废气排放控制

1、废气排放控制 汽车汽车 汽车排放污染来源： 发动机排出的废气（约占发动机排出的废气（约占6565以上）以上） 曲轴箱窜气（约占曲轴箱窜气（约占2020） 燃料供给系统中蒸发的燃油蒸汽（约占燃料供给系统中蒸发的燃油蒸汽（约占10102020） 汽油机的主要污染物： 一氧化碳一氧化碳COCO、碳氢化合物、碳氢化合物HCHC、氮氧化合物、氮氧化合物NONOX X 汽车排放控制系统（排污治理方法）： 曲轴箱强制通风曲轴箱强制通风PCVPCV系统系统 汽油蒸汽排放汽油蒸汽排放EVAPEVAP控制系统控制系统 废气再循环废气再循环EGREGR系统系统 三元催化转换器三元催化转换器TWCTWC与空燃比反馈控

2、制系统与空燃比反馈控制系统 二次空气供给系统二次空气供给系统 热空气供给系统热空气供给系统 一、汽油蒸气排放（汽油蒸气排放（EVAPEVAP）控制系统）控制系统 1 1、功能：、功能：收集燃油箱和浮子室（化油器式汽油机）内蒸收集燃油箱和浮子室（化油器式汽油机）内蒸 发的汽油蒸汽，并将汽油蒸汽导入气缸参加燃烧，从而防止发的汽油蒸汽，并将汽油蒸汽导入气缸参加燃烧，从而防止 汽油蒸汽直接排入大气而造成污染。同时，还必须根据发动汽油蒸汽直接排入大气而造成污染。同时，还必须根据发动 机工况，控制导入气缸参加燃烧的汽油蒸汽量。机工况，控制导入气缸参加燃烧的汽油蒸汽量。 为了控制燃油箱逸出的燃油蒸汽，电控发

3、动机普遍采用为了控制燃油箱逸出的燃油蒸汽，电控发动机普遍采用 了了碳罐碳罐，油箱中的燃油蒸汽在发动机不运转时被碳罐中的活，油箱中的燃油蒸汽在发动机不运转时被碳罐中的活 性碳所吸附，当发动机运转时，依靠进气管中的真空度将燃性碳所吸附，当发动机运转时，依靠进气管中的真空度将燃 油蒸汽吸入发动机中。电子控制单元根据发动机的工况通过油蒸汽吸入发动机中。电子控制单元根据发动机的工况通过 电磁阀控制真空度的通或断达到燃油蒸汽的控制。电磁阀控制真空度的通或断达到燃油蒸汽的控制。 采用燃油蒸汽的控制可采用燃油蒸汽的控制可减少大气中的减少大气中的HCHC和节约燃料。和节约燃料。 2、工作原理 油箱的燃油蒸气通过

4、单向阀进入活性碳罐上 部，空气从碳罐下部进入清洗活性碳，在碳 罐右上方有一定量排放小孔及受真空控制的 排放控制阀，排放控制阀沙锅内部的真空度 由碳罐控制电磁阀控制，电磁阀受ECU控制。 电控EVAP控制系统中，活性碳罐上不设真 空控制阀，而将受ECU控制的电磁阀直接装 在活性碳罐与进气管之间的吸气管中。 1、EVAPEVAP控制系统的组成控制系统的组成 机械式EVAP控制系统 电控电控EVAPEVAP控制系统典型布置控制系统典型布置 2、工作原理工作原理 发动机工作时，发动机工作时，ECUECU根据发动机转速、温度、空根据发动机转速、温度、空 气流量等信号，控制碳罐电磁阀的开闭来控制排放气流量

5、等信号，控制碳罐电磁阀的开闭来控制排放 控制阀上部的真空度，从而控制排放控制阀的开度。控制阀上部的真空度，从而控制排放控制阀的开度。 当排放控制阀打开时，燃油蒸气通过排放控制阀被当排放控制阀打开时，燃油蒸气通过排放控制阀被 吸入进气歧管。吸入进气歧管。 3 3、控制方式：、控制方式： 1 1）ECUECU清污电磁阀清污电磁阀真空真空真空控制阀真空控制阀进气歧管吸入燃进气歧管吸入燃 油蒸汽油蒸汽 2 2）ECUECU清污电磁阀清污电磁阀进气歧管吸入燃油蒸汽进气歧管吸入燃油蒸汽 韩国现代轿车韩国现代轿车EVAPEVAP系统系统 在部分电控在部分电控EVAPEVAP控制系统中，活性碳罐上不设真空控制

