模块四__丰田卡罗拉发动机排放控制系统检修

1、汽油蒸发回收控制系统（汽油蒸发回收控制系统（EVAPEVAP）4.1 氧传感器氧传感器4.2 三元催化转换器三元催化转换器4.3 二次空气喷射系统二次空气喷射系统4.3 随车自诊断随车自诊断4.3 【项目知识点】【项目知识点】 汽车的排气污染物主要是指从排气汽车的排气污染物主要是指从排气 管排出的一氧化碳（管排出的一氧化碳（CO）、碳氢化合物）、碳氢化合物 （HC）、氮氧化合物（）、氮氧化合物（NOx）等有害污）等有害污 染物。染物。 （1）一氧化碳（）一氧化碳（CO）。）。CO是一种无色是一种无色 无味的有毒气体。由于其能使血液的输无味的有毒气体。由于其能使血液的输 氧能力大大降低，因此高浓

2、度的氧能力大大降低，因此高浓度的CO能够能够 引起人体生理和病理上的变化，使心脏引起人体生理和病理上的变化，使心脏 和大脑等重要器官严重缺氧，从而引起和大脑等重要器官严重缺氧，从而引起 头晕、恶心、头痛等症状，轻则使中枢头晕、恶心、头痛等症状，轻则使中枢 神经系统受损，重则使心血管工作困难神经系统受损，重则使心血管工作困难 甚至死亡。甚至死亡。 汽车尾气中的汽车尾气中的CO是燃烧的中间产物，是是燃烧的中间产物，是 在燃烧缺氧或者低温条件下由于燃烧不完全在燃烧缺氧或者低温条件下由于燃烧不完全 而产生的。而产生的。 当汽车的负载过大、慢速行驶或者空挡运当汽车的负载过大、慢速行驶或者空挡运 转时，混

3、合气过浓或者燃油不能完全燃烧，转时，混合气过浓或者燃油不能完全燃烧， 排气管中的排气管中的CO含量会明显增加。含量会明显增加。 （2）碳氢化合物（）碳氢化合物（HC）。）。HC包括没有包括没有 燃烧和未完全燃烧的燃油、润滑油及其燃烧和未完全燃烧的燃油、润滑油及其 裂解产物和部分氧化物。其中的某些成裂解产物和部分氧化物。其中的某些成 分会对眼睛、呼吸道和皮肤有强烈的刺分会对眼睛、呼吸道和皮肤有强烈的刺 激作用，浓度高时会使人头晕、恶心、激作用，浓度高时会使人头晕、恶心、 贫血甚至导致白血病以及某些癌症；碳贫血甚至导致白血病以及某些癌症；碳 氢化合物中的某些烃类成分还是引起光氢化合物中的某些烃类成

4、分还是引起光 化学烟雾的主要物质。化学烟雾的主要物质。 HC是由混合气过稀、点火不良、排气是由混合气过稀、点火不良、排气 门泄漏等原因导致燃烧不完全产生的。门泄漏等原因导致燃烧不完全产生的。 （3）氮氧化合物（）氮氧化合物（NOx）。）。NOx是燃烧过程是燃烧过程 中形成的多种氮氧化物，包括中形成的多种氮氧化物，包括NO、NO2、 N2O3、N2O4等。氮氧化合物中等。氮氧化合物中95%以上都以上都 是是NO。NO是一种无色无味的气体，毒性是一种无色无味的气体，毒性 不大，但可被氧化成不大，但可被氧化成NO2。 NO2是一种红棕色的有毒气体，它能是一种红棕色的有毒气体，它能 使血液输氧能力下降

5、，会损害心脏、肝、使血液输氧能力下降，会损害心脏、肝、 肾等器官，另外肾等器官，另外NO2还是产生酸雨、烟雾还是产生酸雨、烟雾 和引起气候变化的主要原因。和引起气候变化的主要原因。 NOx是混合气在高温、富氧下燃烧时是混合气在高温、富氧下燃烧时 产生的。产生的。 1汽油蒸发回收控制系统的功能汽油蒸发回收控制系统的功能 汽油蒸发回收控制系统的功能是：阻止燃油箱汽油蒸发回收控制系统的功能是：阻止燃油箱 内蒸发的汽油蒸气泄漏到大气中，以免污染环境；内蒸发的汽油蒸气泄漏到大气中，以免污染环境； 将燃油箱的汽油蒸气进行收集后，适时地送入进气将燃油箱的汽油蒸气进行收集后，适时地送入进气 管与空气混合，然后

6、进入发动机燃烧，使汽油得到管与空气混合，然后进入发动机燃烧，使汽油得到 充分利用，提高了燃油的经济性；同时，还根据发充分利用，提高了燃油的经济性；同时，还根据发 动机工况，控制导入气缸参加燃烧的汽油蒸气量。动机工况，控制导入气缸参加燃烧的汽油蒸气量。 2汽油蒸发回收控制系统的组成与原理汽油蒸发回收控制系统的组成与原理 图图4-1 典型的汽油蒸发回收控制系统图典型的汽油蒸发回收控制系统图 卡罗拉轿车燃油蒸汽排放控制电磁卡罗拉轿车燃油蒸汽排放控制电磁 阀控制电路如图阀控制电路如图4-2所示。所示。 图图4-2 卡罗拉轿车燃油蒸气排放控制电磁阀控制电路卡罗拉轿车燃油蒸气排放控制电磁阀控制电路 （1）

