汽车检测与维修技术毕业设计（论文）-汽车排放控制系统检修.doc

汽车排放控制系统检修汽车排放控制系统检修 Auto emission control system maintenance 专 业： 汽车检测与维修技术 学 生 姓 名： 学 号： 指 导 教 师： 完 成 日 期： 2010 年 11 月 14 日 武威职业学院工程技术系 汽车排放控制系统检修 - I - 摘 要 排放控制系统的故障一般不易被电脑故障自诊断系统发现，因此故障的诊断只 能通过对有关零部件的检测来查找，所以电喷车排放控制系统的定期检修就显得尤 为重要。该系统由电脑根据冷却液的温度、转速、节气门开度等运转参数，通过燃 油蒸发控制电磁阀来控制该系统的工作。若正常行车中车厢内有燃油气味(若该装置 工作不良，夏季尤甚)或发动机怠速不稳，而电脑自诊断系统显示正常时，应按下述 步骤检查。启动发动机至正常工作温度，并使之怠速运转。拔下蒸气回收罐上的真 空软管，用手检查有无真空吸力。当系统工作正常时，在发动机怠速运转中，电磁 阀应不通，无真空吸力。若此时有吸力，应检查电磁阀线柬插头内的电源电压。有 电压，为电脑故障；无电压，为电磁阀故障。 关键词：喷油器；针阀锥；故障分析；重要参数 汽车排放控制系统检修 - II - ABSTRACT In this paper Emission control system fault generally not easily by computer fault diagnosis system that, so only through the fault diagnosis of relevant parts tests to find, so DianPenChe emission control systems preventive maintenance are particularly important. This system by computer according to the cooling fluid temperature, rotational speed, the throttle valve operation parameters, such as by fuel evaporation controlling electromagnetic valve to control the system work. If in normal traffic carriage inside fuel smell (if the apparatus is bad, the summer particularly) or engine idle instability, and computer since diagnosis system shows normal when, should according to the following steps inspection. Start the engine to normal working temperature, and make the idle running. Unplug the steam recycling cans of vacuum hoses, use a hand to be tested for vacuum suction. When the system is working properly, in engine idle during operation, solenoid valves should impassability, no vacuum suction. If there are suction, should check electromagnetic