1、24.02.2021,email ：,1,電控發動機原理與維修,24.02.2021,制作：趙駿email ：,2,排放控制系統,第二節 汽車排放污染物的來源 第三節 油蒸氣揮發和竄缸廢氣凈化控制 第四節 廢氣排放凈化控制,24.02.2021,制作：趙駿email ：,3,排放控制裝置,ecu,清除電磁閥,活性碳罐,燃料壓力調節器,pcv閥,噴油嘴,wts,egr控制閥,egr電磁閥,isc閥,tps,afs,氧傳感器,高壓側 燃料濾清器,燃料泵,單向閥,分離器,三元催化器,24.02.2021,制作：趙駿email ：,4,1)排放污染物的來源 汽車排氣管排氣，燃料箱和化油器的油氣，曲軸箱

2、竄氣。 (2)有害物的種類 在發動氣缸內，汽油和空氣混合并燃燒，大部分生成co2和 h2o。但一部分由于不完全燃燒而生成對人體有害的氣體。 有害物的 3種類 co-一氧化碳 hc-碳氫化合物 nox-氧化氮,排放中的有害氣體,油箱和化油器蒸發的 hc 20,曲軸相竄氣 hc 25,排氣 co 100% hc 55% nox 100,24.02.2021,制作：趙駿email ：,5,co生成機理,co產生原因是在局部 缺氧或低溫下由于烴的 不完全燃燒而產生的。 構成汽油的碳元素燃燒并 生成 (co2). c+o2=co2 但空氣不足時進行不完全 燃燒并進行2c+o2=2co化 學反應，產生co

3、,o,c,o,對人體無害,co2,c,o,co,對人體有害,24.02.2021,制作：趙駿email ：,6,hc的產生,hc產生的原因除燃料的不完全燃燒汽油蒸汽外，缸壁淬冷也是排氣中hc的主要來源。由于壁面的冷卻作用，缸壁附近的混合氣，活塞頂部與第一道環之間空隙的混合氣燒不著隨廢氣排出.當混合氣過稀，引起斷火，使排氣中的 hc增加,h,汽油(c6h14(核酸,熱+壓力 ch4(甲烷,c2h4(乙烯,c3h8(丙烷,24.02.2021,制作：趙駿email ：,7,通常把氮氣和氧氣的化合物統稱為 氧的化合物（nox）.占空氣中78% (體積比)氮氣在燃燒室的高溫 （溫度1500 c以上）

4、條件下，由氧和氮的反應所形成的。 n2+o2=2no 這 no排到大氣，并與空氣中的氧 分子發生反應而變成no2. 2no+o2=2no2 氮的氧化物有好幾種，但汽車尾氣 排出去的主要是no，no在大氣中 又轉換成no2,nox的產生,n2常溫時,zzz,n2高溫時,no,no2,n,n,n,n,24.02.2021,制作：趙駿email ：,8,co排放濃度和其原因,1)co排放濃度和空燃比的關系 co主要是在局部缺氧或低溫下由于烴的不完全燃燒產生，混合氣濃時燃燒時所需要的氧不足，而co產生量多。 空燃比;少-co多 = 混合氣;濃-co多 多-co少 稀薄-co少 (2)co排放濃度和行駛

5、狀態的關系 a)怠速時;進氣量少,燃料霧化也不良，需要濃混合氣，因此co的產生量多。 b)加速時或高負荷行駛時;加速時或輸出最大功率時需要很大的旋轉扭矩，因此需要濃混合氣，co的排放量也隨著增加。 c)減速時;化油器車輛，節氣門關閉，進氣量少但進氣管負壓很大，因此怠速口噴油量多，混合氣變濃，co產生量增加,24.02.2021,制作：趙駿email ：,9,1)hc排放濃度和空燃比的關系 hc產生時，濃混合氣氧氣不足或 由于稀薄混合氣發生斷火，hc量增加。 空燃比;少因氧氣不足增加 = 混合氣;濃-因氧氣不足增加 多因斷火增加 稀薄-因斷火增加 (2)hc排放濃度和行駛狀態的關系 怠速或減速時

6、增加，特別是減速時混合氣過濃，發生斷火 hc的產生增加. (防止裝置;緩沖器) (3)hc排放濃度和燃燒時形狀的關系 加快火焰傳播速度，使混合氣產生渦流防止異常燃燒,hc 排放濃度和其原因,24.02.2021,制作：趙駿email ：,10,1)nox排放濃度和空燃比的關系 nox是空氣在燃燒時的高溫條件下，由氧和氮的反應所形成的。因此跟燃燒室的溫度有密切關系，空燃比 (1516:1)附近 nox值最大.混合比稀或濃時nox產生量減少. 空燃比;少-減少 混合氣;濃-減少 多-增加 稀薄-增加 (2)nox排放濃度和行駛狀態的關系 燃燒室的溫度跟充氣量有關。節氣門開度大，充其量多，nox產生