6、控制系统中，活性碳罐上不设真空控制 阀，而将受阀，而将受ECUECU控制的电磁阀直接装在活性碳罐与进气管之间控制的电磁阀直接装在活性碳罐与进气管之间 的吸气管中。的吸气管中。 控制方式控制方式：ECUECU清污电磁阀清污电磁阀进气歧管吸入燃油蒸汽进气歧管吸入燃油蒸汽 广本广本EVAPEVAP系统（系统（0303雅阁）雅阁） 4 4、检修、检修 一般维护 检查管路有无破损或漏气，碳罐壳体有 无裂纹，每行驶20000应更换活性碳罐底部的进 气滤心。 真空控制阀的检查 拆下真空控制阀，用手真空泵 由真空管接头给真空控制阀施加约5KPa，从活性 碳罐侧孔吹入空气应畅通，不施加真空度时，吹入 空气则不通

7、。 电磁阀的检查 拆开电磁阀进气管一侧的软管，用 手动用真空泵由软管接头给控制电磁阀施加一定的 真空度，电磁阀不通电时应保持真空度，若接蓄电 池电压，真空度应释放。测量电磁阀两端子间电阻 应为3050左右。 二、废气在循环控制系统（废气在循环控制系统（EGREGR） NO NOX X是空气中的氮气与氧气在高温、高压条件下是空气中的氮气与氧气在高温、高压条件下 形成的，发动机排出的形成的，发动机排出的NONOX X量主要与气缸内的最高温量主要与气缸内的最高温 度有关，气缸内最高温度越高，排出的度有关，气缸内最高温度越高，排出的NONOX X量越多。量越多。 EGREGR控制系统的功能：控制系统的

8、功能：将适量的废气引入气缸内参加将适量的废气引入气缸内参加 燃烧，从而降低气缸内的最高温度，以减少燃烧，从而降低气缸内的最高温度，以减少NONOX X的排的排 放量。为了保证发动机正常工作和性能不受过多影放量。为了保证发动机正常工作和性能不受过多影 响，必须根据发动机工况的变化，控制废气再循环响，必须根据发动机工况的变化，控制废气再循环 量。量。 EGREGR率率EGREGR量量（吸入空气量吸入空气量EGREGR量量）100100 类型：类型：开环控制开环控制EGREGR系统和闭环控制系统和闭环控制EGREGR系统。系统。 1 1、开环控制、开环控制EGREGR系统系统 主要由EGR阀和EGR

9、电磁阀等组成。 原理：EGR阀安装在废气再循环通道中，用以控制 废气再循环量。EGR电磁阀按装在通向EGR真空通 道中，ECU根据发动机冷却液温度、节气门开度、 转速和起动等信号来控制电磁阀的通电或断电。 ECU不给EGR电磁阀通电时，控制EGR阀的真空通 道接通，EGR阀开启，进行废气再循环； ECU给 EGR电磁阀通电时，控制EGR阀的真空度通道被切 断，EGR阀关闭，停止废气在循环。 ECUECU控制的开环控制控制的开环控制EGREGR系统系统 控制方式：控制方式：ECUEGRECUEGR电磁阀电磁阀真空真空EGREGR阀阀部分废气进入进气歧管部分废气进入进气歧管 由负荷控制的由负荷控制

10、的 EGR系统系统 由水温和负荷由水温和负荷 控制的控制的EGR系系 统统 2 2、闭环控制闭环控制EGREGR系统系统 闭环控制EGR系统，检测实际的EGR率或EGR 阀开度作为反馈控制信号，其控制精度更高。与开与开 环相比只是在环相比只是在EGREGR阀上增设一个阀上增设一个EGREGR阀开度传感器阀开度传感器， 控制原理如图，EGR率传感器安装在进气总管中的 稳压箱上，新鲜空气经节气门进入稳压箱，参与再 循环的废气经EGR电磁阀进入稳压箱，传感器检测 稳压箱内气体中的氧浓度，并转换成电信号送给 ECU，ECU根据此反馈信号修正EGR电磁阀的开度， 使EGR率保持在最佳值。 用EGR阀开度