valve line plug in Cambodia voltage. With voltage for computer fault;, No voltage, for electromagnetic valve failure. Key words：A needle valve in the oil ； cone ； failure analysis ； important parameters 汽车排放控制系统检修 - III - 目 录 摘要. .I ABSTRACT（小四 Times New Roman）.II 1 前言（小四宋体） .1 1.1 .1 1.2 .1 1.3 .2 1.3.1 .2 2 .3 2.1 .3 2.2 .4 2.2.1 .4 2.2.2 .5 2.5 .9 结论.20 致谢.21 参考文献.22 附录.23 汽车排放控制系统检修 1 1 前言 在快速发展时期，我们必须兼顾经济、社会目标和资源环境目标。现在中国人 的收入水平提高了，但是吃上放心的食品、喝上清洁的水、呼吸上新鲜的空气却成 了问题，这就是经济目标背离环境目标所遭遇的惩罚。中国城市大气污染中，机动 车排放所占的份额逐年上升。在北京、上海、广州等大城市市区，汽车排放对大气 污染的分担率已经达到了较高的水平，机动车已经成为一氧化碳、氮氧化物、可吸 入颗粒物等污染物的重要污染源，如果不能有效控制汽车污染，城市污染即将由煤 烟型污染向汽车尾气型污染转换。种种迹象表明，能源环境已经成为制约中国汽车 业可持续发展的重要因素。 尽管如此，环保汽车的巨大商机必将吸引众多厂商。欧标准的实施，是中国 汽车工业对人类和环境的承诺。排放标准的提升，必将推动环保型汽车零部件的研 制、生产和使用。环保，已成为一个商机，带领中国的汽车工业进入世界的前沿阵 地。 汽车排放控制系统检修 2 2 2 排放污控制的主要装置排放污控制的主要装置 排放控制系统是把发动机排放的污染物转化为无害物的装置。排放控制系统由 废气再循环系统(EGR)、燃油蒸气回收装置(EVAP)、二次空气喷射装置(EAIR)和三 元催化转换器(TWC)等组成。 2.1 废气再循环系统(EGR) 废气再循环(EGR)系统用于降低废气(惰性气体)中的氧化氮(NOX)的排出量。氮 和氧只有在高温高压条件下才会发生化学反应，发动机燃烧室内的温度和压力满足 了上述条件，在强制加速期间更是如此。 2.2 燃油蒸气回收装置(EVAP) 2.2.12.2.1燃油蒸气回收装置燃油蒸气回收装置(EVAP)的作用的作用 防止油箱内的燃油蒸气逸人大气中，既能减轻污染，又能节约燃油。奥迪 A6 采用的是 ECU 控制的燃油蒸气回收装置。 2.2.2燃油蒸气回收装置燃油蒸气回收装置(EVAP)的结构原理的结构原理 活性炭罐内充满了活性炭粒。活性碳可以吸收汽油蒸气中的汽油分子。当油箱 内的汽油蒸气经管道进入蒸气回收罐时，蒸气中的汽油分子被吸附在活性炭表面， 剩下的空气则经蒸气回收罐的出气口排到大气中。 2.3 二次空气喷射装置(EAIR) 2.3.1二次空气喷射装置的作用二次空气喷射装置的作用 向排气净化系统喷人新鲜空气，促进HC和CO的燃烧，达到废气净化的目的。 2.3.2二次空气喷射系统的结构原理二次空气喷射系统的结构原理 二次空气喷射系统的构成如图3所示。由于车辆在冷起动阶段混合气较浓，因而 排气中未燃烧的碳氢化合物的比例较高，通过二次空气喷射系统可以使三效催化转 化器提前达到工作状态，从而改善三效催化转化器内的氧化过程(二次氧化)并减少 排气中的有害物质。二次氧化所产生的热量还可大大缩短三效催化转化器的起作用 时间，从而大大改善冷起动阶段的排放净化性能。 3 3 排放控制典型装置的检修（排放控制典型装置的检修（以以索纳塔为例） 汽车排放控制系统检修 3 索纳塔 SONATA 排放控制系统主要由曲轴箱排放控制（PCV）系统、燃油蒸发排 放（EVAP）控制系统和废气再循环（EGR）系统等组成。 