7、量增多,nox排放濃度和其原因,24.02.2021,制作：趙駿email ：,11,co:理論空燃比為基準，當高 于空燃比時增加，低于空 燃比時減少。 hc:高于理論空燃比增加，低 于理論空燃比因斷火也增加. nox:稍稀于理論空燃比時產 生量最多，比理論空燃 比稍濃或稍稀，產生量 減少,有害氣體的排放濃度,理論空燃比,co,hc,nox,各排放氣體濃度,空燃比,少(濃,大(稀薄,24.02.2021,制作：趙駿email ：,12,行車工況與廢氣的產生 （1）暖機工況（產生co、hc） （2）怠速運行工況（產生co、hc） （3）勻速行駛 中、低速度（產生nox） 高速（產生co、hc和n

8、ox ） （4）加速（產生co、hc和nox ） （5）減速（產生co、hc ） （6）大負荷（產生co、hc和nox,24.02.2021,制作：趙駿email ：,13,柴油車排放污染物的成因 1、一氧化碳co和碳氫化合物hc的成因 1）co的成因 柴油機co主要源于噴注中過濃部分的不完全燃燒,24.02.2021,制作：趙駿email ：,14,柴油車排放污染物的成因 2）hc的成因 在柴油機穩定運行條件下，hc主要由下述兩個原因引起: 滯燃期中，處于噴注前的極稀混合氣，其濃度遠低于燃燒極限而無法著火。其中的一部分混合氣，在后續過程中，避開了缸內燃燒而被排出。 噴油過程中，混合氣由于混合

9、不良導致hc增多,24.02.2021,制作：趙駿email ：,15,2、氮氧化物nox的成因 nox生成的條件是高溫、富氧和較長作用時間。 在燃燒過程中產生nox的區段有滯燃期的稀燃火焰區和緩燃期的擴散燃燒區。 3、微粒和碳煙的成因 柴油車的微粒和碳煙的生成機理還未研究清楚。 目前，一般都承認，燃燒時的一段高溫范圍和局部存在特別濃的混合氣，是微粒碳煙產生的必要條件,24.02.2021,制作：趙駿email ：,16,4、行車工況與排氣污染物的形成 1）調速器的特性曲線 全程調速器加速迅猛，過大的油量往往造成過高的碳煙和hc、co排放量。特別是瞬間加速到新工況，缸內溫度及冷卻液溫度、機油溫

10、度等狀態均未達到穩定值，有害排放量更多，有時會比同類穩定工況高6倍以上。 2）冷卻啟動過程對排放的影響 冷啟動時，氣缸內壓縮溫度很低，初期會以未燃hc“白煙”的形式排出機外,24.02.2021,制作：趙駿email ：,17,曲軸箱強制通風裝置,竄氣指的是從活塞和氣缸之間竄入曲軸箱內的氣體。竄氣主要是壓縮行程的未然氣體和作工行程的燃燒氣體。一般是壓縮壓力低，竄氣越多。竄氣中的主要有害氣體是碳氫化合物，為了防止排到大氣采取閉式型式,24.02.2021,制作：趙駿email ：,18,egr率,egr氣體流量,吸入空氣量+egr氣體流量,燃燒速度慢,燃燒速度快,燃燒速度慢,nox,nox,排放

11、氣體,混合氣密度小,混合氣密度大,廢氣再循環裝置原理,100,24.02.2021,制作：趙駿email ：,19,排放凈化控制裝置egr,廢氣再循環系統設計用于減少氮氧化物(nox)的形成，氮氧化物是一種有害的尾氣排放，在燃燒過程中。大氣中的氮和可變量的氧化物生成氮氧化合物，這通常發生在燃燒溫度超過1500 c(在大負荷的或發動機爆震等)。 排放的尾氣(相對惰性氣體)與進入進氣管的混合氣混合的結果提供一個在燃燒室中化學緩沖或空氣和燃油分子緩沖(冷卻)的方式，這導致進入氣缸的混合氣的燃燒受到更多的控制，它可以防止過度的速燃，甚至爆震的產生，而過度速燃和爆震發生在燃燒溫度超過1500 c時。 廢

12、氣流入進氣管，然后與新鮮的混合氣混合進入燃燒室，這就限制了最初氮氧化合物的形成，然后，當燃燒后的可燃混合氣離開氣缸時，三元催化器起作用減少進入大氣中的氮氧化合物,24.02.2021,制作：趙駿email ：,20,egr,24.02.2021,制作：趙駿email ：,21,egr控制,廢氣再循環何時開始工作以及流量多少對排放和行駛性能是非常重要的。廢氣再循環流量調整非常精確，過多的廢氣再循環流量會使汽車喘車或功率下降甚至熄火，沒有足夠的廢氣再循環流量會使尾氣排放的氮氧化合物猛增，同時發動機爆震也可能發生,24.02.2021,制作：趙駿email ：,22,位置傳感器,排氣入口,egr閥,