7、一般维护。）一般维护。 在使用中，应经常检查各连接管路有在使用中，应经常检查各连接管路有 无破损或漏气，必要时更换连接软管。无破损或漏气，必要时更换连接软管。 检查活性炭罐壳体有无裂纹，底部进检查活性炭罐壳体有无裂纹，底部进 气滤芯是否脏污，必要时更换炭罐或滤气滤芯是否脏污，必要时更换炭罐或滤 芯。芯。 一般汽车每行驶一般汽车每行驶20 000km，应更换活，应更换活 性炭罐底部的进气滤芯。性炭罐底部的进气滤芯。 （2）电磁阀及其电路的检查。）电磁阀及其电路的检查。 拆开电磁阀进气管一侧的软管。拆开电磁阀进气管一侧的软管。 发动机怠速运行时，使用故障诊断仪发动机怠速运行时，使用故障诊断仪 执行

8、主动测试，当执行打开电磁阀动作执行主动测试，当执行打开电磁阀动作 时，听软管是否有吸气的声音，如没有时，听软管是否有吸气的声音，如没有 需对电磁阀及其电路做进一步的检测。需对电磁阀及其电路做进一步的检测。 拆开电磁阀线束插接器，测量电磁阀两拆开电磁阀线束插接器，测量电磁阀两 端子间的电阻，阻值一般应为端子间的电阻，阻值一般应为3644。 测量电磁阀线束侧电源端子间的电压，测量电磁阀线束侧电源端子间的电压， 应为应为12 V。 NOx是空气中的氮气与氧气在高温、是空气中的氮气与氧气在高温、 高压的条件下生成的。高压的条件下生成的。 发动机排出发动机排出NOx的量主要与气缸内的的量主要与气缸内的

9、最高温度有关，气缸内最高温度越高，排最高温度有关，气缸内最高温度越高，排 出的出的NOx量越多。量越多。 废气再循环简称废气再循环简称EGR，其功能是在发，其功能是在发 动机工作过程中，将一部分废气引入进气动机工作过程中，将一部分废气引入进气 管，与新鲜空气（或混合气）混合后返回管，与新鲜空气（或混合气）混合后返回 气缸进行再循环。气缸进行再循环。 废气再循环是目前用于减少废气再循环是目前用于减少NOx排放量的排放量的 一种有效措施。一种有效措施。 发动机工作并进行废气再循环时，废气再发动机工作并进行废气再循环时，废气再 循环量的多少可用废气再循环率（循环量的多少可用废气再循环率（EGR率）来

10、率）来 表示，表示，EGR率是指废气再循环量与进入气缸内率是指废气再循环量与进入气缸内 的气体总量的比率，即的气体总量的比率，即 EGR率率 = EGR气体流量气体流量/（吸入空气量（吸入空气量 + EGR气体流量）气体流量） 100% 废气再循环控制系统有机械式和电控废气再循环控制系统有机械式和电控 式两种。式两种。 一般机械式控制系统控制的一般机械式控制系统控制的EGR率较率较 小（为小（为5%15%），即使采用能进行比较），即使采用能进行比较 复杂控制的机械式控制系统，控制的自由复杂控制的机械式控制系统，控制的自由 度也受到限制。度也受到限制。 电控式控制系统不仅结构简单，而且电控式控制

11、系统不仅结构简单，而且 可进行较大可进行较大EGR率（率（15%20%）控制。）控制。 因此，在现代汽车电控发动机上通因此，在现代汽车电控发动机上通 常采用电控式常采用电控式EGR控制系统。控制系统。 电控式电控式EGR控制系统主要有两种类控制系统主要有两种类 型：开环控制型：开环控制EGR系统和闭环控制系统和闭环控制EGR 系统。系统。 冷却液温度传感器 曲轴位置传感器 节气门位置传感器 EGR 阀 起 动 信 号 EGR 真空电磁阀 图图4-3 典型开环控制典型开环控制EGR系统图系统图 在发动机工作时，在发动机工作时，ECU控制控制EGR真真 空电磁阀通电，停止废气再循环的工况空电磁阀通

12、电，停止废气再循环的工况 有：有： 起动工况（起动开关信号）。起动工况（起动开关信号）。 怠速工况（节气门位置传感器怠速触怠速工况（节气门位置传感器怠速触 点闭合信号）。点闭合信号）。 暖机工况（冷却液温度信号）。暖机工况（冷却液温度信号）。 转速低于转速低于900r/min或高于或高于3 200r/min的的 工况（转速信号）。工况（转速信号）。 在开环控制在开环控制EGR系统中，系统中，EGR率只率只 受受ECU预先设置好的程序控制，系统不预先设置好的程序控制，系统不 能检测发动机各种工况下的能检测发动机各种工况下的EGR率，因率，因 此无反馈信号。此无反馈信号。 而在闭环控制而在闭环控制

13、EGR系统中，系统中，ECU以以 EGR率或率或EGR阀开度作为反馈信号实现阀开度作为反馈信号实现 闭环控制，其控制精度更高。闭环控制，其控制精度更高。 图图4-4 用用EGR阀开度作为反馈信号的阀开度作为反馈信号的 闭环控制闭环控制EGR系统图系统图 图图4-5 用用EGR率作为反馈信号的闭环控率作为反馈信号的闭环控 制制EGR系统控制原理图系统控制原理图 电磁式电磁式EGR阀由发动机阀由发动机ECU控制，控制， 电磁式电磁式EGR阀由电磁线圈、电枢、锥形阀由电磁线圈、电枢、锥形 阀、阀、EGR阀开度位置传感器等组成，如阀开度位置传感器等组成，如 图图4-6所示。所示。 发动机发动机ECU控

