項目汽油機(jī)排氣輔助控制系統(tǒng)認(rèn)知與檢修廣東交通汽車技術(shù)

項目4.2汽油機(jī)排氣輔助控制系統(tǒng)認(rèn)知與檢修廣東交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車技術(shù)系1、了解發(fā)動機(jī)排放污染物的形成與影響因素；2、掌握三元催化轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（TWC）的原理及檢修；3、掌握曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)（PCV）的原理及檢修；4、掌握燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)（EVAP）的原理及檢修；5、了解廢氣再循環(huán)系統(tǒng)（EGR）系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與原理；6、能夠識別汽油機(jī)排氣輔助控制系統(tǒng)的故障現(xiàn)象并分析故障原因；7、具有排除汽油機(jī)排氣輔助控制系統(tǒng)故障的能力。學(xué)習(xí)目標(biāo)理論知識3.廢氣再循環(huán)系統(tǒng)（EGR）結(jié)構(gòu)與原理2.三元催化轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（TWC）原理與檢修6.曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)（PCV）原理及檢修5.燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)（EVAP）原理及檢修1.發(fā)動機(jī)排放污染物的形成與影響因素4.二次空氣噴射

汽車的排放污染物有很多,但最主要的有害成分有三種:CO(一氧化碳)、HC(碳?xì)浠衔?和NOx(氮氧化合物),如圖4-1所示。1.發(fā)動機(jī)排放污染物的形成與影響因素◣圖4-1汽車排放的污染物2.碳?xì)浠衔?HC)的形成

HC是燃料沒有燃燒或不完全燃燒的產(chǎn)物,還有一部分是來自曲軸箱竄氣和燃油箱燃料的蒸發(fā)。曲軸箱竄出的氣體大部分是未燃燒的氣體。燃油箱內(nèi)的汽油在溫度越高時,蒸發(fā)量越大。3.氮氧化合物(NOx)的形成NOx是由空氣中的氮和氧在燃燒室高溫高壓作用下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成的,它的生成量取決于燃燒的最高溫度和高溫持續(xù)時間等。柴油發(fā)動機(jī)壓縮比高,燃燒后產(chǎn)生的溫度高,因而NOx是主要有害排放物。1.一氧化碳(CO)的形成CO是可燃混合氣在燃燒過程中,因氧氣不足而生成的產(chǎn)物。其生成量主要取決于空燃比,當(dāng)使用小于14.7的濃混合氣時,因氧氣相對不足,生成的CO較多。1.發(fā)動機(jī)排放污染物的形成與影響因素2.三元催化轉(zhuǎn)換器2.1作用三元催化轉(zhuǎn)換器是汽車排氣系統(tǒng)中最重要的機(jī)外凈化裝置,它可將汽車尾氣排出的CO、HC和NOx等有害氣體通過氧化和還原作用轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害的二氧化碳、水和氮氣。2.2結(jié)構(gòu)三元催化轉(zhuǎn)換器安裝在排氣消聲器前面,由三元催化轉(zhuǎn)換芯子和外殼等成。芯子是催化劑的載體,它是由陶瓷做成的蜂窩狀的格柵,并在格柵上涂有貴金屬材料鉑(或鈀)和銠,如圖4-3所示.2.三元催化轉(zhuǎn)換器◣圖4-2三元催化轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)2.3工作原理

當(dāng)發(fā)動機(jī)燃燒后的廢氣通過蜂窩狀的格柵時,金屬鉑具有很強(qiáng)的氧化性,能夠使HC和CO繼續(xù)和排氣管中的O2產(chǎn)生氧化反應(yīng),生成CO2和H2O;金屬鈀和銠具有很強(qiáng)的還原性,能夠?qū)Ox還原成O2和N2,但只有當(dāng)空燃比精確控制在理論空燃比14.7附近時,其轉(zhuǎn)化效率才能最佳。因此,在三元催化轉(zhuǎn)換器的前端安裝有前氧傳感器,它通過反饋控制能將空燃比控制在理論空燃比附近;同時,在三元催化轉(zhuǎn)換器的后端安裝有后氧傳感器,用于檢測三元催化轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)化效率。2.三元催化轉(zhuǎn)換器3.廢氣再循環(huán)(EGR)1.作用

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,由于該部分廢氣不能參與燃燒,從而能夠降低燃燒速度和最高燃燒溫度,以減少NOx生成量。3.2結(jié)構(gòu)與工作原理

EGR系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖4-3所示,它通過一個特殊的通道將排氣歧管與進(jìn)氣歧管連通,在該通道上裝有EGR閥。當(dāng)EGR閥膜片上方真空室的真空度增大時,閥門開度增大,循環(huán)的廢氣量增多;反之,真空度小,循環(huán)的廢氣量小。ECU通過控制EGR閥上方真空度的大小,就能控制廢氣循環(huán)量。3.廢氣再循環(huán)(EGR)◣圖4-3廢氣再循環(huán)

實驗表明當(dāng)廢氣量達(dá)到15%時,NOx的排放量即可減少60%。但廢氣量增加過多時,會使發(fā)動機(jī)動力性能下降,HC含量會上升。因此,必須對進(jìn)入進(jìn)氣管內(nèi)的廢氣量實行適時控制,既能降低NOx含量,又可保證發(fā)動機(jī)的動力性。廢氣再循環(huán)電子控制系統(tǒng)就是選擇NOx排放量多的發(fā)動機(jī)運行工況(中、高負(fù)荷工況),進(jìn)行適當(dāng)廢氣量的(范圍可達(dá)15%~20%)控制。二、安裝位置：

