項目五：排放控制系統(tǒng)認識與檢修排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第1頁一、項目要求1、掌握曲軸箱強制通風(fēng)系統(tǒng)、汽油蒸汽排放系統(tǒng)、廢氣再循環(huán)系統(tǒng)、三元催化轉(zhuǎn)換器和空燃比反饋控制系統(tǒng)、二次空氣供給系統(tǒng)機構(gòu)組成和工作原理。2、能正確快速識別汽油發(fā)動機排放控制各系統(tǒng)基本組成部件；能正確對汽油發(fā)動機排放控制各系統(tǒng)進行檢修，并能對常見故障進行排除。排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第2頁二、相關(guān)知識汽車排放污染起源：發(fā)動機排出廢氣（約占65％以上）曲軸箱竄氣（約占20％）燃料供給系統(tǒng)中蒸發(fā)燃油蒸汽（約占10％～20％）汽油機主要污染物：一氧化碳CO、碳氫化合物HC、氮氧化合物NOX排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第3頁（一）曲軸箱強制通風(fēng)PCV系統(tǒng)1、功用：處理竄缸混合氣對機油及曲軸箱損環(huán)問題。排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第4頁在曲軸箱和進氣歧管間安裝一根管子和一個強制通風(fēng)閥（PCV閥）。利用歧管真空度將竄氣吸入進氣管燃燒，經(jīng)過PCV閥改變進入氣缸重新燃燒竄缸混合氣量。曲軸箱排氣通風(fēng)控制系統(tǒng)視頻排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第5頁（二）汽油蒸汽排放控制系統(tǒng)功用：

搜集汽油箱內(nèi)蒸發(fā)汽油蒸汽，并將汽油蒸汽導(dǎo)入氣缸參加燃燒，預(yù)防汽油蒸汽直接排入大氣而造成污染。同時，還必須依據(jù)發(fā)動機工況，控制導(dǎo)入氣缸參加燃燒汽油蒸汽量。排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第6頁為了控制燃油箱逸出燃油蒸汽，電控發(fā)動機普遍采取了碳罐，油箱中燃油蒸汽在發(fā)動機不運轉(zhuǎn)時被碳罐中活性碳所吸附，當發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，依靠進氣管中真空度將燃油蒸汽吸入發(fā)動機中。電子控制單元依據(jù)發(fā)動機工況經(jīng)過電磁閥控制真空度通或斷到達燃油蒸汽控制。采取燃油蒸汽控制可降低大氣中HC和節(jié)約燃料排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第7頁機械式EVAP控制系統(tǒng)機構(gòu)組成排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第8頁電控EVAP控制系統(tǒng)機構(gòu)組成控制方式：1、ECU→電磁閥→真空→真空控制閥→進氣歧管吸入燃油蒸汽排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第9頁排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第10頁工作原理發(fā)動機工作時，ECU依據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速、溫度、空氣流量等信號，控制炭罐電磁閥開閉來控制真空控制閥上部真空度，從而控制真空控制閥開度。當真空控制閥打開時，燃油蒸汽經(jīng)過真空控制閥被吸入進氣歧管。發(fā)動機怠速或溫度較低時，ECU使電磁閥斷電，關(guān)閉吸氣通道，活性炭罐內(nèi)燃油蒸汽不能被吸入進氣歧管。排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第11頁在部分電控EVAP控制系統(tǒng)中，活性碳罐上不設(shè)真空控制閥，而將受ECU控制電磁閥直接裝在活性碳罐與進氣管之間吸氣管中。比如：韓國當代轎車EVAP系統(tǒng)，大眾控制方式：ECU→清污電磁閥→進氣歧管吸入燃油蒸汽

燃油蒸氣控制系統(tǒng)視頻炭罐視頻排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第12頁檢修（1）普通維護經(jīng)常檢驗管路是否漏氣，濾芯是否堵塞（2）檢驗活性炭罐

