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1、汽油机废气检测,新课前复习：电控发动机的组成部分,电子控制系统,电子控制系统由若干只检测发动机各种状况的传感器、一只按传感器信号确定喷油量的ECU，以及按ECU指令工作的喷油器组成。,燃油供给系统,燃油供应系统 由汽油箱、输油泵、汽油滤清器、压力调节器、脉动衰减器、喷油器以及输油管、回油管等组成。,空气供给系统,进气系统包括空气滤清器、节气门、空气流量计、进气室、怠速控制阀以及进气控制阀组成。,三大系统的作用,燃油供应系统和进气系统的作用:根据节气门位置（发动机负荷）和发动机转速，由ECM/ECU确定的喷油量和进气量混合成可燃混合气，进入气缸以供燃烧作功。,电子控制系统主要作用: 是根据发动机
2、不同工况，决定最佳的喷油正时和喷油持续期。,提问：如果燃油供给系统和空气供给系统两都配合得不好，即可燃混合气体浓度偏离了正常燃烧范围值（空燃比14.7)，发动机排气会出现什么状况？,燃烧不完全，造成排气管冒黑烟 排气管有很浓的汽油味 发动机出现耗油现象,什么叫“空燃比”？,一、废气当中的主要成分,一氧化碳CO 碳氢化合物HC 氮氧化物NOx 二氧化碳CO 氧气O 少量碳烟和少量硫化物,其中以CO、HC、 NOx对人体、大气环境污染最为严重,废气危害性：,1、CO是燃料不完全燃烧的产物，是汽车尾气中浓度最大的有害成分，是一种无色无味的有毒气体，它进入人体后极易与血液中担负输运氧气的血红蛋白结合，
3、妨碍血红蛋白的输氧能力，造成人体各部分缺氧，引起头痛、头晕、呕吐等中毒症状，严重时甚至死亡。,废气危害性：,2、HC是发动机未燃尽的燃料分解出来的产物。当HC浓度较高时，使人出现头晕、恶心等中毒症状。而且，HC和NOx在强烈的太阳光作用下，能反应生成一种有害的光化学烟雾，这种光化学烟雾滞留在大气中，造成大气严重污染，对人的眼睛、呼吸道及皮肤均有强烈的刺激性。,废气的危害性：,3、NOx是汽油机和柴油机排放的主要污染物，是发动机大负荷工作时进气中的N2与O2在高温高压条件下反应而生成的。NOx主要是NO和NO2。NO与血液中血红蛋白的亲合力比CO还强，通过呼吸道及肺进入血液，使其失去输氧能力，产
4、生与CO相似的中毒后果。NO2侵入肺脏深处的肺毛细血管，引起肺水肿，同时还能刺激眼、鼻粘膜，麻痹嗅觉。,废气危害性：,4、CO是燃烧过程中产生的必然产物，少量的CO对人体是没有害的，但进入大气后会产生温室效应，使环境温度升高。但可以人为地通过光合作用减少其含量。危害性相对没有太大。,废气危害性：,5、碳烟以柴油机排放量为最多，它是柴油机燃烧不完全的产物，其内含有大量的黑色碳颗粒。碳烟能影响道路的能见度，并因含有少量的带有特殊臭味的乙醛，往往引起人们恶心和头晕。,6、硫化物主要为SO2，燃料中含有的硫与氧反应而生成。SO2有强烈的气味，可刺激人的咽喉与眼睛，甚至会使人中毒。若大气中含SO2过多，
5、还会形成“酸雨”，损害生物，使土壤与水源酸化，影响自然界的生态平衡。,为了控制汽车排放污染物，世界各国针对汽车排放问题相继制定了法律条例来控制汽车尾气排放。所以规定车辆每年要进行一次强制性检测，对排放超标的汽车进行整改或处罚。,提问：如何对车辆进行废气检测？用什么设备进行检测？,二、法规如何整治排放超标的车辆,三、废气检测设备：废气分析仪,四、废气分析仪的结构,这种仪器主要由取样装置、转速信号装置、油温感应装置、分析装置、浓度指示装置和校准装置等构成。取样装置由取样探头、滤清器、导管（由特殊材料制作，要求管壁不吸附气体、不与被测气体发生化学反应以确保测量精确度）、水分离器、和气泵组成，作用就是
