項目4.2汽油機排氣輔助控制系統認知與檢修廣東交通職業技術學院汽車技術系1、了解發動機排放污染物的形成與影響因素；2、掌握三元催化轉換系統（TWC）的原理及檢修；3、掌握曲軸箱強制通風系統（PCV）的原理及檢修；4、掌握燃油蒸發控制系統（EVAP）的原理及檢修；5、了解廢氣再循環系統（EGR）系統的結構與原理；6、能夠識別汽油機排氣輔助控制系統的故障現象并分析故障原因；7、具有排除汽油機排氣輔助控制系統故障的能力。學習目標理論知識3.廢氣再循環系統（EGR）結構與原理2.三元催化轉換系統（TWC）原理與檢修6.曲軸箱強制通風系統（PCV）原理及檢修5.燃油蒸發控制系統（EVAP）原理及檢修1.發動機排放污染物的形成與影響因素4.二次空氣噴射

汽車的排放污染物有很多,但最主要的有害成分有三種:CO(一氧化碳)、HC(碳氫化合物)和NOx(氮氧化合物),如圖4-1所示。1.發動機排放污染物的形成與影響因素◣圖4-1汽車排放的污染物2.碳氫化合物(HC)的形成

HC是燃料沒有燃燒或不完全燃燒的產物,還有一部分是來自曲軸箱竄氣和燃油箱燃料的蒸發。曲軸箱竄出的氣體大部分是未燃燒的氣體。燃油箱內的汽油在溫度越高時,蒸發量越大。3.氮氧化合物(NOx)的形成NOx是由空氣中的氮和氧在燃燒室高溫高壓作用下發生化學反應生成的,它的生成量取決于燃燒的最高溫度和高溫持續時間等。柴油發動機壓縮比高,燃燒后產生的溫度高,因而NOx是主要有害排放物。1.一氧化碳(CO)的形成CO是可燃混合氣在燃燒過程中,因氧氣不足而生成的產物。其生成量主要取決于空燃比,當使用小于14.7的濃混合氣時,因氧氣相對不足,生成的CO較多。1.發動機排放污染物的形成與影響因素2.三元催化轉換器2.1作用三元催化轉換器是汽車排氣系統中最重要的機外凈化裝置,它可將汽車尾氣排出的CO、HC和NOx等有害氣體通過氧化和還原作用轉變為無害的二氧化碳、水和氮氣。2.2結構三元催化轉換器安裝在排氣消聲器前面,由三元催化轉換芯子和外殼等成。芯子是催化劑的載體,它是由陶瓷做成的蜂窩狀的格柵,并在格柵上涂有貴金屬材料鉑(或鈀)和銠,如圖4-3所示.2.三元催化轉換器◣圖4-2三元催化轉換器的結構2.3工作原理

當發動機燃燒后的廢氣通過蜂窩狀的格柵時,金屬鉑具有很強的氧化性,能夠使HC和CO繼續和排氣管中的O2產生氧化反應,生成CO2和H2O;金屬鈀和銠具有很強的還原性,能夠將NOx還原成O2和N2,但只有當空燃比精確控制在理論空燃比14.7附近時,其轉化效率才能最佳。因此,在三元催化轉換器的前端安裝有前氧傳感器,它通過反饋控制能將空燃比控制在理論空燃比附近;同時,在三元催化轉換器的后端安裝有后氧傳感器,用于檢測三元催化轉換器的轉化效率。2.三元催化轉換器3.廢氣再循環(EGR)1.作用

廢氣再循環就是在ECU的控制下,根據發動機的不同工況,將一部

分廢氣引入進氣管與新鮮可燃混合氣混合后再進入氣缸,由于該部分廢氣不能參與燃燒,從而能夠降低燃燒速度和最高燃燒溫度,以減少NOx生成量。3.2結構與工作原理

EGR系統的結構如圖4-3所示,它通過一個特殊的通道將排氣歧管與進氣歧管連通,在該通道上裝有EGR閥。當EGR閥膜片上方真空室的真空度增大時,閥門開度增大,循環的廢氣量增多;反之,真空度小,循環的廢氣量小。ECU通過控制EGR閥上方真空度的大小,就能控制廢氣循環量。3.廢氣再循環(EGR)◣圖4-3廢氣再循環

實驗表明當廢氣量達到15%時,NOx的排放量即可減少60%。但廢氣量增加過多時,會使發動機動力性能下降,HC含量會上升。因此,必須對進入進氣管內的廢氣量實行適時控制,既能降低NOx含量,又可保證發動機的動力性。廢氣再循環電子控制系統就是選擇NOx排放量多的發動機運行工況(中、高負荷工況),進行適當廢氣量的(范圍可達15%~20%)控制。二、安裝位置：