14、制电磁线圈通电，使控制电磁线圈通电，使 电枢向上运动，当其带动锥形阀离开阀电枢向上运动，当其带动锥形阀离开阀 座后，废气就可以进入进气歧管。座后，废气就可以进入进气歧管。 通用凯越轿车通用凯越轿车EGR阀安装位置如图阀安装位置如图 4-7所示。所示。 图图4-6 电磁式电磁式EGR阀的结构阀的结构 1弹簧；弹簧；2位置传感器；位置传感器；3电磁线圈；电磁线圈； 4阀杆；阀杆；5通道；通道；6EGR阀；阀；7阀体阀体 图图4-7 凯越轿车凯越轿车EGR阀安装示意图阀安装示意图 图图4-8 凯越轿车废气再循环（凯越轿车废气再循环（EGR）控）控 制电磁阀控制电路制电磁阀控制电路 使用故障诊断仪指令

15、使用故障诊断仪指令EGR阀至阀至25%、 50%、75%等特定开度，观察发动机怠等特定开度，观察发动机怠 速转速是否变化，如无变化说明速转速是否变化，如无变化说明EGR阀阀 故障或线路故障。故障或线路故障。 发出以上指令的同时，如发动机怠速发出以上指令的同时，如发动机怠速 转速发生变化，则同时读取转速发生变化，则同时读取EGR阀开度阀开度 是否增大，如无变化说明开度传感器或是否增大，如无变化说明开度传感器或 线路故障。线路故障。 如中怠速转速无变化，应检查如中怠速转速无变化，应检查EGR 阀电源端子是否有阀电源端子是否有12V电压。电压。 三元催化技术是目前汽车上采用最多的一三元催化技术是目前

16、汽车上采用最多的一 种排气污染物处理净化技术。种排气污染物处理净化技术。 TWC串联在排气系统中，当排气气流进串联在排气系统中，当排气气流进 入催化器时，废气中的有害气体入催化器时，废气中的有害气体CO、HC和和 NOx在三元催化剂（铂、钯和铑的混合物）的在三元催化剂（铂、钯和铑的混合物）的 作用下发生化学反应，生成作用下发生化学反应，生成CO2、N2和和H2O， 废气中的三类有害气体通过废气中的三类有害气体通过TWC后均变成了后均变成了 无害气体，使废气得到净化。无害气体，使废气得到净化。 三元催化转换器安装在排气管前部，三元催化转换器安装在排气管前部， 一般为可拆卸式。一般为可拆卸式。 丰

17、田雷克萨斯丰田雷克萨斯LS400轿车三元催化转轿车三元催化转 换器的安装位置如图换器的安装位置如图4-9所示，该车型装备所示，该车型装备 V型发动机，在左右排气管上各装一个三型发动机，在左右排气管上各装一个三 元催化转换器。元催化转换器。 图图4-9 丰田雷克萨斯丰田雷克萨斯LS400轿车三元催轿车三元催 化转换器的安装位置图化转换器的安装位置图 三元催化转化器（三元催化转化器（Three-way Catalyst Converter，TWC）主要由金属壳体、陶）主要由金属壳体、陶 瓷格栅底板及催化剂涂层组成，如图瓷格栅底板及催化剂涂层组成，如图4-10 所示。所示。 目前，三元催化转换器内装

18、用的三元目前，三元催化转换器内装用的三元 催化剂一般为铂与铑的混合物。催化剂一般为铂与铑的混合物。 铂能促使排气中的有害成分铂能促使排气中的有害成分CO、HC 被氧化成被氧化成CO2和和H2O，铑能加速有害气体，铑能加速有害气体 NOx被还原成被还原成N2和和O2，从而起到净化排气，从而起到净化排气 的作用。的作用。 图图4-10 三元催化转化器结构示意图三元催化转化器结构示意图 根据催化剂载体的结构特点，三元根据催化剂载体的结构特点，三元 催化转化器可分为颗粒型和蜂巢型两种催化转化器可分为颗粒型和蜂巢型两种 类型，前者将催化剂沉积在颗粒状氧化类型，前者将催化剂沉积在颗粒状氧化 铝载体表面，后

19、者将催化剂沉积在蜂巢铝载体表面，后者将催化剂沉积在蜂巢 状氧化铝载体表面，氧化铝表面有形状状氧化铝载体表面，氧化铝表面有形状 复杂的表层，可增大催化剂与废气的实复杂的表层，可增大催化剂与废气的实 际接触面积。际接触面积。 催化转化器的转化效率是指试验车辆或催化转化器的转化效率是指试验车辆或 发动机按照某种指定的工况运行时，催化转发动机按照某种指定的工况运行时，催化转 化器前后某种污染物排放量的变化率，即化器前后某种污染物排放量的变化率，即 = -转化器前污染物排放量转化器后污染物排放量 转化器转化效率 转化器前污染物排放量 图图4-11 三元催化转换器转化效率与空燃比三元催化转换器转化效率与空