3.1 曲轴箱排放控制系统的检修： 曲轴箱排放控制系统主要是曲轴箱强制通风（PCV）系统，PCV 系统的作用是将 窜入曲轴箱内的窜气和机油蒸气的混合气导入发动机燃烧室进行燃烧。该系统的核 心是 PCV 阀，当 PCV 阀正常工作时，曲轴箱内的排放将得到有效控制。 3.1.1 诊断曲轴箱排放控制系统的故障时，应按照如下步骤进行操作： 1从 PCV 阀上拆下通风软管 2从摇臂罩板上卸下 PCV 阀 3重新接上通风软管； 4使发动机处于怠速运转状态，用手指按在 PCV 阀的开口端，确认是否有真空 度，正常情况下，应能感觉到有真空度（手指受到吸力作用），否则说明曲轴箱排 放控制系统工作不正常，应用清洗液清洗 PCV 阀和通风软管，必要时更换。 3.1.2 诊断 PCV 阀的故障时的操作方法是： 1拆下 PCV 阀 2将干净的软管接到 PCV 阀上，从汽缸盖一侧吹气，空气应能顺畅地通过，从 进气歧管一侧吹气，空气应很难通过，如果检测结果与上述要求不符，则应更换 PCV 阀； 3从 PCV 阀的螺纹端将一根小细棍插入 PCV 阀，检查 PCV 阀内的柱塞是否移动， 正常情况下，PCV 阀的柱塞应能移动，如果柱塞不移动，则说明 PCV 阀柱塞卡滞， 需清洗或更换 PCV 阀，需要注意的是，安装 PCV 阀时，其拧紧力矩为 812Nm 4重新装上 PCV 阀，检查垫片及连接处有无泄漏、破裂或其他损坏，必要时更 换。 3.2 燃油蒸发排放控制系统的检修： EVAP 控制系统的作用是防止油箱内的燃油蒸气逸入大气中。该系统采用吸附法 将流经活性炭罐的燃油蒸气吸附在活性炭上，待发动机工作时，再将被吸附的燃油 蒸气在负压条件下解附，经进气歧管送入发动机燃烧室燃烧。燃油蒸发排放控制系 统主要限制 HC 的排出，其系统构成如图 4 所示。 3.2.1 诊断 EVAP 活性炭罐及燃油蒸气管路故障的具体步骤是： 1检查燃油蒸气管路的连接有无松动、死弯、扭曲、裂缝、损伤或燃油泄漏； 2拆下 EVAP 活性炭罐，检查有无裂缝或损伤。 汽车排放控制系统检修 4 3.2.2 诊断 EVAP 活性炭罐清洗电磁阀故障的步骤是；（如图 1） 1从 EVAP 活性炭罐清洗电磁阀上拆下真空软管（黑底红条），并在其上做好 标记，以便能装回原处； 2拆下 EVAP 活性炭罐清洗电磁阀导线连接器； 3在带红条的真空软管所连接的管接头上接 上真空泵； 4抽真空，检查 EVAP 活性炭罐清洗电磁阀在 通电和断电时的情况是否正常，正常情况为施加蓄电池电压时应有真空度，断开蓄 电池电压时，真空应保持住； 图 1. 活性炭罐清洗电磁阀 5用万用表欧姆挡测量 EVAP 活性炭罐清洗电磁阀两端子之间的电阻，电阻一 般为 3644，否则，更换炭罐清洗电磁阀。 3.2.3 活性炭罐清洗系统其检查步骤如下： 1从节气门体上拆下真空软管（带红条），并将一真空泵软管上； 2在发动机分别处于冷（发动机冷却液温度为 60或更低）、热（发动机冷 却液温度为 70或更高）状态下，检查结果应符合表 1 所列的状态。暂时保持真空， 之后消失。当海拔高度大于 2200m，或者进气温度小于 50时，真空度继续降低。 诊断 EVAP 活性炭罐清洗孔真空度故障的方法是： 1在发动机冷却液温度为 8095时，从进气歧管的清洗软管接头（如图 8 所示）上拆下真空软管，将一真空泵接到接头上； 2启动发动机，轰大油门使发动机转速提高后，检查真空度是否保持得相当稳 定，若不产生真空度，则说明进气歧管上的 EVAP 活性炭罐清洗孔可能堵塞，需要进 行清理。 