11、反馈控制的EGR系统 日本三菱公司开发了一种直日本三菱公司开发了一种直 接用接用EGREGR率作为反馈信号的率作为反馈信号的ECUECU 闭环控制系统，其控制框图如闭环控制系统，其控制框图如 图所示。新鲜空气经节气门进图所示。新鲜空气经节气门进 入稳压箱入稳压箱( (进气总管进气总管) )，参与再，参与再 循环的废气经控制阀也进入稳循环的废气经控制阀也进入稳 压箱。其中设置有压箱。其中设置有EGREGR率传感率传感 器，它对稳压箱中气体分析计器，它对稳压箱中气体分析计 算后向算后向ECUECU输出控制信号，不输出控制信号，不 断调整断调整EGREGR率使其始终在最佳率使其始终在最佳 状态，从而

12、有效地减少状态，从而有效地减少NOxNOx的排放量。的排放量。 4 4、EGREGR控制系统的检修控制系统的检修 一般检查 怠速时，拆下EGR阀上的真空软管，发动机 转速应无变化，用手触试真空管口应无吸力；转 速达2500r/min以上，同样拆下此真空软管，发 动机转速应明显升高（中断了废气再循环）。 EGR电磁阀的检查 测量电阻值，应为3339。 不通电时，从通进气管侧接头吹入空气应畅通， 从通大气的滤网处吹入空气应不通。 通电时，与上述刚好相反。 EGR阀的检查 给EGR阀施加15kPa的真空，EGR阀应能开启； 不施加真空时，EGR阀应能完全关闭。 三、三元催化转换器（三元催化转换器（T

13、WCTWC）与空燃比反馈控制系统）与空燃比反馈控制系统 1 1、三元催化转换器、三元催化转换器TWCTWC 三元催化转换器也称为三元催化转换器也称为触媒转换器触媒转换器，简称，简称触媒触媒。 功能功能：利用转换器中的三元催化剂，将发动机利用转换器中的三元催化剂，将发动机 排出废气中的有害气体排出废气中的有害气体COCO、HCHC和和NONOX X变成无害气体。变成无害气体。 构造构造：安装在排气消声器前面，由转换芯子和安装在排气消声器前面，由转换芯子和 外壳等构成。转换芯子常用蜂窝状陶瓷作为承载催化剂的载体，在陶瓷载外壳等构成。转换芯子常用蜂窝状陶瓷作为承载催化剂的载体，在陶瓷载 体上浸渍铂（

14、或钯）与铑贵重金属的混合物作为催化剂。体上浸渍铂（或钯）与铑贵重金属的混合物作为催化剂。 2 2、影响、影响TWCTWC转换效率的因素转换效率的因素 影响最大的是影响最大的是混合气的浓度混合气的浓度和和排气温度排气温度。 只有在标准混合气附近，对废气中的有只有在标准混合气附近，对废气中的有 害气体害气体COCO、HCHC和和NONOX X的转换效率才最佳。的转换效率才最佳。 在装用在装用TWCTWC的汽车，一般装用氧传感器的汽车，一般装用氧传感器 检测废气中的氧浓度，并将此信号送检测废气中的氧浓度，并将此信号送 给给ECUECU后，对空燃比进行反馈闭环控制。后，对空燃比进行反馈闭环控制。 装用

15、装用TWCTWC后，发动机的排气温度须在后，发动机的排气温度须在 300300815815之间。低于之间。低于300300，氧传，氧传 感器将不能产生正确信号，因此部分感器将不能产生正确信号，因此部分 氧传感器内有加热线圈；高于氧传感器内有加热线圈；高于815815， TWCTWC转换效率下降。转换效率下降。 3、功能：利用转换器中的三元催化 剂，将发动机排出废气中的有害气体 转变为无害气体。 4、三元催化器：它由一种陶瓷支承 材料构成，材料表面涂有铂、铑和钯 等贵金属的组合物作为催化剂： CO+O2=CO2 HC+O2=CO2 +HO2 NO2=N2 +O2 5、工作温度必须在 300 C

16、至 800 C 之间 四、氧传感器氧传感器 【功用】【功用】检测排气中的氧浓度，向检测排气中的氧浓度，向ECUECU输送空燃比信号。输送空燃比信号。 【分类】氧化锆（【分类】氧化锆（ZrOZrO2 2）式）式和和氧化钛（氧化钛（TiOTiO2 2）式）式两种。两种。 【别名】【别名】传感器传感器 1 1、氧化锆式氧传感器、氧化锆式氧传感器 2、氧化钛式氧传感器氧化钛式氧传感器 组成：组成：二氧化钛元件、导线、金属外壳和接线端子等。二氧化钛元件、导线、金属外壳和接线端子等。 原理：原理： 废气中的氧浓度高时，二氧化钛的电阻值增大；废气中的氧浓度高时，二氧化钛的电阻值增大； 废气中氧浓度较低时二氧