13、1,2,tps,cas,afs,wts,egr閥,電磁閥(egr,vent,電磁閥(egr,vacuum,位置傳感器,電子控制式 egr,1;檢測發動機轉速,2;決定egr氣體量,到進氣岐管,ecu,24.02.2021,制作：趙駿email ：,23,egr控制,為正確地控制廢氣再循環流量，一些發動機控制系統用電子反饋控制，控制電腦(pcm)發出開關或脈沖寬度及調制信號給廢氣再循環的真空電磁閥來控制流入廢氣再循環控制電磁閥的真空度，當向廢氣再循環位置傳感器發出一個與廢氣再循環閥開啟成比例的信號給控制電腦(pcm)，控制電腦(pcm)能夠將這個信號轉變成廢氣再循環流動率。 在起動、發動機暖機以

14、及減速或怠速時，大多數發動機控制系統不能使廢氣再循環運行，在加速時廢氣再循環用正確的控制去優化發動機扭距,24.02.2021,制作：趙駿email ：,24,機械式 egr,構成,特征,發動機,發動機,發動機,空氣,真空控制閥 排放氣體,排放氣體,egr閥,空氣,排放氣體,egr閥,真空控制閥,真空控制閥,空氣,排放氣體,凈率 egr,egr負荷可變 輕負荷-egr率少 高負荷-egr率大,egr率負荷可變率,egr閥,24.02.2021,制作：趙駿email ：,25,機械式： egr率較小約為5-15.即使采用能進行比較復雜控制的機械控制裝置.控制的自由度也受到限制,電控式：結構簡單，

15、可進行較大的egr率控制，一般為15-20.因此在現代汽車上，尤其是電控發動機通常都采用電控egr系統,egr控制方式,24.02.2021,制作：趙駿email ：,26,egr控制方式,24.02.2021,制作：趙駿email ：,27,在普通電控式egr控制系統的基礎上，在egr電磁閥與egr閥之間的真空管路中加裝一個背壓修正閥。其功能是根據排氣管的背壓，附加控制egr閥。 當發動機負荷小且排氣背壓低時，背壓修正閥膜片在彈簧的作用下向下移動，將真空通道切斷，使egr閥處于關閉狀態，不進行廢氣再循環。 有在發動機負荷增大且排氣管背壓增大時，使修正閥膜片克服彈簧力向上運動將閥打開。這才允許

16、根據各種傳感器送來的信號，控制egr電磁閥的開度，即控制進入egr真空度，從而改變egr量,2).裝有背壓修正閥的電控egr系統,24.02.2021,制作：趙駿email ：,28,3).閉環控制式egr系統,在egr閥上部還有一個egr位置傳感器，其功能是檢測egr閥的開度并利用電位計將其轉變為相應的電壓信號反饋給ecu,用egr閥開度作為反饋控制信號,24.02.2021,制作：趙駿email ：,29,日本三菱公司新近開發了一種直接用egr率作為反饋信號的ecu閉環控制系統，其控制框圖如圖420所示。新鮮空氣經節氣門進入穩壓箱(進氣總管)，參與再循環的廢氣經控制閥也進入穩壓箱。其中設置

17、有egr率傳感器，它對穩壓箱中氣體分析計算后向ecu輸出控制信號，不斷調整egr率使其始終在最佳狀態，從而有效地減少nox的排放量,用egr率作為反饋信號,24.02.2021,制作：趙駿email ：,30,b.p.t型式egr,egr真空閥,背壓 信號,egr 信號,3通道電磁閥,egr控制閥,e c u 控制,wts /w,wts,tps,24.02.2021,制作：趙駿email ：,31,egr 控制閥,由egr真空閥來的 負壓信號,給egr真空閥 傳達廢氣輸入信號,廢氣在循環停止時,廢氣在循環進行時,廢氣到進氣岐管,廢氣再循環入口,24.02.2021,制作：趙駿email ：,3

18、2,排放凈化控制裝置,2)egr 真空閥 廢氣壓力和進氣岐管的負 壓下，內部的膜片彈簧工作， 調節 egr閥 的負荷變化量。 (3)egr 電磁閥 受微機輸出的信號（冷卻 水溫度和散熱器溫度信號）， 使負壓到egr控制閥。 (4)真空延遲閥 延遲egr閥的負壓傳達， 防止 egr的突然開啟,附壓信號,由egr,排氣壓力,空濾,egr電磁閥,24.02.2021,制作：趙駿email ：,33,egr工作條件,系統的工作是隨著通道真空，排放廢氣，冷卻水溫，發動機轉速進行控制。但急減速時，進氣岐管水溫70c以下, 散熱器水溫 17c以下或發動機轉速 1500rpm以下時，為了提高行駛性能，停止eg