3.3EGR 系统的检修 3.3.1 诊断 EGR 系统故障的具体步骤是： 1从节气门体上拆下真空软管（绿条）并将真空泵接到真空软管上； 2在发动机分别处于冷（发动机冷却液温度为 50或更低）、热（发动机冷 却液温度为 8095或更高）状态下，检查 EGR 系统的工作状况，发动机冷态，怠 速运转时施加真空，真空应该消失，发动机热态时，真空应能保持住。 汽车排放控制系统检修 5 3.3.2 检查 EGR 阀的控制真空度的方法是： 1在发动机冷却液温度为 8095时，从节气门体的 EGR 真空接头上拆下真 空软管，接上真空泵， 2启动发动机，轰大油门使发动机转速增高后，检查 EGR 阀的控制真空度是否 随发动机转速的升高而正比例增加，如果真空度变化不合理，则说明节气门的通风 孔可能堵塞，需要清理。 3.3.3 检修 EGR 阀的具体步骤是： 1拆下 EGR 阀，检查有无粘结、积碳现象，如有则需要清洗； 2将真空泵接到 EGR 阀上，抽真空到 67kPa； 3向一个 EGR 通道吹气，检查 EGR 阀 工作情况，当真空度不大于 7kPa 时，空气 应吹不过去；当真空度不小于 23kPa 时， 空气可以吹过去。注意：在安装 EGR 阀时， 要用新的密封垫并将紧固螺栓拧紧至 1522 Nm 的规定力矩 图 2.EGR 阀 3.3.4 检查 EGR-TVV（废气再循环温控真空阀）的具体步骤是： 1从 EGR-TVV 上拆下真空软管，并将真空泵接到 EGR-TVV 上，如图 10 所示； 2抽真空，检查通过 EGR-TVV 真空的情况，正常情况下当发动机冷却液温度不 高于 50时，真空度下降，当发动机冷却液温度不低于 80时保持真空； 3将发动机冷却液从散热器中排入合适的容器内，从旁通出水口上拆下 TVV 阀， 并将 TVV 阀放入水中 4当水温低于 35时，TVV 阀应该关闭，将空气吹入管口中，空气应不能流过 TVV 阀，当水温高于 54时，TVV 阀应该开启，将空气吹入管口中，空气应能自 由地流过 TVV 阀； 5在检修过程中，拆卸和安装 EGR-TVV 时，对塑料部位均不得使用扳手，安装 EGR-TVV 时，在螺纹部分要涂一层密封剂并将紧固螺栓拧紧至 2040 Nm 的规定 力矩，并重新加注发动机冷却液，检查有无泄漏。 4 4 排放控制系统典型装置的故障与排除（以奥迪排放控制系统典型装置的故障与排除（以奥迪 A6A6 为例）为例） 4.1活性碳罐系统的故障案例 汽车排放控制系统检修 6 4.1.1故障现象故障现象 一辆行驶了15.4万km的1998款原装美版2.8L四驱奥迪C5A6启动后加油即熄火， 有时还完全就无法启动。 4.1.2故障诊断故障诊断 该车被拖回维修站后进行检测，发动机电控系统电脑检查无故障记忆。根据故 障现象的经验判断，发动机供油系统的可能性比较大，也就是汽油泵问题，随即更 换一个新的汽油泵试车，发现故障现象依旧。这时故障原因就变得比较模糊，对故 障的检查也变得比较麻烦。首先要确定是发动机供油系统还是电控系统的问题。当 拆下火花塞时发现火花塞电极上面已经是湿的，也就是我们经常说的，火花塞已经 基本被“淹死”。造成火花塞“淹死”的原因有：火花塞不点火；发动机喷油过多； 机械故障导致汽缸压力低或没有汽缸压力。通过火花塞找到问题的检查思路，排查 火花塞“淹死”的原因，也就会找到该车故障的真正原因。 4.1.3故障分析故障分析 采用先易后难的检查原则，首先检查发动机的点火，用跳火的方法检查，发动 机跳火正常。检查发动机的汽缸压力也正常，那么问题还是出在发动机的供油系统。 供油系统的汽油泵问题已经被排除，汽油的压力应该没有问题，那么问题在哪里？ 是喷油嘴吗？拆掉喷油嘴做油嘴的喷油量和泄漏试验，结果正常，油嘴的喷油雾状 也很好，油嘴在压力保持阶段也没有泄漏。根据以上的检查，供油系统也正常，那 么问题到底出在哪里？除通过发动机常规的供油系统外，难道其他系统还会向发动 机的进气道进汽油引起火花塞“淹死”吗？