17、化钛的电阻值减小。废气中氧浓度较低时二氧化钛的电阻值减小。 二氧化钛元件 金属外壳 陶瓷绝缘体 接线端子 陶瓷元件 导线 金属保护套 3 3、EFIEFI系统的闭环控制过程系统的闭环控制过程 在带氧传感器的在带氧传感器的EFIEFI系统中，并不是所有工况都进行闭环系统中，并不是所有工况都进行闭环 控制。在控制。在起动、怠速、暖机、加速、全负荷、加速断油起动、怠速、暖机、加速、全负荷、加速断油等工等工 况下，发动机不可能以理论空燃比工作，此时仍采用开环控况下，发动机不可能以理论空燃比工作，此时仍采用开环控 制方式。制方式。 改变短 改变长 喷油器喷油器 加长 缩短 决定基本喷射时间 判定为空燃比

18、稀 判定为空燃比浓 ECU浓稀 电动势大 电动势小 氧浓度增加 氧浓度减少 O2S 发动机发动机 进气进气 排气排气压缩压缩 膨胀膨胀 4 4、氧传感器控制电路、氧传感器控制电路 右图为日本丰田右图为日本丰田LS400LS400轿车氧传感器轿车氧传感器 控制电路。闭环控制，当实际空燃比控制电路。闭环控制，当实际空燃比 比理论空燃比小时，氧传感器向比理论空燃比小时，氧传感器向ECUECU 输入的高电压信号（输入的高电压信号（0.750.750.9V0.9V）。）。 此时此时ECUECU减小喷油量，空燃比增大。减小喷油量，空燃比增大。 当空燃比增大到理论空燃比时，氧当空燃比增大到理论空燃比时，氧

19、传感器输出电压信号将突变下降至传感器输出电压信号将突变下降至0.1V0.1V 左右，左右，ECUECU立即控制增加喷油量，空燃比立即控制增加喷油量，空燃比 减小。如此反复，就能将空燃比精确地减小。如此反复，就能将空燃比精确地 控制在理论空燃比附近一个极小的范围控制在理论空燃比附近一个极小的范围 内。内。 5 5、 TWCTWC及氧传感器的检修及氧传感器的检修 使用注意事项 禁用含铅汽油，防止催化剂失效； 三元催化转换器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截体损坏； 装用蜂巢型转换器的汽车，一般汽车每行驶80000km应更 换转换器心体。装用颗粒型转换器的汽车，其颗

20、粒形催化 剂的重量低于规定值时，应全部更换。 热型氧传感器加热器的检查热型氧传感器加热器的检查 对热型氧传感器，测量其加热器线圈电阻对热型氧传感器，测量其加热器线圈电阻 。如凌志。如凌志LS400LS400轿车轿车 氧传感器加热器线圈，在氧传感器加热器线圈，在2020时电阻为时电阻为5.15.16.36.3。 氧传感器信号检查氧传感器信号检查 连接好氧传感器线束连接器，使发动机以较高转速运转，直到氧连接好氧传感器线束连接器，使发动机以较高转速运转，直到氧 传感器工作温度达到传感器工作温度达到400400以上时再维持怠速运转。以上时再维持怠速运转。 反复踩动加速踏板，并测量氧传感器输出信号电压，

21、反复踩动加速踏板，并测量氧传感器输出信号电压，加速时应输加速时应输 出高电压信号（出高电压信号（0.750.750.90V0.90V），减速时应输出低电压信号），减速时应输出低电压信号 （0.100.100.40V0.40V）。 若不符合上述要求，应更换氧传感器若不符合上述要求，应更换氧传感器 五、五、二次空气供给系统二次空气供给系统 作用：作用：在一定工况下，将新鲜空气送入排气管，促在一定工况下，将新鲜空气送入排气管，促 使废气中的使废气中的COCO和和HCHC进一步氧化，从而降低进一步氧化，从而降低COCO和和HCHC的的 排放量；同时增加排放量；同时增加TWCTWC的升温。的升温。 二次

