞硫酸遇到空氣中的氧生成硫酸，這些酸性物質(zhì)的出現(xiàn)不僅使機油變質(zhì)，而且也會使零件受到腐蝕。由于可燃混合氣和廢氣竄到曲軸箱內(nèi)，曲軸箱內(nèi)的壓力將增大，機油會從曲軸油封、曲軸箱襯墊等處滲出而流失。流失到大氣中的機油蒸氣會加大發(fā)動機對大氣的污染。發(fā)動機裝有曲軸箱通風(fēng)裝置就可以避免或減輕上述現(xiàn)象。因此，發(fā)動機曲軸箱通風(fēng)裝置的作用是：1.防

10、止機油變質(zhì):2.防止曲軸油封、曲軸箱襯墊滲漏；3.防止各種油蒸氣污染大氣。 曲軸箱通風(fēng)包括自然通風(fēng)和強制通風(fēng)，現(xiàn)代汽油發(fā)動機常采用強制式曲軸箱通風(fēng)，又稱PCV系統(tǒng)。當(dāng)發(fā)動機工作時，進氣管真空度吸引新鮮空氣經(jīng)空氣濾清器、空氣軟管進入氣缸蓋罩，再由汽缸蓋和機體上的孔道進入曲軸箱。在曲軸箱內(nèi)新鮮空氣和曲軸箱氣體混合后經(jīng)汽缸蓋罩、PCV閥和曲軸箱氣體軟管進入進氣管，最后經(jīng)進氣門進入燃燒室燒掉。根據(jù)發(fā)動機不同的工況，PCV閥的開度不同，通過的空氣量也不同，由此對曲軸箱通風(fēng)進行控制。曲軸箱強制通風(fēng)結(jié)構(gòu)與故障原理如圖6-1-9所示。圖6-1-9 曲軸箱強制通風(fēng)結(jié)構(gòu)與故障原理四、廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)（EGR）1

11、廢氣再循環(huán)廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)主要由EGR閥、廢氣再循環(huán)控制電磁閥（EGR電磁閥）等組成，它是在發(fā)動機工作是，將一部分廢氣重新引入氣缸參加燃燒，從而降低氣缸內(nèi)的最高燃燒溫度，減少NOx的排放量。廢氣再循環(huán)控制（EGR）系統(tǒng)能夠有效地降低廢氣排放中NOx的生成。因為NOx是在高溫富氧條件下生成的。此外，為了不影響發(fā)動機的正常工作與性能發(fā)揮，必須根據(jù)發(fā)動機的工況變化，控制廢氣再循環(huán)量。廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)如圖6-1-11所示。2EGR閥在EGR系統(tǒng)中，通過一個通道將排氣歧管與進氣歧管連通，在該通道上裝有EGR閥，廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)工作時，通過EGR閥的開度變化來控制廢氣再循環(huán)量，如圖6-1-12所示。

12、圖6-1-11 廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)圖6-1-12 EGR閥五、二次空氣噴射系統(tǒng)二次空氣噴射系統(tǒng)是向排氣歧管中送入新鮮空氣，使廢氣中的HC和CO繼續(xù)燃燒，來達到降低HC和CO排放值，同時，加快三元催化器的升溫。二次空氣噴射系統(tǒng)常見的有空氣噴射（AI）控制系統(tǒng)和吸氣（AS）控制系統(tǒng)。 圖6-1-14 空氣噴射控制系統(tǒng)（AI）1空氣噴射控制系統(tǒng)（AI）空氣噴射（AI）控制系統(tǒng)如圖6-1-14所示。當(dāng)系統(tǒng)工作時，發(fā)動機ECU起動電動空氣泵的同時VSV系統(tǒng)也運作，進氣歧管真空使空氣噴射閥打開，壓縮空氣流入排氣歧管。發(fā)動機ECU依據(jù)空氣流量計傳來的參數(shù)，評估流入TWC的噴射空氣的總量。圖6-1-15 吸氣

13、控制系統(tǒng)（AS）2吸氣控制系統(tǒng)（AS）吸氣（AS）控制系統(tǒng)如圖6-1-15所示，和空氣噴射控制系統(tǒng)的區(qū)別是：空氣噴射控制系統(tǒng)是使用電動空氣泵強制把空氣壓入排氣管，吸氣（AS）控制系統(tǒng)是利用排氣歧管中所存在的真空吸力來吸入空氣。查一查： 通過互聯(lián)網(wǎng)查一查柴油機是怎樣控制排放污染的？做一做： 請自己動手，識別福克斯轎車發(fā)動機排放控制系統(tǒng)零部件與位置?！救蝿?wù)實施】一、準備工作1.工具設(shè)備和材料課件、?？怂罐I車一臺、組合工具、工具車、零件擺放臺、計算機等上網(wǎng)設(shè)備 2.安全防護用品： 標(biāo)準作業(yè)裝二、信息收集汽車型號： 發(fā)動機型號： 發(fā)動機編號： 車輛識別碼： 三、各小組在教師的指導(dǎo)下，進行?？怂罐I車發(fā)動