问题检查到这里就想到了油箱的燃油蒸 发系统，该系统会对进气道供给额外的油箱蒸汽，但在正常情况下通过该系统供给 的是燃油蒸汽，如果供给多的话，顶多只会造成发动机混合气过浓。冒黑烟或是热 车熄火的故障现象，而不至于引起加不上油的故障。当我们拆开该系统的管路时发 现管路中竟然有汽油流出，汽油肯定会通过进气道进入发动机汽缸造火花塞淹死。 4.1.4故障排除故障排除 故障点找到了，但该系统的管路中怎么会有汽油呢？管路中有汽油，活性碳罐 中肯定也存有汽油。于是拆下活性碳罐，果然其内部也有汽油。顺着活性碳罐的管 汽车排放控制系统检修 7 路检查，原来是活性碳罐与油箱连接的管路中有汽油，该管路与油箱加油口的下部 相连，如图3所示。 根据图3所示的活性碳罐系统管路的连接情况可以推测该车是在加油时汽油加注 过满或是用了不正确的汽油加注方法引起了活性碳罐管路中有汽油。此时再观察汽 油表，发现油箱是满的。询问车主得知，加油时汽油加到了油箱口。而恰恰在该车 的油箱加注口，就有关于汽油加注问题的图示（如图4所示）。 图3活性碳罐系统管路 图 4 油箱加注口处有关加油方法的提示 4.1.5故障诊断总结故障诊断总结 汽油加注方法不正确，且加注过满造成活性碳罐系统的管路中有汽油，引起进 气道内有汽油，使火花塞“淹死”，发动机无法启动。清除掉管路中的汽油，并更 汽车排放控制系统检修 8 换活性碳罐后故障排除。但是该故障现象却是非常危险的，造成的后果不但有故障 现象的存在，严重时汽油可以通过活性碳罐下部的排水阀直接流到车底，有引发火 灾的危险，而且汽油未经燃烧直接排到排气歧管中，还有损坏三元催化装置的可能。 综上所述，要掌握正确的汽油加注方法，汽油加注的油枪一定要插到底，油枪 自动停止就可以了。切忌加油时采取顺着油箱口流油的方法加注，且油枪自动停止 后，不能再加注汽油。 4.2二次空气喷射系统故障的故障案例 4.2.1故障现象故障现象 一辆配备28LATQ发动机全时4轮驱动共行驶3万km。发动机故障警告灯点 亮，行驶中无不良感觉。清除故障码后次日早晨又会点亮。 4.2.2故障诊断故障诊断 连接VAG1552并读取系统故障码，发现有故障码P1423和P1411，含义为右 列汽缸和左列汽缸二次空气喷射流量不足。清除后再一次读取故障码发现系统正常。 4.2.3原因分析原因分析 二次空气喷射的启动条件，必须在水温位于-1045时工作超过45后将会 停止二次空气喷射，也就是说当车辆处于热车时无法让故障现象再现。于是采用一 个25k的电阻插在水温传感器上来“骗”发动机控制单元让其控制二次空气喷射泵 工作，但结果是二次空气喷射泵正常转动，而发动机故障灯也再一次点亮，读取到 的故障码仍旧是P1423和P1411。 4.2.4故障的排除故障的排除 检查发现进气管上的真空管凌乱不堪，错插了好几根。将所有真空管正常插接 到位后，故障现象依旧。将去往二次空气喷射阀的真空管拔下，发现在二次空气喷 射系统工作时根本没有真空这一下查到故障根源了。用VAG1552的元件测试功 能测试二次空气喷射系统开关阀发现开关阀不动作，但在其附近却依然听到“嗒、 汽车排放控制系统检修 9 嗒”声，原来是共振进气开关阀在动作，对照线路图时发现两个插头插反了，将插头 对调后故障消失。 4.2.5故障诊断总结故障诊断总结 这起人为故障兜了一个大圈才发现问题所在固然有人为因素，但厂家在生产 该产品时是否也存在一定的不合理性呢？首先邻近的两个插头应该不一样，即插错 也插不上。其二两个电磁阀颜色一模一样，厂家仅用绿蓝油铅笔在各自插头淡淡 地画了一下来区分颜色，随着里程的增加及高温，油铅印很快会消失。 4.3EGR系统的故障的故障案例 4.3.1故障现象故障现象 一辆1997年产进口美规奥迪A6 4.2轿车，用户反映该车在行驶过程中经常出现 突然松开油门后发动机剧烈抖动或马上熄火的现象，车辆在行驶时并无其他不良状 况，并称该车因此故障已在多家修理厂进行过维修，但故障始终未得到解决。 