22、空气供给系统不工作的条件：二次空气供给系统不工作的条件： EFIEFI进入闭环控制；进入闭环控制； 水温超过规定；水温超过规定； 发动机转速和负荷超过规定；发动机转速和负荷超过规定； ECUECU发现有故障。发现有故障。 控制方式：控制方式： ECUECU二次空气电磁控制阀二次空气电磁控制阀VSVVSV 真空真空二次空气控制阀二次空气控制阀 新鲜空气。新鲜空气。 二次空气供给系统的检修二次空气供给系统的检修 低温起动发动机后，拆下空气滤清器盖，应听到舌簧阀发出低温起动发动机后，拆下空气滤清器盖，应听到舌簧阀发出 的的“嗡、嗡嗡、嗡”声。声。 拆下二次空气供给软管，用手指盖住软管口检查，发动机温

23、拆下二次空气供给软管，用手指盖住软管口检查，发动机温 度在度在18186363范围内怠速运转时，有真空吸力；温度在范围内怠速运转时，有真空吸力；温度在6363 以上，起动后以上，起动后70s70s内应有真空吸力，起动内应有真空吸力，起动70s70s后应无真空吸力；后应无真空吸力； 发动机转速从发动机转速从4000r/min4000r/min急减速时，应有真空吸力。急减速时，应有真空吸力。 拆下二次空气阀，从空气滤清器侧软管接头吹入空气应不漏拆下二次空气阀，从空气滤清器侧软管接头吹入空气应不漏 气。气。 电磁阀的检查，阻值应为电磁阀的检查，阻值应为36364444。 各系统综合示意图各系统综合示

24、意图 ECU 清污电磁阀清污电磁阀活性炭罐活性炭罐 燃油压力调节器燃油压力调节器 PCV阀阀 喷油器喷油器 WTS EGR控制阀控制阀 EGR电磁阀电磁阀 ISC阀阀 TPS AFS 氧传感器氧传感器 燃油滤清器燃油滤清器 燃油泵燃油泵 单向阀单向阀 分离器分离器 三元催化器三元催化器 WTS：水温传感器 TPS：节气门位置传感器 AFS：空气流量计 曲轴箱通风 六、巡航控制系统巡航控制系统 1 1、巡航控制系统的功能、巡航控制系统的功能 （1）匀速控制功能 （2）巡航控制车速设定功能 （3）滑行功能 （4）加速功能 （5）恢复功能 （6）车速下限控制功能 （7）车速上限控制功能 （8）手动接

25、除功能 （9）自动接除功能 （10）自动变速器控制功能 （11）快速修正巡航控制车速功能 （12）自诊断功能 2 2、巡航控制系统的组成巡航控制系统的组成 结构如图，主要由操纵开关、安全开关、传感器、巡航结构如图，主要由操纵开关、安全开关、传感器、巡航 控制控制ECUECU和执行元件组成。和执行元件组成。 1、电源、电源 2、操纵开关、操纵开关 3、巡航控制、巡航控制ECU 4、执行元件、执行元件 5、接节气门、接节气门 6、车速传感器、车速传感器 7、制动灯开关、制动灯开关 3 3、巡航控制使用注意事项巡航控制使用注意事项 1 1）在天气恶劣条件下不要使用；）在天气恶劣条件下不要使用； 2

26、2）在解除巡航控制模式后，应关闭巡航控制系统的）在解除巡航控制模式后，应关闭巡航控制系统的 控制开关；控制开关； 3 3）在坡道较大或较多的道路上行驶时不要使用；）在坡道较大或较多的道路上行驶时不要使用； 4 4）若巡航指示灯闪亮时，说明有故障，请勿使用；）若巡航指示灯闪亮时，说明有故障，请勿使用； 5 5）ECUECU是巡航控制系统的中枢，对电磁环境、湿度是巡航控制系统的中枢，对电磁环境、湿度 及机械振动有较高的要求。及机械振动有较高的要求。 4 4、巡航控制系统的使用方法、巡航控制系统的使用方法 1 1）设定巡航速度）设定巡航速度 2 2）解除巡航控制模式）解除巡航控制模式 3 3）提高巡航控制车速）提高巡航控制车速 4 4）降低巡航控制车速）降低巡航控制车速 5 5、巡航控制系统的检修巡航控制系统的检修 系统工作时，如果ECU在预定的时间内收不到车速信号， 或由于操纵开关或执行元件故障而自动解除巡航控制模式， 系统指示等闪烁5次，说明巡航控制系统有故障。 七、七、电控节气门系统电控节气门系统 1 1、 电控节气门系统的功能电控节气门系统的功能 （1）非线性控制 （2）怠速控制 （3）减小换档冲击控制 （4）驱动力控制（TRC） （5）稳定性控制（VSC） （6）巡航控制 2 2、电控节气门系统结构