20、燃比 （1）使用）使用TWC时的注意事项。时的注意事项。 装有氧传感器和装有氧传感器和TWC的汽车，禁止使用含的汽车，禁止使用含 铅汽油，以防止催化剂铅汽油，以防止催化剂“铅中毒铅中毒”而失效。而失效。 TWC固定不牢或汽车在不平路面上行驶时固定不牢或汽车在不平路面上行驶时 的颠簸，容易导致转换器中的催化剂载体损的颠簸，容易导致转换器中的催化剂载体损 坏，从而使催化器和排气系统堵塞。坏，从而使催化器和排气系统堵塞。 装用蜂巢型装用蜂巢型TWC的汽车一般每行驶的汽车一般每行驶 80 000km时就应更换转换器芯体。装用时就应更换转换器芯体。装用 颗粒型颗粒型TWC的汽车，其颗粒型催化剂的的汽车，

21、其颗粒型催化剂的 质量低于规定值时，应全部更换。质量低于规定值时，应全部更换。 发动机的排气温度过高（发动机的排气温度过高（815以上）以上） 时，时，TWC的转换效率将明显下降。的转换效率将明显下降。 不要在易燃路面上行驶或者停车，由不要在易燃路面上行驶或者停车，由 于于TWC的表面温度高达的表面温度高达370，因此如，因此如 果路面上有酒精、干草或者其他易燃物果路面上有酒精、干草或者其他易燃物 时，有可能引起火灾。时，有可能引起火灾。 避免大油门冷起动，车辆冷起动后（尤避免大油门冷起动，车辆冷起动后（尤 其在冬季），应在水温达到一定温度后（约其在冬季），应在水温达到一定温度后（约 40）行

22、车，并且在行驶过程中注意水温，）行车，并且在行驶过程中注意水温， 如水温过高应及时停车。如水温过高应及时停车。 发动机长时间怠速是降低发动机长时间怠速是降低TWC使用寿使用寿 命的一种最坏的工况。命的一种最坏的工况。 当发动机着车困难或感觉车辆无力、当发动机着车困难或感觉车辆无力、 抖动以及气缸不工作时，应及时到专业抖动以及气缸不工作时，应及时到专业 的维修站修理。的维修站修理。 （2）维修装有）维修装有TWC汽车时的注意事项。汽车时的注意事项。 为了防止过量的排放污染物或燃油蒸汽为了防止过量的排放污染物或燃油蒸汽 到达到达TWC内部引起高温，汽车维修检测内部引起高温，汽车维修检测 期间应注意

23、以下几个方面。期间应注意以下几个方面。 检查发动机各缸的工作情况时，最好用检查发动机各缸的工作情况时，最好用 示波器而不要用短路法或从运转着的发动示波器而不要用短路法或从运转着的发动 机上拔下高压线的方法试火或进行断缸实机上拔下高压线的方法试火或进行断缸实 验。如果没有示波器，那么用卸下火花塞验。如果没有示波器，那么用卸下火花塞 导线或短路法检查可疑气缸时，发动机的导线或短路法检查可疑气缸时，发动机的 运转时间切勿超过运转时间切勿超过30s。 对使用传统变速器的汽车不要推车起对使用传统变速器的汽车不要推车起 动，而应使用备用蓄电池和跨接电缆线动，而应使用备用蓄电池和跨接电缆线 起动。起动。 当

24、出现不正常的工作状况，如自燃、当出现不正常的工作状况，如自燃、 严重喘振、回火或重复性失速时，应及严重喘振、回火或重复性失速时，应及 时停机修理，这些状况可导致时停机修理，这些状况可导致TWC永久永久 性损坏。性损坏。 行驶着的车辆切勿切断点火开关。行驶着的车辆切勿切断点火开关。 当发动机间断性点火时，起动发动机当发动机间断性点火时，起动发动机 的时间不要超过的时间不要超过30s。 拓展知识拓展知识4-1 三元催化转换器性能的检三元催化转换器性能的检 测方法测方法 1外观检查外观检查 2TWC芯子堵塞的检测芯子堵塞的检测 3TWC转化效率的检测转化效率的检测 （1）红外温度计测量法。）红外温度

25、计测量法。 （2）利用双氧传感器信号电压波形分析。）利用双氧传感器信号电压波形分析。 4.4.1 氧传感器氧传感器 1氧化锆式氧传感器氧化锆式氧传感器 混合气较浓时，排气气流中的混合气较浓时，排气气流中的O2含量含量 较低，较低，CO的浓度较高，这时在锆管负极的浓度较高，这时在锆管负极 铂膜的催化作用下排气气流中的铂膜的催化作用下排气气流中的O2几乎几乎 全部参加反应，使得锆管外表面附近的全部参加反应，使得锆管外表面附近的 氧离子浓度几乎为零，此时锆管内外之氧离子浓度几乎为零，此时锆管内外之 间的间的O2浓度差很大，正、负电极之间的浓度差很大，正、负电极之间的 电势差较高，可达电势差较高，可达

26、0.81.0 V。 图图4-12 氧化锆式氧传感器的结构及工作原理氧化锆式氧传感器的结构及工作原理 1安装法兰；安装法兰；2隔热陶瓷管；隔热陶瓷管；3连接电缆；连接电缆；4护套；护套；5氧化锆管；氧化锆管； 6信号电压引出套；信号电压引出套；7外壳；外壳；8加热元件；加热元件；9加热元件接电片加热元件接电片 当混合气较稀时，排气气流中的当混合气较稀时，排气气流中的O2含含 量较高，量较高，CO的浓度则较低，这时即使的浓度则较低，这时即使 CO全部与全部与O2发生反应，锆管外部还是存发生反应，锆管外部还是存 在多余的在多余的O2，可见锆管内外两侧，可见锆管内外两侧O2的浓的浓 度差较小，此时正、