6、从汽车的排气管中吸入废气，滤掉灰尘和水分送往分析装置（主机） 进行分析。,五、检测步骤,将附件中的取样管一端连接到取样探头的末端：另一端连接到前置过滤器的进口；前置过滤器的出口用短管接到仪器的样气入口，并用压紧螺母上紧。 确认分水过滤器及二次过滤器已分别装入洁净的滤芯和滤纸。将转速传感器夹子夹在发动机一缸高压线上，用作转速检测。 将电源线插入仪器的电源插座上，即可通电 接通仪器电源。在此状态下，预热30分钟后， 让主机内部传感器进入工作状态。,检漏。用胶布将取样管头密封包好，按下检漏按钮进行10秒检漏，确定无漏气 现象。 检漏完毕，按下调零按键，进行调零，目的为了检测更准确。 将油温传感器检测
7、线从机油尺口处插入，用作油温检查测。,五、检测步骤,准备工作完毕。待发动机进入暖状态后，将取样管插入排气管，按下测量按钮。 利用双怠速法进行检测：在发动机怠速状态下，读取三组检测数据，取平均值将发动机转速提至3000转，再次读取三组数据，取平均值。,六、汽油车排气污染物的检验标准,七、检测结果数据分析,排气中的CO、HC、NO浓度与空燃比的关系,、CO是汽油机排气中有害成分浓度最大的物质。它是燃料不完全燃烧的产物，尤其是当空燃比小于理论空燃比(a14.8)时，CO排放量随混合气变浓或变稀而显著增多。由图可知：当混合气过浓、较浓、过稀时，CO生成量均增加。,、CO是汽油机排气中有害成分浓度最大的
8、物质。它是燃料不完全燃烧的产物，尤其是当空燃比小于理论空燃比(a14.7)时，CO排放量随混合气变浓或变稀而显著增多。由图可知：当混合气过浓、较浓、过稀时，CO生成量均增加。,、HC是汽油蒸气、曲轴箱窜气以及混合气不完全燃烧的产物。不完全燃烧主要因缸壁激冷使紧靠缸壁的那层气体，火焰传播不到而随废气排出。有时混合气过稀，因燃油缺乏，火焰扩散缓慢，燃油在完全燃烧前就从燃烧室排出；如混合气过浓，又因氧气不足导致燃烧不完全，HC的排出量也会增加。HC排量的变化规律曲线图与CO曲线图相似。,、HC是汽油蒸气、曲轴箱窜气以及混合气不完全燃烧的产物。不完全燃烧主要因缸壁激冷使紧靠缸壁的那层气体，火焰传播不到
9、而随废气排出。有时混合气过稀，因燃油缺乏，火焰扩散缓慢，燃油在完全燃烧前就从燃烧室排出；如混合气过浓，又因氧气不足导致燃烧不完全，HC的排出量也会增加。HC排量的变化规律曲线图与CO曲线图相似。,、NOX是在燃烧温度高（1800度以上）且氧气充足（空燃比为16：1）的条件下形成的。其生成量随着燃烧最高温度升高、高温持续时间增长、混合气变浓等会增加，其变化规律如图NOX曲线图。从曲线图变化规律中可见，NOX生成量主要取决温度和混合气浓度。在空燃比小于理论空燃比时，NOX生成量主要随温度升高而增加，当空燃比大于理论空燃比时，NOX生成量主要受混合气浓度影响，并随混合气变稀而NOX生成量迅速减少。另