按圖示方法吹入壓縮空氣（294kPa）后，壓縮空氣應(yīng)能從圖中箭頭所表示方向流出。排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第13頁（3）檢驗真空控制閥從活性炭罐上拆下真空控制閥，用手動真空泵由真空管接頭給真空控制閥施加約5kPa真空度時，從活性炭罐側(cè)孔吹入空氣應(yīng)通暢，不施加真空度時，吹入空氣則不通。排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第14頁（4）檢驗電磁閥

發(fā)動機不工作時，拆開電磁閥進氣管一側(cè)軟管，用手動真空泵由軟管接頭給電磁閥施加一定真空度，電磁閥不通電時應(yīng)能保持真空度；若給電磁閥接通蓄電池電壓，真空度應(yīng)釋放。拆開電磁閥線束連接器，測量電磁閥兩端子間電阻應(yīng)為36-44Ω。排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第15頁（三）廢氣再循環(huán)EGR系統(tǒng)NOX是空氣中氮氣與氧氣在高溫、高壓條件下形成，發(fā)動機排出NOX量主要與氣缸內(nèi)最高溫度相關(guān)，氣缸內(nèi)最高溫度越高，排出NOX量越多。1、功用：

將適量廢氣重新引入氣缸內(nèi)參加燃燒，從而降低氣缸內(nèi)最高溫度，以降低NOX排放量。排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第16頁因為廢氣再循環(huán)也會使發(fā)動機功率降低，使發(fā)動機在怠速、低速等工況下運轉(zhuǎn)不穩(wěn)定，所以需由ECU依據(jù)發(fā)動機工況控制廢氣再循環(huán)系統(tǒng)工作。排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第17頁由負荷控制EGR系統(tǒng)由水溫和負荷控制EGR系統(tǒng)不采取ECU控制開環(huán)EGR系統(tǒng)2、開環(huán)控制EGR系統(tǒng)排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第18頁ECU控制開環(huán)控制EGR系統(tǒng)組成：EGR閥、EGR電磁閥等ECU依據(jù)發(fā)動機冷卻液溫度、節(jié)氣門開度、轉(zhuǎn)速和起動等信號來控制EGR電磁閥通電或斷電。排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第19頁工作原理：發(fā)動機工作時，ECU依據(jù)冷卻液溫度、節(jié)氣門開度、轉(zhuǎn)速、起動等信號控制EGR電磁閥搭鐵電路來控制EGR電磁閥開度，從而控制進入EGR閥真空度，即控制EGR閥開度，改變參加再循環(huán)廢氣量。控制方式：ECU→EGR電磁閥→真空→EGR閥→部分廢氣進入進氣歧管排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第20頁ECU控制開環(huán)控制EGR系統(tǒng)工作過程排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第21頁不進行廢氣再循環(huán)工況有：●起開工況。●怠速工況。●暖機工況。●轉(zhuǎn)速低于900r/min或高于3200r/min。

EGR率指廢氣再循環(huán)量在進入氣缸內(nèi)氣體中所占比率，即：●

EGR率=[EGR量/（進氣量+EGR量）]×100%排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第22頁有些發(fā)動機中，EGR電磁閥采取占空比控制電磁閥開度，調(diào)整作用在EGR閥上真空度，控制EGR閥開度，以實現(xiàn)對廢氣再循環(huán)量控制。

在開環(huán)控制EGR系統(tǒng)中，ECU依據(jù)各傳感器信號確定發(fā)動機工況，并按其內(nèi)存EGR率與轉(zhuǎn)速、負荷對應(yīng)關(guān)系進行控制，而對其控制結(jié)果不進行檢測。排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第23頁3、閉環(huán)控制EGR系統(tǒng)

在閉環(huán)控制EGR系統(tǒng)中，檢測實際EGR閥開度作為反饋控制信號，其控制精度更高。（1）用EGR閥開度作為反饋信號閉環(huán)控制EGR系統(tǒng)：

EGR閥開度傳感器：向ECU反饋電磁閥開度信號。ECU依據(jù)此信號修正電磁閥開度，使EGR率保持在最正確值。其結(jié)構(gòu)為電計式。排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第24頁用EGR閥開度反饋控制EGR系統(tǒng)排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第25頁（2）用EGR率作為反饋信號閉環(huán)控制EGR系統(tǒng)：