19、r，在nox產生量多的中速，中負荷區域，增加egr量，降低 nox量. 工作條件,種類,egr cut,基本egr,增量egr,條件,散熱器水溫17c以下或發動機冷卻水溫70c以下,怠速,低速無負荷,高速高負荷,其他區域,中速中負荷,egr量,無,少量,多量,備注,縮短暖機時間,提高穩定性,最高輸出值,最高15%左右,24.02.2021,制作：趙駿email ：,34,egr控制-evf傳感器,一個廢氣再循環位置傳感器(evf傳感器)是一個可變電阻(電位計)，這個電阻值指示著廢氣再循環閥轉軸的位置，它常用于福特(ford)的eec-iv和eec-v發動機系統。這是一個重要的傳感器，因為它的信

20、號輸入使控制電腦(pcm)得以計算廢氣再循環流量，一個損壞的evp傳感器會造成喘車現象，發動機產生爆震，怠速不良和其它行駛性能故障甚至檢查保養i/m尾氣測試也不正常。evp 傳感器通常是一個三線傳感器，一條是控制電腦pcm來的參考電源5v電壓，另處一條是傳感器的接地線，第三條是傳感器給控制電腦的信號輸出線。 幾乎所有的evp傳感器都以相同的方式工作，所以這個示波器程序由大多數三線evp傳感器的構造和模式來確定。通常evp傳感器在廢氣再循環閥關閉時會產生恰好在1v以下的電壓，在廢氣再循環閥打開時會產生恰好在5v以下的電壓,24.02.2021,制作：趙駿email ：,35,廢氣再循環(egr)

21、控制電磁閥試驗方法,起動發動機，保持在2500轉/分下運傳2-3分鐘，直至發動機完全暖機，同時燃油反饋系統進入閉環，觀察示波器上氧傳感器信號來確認上述過程。 關閉所有附屬電氣設備，然后正常駕駛汽車；從完全停止下起動，緩加速，急加速，巡航行駛和減速。 確認波形幅值、頻率、形狀脈沖寬度等判定性尺度是正確的、可重復的并且在廢氣再循環下存在的。 確認進氣歧管、廢氣閥真空馬達和真空電磁閥的管路完全無損，且連接是正確的、無泄漏。確定廢氣再循環隔膜能保持適量的真空(按制造商的資料規定)。確認廢氣循環和繞過發動機的通道是清潔的，沒有由于內部積碳造成堵塞(按照制造廠商的檢查步驟，執行廢氣再循環功能檢查)，這可以

22、確認當控制電腦引導真空進入廢氣再循環閥時，廢氣實際地流進燃燒室,24.02.2021,制作：趙駿email ：,36,egr)控制電磁閥波形,波形結果： 發動機達到廢氣再循環工作的條件，控制電腦開始用變化的脈寬調制信號推動電磁閥，在加速時廢氣再循環特別高，在怠速和減速時，信號中斷閥關閉，不需要廢氣再循環，幾乎任何時候，只要條件符合，這個過程隨時都可能發生。可能產生的故障和可能觀察到判定性尺度的偏離是信號尖峰高度變短(這可能說明廢氣再循環電磁閥線圈短路)或完全沒有信號，這可能是控制電腦故障，控制電腦的廢氣再循環控制條件沒有滿足或連線和插頭的故障。 許多汽車要在汽車開始行駛或無制動的駕駛中，才能進

23、入廢氣再循環流動，否則控制電腦就不給廢氣再循環電磁閥信號,24.02.2021,制作：趙駿email ：,37,egr)控制電磁閥波形,24.02.2021,制作：趙駿email ：,38,蒸發氣體控制裝置,把燃料箱或化油器里產生的燃料蒸氣不排出到大氣，供入氣缸內進行燃燒，抑制hc的產生。蒸發氣體控制裝置有電磁閥的on-off控制方式和占空比控制方式,活性炭罐,no3清除 控制閥,3通道 電磁閥,節氣門,熱控閥,3通道單向閥,燃料箱,no1清除控制閥,從熱控閥來,進氣岐管,從燃料箱來 no2清除控制閥,構成圖(on-off type,24.02.2021,制作：趙駿email ：,39,燃油蒸