27、负电极之间的电势度差较小，此时正、负电极之间的电势 差较低，约为差较低，约为0.1 V。 图图4-13 氧化锆式氧传感器的输出特性图氧化锆式氧传感器的输出特性图 图图4-14 氧化钛式氧传感器的结构原理与输出特性图氧化钛式氧传感器的结构原理与输出特性图 1二氧化钛原件；二氧化钛原件；2金属外壳；金属外壳；3陶瓷绝缘体；陶瓷绝缘体；4 接线端子；接线端子；5陶瓷原件；陶瓷原件；6导线；导线；7金属保护套金属保护套 图图4-15 卡罗拉轿车氧传感器连接电路卡罗拉轿车氧传感器连接电路 （1）氧传感器常见的故障现象。）氧传感器常见的故障现象。 氧传感器失效的原因有两种：一种情况是氧传感器失效的原因有两

28、种：一种情况是 传感器内部的敏感元件老化；另一种情况是敏传感器内部的敏感元件老化；另一种情况是敏 感元件受到碳烟、铅化物、硅胶、机油等的污感元件受到碳烟、铅化物、硅胶、机油等的污 染而失效，这种情况还被称为染而失效，这种情况还被称为“中毒中毒”，氧传，氧传 感器中毒包括铅中毒、硅中毒以及磷中毒。感器中毒包括铅中毒、硅中毒以及磷中毒。 氧传感器老化。氧传感器老化。 氧传感器铅中毒。氧传感器铅中毒。 氧传感器硅中毒。氧传感器硅中毒。 氧传感器磷中毒。氧传感器磷中毒。 （2）氧传感器的检测。）氧传感器的检测。 外观检查。从排气管上拆下氧传感器外观检查。从排气管上拆下氧传感器 后，首先检查氧传感器保护

29、外壳上的气后，首先检查氧传感器保护外壳上的气 孔是否被堵塞，然后仔细观察氧传感器孔是否被堵塞，然后仔细观察氧传感器 顶尖部位的颜色。顶尖部位的颜色。 （a）呈淡灰色：氧传感器工作正常。）呈淡灰色：氧传感器工作正常。 （b）呈棕色：氧传感器铅中毒，严重时）呈棕色：氧传感器铅中毒，严重时 应更换氧传感器。应更换氧传感器。 （c）呈白色：氧传感器硅中毒，应更换）呈白色：氧传感器硅中毒，应更换 氧传感器。氧传感器。 （d）呈黑色：积碳严重，在排除发动机）呈黑色：积碳严重，在排除发动机 积碳故障后，传感器可以继续使用。积碳故障后，传感器可以继续使用。 加热元件检查。加热元件的检查方法加热元件检查。加热元

30、件的检查方法 如下。如下。 （a）检查加热元件的电阻值。）检查加热元件的电阻值。 （b）检查加热元件的工作电路。）检查加热元件的工作电路。 氧传感器信号检查。氧传感器信号检查。 （a）连接好氧传感器线束插接器，使发）连接好氧传感器线束插接器，使发 动机以较高转速运转，直到氧传感器工动机以较高转速运转，直到氧传感器工 作温度达到作温度达到400以上。注意，要使发动以上。注意，要使发动 机以机以2 500r/min的转速运转的转速运转2min以上以以上以 消除氧传感器表面的积碳。消除氧传感器表面的积碳。 （b）保持发动机的转速为）保持发动机的转速为1 500r/min左右，左右， 观察万用表的指针

31、是否在观察万用表的指针是否在01V来回摆动，来回摆动， 并记下并记下10s内指针摆动的次数。在正常情况内指针摆动的次数。在正常情况 下，随着燃油喷射系统反馈控制的进行，氧下，随着燃油喷射系统反馈控制的进行，氧 传感器的输出电压在传感器的输出电压在10s内的变化次数不应内的变化次数不应 低于低于68次。次。 （c）反复踩动加速踏板，并测量氧传感）反复踩动加速踏板，并测量氧传感 器输出信号电压，加速时应输出高电压器输出信号电压，加速时应输出高电压 信号（信号（0.750.90V），减速时应输出低），减速时应输出低 电压信号（电压信号（0.10.4V）。）。 检修氧传感器时应注意以下两点。检修氧传感

32、器时应注意以下两点。 （a）测量电控燃油喷射系统闭环控制氧）测量电控燃油喷射系统闭环控制氧 传感器的输出信号时，一定要插好氧传传感器的输出信号时，一定要插好氧传 感器的线束插接器。感器的线束插接器。 （b）在更换氧传感器时，为了方便再次）在更换氧传感器时，为了方便再次 拆卸，应使用专用防粘胶液刷涂氧传感拆卸，应使用专用防粘胶液刷涂氧传感 器的安装螺纹。在刷涂时，注意不要将器的安装螺纹。在刷涂时，注意不要将 防粘胶液涂到氧传感器的气孔中。防粘胶液涂到氧传感器的气孔中。 1空燃比反馈控制过程空燃比反馈控制过程 图图4-16 EFI系统的闭环控制原理图系统的闭环控制原理图 为了保证发动机具有良好的工