EGR率傳感器：安裝在進氣總管中穩(wěn)壓箱上，新鮮空氣進入穩(wěn)壓箱，參加再循環(huán)廢氣經(jīng)EGR電磁閥也進入穩(wěn)壓箱。傳感器檢測穩(wěn)壓箱內(nèi)氣體中氧濃度并轉(zhuǎn)換成電信號輸送給ECU，ECU依據(jù)此信號修正電磁閥開度，使EGR率保持在最正確值。排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第26頁用EGR率反饋控制EGR系統(tǒng)廢氣再循環(huán)控制系統(tǒng)視頻排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第27頁4、EGR控制系統(tǒng)檢修（1）普通檢驗怠速時，拆下EGR閥上真空軟管，發(fā)動機轉(zhuǎn)速應(yīng)無改變，用手觸試真空管口應(yīng)無吸力；轉(zhuǎn)速達2500r/min以上，一樣拆下此真空軟管，發(fā)動機轉(zhuǎn)速應(yīng)顯著升高（中止了廢氣再循環(huán)）。排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第28頁（2）檢驗EGR電磁閥測量電阻值，應(yīng)為33～39Ω。不通電時，從通進氣管側(cè)接頭吹入空氣應(yīng)通暢，從通大氣濾網(wǎng)處吹入空氣應(yīng)不通。通電時，與上述剛好相反。排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第29頁（3）檢驗EGR閥用手動真空泵給EGR閥膜片上方施加約15kPa真空度時，EGR閥應(yīng)能開啟；不施加真空度時，EGR閥應(yīng)完全關(guān)閉。排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第30頁（四）三元催化轉(zhuǎn)換器TWC與空燃比反饋控制系統(tǒng)1、三元催化轉(zhuǎn)換器TWC：三元催化轉(zhuǎn)換器也稱為觸媒轉(zhuǎn)換器，簡稱觸媒。（1）功用：

利用轉(zhuǎn)換器中三元催化劑，將發(fā)動機排出廢氣中有害氣體CO、HC和NOX轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害氣體。排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第31頁（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)換芯子和外殼等組成。大多數(shù)三元催化轉(zhuǎn)換芯子以蜂窩狀陶瓷作為承載催化劑載體，在陶瓷載體上浸漬鉑（或鈀）和銠混合物作為催化劑。排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第32頁（3）工作情況：

在正常情況下，廢氣中HC、CO、NOx及O2在一起加熱到500℃也不會產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，假如讓這些氣體經(jīng)過上述催化劑后，就會轉(zhuǎn)化為無害CO2、H2O和N2。汽車上假如使用含鉛汽油，催化劑表面就會因鉛覆蓋而失效。排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第33頁影響TWC轉(zhuǎn)換效率原因影響最大是混合氣濃度和排氣溫度。只有在標準混合氣附近，對廢氣中有害氣體CO、HC和NOX轉(zhuǎn)換效率才最正確。排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第34頁在裝用TWC汽車，普通裝用氧傳感器檢測廢氣中氧濃度，并將此信號送給ECU后，對空燃比進行反饋閉環(huán)控制。裝用TWC后，發(fā)動機排氣溫度須在300℃～815℃之間。低于300℃，氧傳感器將不能產(chǎn)生正確信號，所以部分氧傳感器內(nèi)有加熱線圈；高于815℃，TWC轉(zhuǎn)換效率下降。排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第35頁2、氧傳感器OxygenSensor

(O2S)（1）功用：用來檢測排氣中氧含量，以確定實際空燃比是比理論空燃比濃還是稀，而且向ECU反饋對應(yīng)電壓信號，ECU依據(jù)氧傳感器反饋空燃比濃稀信號來控制噴油量降低或增加。排氣中氧含量越多，空燃比越大。【分類】氧化鋯（ZrO2）式和氧化鈦（TiO2）式兩種。【別名】λ傳感器排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第36頁（2）氧化鋯式氧傳感器●

