《劳动出版社《汽车电控发动机构造与维修》-A07-0593第6章 排放控制》由会员分享，可在线阅读，更多相关《劳动出版社《汽车电控发动机构造与维修》-A07-0593第6章 排放控制（42页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、61 三元催化转换器 62 氧传感器结构和工作原理 63 燃油蒸发控制系统 64 废气再循环控制系统 65 二次空气喷射控制,第6 章 排放控制,1.掌握三元催化转换器的作用。 2.掌握三元催化转换器的结构。 3.掌握三元催化转换器的工作原理。,61 三元催化转换器,一、汽车的公害与治理,1. 汽车公害的种类 大气中所含 CO 的 75%、 HC 和 NOx 的 50% 来源于汽车的排放。 2. 汽车排污的来源 (1) 从排气管排出的废气。 (2) 曲轴箱窜气。 (3) 从油箱盖、 油泵接头、 油泵与油箱的连接处挥发出的汽油蒸气。,3. 汽车的净化措施 (1) 电子燃油喷射 (EFI)。 (2
2、) 三元催化装置 (TWC)。 (3) 油箱蒸发物排放控制 (EVAP)。 (4) 废气再循环 (EGR)。 (5) 曲轴箱强制通风 (PCV)。 (6) 二次空气供给。,二、三元催化转换器的功用,三元催化转换器是现代汽车发动机管理系统的排气再 (后) 处理子系统的主要零部件。其作用是将发动机运转工作过程中所产生的有害气体排放物 (主要将废气中的碳氢化合物HC、 一氧化碳 CO 和氮氧化物 NOx) 转化成对人类社会环境无害的排放物 (二氧化碳 CO2、水蒸气 H2O 和氮气 N2)。,三、三元催化转换器的组成,三元催化转换器通常称为触媒。,三元催化转换器结构 1氧传感器 2进气锥管 3壳体
3、4废气出口 5排气锥管 6衬垫 7载体 8废气入口,四、三元催化转换器的工作原理,氧化反应: 2CO+O2=2CO2 4HC+5O2=2H2O+4CO2 还原反应: 2NO+2CO=N2+2CO2 10NO+4HC=5N2+2H2O+4CO2,三元催化转换器的催化作用,五、三元催化转换器的失效,三元催化转换器的失效原因,1.掌握氧传感器的分类、结构和工作原理。 2.掌握宽带 (空燃比)氧传感器的工作原理。 3.掌握氧传感器的检测方法。 4.掌握三元催化转换器的检测方法。,62 氧传感器结构和工作原理,一、氧传感器的作用,其作用是监测排气管中氧离子的含量, 用于确定实际空燃比较理论空燃比是浓还是
4、稀, 并将其转变为电信号输入发动机 ECU。,二、氧传感器的类型,1. 按检测范围分: 窄型氧传感器和宽型。 2. 按检测功能分: 上游氧传感器和下游氧传感器。 3. 按氧传感器的材料和结构分: 氧化锆式和氧化钛式。 4. 按传感器是否具有加热装置分: 加热型和非加热型。 5. 按传感器接线数分: 1线、 2线、 3线和4线式氧传感器。,三、氧化锆式氧传感器的结构和工作原理,1. 结构,氧化锆式氧传感器结构 1钢质护管 2排气 3壳体 4防水护套 5电极引线 6陶瓷加热体 7排气管 8二氧化锆固体电解质 (锆管) 9加热元件电源正极 10加热元件电源控制端子 11信号输出端子,2. 工作原理,
5、氧化锆式氧传感器的工作原理 1铂电极 2多孔陶瓷层 3排气 4大气 5铂电极 6固体电解质 7输出信号电压,四、氧化钛式氧传感器的结构和工作原理,1. 结构,氧化钛式氧传感器结构 1二氧化钛元件 2金属外壳 3陶瓷绝缘材料 4接线头 5导线 6热敏电阻 7金属保护管,2. 工作原理,氧化钛式氧传感器与 ECU 的电路连接,五、空燃比反馈控制,根据氧传感器的输出特性, 氧传感器输出电压信号在过量空气系数等于 1 时或者说在理论空燃比为 14.7 处发生跃变。 电脑将利用这个空燃比反馈信号电压与基准电压 0.45V 进行比较, 判定混合气的浓稀程度以进行控制。 如比理论空燃比浓, 则缩短喷油时间;
6、 反之, 则延长喷油时间。 这就是空燃比反馈控制。,六、空燃比传感器,宽带型氧传感器结构原理 1控制电路 2加热器 3阳极 4氧浓度电池 (参考电压) 5阴极6氧化锆 (泵电池) 7阳极 8扩散小孔,1.掌握燃油蒸发控制系统的结构。 2.掌握燃油蒸发控制系统的工作原理。 3.能进行燃油蒸发控制系统主要部件的检测。,63 燃油蒸发控制系统,一、燃油蒸发控制系统的结构,燃油蒸发控制系统的基本组成 1油箱盖 2油箱 3单向阀 4排气管 5炭罐电磁阀 6节气阀 7进气歧管 8真空室 9真空控制阀 10定量排放孔 11活性炭罐,1. 蒸气分离阀,泡沫式蒸气分离阀 1蜂窝孔泡沫 (液体燃油不能通过) 2节