24、汽排放系統中的碳 罐用來吸收來自油箱的汽 油蒸汽，直至汽油蒸汽飽 和，當碳罐電磁閥周期性 開啟時，將外界的空氣吸 入碳罐并進入進氣歧管， 利用該氣流實現活性碳的再生。 1.碳罐是一個裝有活性碳過濾器的容器，它被安在油箱和碳罐電磁閥之間 2.油箱的汽油蒸汽被活性碳吸收 3.這種吸附的目的在于避免： 油箱壓力上升使燃油蒸汽排放到大氣中 4.當發動機在開環狀態下工作時,發動機計算機控制碳罐電磁閥打開，外面的新鮮空氣對活性碳進行沖刷，以便活性碳再生，并將汽油蒸汽吸入進氣歧管燃燒,蒸發氣體控制裝置,24.02.2021,制作：趙駿email ：,40,蒸發氣體控制裝置,ecu根據各種輸入裝置檢測發動機工

25、作狀態，隨工作條件由占空比控制進行調節已確定的蒸發氣體量。電磁閥是發動機暖機時，齒輪工作狀態，怠速開關off時,氧傳感器功能正常時工作,單向閥,油氣分離器,活性碳罐,電磁閥,ecu,往發動機,輸入 信號,構成圖(占空比型式,24.02.2021,制作：趙駿email ：,41,油箱的汽油蒸氣通過單向閥進入活性碳罐上部，空氣從碳罐下部進入清洗活性碳。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閥，排放控制閥上部的真空度由碳罐控制電磁閥控制，而碳罐控制電磁閥受ecu控制,活性碳罐蒸發污染控制,24.02.2021,制作：趙駿email ：,42,蒸發氣體控制裝置,碳罐電磁閥的功能、作用： 1

26、 周期性的開啟 2 它由驅動模塊提供12v電壓供電 3 在計算機的控制下，碳罐電磁閥可以實現碳罐中燃油蒸氣回收，而這要取決于發動機的使用條件。 滿負荷，進行排放 減速時，關閉閥門以限制燃油蒸氣進入發動機，避免為燃燒的燃 油蒸汽對三元催化器造成損壞 4.在電噴系統中當冷卻液溫度大于或等于70時才開啟 5.該電磁閥是常閉的 6.該電磁閥可以使車輛符合shed環保標準，目的是限制車輛的燃油蒸氣排放到大氣中 7.碳罐中燃油蒸氣的再循環入口是在節氣門的下方，計算機周期性地控制電磁閥的開啟（占空比率,24.02.2021,制作：趙駿email ：,43,碳罐清洗電磁閥,燃油蒸發污染控制系統設計用于防止揮發

27、性的碳氫化合物(hcs)蒸發和污染大氣，貯存在化油器或燃油箱中的燃油在使用中會蒸發出來。大約50%的汽車碳氫化合物排放物來自有故障的蒸發系統。為減少這些排放，用一個裝有碳的過濾器罐來收集并貯存在碳氫化合物hcs(化學吸收方式)，通常這個罐的大小和一個咖啡罐差不多大小。被收集的燃油通過由控制電腦控制的電磁閥從破罐釋放(清洗)進入進氣歧管。這就使蒸發出來的燃油在發動機中燃燒而不會釋放入大氣中。在開環運行中，由于燃油計算復雜控制電腦通常不打開電磁閥回收碳氫化合物(清洗碳罐,24.02.2021,制作：趙駿email ：,44,試驗方法： 起動發動機，保持在2500轉/分下2-3分鐘，直到發動機完全暖

28、機，燃油反饋系統進入閉環。通過觀察示波器上碳氫傳感器信號波形確認上述過程。關閉所有附屬電氣設備，將汽車處于停車擋或空檔位置，頂起驅動輪或駕駛汽車同時觀察示波器碳罐清洗電磁閥信號波形。 確認幅度、頻率、形狀和脈沖寬度的判定性尺度都是正確、可重復的。在碳罐清洗時是存在的。 確認從油箱到碳罐、進氣歧管的油氣管完好無損，而且管路安裝正確，沒有泄漏。這就確保了被從碳罐中清洗出的燃油真正在發動機內燃燒。在線碳罐清洗流量計對決定清洗流量率是有用的,碳罐清洗電磁閥的試驗,24.02.2021,制作：趙駿email ：,45,波形結果： 汽車一但達到預定的車速(通常約15英里/時)控制電腦開始用可發變的脈寬調制

29、信號推動電磁閥去打開清洗閥。當減速時，這個信號停止，同時閥關閉。幾乎任何時同當滿足上述條件的，那么這個過程都會發生，如前所述，一些系統在變速器在停車擋或空檔，發動機又不在以怠速運轉時，清洗碳罐開始工作，其它系統只要在行駛中，清洗碳罐就會發生。 可以發現的故障和可能看到判定性尺度的偏差是尖峰高度變短(這也許說明清洗碳罐電磁閥有短路)，或完全沒有信號(一條直線)，這說明控制電腦故障，控制電腦沒有接受到清洗條件信號，這可能是連線或插頭的故障。 許多汽車在起步后，沒有達到15英里/時車速的，不清洗碳罐。(沒有控制電腦給清洗罐的信號)，確認清洗碳罐電磁閥故障，在任何情況下沒有卡住打不開清洗碳罐控制信號是