33、作性为了保证发动机具有良好的工作性 能，混合气的空燃比并不是在发动机所能，混合气的空燃比并不是在发动机所 有工况下都进行反馈（闭环）控制。有工况下都进行反馈（闭环）控制。 发动机电控单元发动机电控单元ECU对空燃比实施对空燃比实施 反馈控制（闭环控制）的条件是：反馈控制（闭环控制）的条件是： 发动机冷却液温度达到正常工作温度发动机冷却液温度达到正常工作温度 （80）。）。 发动机运行在怠速工况或部分负荷工发动机运行在怠速工况或部分负荷工 况。况。 氧传感器温度达到正常工作温度。氧氧传感器温度达到正常工作温度。氧 化锆式氧传感器温度达到化锆式氧传感器温度达到300，氧化钛，氧化钛 式氧传感器温度

34、达到式氧传感器温度达到600，因为此时氧，因为此时氧 传感器才能正常输出信号。传感器才能正常输出信号。 氧传感器输入氧传感器输入ECU的信号电压变化频的信号电压变化频 率不低于率不低于10次次/min，这是因为信号电压，这是因为信号电压 保持不变或变化频率过低，说明氧传感保持不变或变化频率过低，说明氧传感 器失效。器失效。 在下述情况下，发动机电控单元在下述情况下，发动机电控单元ECU对对 空燃比将不进行反馈控制，而是进行开环控空燃比将不进行反馈控制，而是进行开环控 制：制： 发动机起动工况。此时需要浓混合气，以发动机起动工况。此时需要浓混合气，以 便起动发动机。便起动发动机。 发动机起动后暖

35、机工况。此时发动机发动机起动后暖机工况。此时发动机 温度低于正常工作温度（温度低于正常工作温度（80），需要），需要 迅速升温。迅速升温。 发动机大负荷（节气门全开）工况。发动机大负荷（节气门全开）工况。 此时需要加浓混合气，使发动机输出最此时需要加浓混合气，使发动机输出最 大功率。大功率。 加速工况。此时需要发动机输出最大加速工况。此时需要发动机输出最大 转矩，以便提高汽车速度。转矩，以便提高汽车速度。 减速工况。此时需要停止喷油，使发减速工况。此时需要停止喷油，使发 动机转速迅速降低。动机转速迅速降低。 氧传感器温度低于正常工作温度。因氧传感器温度低于正常工作温度。因 为氧化锆式氧传感器的

36、温度低于为氧化锆式氧传感器的温度低于300、 氧化钛式氧传感器温度低于氧化钛式氧传感器温度低于600时，氧时，氧 传感器不能正常输出电压信号。传感器不能正常输出电压信号。 氧传感器输入氧传感器输入ECU的信号电压持续的信号电压持续10s以上以上 时间保持不变时，说明氧传感器失效，时间保持不变时，说明氧传感器失效，ECU将将 自动进入开环控制状态。自动进入开环控制状态。 拓展知识拓展知识4-2 主、副氧传感器主、副氧传感器 图图4-17 主、副氧传感器安装位置与波形对比主、副氧传感器安装位置与波形对比 拓展知识拓展知识4-3 宽带型氧传感器宽带型氧传感器 图图4-18 宽量程氧传感器结构原理宽量

37、程氧传感器结构原理 图图4-19 宽量程氧传感器输出特性宽量程氧传感器输出特性 拓展知识拓展知识4-4 二次空气喷射（二次空气喷射（AI）系统）系统 空气泵系统是使用空气泵迫使新鲜空气泵系统是使用空气泵迫使新鲜 空气进入排气系统。空气进入排气系统。 这种方法虽然能够提供二次燃烧需这种方法虽然能够提供二次燃烧需 要的足够的空气，但是由于空气泵是由要的足够的空气，但是由于空气泵是由 发动机驱动的，因此会消耗一部分发动发动机驱动的，因此会消耗一部分发动 机的输出功率。机的输出功率。 （1）空气泵系统的组成。）空气泵系统的组成。 空气泵。空气泵。 空气旁通阀。空气旁通阀。 空气分流阀。空气分流阀。 单

38、向阀。单向阀。 图图4-20 二次空气喷射系统二次空气喷射系统 1空气滤清器；空气滤清器；2二次空气泵；二次空气泵；3发动机控制单元；发动机控制单元； 4二次空气继电器；二次空气继电器；5二次空气控制阀；二次空气控制阀；6二次空气机械阀二次空气机械阀 图图4-21 空气泵空气泵 （2）空气泵系统的工作原理。空气泵系）空气泵系统的工作原理。空气泵系 统的工作过程如下。统的工作过程如下。 发动机处于起动工况时，发动机发动机处于起动工况时，发动机ECU 控制旁通电磁阀和分流电磁阀处于断电控制旁通电磁阀和分流电磁阀处于断电 状态，这样从空气泵泵出的新鲜空气将状态，这样从空气泵泵出的新鲜空气将 通过空气

39、旁通阀流向大气。通过空气旁通阀流向大气。 发动机处于暖机工况时，发动机发动机处于暖机工况时，发动机ECU 控制旁通电磁阀和分流电磁阀处于通电控制旁通电磁阀和分流电磁阀处于通电 状态，这样新鲜空气会经空气旁通阀流状态，这样新鲜空气会经空气旁通阀流 到空气分流阀，然后进入排气歧管。进到空气分流阀，然后进入排气歧管。进 入排气歧管后的新鲜空气与排气气流中入排气歧管后的新鲜空气与排气气流中 的的HC污染物一起燃烧，从而起到净化排污染物一起燃烧，从而起到净化排 气的作用。气的作用。 发动机处于正常工况时，发动机发动机处于正常工况时，发动机ECU 控制旁通电磁阀通电，而分流电磁阀处控制旁通电磁阀通电，而分

