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1、 学习目标 1 叙述汽车废气的成分以及排放控制系统的组成 2 叙述催化器 曲轴箱强制通风 PCV 系统 燃油蒸发 控制 EVAP 系统的作用与工作原理 3 按照给定的计划 检查 清洁 更换燃油蒸发控制 系统 4 检测汽油发动机尾气成分 并根据检测结果分析发 动机的故障原因并排除 项目13 排放控制系统的检测与维修 项目13 排放控制系统的检测与维修 一 汽油蒸气排放 EVAP 控制系统 二 废气在循环控制系统 EGR 三 三元催化转换器 TWC 与空燃比反馈控制系统 四 二次空气供给系统 一 汽油蒸气排放 EVAP 控制系统 1 EVAP控制系统功能 2 EVAP控制系统的组成 分类与工作原理
2、 3 EVAP控制系统的检修 项目13 排放控制系统的检测与维修 一 EVAP控制系统功能 收集汽油箱和浮子室内蒸气的汽油蒸气 并将 汽油蒸气导入气缸参加燃烧 从而防止气油蒸气 直接排出大气而防止造成污染 同时 根据发动 机工况 控制导入气缸参加燃烧的汽油蒸气量 项目13 排放控制系统的检测与维修 二 EVAP控制系统的组成与工作原理 如图 油箱的燃油蒸气通过单向 阀进入活性碳罐上部 空气从碳 罐下部进入清洗活性碳 在碳罐 右上方有一定量排放小孔及受真 空控制的排放控制阀 排放控制 阀沙锅内部的真空度由碳罐控制 电磁阀控制 电磁阀受控制 项目13 排放控制系统的检测与维修 6 工作原理 发动机
3、工作时 ECU根据发动机转速 温 度 空气流量等信号 控制碳罐电磁阀的开闭 来控制排放控制阀上部的真空度 从而控制排 放控制阀的开度 当排放控制阀打开时 燃油 蒸气通过排放控制阀被吸入进气歧管 项目13 排放控制系统的检测与维修 7 在部分电控EVAP控制系统中 活性碳罐上不设真空控制阀 而将受ECU控制的电磁阀 直接装在活性碳罐与进气管之 间的吸气管中 如图韩国现代轿车装用 的电控EVAP控制系统 细分有两类 项目13 排放控制系统的检测与维修 EVAP排放压力控制阀 活性碳管 诊断开关 EVAP净化电磁阀 项目13 排放控制系统的检测与维修 EVAP净化电磁阀的检测 EVAP诊断开关位于活
4、性炭罐和净 化电磁阀之间的软管上 在诊断 开关处接上真空表 来判断净化 电磁阀是否能正常工作 若当 净化电磁阀卡滞在开启状态 则 从诊断开关处能持续读取到进气 歧管真空 若当净化电磁阀卡滞 在关闭状态 则真空压力表不断 地显示大气压力 项目13 排放控制系统的检测与维修 加强型EVAP系统既能监测净 化量 又能监测EVAP系统蒸 汽泄漏情况 与非加强型EVAP系统相比 加强型EVAP系统增添了 燃 油箱蒸汽压力传感器 通风 电磁阀和旁通电磁阀 有的 装备了 项目13 排放控制系统的检测与维修 蒸汽压力传感器用于检测燃油箱气体压力与 外界大气压力之差 采用该传感器可监测到 0 020mm直径的孔
5、洞造成的泄漏 正常情况下信号 电压为2 4 2 8V 净化阀电磁阀 VSV 安装在活 性炭罐和进气岐管之间 来控制净化VSV的打开 和关闭 通风电磁阀安装在活性炭罐的新鲜空气 进入通道中 当其关闭时可保证EVAP系统的密封 性 旁通电磁阀安装在燃油箱和活性炭罐之间 在对EVAP系统的监测过程中起作用 项目13 排放控制系统的检测与维修 活性炭罐内蒸汽储存 当燃油箱内的蒸汽 压力升高到足以开启罐阀总成内的压力阀 燃油蒸汽进入活性炭罐内 防燃油箱真空 当燃油箱内出现真空时 新鲜的空气通过活性炭罐空气阀总成内的进 气阀 再经活性炭罐 罐阀总成内的真空单 向阀和油箱单向阀进入燃油箱 防止油箱皱 瘪 项