30、好的，但如果汽車無法控制清洗碳罐，就會使混合比非常濃，就可能引起行駛能力和排放故障,碳罐清洗電磁閥的試驗波形,24.02.2021,制作：趙駿email ：,46,碳罐清洗電磁閥的試驗波形,24.02.2021,制作：趙駿email ：,47,蒸發氣體控制裝置的構成,1)活性碳罐 將油氣吸附與碳粒表面， 跟purge air一起由氣體 狀態進入進氣岐管。 (2)no3清除控制閥 增加進入氣缸的蒸發氣體 流量的閥門，受清除控制 電磁閥的信號,空氣(purge air,濾網,濾網,碳粒,從燃料箱來,從進氣岐管來,到進氣岐管,24.02.2021,制作：趙駿email ：,48,蒸發氣體控制裝置的構

31、成,3)熱控閥 設置在進氣岐管，冷卻水溫度 55c以上，開啟真空通道， 打開 活性碳罐no1清除電磁閥。 (4)3方向單向閥 為了防止燃料箱負壓的作用或 壓力過高的閥門。 罐內有負壓時;閥門 b開啟， 空氣通過空濾被吸入。 罐內有壓力時;閥門 a開啟， 把壓力排到大氣,no.1清除控制閥,化油器真空,往發動機,a壓力閥,b真空閥,濾清器,大氣,從燃料箱來,24.02.2021,制作：趙駿email ：,49,蒸發氣體控制裝置的構成,24.02.2021,制作：趙駿email ：,50,三元催化器,1)催化器 燃燒室里產生的有害氣體 經過三元催化器時被貴金 屬進行化學反應，凈化成 對人體無害的氣

32、體，排到 大氣,排放氣體,貴金屬,凈化氣體,co+o2 鉑金 co2 hc+o2 鉑金 co2+h2o nox 銠 ,銅沸石 h2o,co2,+n2,24.02.2021,制作：趙駿email ：,51,汽車三元催化反應器結構和原理結構：三元催化反應器類似消聲器。它的外面用雙層不銹薄鋼板制成筒形。在雙層薄板夾層中裝有絕熱材料-石棉纖維氈。內部在網狀隔板中間裝有凈化劑。 凈化劑：凈化劑由載體和催化劑組成。載體一般由三氧化二鋁制成，其形狀有球形、多棱體形和網狀隔板等。凈化劑實際上是起催化作用的，也稱為催化劑。催化劑用的是金屬鉑、銠、鈀。將其中一種噴涂在載體上，就構成了凈化劑,24.02.2021,

33、制作：趙駿email ：,52,三元催化器twc的構造,如上圖，三元催化劑一般為鉑（或鈀）與銠的混物,24.02.2021,制作：趙駿email ：,53,三元催化反應器使用的注意事項：1）保持發動機良好的工作狀態，即理想的空燃比和完全燃燒； 2）避免大油門冷車起動；3）催化劑最適合的工作溫度是400-800，不能超過1000，否則會促進催化劑過早老化，縮短使用壽命；4）發動機竄機油會降低催化劑活性；5)裝有三元催化器的汽車，不能使用含鉛汽油，因為含鉛油燃燒后，鉛顆粒隨廢氣排經三元催化器時，會覆蓋在催化劑表面，使催化劑作用面積減少，從而大大降低催化器的轉換效率；6)行駛應特別注意不要“托底”，

34、因為三元催化器大多數內部都是蜂窩陶器形成的催化劑承載體，碰撞后容易破碎，使催化器和排氣系統堵塞,24.02.2021,制作：趙駿email ：,54,三元催化反應器的工作原理車輛上采用電噴射系統的目的保證燃料混合濃度接近于理想空燃比。理想空燃比對于催化轉換器正常工作是很重要的，安裝催化轉換器的目的是降低有害氣體排放。采用連續分析排氣中氧氣含量的傳感器，可以獲得理想的混合氣濃度。如果空燃比不是理想值，通過累進地計量燃油噴入量，ecu可連續調整混合氣濃度。 根據傳感器信號，ecu自動校正co%的正確值（閉環運行）。而當傳感器失效時，ecu可以在開環中工作。在吸熱發動機中，燃燒是由氫氣和氧氣之間的反

35、應產生的，緊接著發出熱量.燃油是由碳氫混合物組成，它本身包含以不同方式結合在一起的碳原子和氫原子（石蠟、烯族烴、芳香烴,24.02.2021,制作：趙駿email ：,55,空氣和燃油混合燃燒的主要生成物是二氧化碳（co2）水蒸氣（h2o）、一氧化碳（co）和小百分比的未燃燒的碳氫(hc)和氧化氮(nox)。后兩種按ppm計量。對于污染問題，只有一氧化碳以體積形式大量存在。 氮氧化物由氧化的混合氣組成，主要如下：氧化二氮、一氧化氮（no）、二氧化氮 nox是表示這些氧化物的傳統的符號，其中no占總數的95%以上。 為了把污染減少到最小程度（co、hc和nox），“傳感器”被裝到系統中，用于檢測