40、流电磁阀处 于断电状态，这样新鲜空气会经空气旁于断电状态，这样新鲜空气会经空气旁 通阀流到空气分流阀，然后进入通阀流到空气分流阀，然后进入TWC的的 空气室，与排气气流中的空气室，与排气气流中的HC和和CO污染污染 物一起燃烧，起到净化排气的作用。物一起燃烧，起到净化排气的作用。 拓展知识拓展知识4-5 柴油机排放控制系统简介柴油机排放控制系统简介 1氧化催化转化器氧化催化转化器 图图4-22 氧化催化转化器作用原理氧化催化转化器作用原理 图图4-23 选择性催化还原技术选择性催化还原技术 （1）颗粒过滤器。）颗粒过滤器。 （2）过滤器再生技术。）过滤器再生技术。 再生技术是研制颗粒过滤器的关

41、键。再生技术是研制颗粒过滤器的关键。 过滤器再生方式可分为被动再生和主过滤器再生方式可分为被动再生和主 动再生。动再生。 被动再生指集催化转化技术和颗粒过被动再生指集催化转化技术和颗粒过 滤技术于一体，利用柴油机排气本身所具滤技术于一体，利用柴油机排气本身所具 有的能量（热量）使颗粒物氧化。有的能量（热量）使颗粒物氧化。 图图4-24 颗粒过滤器颗粒过滤器 主动再生指利用外加能源（如电加热器、主动再生指利用外加能源（如电加热器、 燃烧器或发动机操作条件的改变）以提高排燃烧器或发动机操作条件的改变）以提高排 气温度，使颗粒物过滤器（气温度，使颗粒物过滤器（DPF）内部温度）内部温度 达到颗粒物的

42、氧化燃烧温度而进行的再生。达到颗粒物的氧化燃烧温度而进行的再生。 拓展知识拓展知识4-6 尾气分析与尾气分析仪的使用尾气分析与尾气分析仪的使用 1故障诊断中尾气分析的方法及原则故障诊断中尾气分析的方法及原则 汽车排放污染物超标受多方面因素中汽车排放污染物超标受多方面因素中 和影响。一般从燃油供给部分、点火部和影响。一般从燃油供给部分、点火部 分、机械部分和排气净化装置四部分来分、机械部分和排气净化装置四部分来 考虑。考虑。 下面具体分析以上下面具体分析以上5种气体对发动机性能种气体对发动机性能 的影响。的影响。 （1）HC的排放分析。的排放分析。 （2）CO的排放分析。的排放分析。 （3）CO

43、2的排放分析。的排放分析。 （4）O2的排放分析。的排放分析。 （5）NOx的排放分析。的排放分析。 （1）气门有故障的尾气排放特点。）气门有故障的尾气排放特点。 （2）发动机正时不准时的尾气排放特点。）发动机正时不准时的尾气排放特点。 （3）在活塞有问题时产生的废气排放特点。）在活塞有问题时产生的废气排放特点。 （4）高压无火时的尾气特点。）高压无火时的尾气特点。 表表4-1所示为以上所示为以上5种气体读数与发动机种气体读数与发动机 常见故障的关系。常见故障的关系。 COCO2HCO2NOx可能问题状态可能问题状态 高高低低高高低低低低节温器或水温传感器故障（发动机运转在冷态）节温器或水温传

44、感器故障（发动机运转在冷态） 低低高高低低低低高高节温器或水温传感器故障（发动机运转在热态）节温器或水温传感器故障（发动机运转在热态） 低低低低低低高高低低催化转化器后有排气泄漏催化转化器后有排气泄漏 低低高高低低高高中中喷油器失火，催化器有效工作喷油器失火，催化器有效工作 高高高高高高高高高高 喷油器失火，催化器不工作；真空泄漏且混合气空燃比过浓；喷油喷油器失火，催化器不工作；真空泄漏且混合气空燃比过浓；喷油 器泄漏器泄漏 高高/低低高高/中中低低低低 油面较高（油压高）；空滤过脏；油面较高（油压高）；空滤过脏；EVAP炭罐清除系统故障；炭罐清除系统故障；PCV 阀系统问题；发动机控制问题；

45、曲轴箱被未燃燃油污染阀系统问题；发动机控制问题；曲轴箱被未燃燃油污染 高高低低中中/低低低低高高存在催化器有效工作存在催化器有效工作 高高低低高高高高低低混合气浓且点火系统失火混合气浓且点火系统失火 高高高高高高高高高高 空燃比过稀；点火失火；真空泄漏或空燃比过稀；点火失火；真空泄漏或MAF与节气门体间漏气；与节气门体间漏气；EGR 不良或真空管安装错误；喷油器不良；氧传感器工作不良；发动机控不良或真空管安装错误；喷油器不良；氧传感器工作不良；发动机控 制故障；油面过低制故障；油面过低 中中/低低中中/低低高高中中/低低主要是发动机故障；压缩压力低；气门升程不足主要是发动机故障；压缩压力低；气