結(jié)構(gòu)：如圖所表示；排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第37頁工作原理當溫度較高時，若陶瓷體內(nèi)（大氣）與陶瓷體外（廢氣）兩側(cè)含氧量不一樣時，氧氣發(fā)生電離產(chǎn)生氧離子，氧離子從大氣側(cè)向廢氣側(cè)擴散，在鋯管兩鉑電極間產(chǎn)生電壓。排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第38頁混合氣稀時，排氣中氧含量高，鋯管內(nèi)外兩側(cè)氧濃度差小，氧離子擴散量少，信號電壓低；混合氣濃時，排氣中氧含量低，鋯管內(nèi)外兩側(cè)氧濃度差大，氧離子擴散量多，信號電壓高。信號電壓范圍：0.1-0.9VECU收到小于0.45V信號電壓，確認混合氣稀；收到大于0.45V信號電壓，確認混合氣濃。氧傳感器工作過程排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第39頁因為氧化鋯只有在400℃以上溫度時才會工作,所認為了確保發(fā)動機在進氣量小,排氣溫度低時候也能正常工作,一些傳感器還加裝了對氧化鋯進行加熱加熱器,此加熱器受ECU控制,稱為加熱型氧傳感器。氧傳感器視頻排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第40頁（3）氧化鈦式氧傳感器●

結(jié)構(gòu)：如圖所表示；二氧化鈦元件金屬外殼陶瓷絕緣體接線端子陶瓷元件導(dǎo)線金屬保護套排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第41頁工作原理

這是一個電阻型氣敏傳感器。利用化學(xué)反應(yīng)強、對氧氣敏感、易于還原半導(dǎo)體材料氧化鈦與氧氣接觸時發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而造成電阻值改變原理工作。當廢氣中氧濃度高時，二氧化鈦電阻值增大；反之，廢氣中氧濃度低時，二氧化鈦電阻值減小。利用適當電路對電阻變量進行處理，即可轉(zhuǎn)換成電壓信號輸送給ECU，用來確定實際空燃比。排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第42頁廢氣中氧濃度高時，二氧化鈦電阻值增大；廢氣中氧濃度較低時二氧化鈦電阻值減小。排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第43頁（4）氧傳感器電路兩個熱型氧傳感器兩個普通型氧傳感器日本豐田L(fēng)S400轎車氧傳感器控制電路。排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第44頁氧傳感器外部接線：單線：信號線、外殼接地；雙線：信號線、接地線；三線：電源、加熱、信號（外殼接地）；四線：電源、加熱、信號、接地；排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第45頁3、開環(huán)與閉環(huán)控制（1）區(qū)分：

二者區(qū)分在于是否用反饋信號監(jiān)控空燃比，即使用氧傳感器監(jiān)控空燃比。（2）閉環(huán)控制：排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第46頁EFI系統(tǒng)閉環(huán)控制過程改變短改變長噴油器加長

縮短

決定基本噴射時間判定為空燃比稀判定為空燃比濃ECU濃稀電動勢大電動勢小氧濃度增加

氧濃度降低O2S發(fā)動機進氣排氣壓縮膨脹閉環(huán)控制過程視頻排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第47頁在帶氧傳感器EFI系統(tǒng)中，并不是全部工況都進行閉環(huán)控制。以下工況不使用閉環(huán)控制：●怠速運轉(zhuǎn)時；●節(jié)氣門全開大負荷時；●減速斷油時；●起動時；●發(fā)動機冷卻液溫度低時或氧傳感器溫度未到達工作溫度400℃時●氧傳感器失效時；排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第48頁4、檢修使用注意事項禁用含鉛汽油，預(yù)防催化劑失效；三元催化轉(zhuǎn)換器固定不牢或汽車在不平路面上行駛時顛簸，輕易造成轉(zhuǎn)換器中催化劑截體損壞；裝用蜂巢型轉(zhuǎn)換器汽車，普通汽車每行駛80000km應(yīng)更換轉(zhuǎn)換器心體。裝用顆粒型轉(zhuǎn)換器汽車，其顆粒形催化劑重量低于要求值時，應(yīng)全部更換。排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第49頁（1）檢驗加熱型氧傳感器加熱器：測量其加熱器線圈電阻。如：凌志LS400轎車氧傳感器加熱器線圈，在20℃時電阻為5.1～6.3Ω。（2）檢驗氧傳感器信號：