36、排氣中氧的含量。從傳感器輸出的信號送到ecu，用來調整空燃混合比，從而保證催化轉換器處于最佳工作狀態,24.02.2021,制作：趙駿email ：,56,影響twc轉換效率的因素,影響最大的是混合氣的濃度和排氣溫度。 如左圖只有在理論空燃比14.7附近，三元催化轉化器的轉化效率最佳，一般都裝有氧傳感器檢測廢氣中的氧的濃度，氧傳感器信號輸送給ecu，用來對空燃比進行反饋控制。 為此，必須精確控制發動饑的空燃比，使之保持在理論空燃比147附近的范圍內。 此外，發動機的排氣溫度過高（815以上），twc轉換效率將明顯下降,24.02.2021,制作：趙駿email ：,57,實現辦法：閉環控制方式

37、。 在發動機電子控制系統中普遍采用由氧傳感器組成的空燃比反饋控制方式，如圖所示。氧傳感器在三元催化轉化器前面的排氣總管內，其功能是檢測排氣中的氧氣含量，以確定實際空燃比較理論空燃比大還是小，并向ecu反饋相應的電壓信號從而控制噴油量減少或增加,三元催化器,24.02.2021,制作：趙駿email ：,58,當實際的空燃比比理論空燃比小(混合氣濃)時，氧傳感器向ecu輸入的是高電壓信號，此時ecu將減小噴油量，使空燃比增大。當空燃比增大到理論空燃比147時，氧傳感器輸出電壓信號將突變下降至01v左右。此信號輸入ecu后，ecu立即控制增加噴油量，空燃比又開始減小。只要空燃比剛減到理論空燃比以下

38、時，氧傳感器輸出電壓信號又突變，上升到075v以上反饋給ecu后，ecu又將控制減小噴油量。如此反復，將空燃比精確控制在理論空燃比147附近一個極小的范圍內。而此時三元催化器也保證工作在最佳狀態,發動機閉環控制的工況,24.02.2021,制作：趙駿email ：,59,發動機各種運行工況的確定,為了滿足發動機各種工況的要求，混合氣的空燃比不能都采用閉環控制，而是采用閉環和開環相結合的策略。 主要分為三種控制方式： 一 冷起動和冷卻水溫度低時通常采用開環控制方式。由于起動轉速低、冷卻水溫度低、燃油揮發性差，需對燃油進行一定的補償。混合氣空燃比與冷卻水溫度有關，隨著溫度增加，空燃比逐漸變大。 二

39、 節氣門全開（wot）時： 為了獲得最大的發動機功率和防止發動機過熱，采用開環控制，將混合氣空燃比控制在12.513.5范圍內。此時發動機內混合氣燃燒速度最快，燃燒壓力最高，因而輸出功率也就越大,24.02.2021,制作：趙駿email ：,60,三 部分負荷和怠速運行時此時可分為兩種情況： 若為了獲得最佳經濟性，可采用開環控制方式，將空燃比控制在比化學計量比大的稀混合氣狀態下工作。 為了獲得低的排放，并有較好的燃油經濟性，必須采用電控汽油噴射系統加三元催化轉化器，進行空燃比閉環控制。 圖中虛線部分為未加三元催化轉化器時，co、hc和nox排放濃度與空燃比的關系。實線部分采用三元催化轉化器后

40、co、hc和nox與空燃比的關系。從圖中可看出采用三元催化轉化器時只有當 空燃比在化學計量比附近很窄范圍內 hc、co和nox排出濃度均較小。裝有電 控汽油噴射發動機采用閉環控制方式， 才能使混合氣空燃比嚴格控制在化學 計量比附近很窄的范圍內，使三元催 化轉化器凈化效率最高,24.02.2021,制作：趙駿email ：,61,當對混合氣空燃比采用反饋控制時，混合氣的濃度基本上在理論空燃比附近。但并不是所有工況都能閉環控制。任何需要以非理論空燃比運行的發動機工況都只能采用開環控制。 采用開環控制的工況有： 發動饑怠速運轉時； 節氣門全開，大負荷時； 減速斷油時； 發動機起動時； 發動機冷卻液溫