14、機排放系統(tǒng)零部件識別，并完成以下表格（表6-1-1） ?？怂罐I車發(fā)動機排放控制系統(tǒng)零部件位置 表6-1-1序 號零 部 件 名 稱用 途12345678910111213四、學(xué)生以小組為單位，根據(jù)教師提供的發(fā)動機，指出三元催化器的位置，并描述正常情況下混合氣的流動、燃燒，尾氣的凈化方向。在小組內(nèi)相互進行提問。五、各小組成員通過教室上網(wǎng)設(shè)備，查閱有關(guān)豐田轎車與福特轎車廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)（EGR）的區(qū)別及特點，各派一個代表上臺敘述。想一想： 實現(xiàn)汽車“零排放”的最佳途徑有哪些？【任務(wù)檢測】一、填空題：1. 汽車的排放污染物主要有發(fā)動機的_，曲軸箱_和燃料供給系中燃油的_。2. 近年來，人們在現(xiàn)代汽

15、車上安裝了許多排放控制系統(tǒng)，主要包括：_、_、_、_、_等。3三元催化器（TWC）工作時，排氣中有害氣體的凈化率與_、_、_結(jié)構(gòu)等有關(guān)。通常，_和_的影響最大。4. 推遲點火提前角，混合氣在燃燒室內(nèi)的燃燒時間將縮短，由于_，將使排氣溫度_，促進了HC和CO的氧化，使排出的HC_。5. 汽油蒸發(fā)控制（EVAP）系統(tǒng)的作用是：阻止燃油箱內(nèi)蒸發(fā)的汽油蒸氣泄漏到大氣中污染環(huán)境；將燃油箱里多余的汽油蒸氣先儲存到_中，當(dāng)發(fā)動機工作時，再適時地送入_，與空氣混合后進入發(fā)動機燃燒室燃燒。6. 發(fā)動機曲軸箱通風(fēng)裝置的作用是：_、_、_、_。7. 廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)將一部分廢氣重新引入氣缸參加_，從而降低燃燒室的

16、最高燃燒_，減少NOx的_。8. 二次空氣噴射系統(tǒng)是向排氣歧管中送入新鮮_，使廢氣中的_和_繼續(xù)燃燒，來達到降低HC和CO排放值，同時，加快三元催化器的_。9. 當(dāng)空氣噴射（AI）控制系統(tǒng)工作時，發(fā)動機ECU起動電動空氣泵的同時VSV系統(tǒng)也運作，進氣歧管真空使空氣噴射閥_，壓縮空氣_排氣歧管。發(fā)動機ECU依據(jù)空氣流量計傳來的參數(shù)，評估流入TWC的噴射空氣的_。10 .廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)主要由_、_（EGR電磁閥）等組成， 二、判斷題：1. 汽油機的排放污染物主要CO、HC、NOX；柴油機的排放污染物主要有HC、NOX和碳煙。這些都是對人體及環(huán)境有害的物質(zhì)。（ ）2. .三元催化轉(zhuǎn)化器是將發(fā)動機

17、尾氣中的三種有害物質(zhì)（CO、HC、NOX）轉(zhuǎn)換成無害物質(zhì)（CO2 、N2 、H2O）的裝置。（ ）3. 在三元催化轉(zhuǎn)化器后部安裝一個氧傳感器（稱為下游氧傳感器或后氧傳感器），用來檢測三元催化轉(zhuǎn)化器的工作效率。（ ）4. 三元催化轉(zhuǎn)化器的工作條件之一是發(fā)動機混合氣的濃度即空燃比一定在標(biāo)準空燃比附近，即R=14.7。（ ）5. 汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)通常使用活性炭罐吸附汽油蒸氣。（ ）6. 發(fā)動機電控單元ECU通過控制EVAP炭罐電磁閥中的蒸汽旁通道開度來控制流量。7. 現(xiàn)代汽油發(fā)動機常采用強制式曲軸箱通風(fēng)，又稱PCV系統(tǒng)。（ ）8. 廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)工作時，為了不影響發(fā)動機的正常工作與性能發(fā)揮，必須

18、根據(jù)發(fā)動機的工況變化，控制廢氣再循環(huán)量。（ ）9. 吸氣（AS）控制系統(tǒng)，和空氣噴射控制系統(tǒng)的區(qū)別是：空氣噴射控制系統(tǒng)是使用電動空氣泵強制把空氣壓入排氣管，吸氣（AS）控制系統(tǒng)是利用排氣歧管中所存在的真空吸力來吸入空氣。（ ）10.有人說：純電動車、氫能源汽車及燃氣汽車都將是實現(xiàn)汽車尾氣“零排放”的最佳途徑。（ ）【評價與反饋】班級： 姓名： 指導(dǎo)教師：序號考核項目配分考核內(nèi)容配分考核標(biāo)準得分1出勤/紀律5出勤2違規(guī)一次不得分行為規(guī)范3違規(guī)一次不得分2安全/防護/環(huán)保20著裝2違規(guī)一次不得分個人防護5違規(guī)一次不得分5S/EHS5違規(guī)一次不得分設(shè)備使用安全5違規(guī)一次不得分操作安全5違規(guī)一次不得分3知識水平20