6、目13 排放控制系统的检测与维修 新鲜空气也可直接经燃油箱盖进 入燃油箱 燃油蒸汽净化控制 在燃油蒸汽净化过程 中 蒸汽经净化电磁阀VSV 节气门体上的 净化口吸入到进气歧管 同时新鲜空气经活 性炭罐底部被吸入与燃油蒸汽进行混合 避 免过浓 项目13 排放控制系统的检测与维修 燃油加注过满保护 燃油加注过满会将燃 料蒸发排放阀ORVR开启 活性炭罐充满燃油 及蒸汽 过多的气体经空气阀总成内的排气 阀逸到大气中 项目13 排放控制系统的检测与维修 ECU依据蒸汽压力传感器的信号判断该EVAP系统有没有 泄漏 所有关于EVAP系统的故障码要经过两个发动机驱动循 环才能置出 随车诊断系统可采用几种不
7、同的方法来监测加强型EVAP 系统的工作状态 如通电真空测试 真空过大测试 活性炭 罐负载测试 低真空测试 小泄漏测试和净化电磁阀泄漏测 试 项目13 排放控制系统的检测与维修 蒸汽压力传感器安装在燃油箱上 当燃 油箱内的蒸汽压力高于或低于大气压力 时 ECU得知燃油系统没有泄漏 一旦 蒸汽压力与大气压力相当时 则说明有 蒸汽泄漏 汽车行驶5 20分钟后 ECU开启净化阀 VSV 之后再开启旁通阀VSV 关闭活性 炭罐关闭阀CCV 这将降低EVAP系统内 的燃油蒸汽压力 EVAP系统燃油蒸汽泄漏检测图解 项目13 排放控制系统的检测与维修 17 3 EVAP控制系统的检修 一般维护 检查管路有
8、无破损或漏气 碳罐壳体有无裂纹 每行驶 20000 应更换活性碳罐底部的进气滤心 真空控制阀的检查 拆下真空控制阀 用手真空泵由真空管接头给真 空控制阀施加约5KPa 从活性碳罐侧孔吹入空气应畅通 不施加真空度 时 吹入空气则不通 电磁阀的检查 拆开电磁阀进气管一侧的软管 用手动用真空泵由软 管接头给控制电磁阀施加一定的真空度 电磁阀不通电时应保持真空度 若接蓄电池电压 真空度应释放 测量电磁阀两端子间电阻应为36 44 项目13 排放控制系统的检测与维修 18 二 废气在循环控制系统 EGR 1 EGR控制系统功能 2 开环控制EGR系统 3 闭环控制EGR系统 4 EGR控制系统的检修 项
9、目13 排放控制系统的检测与维修 1 EGR控制系统功能 废气再循环 EGR 系统用于降低废气中的氮 氧化物 NOX 的排出量 汽车废气是一种不 可燃气体 不含燃料和氧化剂 在燃烧室内 不参与燃烧 它通过吸收燃烧产生的部分 热量来降低燃烧温度和压力 以减少氧化氮 的生成量 为了避免影响电控燃油喷射的性 能 一些比较新的发动机已不需要EGR系统 来降低排放 而是利用进 排气门的重叠开 启时刻 吸入一些废气到气缸内重新燃烧 种类 开环控制EGR系统和闭环控制EGR 系统 项目13 排放控制系统的检测与维修 2 开环控制EGR系统 主要由EGR阀和EGR电磁阀等组成 原理 EGR阀安装在废气再循环通
10、道中 用以 控制废气再循环量 EGR电磁阀按装在通向 EGR真空通道中 ECU根据发动机冷却液 温度 节气门开度 转速和起动等信号来控 制电磁阀的通电或断电 ECU不给EGR电 磁阀通电时 控制EGR阀的真空通道接通 EGR阀开启 进行废气再循环 ECU给 EGR电磁阀通电时 控制EGR阀的真空度 通道被切断 EGR阀关闭 停止废气在循环 项目13 排放控制系统的检测与维修 3 闭环控制EGR系统 闭环控制EGR系统 检测实际的EGR率或EGR阀开度作为反馈控制 信号 其控制精度更高 与开环相比只是在EGR阀上增设一个EGR阀开 度传感器 控制原理如图 EGR率传感器安装在进气总管中的稳压箱上
11、 新鲜空气经节气门进入稳压箱 参与再循环的废气经EGR电磁阀进入 稳压箱 传感器检测稳压箱内气体中的氧浓度 并转换成电信号送给 ECU ECU根据此反馈信号修正EGR电磁阀的开度 使EGR率保持在最 佳值 项目13 排放控制系统的检测与维修 用EGR阀开度反馈控制的EGR系统 用EGR率反馈控制的EGR系统 项目13 排放控制系统的检测与维修 4 EGR控制系统的检修 1 一般检查 拆下EGR阀上的真空软管 发动机转速 应无变化 用手触试真空软管应无真空吸力 发动机温度达到正 常工作温度后 怠速是检查结果应与冷机时相同 若转速提高到 2500 r min左右 拆下真空软管 发动机转速有明显提高