可變氣門正時技術(shù)的應(yīng)用，在中、高負(fù)荷時，使排氣門早關(guān)閉、進(jìn)氣門早點打開，使部分廢氣滯留在燃燒室，降低燃燒溫度，減少氮氧化合物的產(chǎn)生。（看視頻）18發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)位置曲軸位置傳感器爆震控制傳感器噴油器節(jié)氣門位置傳感器發(fā)動機(jī)冷卻液溫度傳感器EGR閥*凸輪軸位置傳感器-Q-V-C-_-W*：帶EGR系統(tǒng)的-W和-Q車型19進(jìn)氣和排氣系統(tǒng)進(jìn)氣歧管EGR輸送室與進(jìn)氣歧管集成于一體，可將廢氣均勻地分配至各氣缸。廢氣EGR輸送室*帶EGR不帶EGREGR閥法蘭-Q-V-C-_-W*：帶EGR系統(tǒng)的-W和-Q車型20發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)EGR（廢氣再循環(huán)）控制系統(tǒng)燃油經(jīng)濟(jì)性。真空傳感器曲軸位置傳感器發(fā)動機(jī)冷卻液溫度傳感器質(zhì)量空氣流量計混合動力車輛

控制ECU節(jié)氣門位置傳感器信號節(jié)氣門控制EGR冷卻器EGR閥廢氣EGR閥控制V總線ECM發(fā)動機(jī)-Q-W進(jìn)氣溫度傳感器加速

踏板位置21發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)EGR控制系統(tǒng)EGR閥采用了步進(jìn)電動機(jī)型EGR閥，可精確控制廢氣流量。-Q-W：發(fā)動機(jī)冷卻液：廢氣EGR閥自EGR冷卻器至進(jìn)氣歧管22EGR冷卻器發(fā)動機(jī)控制系統(tǒng)EGR控制系統(tǒng)EGR冷卻器EGR冷卻器可降低燃燒溫度，并提高廢氣量。A-A橫截面A發(fā)動機(jī)冷卻液流入發(fā)動機(jī)冷卻液流出自排氣歧管至EGR閥A-Q-W：發(fā)動機(jī)冷卻液：廢氣發(fā)動機(jī)冷卻液廢氣燃油蒸發(fā)排放控制(EVAP)作用

EVAP收集汽油箱蒸發(fā)的汽油蒸氣,并將汽油蒸氣在合適的時機(jī)導(dǎo)入氣缸參加燃燒,從而防止汽油蒸氣直接排到大氣而造成污染。同時,根據(jù)發(fā)動機(jī)工況,控制導(dǎo)入氣缸參加燃燒的汽油蒸氣量。結(jié)構(gòu)

目前,常見的比較簡單的燃油蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)如圖4-5所示,它主要由燃油箱、活性炭罐(內(nèi)裝活性炭)、炭罐電磁閥和ECU等組成。

活性炭罐是燃油蒸發(fā)系統(tǒng)中儲存蒸氣的部件,它的下部與大氣相通;上部用接頭與油箱和進(jìn)氣歧管相連,用于收集和清除燃油蒸氣;

中間是活性炭顆粒,它具有極強(qiáng)的吸附燃油分子的作用。燃油蒸發(fā)排放控制(EVAP)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。圖4-1典型的汽油蒸發(fā)回收控制系統(tǒng)圖圖4-2卡羅拉轎車燃油蒸氣排放控制電磁閥控制電路碳罐出問題常引發(fā)哪些故障1、加油太滿無法啟動很多朋友會遇到油箱加太滿導(dǎo)致引擎啟動困難的問題，這很可能就是碳罐所在的汽油蒸發(fā)控制系統(tǒng)出現(xiàn)了問題。碳罐電磁閥常開，導(dǎo)致油箱內(nèi)的汽油蒸汽全部進(jìn)入進(jìn)氣歧管，從而使得電腦檢測到混合器過濃無法啟動。電磁閥常關(guān)能導(dǎo)致碳罐內(nèi)汽油蒸汽飽和，多余的汽油蒸汽直接散入大氣，車內(nèi)汽油味濃烈等問題2、碳罐故障引發(fā)自燃由于國內(nèi)燃油品質(zhì)不高，燃油蒸氣雜質(zhì)較多，炭罐的活性炭?？自陂L期使用后容易堵塞，堵塞的燃油孔讓汽油蒸氣無處排出，導(dǎo)致油箱內(nèi)廢氣壓力過大，造成油箱內(nèi)鉚接口或油路其它接口出現(xiàn)裂痕，引起漏油，碰到火花時容易引起自燃事故。所以，一般情況下，每兩年要對炭罐進(jìn)行一次檢查，排除碳罐進(jìn)油和堵塞等隱患。而長期加注劣質(zhì)燃油的用戶更應(yīng)該縮短檢查周期。

知識拓展5.曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)裝置(PCV)5.1作用

在發(fā)動機(jī)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),它會使?jié)櫥妥兿?潤滑性能變差,如漏到大氣中,會造成污

染。曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)裝置通過管道將曲軸箱內(nèi)的竄缸氣體引入進(jìn)

氣管進(jìn)入氣缸燃燒,起到降低有害污染物(HC)的作用。5.2結(jié)構(gòu)與工作原理曲軸箱通風(fēng)裝置結(jié)構(gòu)如圖4-6所示,主要由通風(fēng)管、PCV軟管和PCV閥組成。核心部件是PCV閥,它由一個柱塞式閥門和彈簧構(gòu)成,一般裝在氣缸蓋的上部。進(jìn)氣歧管的真空度決定了PCV閥開啟和關(guān)閉的程度。當(dāng)節(jié)氣門開度小時,進(jìn)氣歧管的真空度較大,PCV閥門在真空的吸力下壓縮彈