4.3.2故障诊断故障诊断 根据用户反映的情况，首先连接故障诊断仪V.A.G1551检测了发动机电控系统， 但系统中无故障存储。为了明确故障原因，又利用诊断仪读取了各传感器和各执行 器的动态数据流，发现相关的一些技术参数均在规定范围内。通过以上的检查，表 明故障出在发动机电控系统方面的可能性不大。 4.3.3故障分析故障分析 故障排除进行到此时，我们也对该车的故障进行了进一步的分析。一般能造成 发动机怠速熄火的原因很多，如进气系统某气阀或管接头漏气，燃油系统压力不足 或系统因某种原因脏堵，点火系统漏电或火花能量不足，燃油蒸发排放控制系统漏 气，以及废气再循环系统(EGR)工作不正常等。 汽车排放控制系统检修 10 图 5 进气系统密封良好 由于该车曾在多家修理厂维修过，而各修理厂的水平又参差不齐，所以我们必 须对很多环节引起注意，以免被一些人为因素所干扰。经过大家讨论，我们决定就 以上怀疑的地方逐项进行检查。为此，我们先测量了进气系统的真空度，测量结果 在正常范围之内，说明进气系统密封正常(图5)。然后我们连接油压表测量了发动机 在怠速工况和急加速时的燃油压力，也未发现异常，证明燃油系统应该没有什么问 题。为了排除燃油蒸发排放系统(图6)出故障的可能性，我们暂时将燃油蒸气通道隔 断，但故障依旧，至此也可以排除该系统出故障的可能性。接下来我们就将检测重 点放到了EGR系统上，于是我们将其切断，结果发动机马上就恢复正常了，看来该 车的故障就是由EGR工作异常所致。 图 6 燃油蒸发排放控制阀正常 4.3.4故障排除故障排除 根据该车EGR系统结构特点分析，产生故障的可能性有2个： 汽车排放控制系统检修 11 （1）电磁阀关闭不严，从而使得进气管的真空度不受电磁阀控制而进入EGR阀 真空膜室将EGR阀打开，导致废气进入气缸参与燃烧。 （2）EGR阀关闭不严，导致废气不受EGR阀的控制直接进入气缸参与燃烧。 我们先切断了电磁阀与EGR阀之间的真空通道，结果故障依旧，证明是EGR阀 关闭不严。拆下EGR阀检查，阀门果然漏气。我们发现阀门和阀座上均结有积炭， 正是这些积炭导致阀门关闭不严而漏气。经清除EGR阀门及阀座上的积炭，并用研 磨膏研磨后，测试不漏气装复后试车，故障排除。 4.3.5故障总结故障总结 众所周知，EGR系统的工作是受发动机控制单元控制的，发动机控制单元根据 发动机转速、负荷(节气门开度)、温度、进气流量及排气温度信号，通过控制电磁 阀适时地打开，使排气系统中的少部分废气经EGR阀进入进气系统，与混合气混合 后进入气缸参与燃烧。少部分废气进入气缸参与混合气的燃烧后，降低了燃烧室中 的温度，因NOx是在高温富氧条件下生成的，故抑制了NOx的生成，从而降低了废 气中的NOx的含量。当发动机在怠速、低速小负荷及冷机时，发动机控制单元控制 废气不参与再循环，避免发动机性能受到影响；当发动机超过一定的转速、负荷且 达到一定的温度时，发动机控制单元控制少部分废气参与再循环，且参与再循环的 废气量能够根据发动机转速、负荷、温度及废气温度的不同而改变，以达到废气中 的NOx含量最低。一旦发动机的EGR系统出现故障，使得过多的废气参与再循环， 将会影响发动机混合气的正常燃烧，从而影响发动机的动力性。特别是在发动机怠 速、低速、小负荷及冷机工况时，这种影响尤为明显。 汽车排放控制系统检修 12 结论 控制排放系统不仅对发动机排放出的污染物的净化有着非常重要的的作用，而 且其系统各部分的装置的工作状态对汽车整个的运行也起着关键作用。排放控制系 统的组成装置较多，产生的故障也不少，只要对其系统结构和工作原理有了充分的 了解，就不难着手去解决相关的故障。 经过几个月的努力，排放控制系统原理结构与检修论文终于完成。在整