12、 2 EGR电磁阀的检查 冷态测量电磁阀电阻因为33 39 如图 电磁阀不通电时 从进气管侧吹入空气应畅通 从 滤网处吹应不通 接上蓄电池电压时 应相反 3 EGR阀的检查 如图 用手动真空泵给EGR阀膜 片上方施加约15Kpa的真空度 EGR阀应能开启 不施加真空度 EGR阀应能完全关闭 项目13 排放控制系统的检测与维修 图 EGR电磁阀的检查 图 EGR阀的检查 1 通大气滤网 2 进气管侧软管接头 3 EGR阀侧软管接头 项目13 排放控制系统的检测与维修 1 TWC功能 2 TWC的构造 3 影响TWC转换效率的因素 4 氧传感器 5 TWC及氧传感器的检修 三 三元催化转换器 TW
13、C 与空燃比反馈控制系统 项目13 排放控制系统的检测与维修 1 TWC功能 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 项目13 排放控制系统的检测与维修 2 TWC的构造 如上图 三元催化剂一般为铂 或钯 与铑的混物 项目13 排放控制系统的检测与维修 影响最大的是混合气的 浓度和排气温度 如左图只有在理论空燃 比14 7附近 三元催化转 化器的转化效率最佳 一 般都装有氧传感器检测废 气中的氧的浓度 氧传感 器信号输送给ECU 用来 对空燃比进行反馈控制 此外 发动机的排气温度 过高 815 以上 TWC转换效率将明显下降 3 影响TWC转换效率的因素 项目13
14、 排放控制系统的检测与维修 4 氧传感器 1 氧传感器的安装位置 单床 双床 项目13 排放控制系统的检测与维修 2 功用与分类 功用 氧传感器的最初的功用是在闭环控制用 于喷油脉宽的修正 现今还用于检测催化转换 器的转换效率 类型 一种是窄型氧传感器 即老式的氧传 感器 简单地称为氧传感器即氧化锆氧传感器 氧化钛氧传感器 另一种是宽型氧传感器 即 新型的氧传感器 被称为空燃比 A F 传感 器 项目13 排放控制系统的检测与维修 1 氧化锆氧传感器 在400 以上的高温时 若氧化 锆内外表面处的气体中的氧的浓度 有很大差别 在铂电极之间将会产 生电压 当混合气稀时 排气中氧 的含量高 传感器
15、元件内外侧氧的 浓度差小 氧化锆元件内外侧两极 之间产生的电压很低 接近0V 反之 如排气中几乎没有氧 内外 侧的之间电压高 约为1V 在理 论空燃比附近 氧传感器输出电压 信号值有一个突变 如右图 见视频 项目13 排放控制系统的检测与维修 带加热功能的氧化锆氧传感器的电路原理 项目13 排放控制系统的检测与维修 氧化锆氧传感器常见引脚数 单引线 氧传感器只有一根信号线 以外壳做 搭铁回路 该种氧传感器依靠排气管散发的热量才能 正常工作 当发动机怠速工作达不到正常工作温度时 ECU会以一固定值代替氧传感器信号值 两线式 一条为信号线 另一条则为搭铁线 三线式 使用在加热型的氧传感器上 其中两
16、 条引线同上述 第三条线为来自继电气 或点火开关 的12V加热电源线 四线式 信号线与加热线各自有搭铁回路 即 有两条搭铁线 项目13 排放控制系统的检测与维修 氧化锆氧传感器信号特征 废气中氧的含量氧传感器输 出信号电压 判断混合气状况 低 0 45V 浓 高 0 45V 稀 项目13 排放控制系统的检测与维修 2 氧化钛氧传感器 结构如右图 主要由二氧化钛元 件 导线 金属外壳和接线端子 等组成 当废气中的氧浓度高时 二氧化钛的电阻值增大 反之 废气中氧浓度较低时二氧化钛 的电阻值减小 利用适当的电路 对电阻变量进行处理 即转换成 电压信号输送给ECU 用来确定 实际的空燃比 1 二氧化钛元件2 金属外 壳3 陶瓷绝缘体 4 接线端 子5 陶瓷元件6 导线7 金 属保护套 项目13 排放控制系统的检测与维修 氧化钛氧传感器的工作原理 项目13 排放控制系统的检测与维修 3 空燃比传感器 空燃比 A F 传感器也探测排气中的氧浓度 相比而言 空燃比传感器能检测的空燃比的范围大 且空 燃比探测精度高 所以被称为宽型或宽比氧传感器氧传感器 项目13 排放控制系统的检测与维修 项目13 排