10、外随着点火正时的提前，也会使燃烧室内达到最高温度。,、NOX是在燃烧温度高（1800度以上）且氧气充足（空燃比为16：1）的条件下形成的。其生成量随着燃烧最高温度升高、高温持续时间增长、混合气变浓等会增加，其变化规律如图NOX曲线图。从曲线图变化规律中可见，NOX生成量主要取决温度和混合气浓度。在空燃比小于理论空燃比时，NOX生成量主要随温度升高而增加，当空燃比大于理论空燃比时，NOX生成量主要受混合气浓度影响，并随混合气变稀而NOX生成量迅速减少。另外随着点火正时的提前，也会使燃烧室内达到最高温度。,八、针对汽车尾气排放与防治措施,、燃油供给闭环控制 在电控发动机的基础上，在排气管上游安装一
11、个氧传感器，用来检测中废气中的氧的含量，向ECU发出反馈信号，由发动机控制单元对喷油量进行修正，使混合气浓度保持在理论空燃比附近。 特点：使每辆汽车在满足汽车性能要求的条件下，减少有害排放物；可减少各新车之间由于制造装配等因素造成有害排放物的差异；减少由于车辆老化使发动机有害排放物恶化,、三元催化反应器 它是一个圆筒形的陶瓷载体，中间有许多细长的通道，可以大大增加陶瓷载体内部的表面积。活性催化材料是用真空金属化的方法加到陶瓷表面的，有害物质与催化材料接触时就会被转化。在氧催化转化器中，大约80%未燃烧或部分燃烧的HC被转化成水蒸气和CO2，有害的CO被转化成CO2，部分NOx剥离氧原子，生成N
12、2和CO2。,特点：采用三元催化转化器时只有当空燃比在化学计量比附近很窄范围内HC、CO和NOx排出浓度均较小。装有电控汽油喷射发动机采用闭环控制方式，才能使混合气空燃比严格控制在化学计量比附近很窄的范围内，使三元催化转化器净化效率最高。 因此三元催化反应器必须与氧传感器配对使用，否则容易使三元催化反应器中毒，堵塞，过早报废。,废气经过三元催化反应器过程中产生以下化学反应： 1、CO氧化反应CO+0.5O2C02，或，CO+H2OCO2+H2 2、HC氧化反应 HnCm+（m+0.25n）O2mCO2+0.5nH2O 3、NO还原反应2NO+2CO2CO2+N2，或，2NO+2H22H2O+N
13、2,EGR废气再循环 氮氧化物NOx只有少部分被三元催化转化，因此采用废气再循环的方法减少NOx排放。 废气再循环EGR：为了减少排气中的氮氧化合物。因系统的缸内温度相对较高，而且在富氧的环境下，因此排气中生产大量的氮氧化合物。部分的排气通过EGR阀与新鲜空气混合进入发动机（因CO2 在工作过程会吸收热量，这样缸内燃烧温度就降低，从而降低氮氧化合物排放。,EGR的控制策略：增加EGR率可以使NOx排出物降低，但同时会HC排出物和燃油消耗增加。因此在各种工况采用的EGR率必须是对动力性、经济性和排放性能的综合考虑 试验结果说明：当EGR率小于10%时，燃油消耗量基本上不增加，当EGR率大于20%时，发动机燃烧不稳定，工作粗暴，HC排放物将增加10%。因此通常将EGR率控制在10%20%范围内较合适。,OBD车载诊断系统 OBD车载诊断系统:在车辆的电控系统中增加了专门监测排放控制系统工作状态的功能(OBD)，。（我国要求在实施欧洲III号标准就必须加装OBD）它能够随时监测汽车尾气排放状况，一旦出现超标或任何一个元件出现故障，都会通过报警等显示出来。 系统监测：监测所有与排放相关的部件和系统；部件保护：防止关键部件的损坏(如三元催化器)；超标显示：当废气排放超过限定标准时给出显示；信息存储：存储故障发生时的有关信息；信息读取：在维修时利用检测设备读取故障；,