46、门升程不足 中中/低低中中/低低高高高高点火正时过早；高压线与地短路或开路点火正时过早；高压线与地短路或开路 中中/低低中中/低低高高高高/中中发动机控制对真空泄漏补偿发动机控制对真空泄漏补偿 低低高高低低高高低低燃烧效率高且催化器起作用燃烧效率高且催化器起作用 表表4-1五气体分析仪各读数值的关系及常见故障原因五气体分析仪各读数值的关系及常见故障原因 （1）五气体分析仪前面板。五气体分析仪）五气体分析仪前面板。五气体分析仪 器前面板及按键功能见图器前面板及按键功能见图4-25。 图图4-25 五气体分析仪前面板按键功能五气体分析仪前面板按键功能 1FLOW流量指示计；流量指示计；2POWER

47、电源开关键；电源开关键；3START测量模式键；测量模式键； 4DUAL EXHAUST双排气模式选择键；双排气模式选择键；5操作模式状态指示灯；操作模式状态指示灯；6PUMP泵开关键；泵开关键； 7ZERO调调“0”模式键；模式键；8CALLBRATE校准模式键；校准模式键；9EXHAUST DILUTION废气稀释检查功能键废气稀释检查功能键 （2）五气体分析仪后面板。五气体分析）五气体分析仪后面板。五气体分析 仪后面板及采样管连接见图仪后面板及采样管连接见图4-26。 （3）仪器的校准。）仪器的校准。 返回工厂校准状态。返回工厂校准状态。 用标准气体现场校准。用标准气体现场校准。 图图4

48、-26 五气体分析仪后面板及采样管连接五气体分析仪后面板及采样管连接 （4）单排气管测量模式操作步骤。）单排气管测量模式操作步骤。 将探头插入汽车排气管里，按将探头插入汽车排气管里，按“START”键，键， 仪器进入测量模式，测量指示灯（仪器进入测量模式，测量指示灯（MEASURE） 亮，泵运转。亮，泵运转。 在测量模式下按在测量模式下按“DISPLAY”键，可键，可 冻结当前显示的读数，便于记录和分析测冻结当前显示的读数，便于记录和分析测 量结果。再按量结果。再按“DISPIAY”键，可取消冻键，可取消冻 结显示。结显示。 仪器只有仪器只有4个数码显示窗口，个数码显示窗口，CO2与与以及以及

49、O2与与 NO分别共用一个显示窗口。为了交替显示各项分别共用一个显示窗口。为了交替显示各项 数据，可在测量模式下通过反复按数据，可在测量模式下通过反复按“ENTER” 键来实现。每按一次键来实现。每按一次“ENTER”键，就按表键，就按表4-2 所示的顺序切换显示。所示的顺序切换显示。 操作操作左下窗口（左下窗口（CO2与与）右下窗口（右下窗口（O2与与NO） 按按“ENTER”键键显示显示CO2显示显示O2 按按“ENTER”键键交替显示交替显示CO2与与交替显示交替显示O2与与NO 按按“ENTER”键键显示显示显示显示NO 按按“ENTER”键键交替显示交替显示CO2与与交替显示交替显示

50、O2与与NO 按按“ENTER”键键重复循环重复循环重复循环重复循环 表表4-2仪器使用说明仪器使用说明 测量结束后，为了清除取样系统中的水测量结束后，为了清除取样系统中的水 蒸气和吸附的废气，必须先将探头从排气蒸气和吸附的废气，必须先将探头从排气 管中取出，再按一次管中取出，再按一次“START”键结束测键结束测 量模式，仪器进行量模式，仪器进行2min的清洗模式；然后的清洗模式；然后 自动调零，进入备用模式。自动调零，进入备用模式。 （5）双排气管测量模式操作步骤。）双排气管测量模式操作步骤。 在备用模式下按在备用模式下按“START”键，进入测量键，进入测量 模式后，按模式后，按“DUA

51、L EXHAUST”键，仪器进键，仪器进 入双排气管测量模式。入双排气管测量模式。 当当1号指示灯亮时，将探头插入第一个排号指示灯亮时，将探头插入第一个排 气管里，读数稳定后按气管里，读数稳定后按“START”键，储键，储 存第一组读数。存第一组读数。 当当2号指示灯亮时，将探头插入第二个排号指示灯亮时，将探头插入第二个排 气管里，读数稳定后按气管里，读数稳定后按“START”键，储键，储 存第二组读数；此时两个指示灯均亮，显示存第二组读数；此时两个指示灯均亮，显示 器显示两次测量的平均值。器显示两次测量的平均值。 此后若反复按此后若反复按“DUAL EXHAUST” 键，显示器轮流显示第一个

52、读数、第二键，显示器轮流显示第一个读数、第二 个读数和两个读数的平均值。在双排气个读数和两个读数的平均值。在双排气 管模式下，不需按管模式下，不需按“DISPLAY”键冻结键冻结 显示结果。显示结果。 再次按再次按“START”键将脱离此模式，键将脱离此模式， 进入清洗模式，然后进入备用模式。进入清洗模式，然后进入备用模式。 （6）使用注意事项。）使用注意事项。 注意观察流量指示计状态，当出现低流量注意观察流量指示计状态，当出现低流量 指示时，应及时更换过滤器滤芯。指示时，应及时更换过滤器滤芯。 关闭仪器前，应先将探头从排气管中取出关闭仪器前，应先将探头从排气管中取出 并放在洁净的空气中，开泵至少并放在洁净的空气中，开泵至少2min，使仪，使仪