41、度過低或氧傳感器未達到工作溫度(400c)時； 氧傳感器失效或其配線發生故障時。 發動機進入開環或閉環控制，由ecu根據有關輸入信號確定,發動機開環控制的工況,24.02.2021,制作：趙駿email ：,62,可變廢氣增壓器,前催化器,主催化器,補償器,三元催化器的安裝部位,24.02.2021,制作：趙駿email ：,63,24.02.2021,制作：趙駿email ：,64,24.02.2021,制作：趙駿email ：,65,24.02.2021,制作：趙駿email ：,66,24.02.2021,制作：趙駿email ：,67,缸內直噴汽油發動機,采用電控缸內直接噴射方法，在火

42、花塞附近供給濃混合氣，以利著火；在其它區域供給稀混合氣，進行分段噴油。達到分層燃燒的目的。據報導空燃比為30時，仍可燃燒。此種方法可節約燃料三分之一以上。為了減少稀燃時的nox,在排氣系統中安裝了兩只溫度傳感器、兩只氧傳感器和兩級催化轉化器,24.02.2021,制作：趙駿email ：,68,正確使用與維修三元催化轉化器,燃油：帶三元催化轉化器的汽車必須使用無鉛汽油。含鉛汽油中的鉛和硫大大降低了催化劑的效率。鉛使催化劑板結，形成一層外殼，阻礙排氣污染物及時到達催化劑并與之反應。因此，連續使用含鉛燃料會逐漸削弱或消除催化劑對排氣污染的催化轉化能力,24.02.2021,制作：趙駿email ：

43、,69,發動機：催化轉化器良好工作的平均內部溫度高達816攝氏度，高于這個溫度時，催化劑就會熔化或分解，從而減少轉化器的運行壽命。而發動機在異常工作狀態下，進入轉化器的廢氣中含有過量的hc等化合物，這些化合物把催化轉化器變成一座溫度高得足以熔化催化劑的催化爐。即使在發動機處于良好狀況且調試也得當時，對它的不適當使用也會產生過高的催化劑溫度。 例如，在怠速下長時間發動是減少催化轉化器壽命的一種最壞的工況。怠速時間拖長，發動機產生比正常道路速度下更多的熱量。因此，帶有催化轉化器的汽車發動機每次怠速切勿超過10分鐘,24.02.2021,制作：趙駿email ：,70,維修：檢查發動機各缸工作情況時

44、，最好用示波器而不用短路法或從運轉著的發動機上卸下火花塞導線的辦法來脫離缺火氣缸。如無示波器，用卸下火花塞導線或短路法檢查可疑氣缸時，發動機運轉切勿超過30秒；對使用傳統變速器的汽車不要推車起動，而應用備用蓄電池和跨接電纜線；出現不正常的工作狀況，如自燃、嚴重喘振、回火或重復性失速時，應及時停機修理，因為這些狀況可導致催化轉化器永久性損壞；行駛著的車輛切勿切斷點火開關；當發動機間斷性點火時，起動發動機不要超過60秒,24.02.2021,制作：趙駿email ：,71,使用注意事項,禁用含鉛汽油，防止催化劑失效； 三元催化轉換器固定不牢或汽車在不平路面上行駛時的顛簸，容易導致轉換器中的催化劑截

45、體損壞； 裝用蜂巢型轉換器的汽車，一般汽車每行駛80000km應更換轉換器心體。裝用顆粒型轉換器的汽車，其顆粒形催化劑的重量低于規定值時，應全部更換,24.02.2021,制作：趙駿email ：,72,濃混合氣： 傳感器電壓：從 0.6 v 0.9 v. 稀混合氣： 傳感器電壓：從 0.1 v 0.3 v. 內部再加熱裝置可使其快速達到工作溫度，即通常情況下為 350c以上，該溫度可在15秒鐘時達到。 加熱電阻是由計算機借助氧傳感器溫度控制終端中的進位信號未控制的。為使排氣溫度達到800c 以上，氧傳感器的調控臨時中斷,該傳感器置于排氣歧管上，催化器入口處，它持續向計算機發出電壓信號，該信號

46、代表排放氣體的氧含量。計算機分析這個電壓值并借些調整噴射時間,上游氧傳感器,24.02.2021,制作：趙駿email ：,73,它位于催化器之后，并用于校 核催化器的效能。 下游氧傳感器的各項特性及其 再加熱裝置與上游氧傳感器相 同。 計算機負責分析由下游氧傳感 器發出的電壓信號，這個電壓 值反映了從催化器出口排出氣體的氧含量。 由上游氧傳感器和下游氧傳感器發出的電壓信號有所錯開，是因為排放氣體在抵達下游氧傳感器之前要通過催化器。 對于另一個新的催化器，其化學反應在理論上是完全充分的，氧在化學反應中被充分利用，而從催化器出口排出的微量氧轉換成電壓值在0.50.7v為下游氧傳感器臨界值，以上指發動機熱態. 實際情況是：盡管催化器狀態良好其表現出的信號仍會有輕度波動，而后隨時間推移催化器