7、流孔 3蒸气管,浮子式蒸气分离阀 1针阀 2蒸气管 3浮子,2. 活性炭罐,活性炭罐通气孔的位置 1从燃油箱来的蒸气 2新鲜空气 3至进气歧管,3. 炭罐电磁阀,炭罐电磁阀的管路连接 1节气门体前侧 2节气门体后侧 3活性炭罐电磁阀,4. 燃油箱盖,燃油箱盖对油箱内压力和真空的调节原理 a)压力泄漏 b)真空泄漏,二、燃油蒸发控制系统的工作原理,当环境温度升高时, 加速了油箱内的燃油蒸发, 来自燃油箱的燃油蒸气被送至炭罐, 炭罐里的活性炭粒将燃油蒸气吸附在其表面, 即储存起来。 ECU 根据发动机的液温、 转速、节气门开度等运行参数, 控制炭罐电磁阀通电打开, 进气道的真空进入炭罐, 从活性炭
8、上吸离燃油蒸气, 同时将外界新鲜空气通过空滤器吸入炭罐, 新鲜空气和燃油蒸气混合被吸入进气道, 进入燃烧室燃烧。,1.掌握废气再循环控制系统的作用。 2.掌握废气再循环控制系统的结构与工作原理。,64 废气再循环控制系统,一、废气再循环控制系统的作用,1. 稀释效应 再循环的废气替代了一部分新鲜空气, 使得新鲜空气量减少, 氧气浓度降低。 2. 热效应 3. 化学效应,二、EGR 系统的废气循环量的控制,废气再循环的循环废气量用 EGR 率表示, 其公式如下: EGR 系统的控制如下。 1. 冷机时不进行 EGR 控制。 2. 怠速和小负荷时, NOx 排放浓度低, 为了保证稳定燃烧, 不进行
9、 EGR 控制。,3. 当发动机水温达到正常工作温度、 负荷增大运转时, 燃烧室内温度升高, 促使 NOx的生成, 此时最好的方法是降低燃烧室温度, 即进行 EGR 控制。 4. 大负荷、 高速时, 此时虽温度很高, 但氧浓度不足, NOx 排放生成物较少, 且为了保证发动机有较好的动力性, 通常也不进行 EGR 或减少 EGR 率。,三、EGR 系统主要分类及控制方式,EGR 系统的结构形式 a)真空控制 EGR 系统 b)电控真空驱动 EGR 系统 c)电控式 EGR 系统 1真空驱动 EGR 阀 2排气管 3发动机 4进气管 5温度控制阀 6电控真空调节器 7电子电控单元 8EGR 阀位
10、置传感器 9电磁驱动 EGR 阀,1. 真空控制 EGR 系统 (机械式),真空控制 EGR 系统基本工作原理,2. 电控真空驱动 EGR 系统,电控真空驱动 EGR 系统结构 1微机 2真空电磁阀 3节气门位置传感器 4EGR 阀 5发动机 6发动机排气管 7发动机进气管 8节气门 9曲轴位置传感器 10发动机启动信号 11冷却液温度传感器,3. 可变 EGR 率式电控真空驱动 EGR 控制系统,可变 EGR 率式电控真空驱动 EGR 控制系统 1微机 2EGR 真空电磁阀 3节气门位置传感器 4EGR 阀 5发动机 6发动机排气管 7发动机进气管 8节气门 9曲轴位置传感器 10发动机启动
11、信号11冷却液温度传感器 12定压阀 13调压阀,4. 废气再循环阀,普通式 EGR 阀 1真空入口 2进气 3废气 4阀闭 5阀开 6膜片 7弹簧 8EGR 阀,正背压 EGR 阀 1真空室 2当停机时控制阀开启 3控制真空 4控制阀弹簧 5减压器 6膜片,负背压 EGR 阀 1膜片 2废气再循环阀 3放气孔 4真空入口 5大弹簧 6小弹簧 7锥形阀 8进气,5. 真空电磁阀,真空电磁阀 a)外形 b)结构,6. 闭环控制式 EGR 控制系统,用 EGR 阀开度作为反馈信号的闭环控制 EGR 系统,7. 电控式 EGR 系统 (1) 数字式 EGR 阀,数字式 EGR 阀结构 1底座 2可动
12、铁心 3螺钉 4电磁线圈及安装板组件 5底板 6衬垫 7绝缘垫,(3) 线性 EGR 阀,线性 EGR 阀 a)外形 b)结构 1电枢 2针阀位置传感器 3线圈 4针阀芯 5进气孔 6出气孔,1.掌握二次空气喷射系统的作用。 2.掌握二次空气喷射系统的组成与工作原理。,65 二次空气喷射控制,一、二次空气喷射系统的作用,二次空气喷射系统是降低尾气排放的机外净化装置之一。 其功用是利用空气泵将新鲜空气经空气喷管喷入排气管或催化转换器中, 以增加氧含量, 一方面, 使废气中因未充分燃烧而产生的 CO 和 HC在排气的高温下再次燃烧, 生成 CO2 和 H2O, 达到排气净化的目的;另一方面, 利用
13、排出的废气遇到空气中的氧气进行二次燃烧, 加速三元催化转换器 (TWC)和氧传感器的升温, 使其迅速达到工作温度。,二次空气喷射系统的组成 1空气泵 2旁通阀 3、5真空管 4分流阀 6空气分配管 7空气喷管 8排气歧管 9排气管,二、二次空气喷射系统的组成及工作原理,1. 空气泵式二次空气喷射系统 (2) 工作原理 空气泵系统有以下几种工作方式。 1) 在发动机刚启动后, 发动机控制模块控制电磁阀在断电状态, 电磁阀切断旁通阀和分流阀的真空。,2) 发动机暖车期间, 发动机控制模块给旁通电磁阀和分流电磁阀通电, 空气从空气泵经旁通阀流到分流阀, 分流阀再将空气导入排气口。 进入排气口的空气使 HC 排放物在排气歧管中燃烧, 这种燃烧同时使氧传感器快速加热 3) 发动机在正常工作温度下运行时, 发动机控制模块以闭环方式工作。 发动机控制模块只给旁通电磁阀通电, 而使分流电磁阀断电, 切断供到分流阀的真空。,