連接好氧傳感器線束連接器，使發(fā)動機以較高轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，直到氧傳感器溫度到達400℃以上時再怠速運轉(zhuǎn)。重復(fù)踩加速踏板，并測量傳感器輸出信號電壓，加速時輸出高電壓信號（0.75-0.9V），減速時輸出低電壓信號（0.1-0.4V）。排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第50頁（五）二次空氣供給系統(tǒng)1、功用：

在一定工況下，將新鮮空氣送入排氣管，促使廢氣中CO、HC深入氧化，從而降低CO、HC排放量。排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第51頁2、組成：排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第52頁3、工作原理

ECU控制VSV閥搭鐵回路。當VSV閥不通電時，關(guān)閉通向AS閥真空通道，AS閥膜片在彈簧作用下下移，關(guān)閉二次空氣供給通道，系統(tǒng)不工作。當ECU給VSV閥通電時，VSV閥開啟AS閥真空通道，進氣管真空度將膜片吸起，二次空氣進入排氣管。控制方式：ECU→二次空氣電磁控制閥VSV→真空→二次空氣控制閥→新鮮空氣排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第53頁二次空氣供給系統(tǒng)不工作條件：以下情況ECU不給二次空氣電磁閥通電：●電控燃油噴射系統(tǒng)進入閉環(huán)控制●冷卻液溫度超出要求范圍●發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷超出要求值●

ECU發(fā)覺有故障排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第54頁4、檢修（1）檢驗AS閥（二次空氣控制閥）：

拆下AS閥，從空濾器側(cè)軟管接頭吹入空氣應(yīng)不漏氣；用手動真空泵從真空管接頭施加20kPa真空度，從空濾器側(cè)軟管接頭吹入空氣應(yīng)通暢，從排氣管接頭吹入空氣應(yīng)不漏氣。排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第55頁（2）檢驗VSV閥（二次空氣電磁閥）：測量電磁閥電阻值，普通為36-44Ω。拆開VSV閥上軟管，電磁閥不通電時，從進氣管側(cè)接頭吹入空氣應(yīng)不通，從通大氣濾網(wǎng)處吹入空氣應(yīng)通暢。當給電磁閥接通蓄電池電壓時，吹氣通暢情況與上述相反。排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第56頁（3）整體檢驗：

從空濾器上拆下二次空氣供給軟管，用手指蓋住軟管口檢驗：發(fā)動機溫度在18-63℃范圍內(nèi)怠速運轉(zhuǎn)時，有真空吸力；發(fā)動機溫度在63℃以上，起動后70s內(nèi)應(yīng)有真空吸力，起動70s后應(yīng)無真空吸力；發(fā)動機轉(zhuǎn)速從4000r/min急減速時，應(yīng)有真空吸力。排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第57頁三、項目實施書中相關(guān)內(nèi)容排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第58頁四、拓展知識柴油發(fā)動機最新排放控制技術(shù)柴油發(fā)動機污染物質(zhì)：微粒排放物質(zhì)、氮氧化物（NOx）和硫微粒排放物質(zhì)（煙灰）大部分是由碳或碳化物微小顆粒（尺寸小于1

m）所組成柴油發(fā)動機中所排放出煙灰為致癌物質(zhì)排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第59頁柴油機機內(nèi)凈化技術(shù)1）EGR：降低NOx。2）電控高壓噴射技術(shù)，如共軌、泵噴嘴降低PM、NOx

上述辦法能夠滿足歐3排放要求。但上述機內(nèi)凈化技術(shù)不足以滿足歐4、歐5排放法規(guī)要求排放控制系統(tǒng)認識與檢修概述第60頁柴油機后處理技術(shù)1）降PM技術(shù)(滿足歐4要求)：DOC氧化催化轉(zhuǎn)換器；DPF微粒捕集器；C-DPF(C代表過濾器內(nèi)表面涂層,其中