可變氣門正時技術的應用，在中、高負荷時，使排氣門早關閉、進氣門早點打開，使部分廢氣滯留在燃燒室，降低燃燒溫度，減少氮氧化合物的產生。（看視頻）18發動機控制系統位置曲軸位置傳感器爆震控制傳感器噴油器節氣門位置傳感器發動機冷卻液溫度傳感器EGR閥*凸輪軸位置傳感器-Q-V-C-_-W*：帶EGR系統的-W和-Q車型19進氣和排氣系統進氣歧管EGR輸送室與進氣歧管集成于一體，可將廢氣均勻地分配至各氣缸。廢氣EGR輸送室*帶EGR不帶EGREGR閥法蘭-Q-V-C-_-W*：帶EGR系統的-W和-Q車型20發動機控制系統EGR（廢氣再循環）控制系統燃油經濟性。真空傳感器曲軸位置傳感器發動機冷卻液溫度傳感器質量空氣流量計混合動力車輛

控制ECU節氣門位置傳感器信號節氣門控制EGR冷卻器EGR閥廢氣EGR閥控制V總線ECM發動機-Q-W進氣溫度傳感器加速

踏板位置21發動機控制系統EGR控制系統EGR閥采用了步進電動機型EGR閥，可精確控制廢氣流量。-Q-W：發動機冷卻液：廢氣EGR閥自EGR冷卻器至進氣歧管22EGR冷卻器發動機控制系統EGR控制系統EGR冷卻器EGR冷卻器可降低燃燒溫度，并提高廢氣量。A-A橫截面A發動機冷卻液流入發動機冷卻液流出自排氣歧管至EGR閥A-Q-W：發動機冷卻液：廢氣發動機冷卻液廢氣燃油蒸發排放控制(EVAP)作用

EVAP收集汽油箱蒸發的汽油蒸氣,并將汽油蒸氣在合適的時機導入氣缸參加燃燒,從而防止汽油蒸氣直接排到大氣而造成污染。同時,根據發動機工況,控制導入氣缸參加燃燒的汽油蒸氣量。結構

目前,常見的比較簡單的燃油蒸發排放控制系統如圖4-5所示,它主要由燃油箱、活性炭罐(內裝活性炭)、炭罐電磁閥和ECU等組成。

活性炭罐是燃油蒸發系統中儲存蒸氣的部件,它的下部與大氣相通;上部用接頭與油箱和進氣歧管相連,用于收集和清除燃油蒸氣;

中間是活性炭顆粒,它具有極強的吸附燃油分子的作用。燃油蒸發排放控制(EVAP)此裝置是為了防止油箱內的汽油蒸汽向大氣排放產生污染而設置的。油箱中的汽油蒸汽通過單向閥進入炭罐上部，空氣從炭罐下部進入清洗活性炭在炭罐右上方，有一定量排放小孔及受真空控制的排放控制閥。ECU控制炭罐電磁控制閥的開度，調節排放控制閥上方的真空度，從而控制排放控制閥的開度。當排放控制閥打開時，汽油蒸汽通過排放控制閥吸入進氣歧管。圖4-1典型的汽油蒸發回收控制系統圖圖4-2卡羅拉轎車燃油蒸氣排放控制電磁閥控制電路碳罐出問題常引發哪些故障1、加油太滿無法啟動很多朋友會遇到油箱加太滿導致引擎啟動困難的問題，這很可能就是碳罐所在的汽油蒸發控制系統出現了問題。碳罐電磁閥常開，導致油箱內的汽油蒸汽全部進入進氣歧管，從而使得電腦檢測到混合器過濃無法啟動。電磁閥常關能導致碳罐內汽油蒸汽飽和，多余的汽油蒸汽直接散入大氣，車內汽油味濃烈等問題2、碳罐故障引發自燃由于國內燃油品質不高，燃油蒸氣雜質較多，炭罐的活性炭粒孔在長期使用后容易堵塞，堵塞的燃油孔讓汽油蒸氣無處排出，導致油箱內廢氣壓力過大，造成油箱內鉚接口或油路其它接口出現裂痕，引起漏油，碰到火花時容易引起自燃事故。所以，一般情況下，每兩年要對炭罐進行一次檢查，排除碳罐進油和堵塞等隱患。而長期加注劣質燃油的用戶更應該縮短檢查周期。

知識拓展5.曲軸箱強制通風裝置(PCV)5.1作用

在發動機工作時,總有一部分可燃混合氣和廢氣經活塞環竄到曲

軸箱內,它會使潤滑油變稀,潤滑性能變差,如漏到大氣中,會造成污

染。曲軸箱強制通風裝置通過管道將曲軸箱內的竄缸氣體引入進

氣管進入氣缸燃燒,起到降低有害污染物(HC)的作用。5.2結構與工作原理曲軸箱通風裝置結構如圖4-6所示,主要由通風管、PCV軟管和PCV閥組成。核心部件是PCV閥,它由一個柱塞式閥門和彈簧構成,一般裝在氣缸蓋的上部。進氣歧管的真空度決定了PCV閥開啟和關閉的程度。當節氣門開度小時,進氣歧管的真空度較大,PCV閥門在真空的吸力下壓縮彈