汽油机进排气控制PPT课件

1、授课时间：10月29日五年制一班12节 10月29日五年制二班56节授课章节名称：教学目的：教学目的：了解动力阀控制，掌握废气涡轮增压，废气再循环，三元催化转换和活性碳罐控制原理及结构。教学重点：教学重点：废气涡轮增压，废气再循环，三元催化转换和活性碳罐教学难点：教学难点：废气涡轮增压，废气再循环，三元催化转换和活性碳罐使用教具：使用教具：多媒体教学方法：教学方法：教授法，展示法课外作业：课外作业：将本次课讲解的几种系统作用及工作过程认真复习回顾课后体会：课后体会：本次课讲解的几种系统结构不复杂，理解也不难，学习效果良好第1页/共31页第一节第一节 进气控制系统及检修进气控制系统及检修工作原理

2、 某些发动机进气管上除安装节气门调节进气量外，还安装动力阀控制系统，它能根据发动机的不同负荷改变进气量，从而改变发动机的动力性能。真空控制的动力阀装在进气管上，控制进气管空气通道的大小。当发动机小负荷运转时，ECU控制真空电磁阀关闭，动力阀也关闭，进气通道变小，发动机输出较小功率；当发动机负荷增大，ECU根据转速、温度、空气量等信号接通真空电磁阀，真空管内的真空度提高而将动力阀打开，进气通道变大，发动机输出较大功率。一、动力阀控制系统第2页/共31页 (a) 打开 (b) 关闭 动力阀控制系统 1真空室；2真空电磁阀；3ECU(ECCS)； 4单向阀；5动力阀第3页/共31页二、废气涡轮增压控

3、制二、废气涡轮增压控制 废气涡轮增压闭环控制系统如图所示。发动机所需的增压压力目标值大小由ECU根据发动机运行状况，如加速情况，冷却水温度、爆震状况和进气空气量等确定。增压压力由进气管压力传感器检测，并作为反馈信号输入ECU。ECU根据其与增压压力目标值的差值，发出不同占空比的脉冲信号(频率为20Hz)，控制电磁阀平均开启始时间的长短，以调节真空膜盒中的控制压力大小,控制废气涡轮增压器废气放气阀的开度或可变喷咀环的角度，从而控制增压器的转速，产生发动机所需的目标增压压力。第4页/共31页第5页/共31页第6页/共31页废气涡轮增压控制系统工作原理图1切换阀；2动作器；3空气冷却器；4空气滤清器

4、；5ECU；6释压电磁阀第7页/共31页第8页/共31页第二节第二节 排放控制系统及检修排放控制系统及检修 概述概述 汽油机的有害排放包括因混合气燃烧不完全产生的碳氢化合物汽油机的有害排放包括因混合气燃烧不完全产生的碳氢化合物(HC)(HC)和一氧化碳和一氧化碳(CO)(CO)，在高温燃烧中产生的氮氧化合物，在高温燃烧中产生的氮氧化合物(N0 x)(N0 x)。 电控汽油机中的排放控制系统主要有：电控汽油机中的排放控制系统主要有： 一、废气再循环一、废气再循环(EGR)(EGR)系统系统 二、三元催化转化器、氧传感器与闭环控制二、三元催化转化器、氧传感器与闭环控制 三、燃油蒸气排放控制装置三、

5、燃油蒸气排放控制装置 第9页/共31页一、废气再循环一、废气再循环(EGR)(EGR)系统系统1.1.系统工作原理系统工作原理 废气再循环就是在ECU的控制下，根据发动机的不同工况，将一部分废气引入进气管，与新鲜可燃混合气混合后，再进入气缸燃烧，从而降低了燃烧速度和温度，减少了NOx生成量。但是，过度的废气再循环将会影响发动机的正常运行，特别是在怠速、低转速小负荷及发动机处于冷态运行时，再循环的废气将会明显降低发动机的性能。因此，应选择NOX排放量多的发动机运转范围，根据工况条件的变化自动调节参与再循环的废气量。通常，在低温和全负荷工况中，ECR停止工作。 第10页/共31页2.2.废气再循环

6、阀废气再循环阀 废气再循环阀通过特殊通道使排气歧管连通，其真实管上方的真空度由废气再循环装置系统的真空电磁阀控制。 ECU根据转速、空气流量、进气压力以及温度信号，控制真空电磁阀的占空比，从而控制废气再循环的开度来改变废气再循环率。 (a) 剖面图 (b) 外形图 (c) 气流走向 废气再循环阀结构第11页/共31页真空机械式废气再循环装置真空机械式废气再循环装置第12页/共31页3.3.废气再循环率的控制废气再循环率的控制 可变废气再循环率系统1ECU；2节气门开关；3废气再循环管路；4废气再循环阀；5定压阀；6真空控制电磁阀；7电磁阀第13页/共31页 真空控制电磁阀(VCM)由废气再循环

7、电磁控制阀和怠速调节电磁阀组成。 ECU根据传感器输入信号、点火开关和电源电压等，给废气再循环控制阀提供不同占空比的控制脉冲信号，调节真空调节阀真空管进入的空气量，控制废气再循环阀的真空度，从而改变废气再循环率。第14页/共31页电控废气再循环控制系统电控废气再循环控制系统第15页/共31页二、三元催化转化器、氧传感器与闭环控制二、三元催化转化器、氧传感器与闭环控制 1. 系统工作原理 2. 三元催化器结构、原理 3. 氧传感器结构、原理第16页/共31页催化转化器排气系统催化转化器排气系统第17页/共31页三效催化转化器控制系统三效催化转化器控制系统第18页/共31页1.1.系统工作原理系统

8、工作原理三元催化：三元催化转化器是现代汽车普遍采用排气净化装置，三元催化转化器装在排气管中，能把发动机排出废气中的有害气体转化成无害气体。三元催化剂是铂(或钯)和铑的混合物，它不仅能将HC和CO氧化变成COCO2 2和H H2 2O O，而且能促使NOx和CO发生反应转变为COCO2 2和N2，但是只有当空燃比保持稳定时，其转化效率才能得到精确控制。 2NO+2CO-N2+2CO22C2H6+7O2-4CO2+6H2O2CO+O2-2CO2第19页/共31页2. 2. 三元催化器结构、原理三元催化器结构、原理 三元催化反应器，其外观像一个排气消声器(实际上它也兼起消声器作用)。壳体用耐高温、耐

9、腐蚀的材料制成，内部装有网格状陶瓷催化床。它装在靠近发动机的排气管位置上。催化床内附着铂(或钯)和铑的混合物。铂能促使CO、HC氧化；而铑则能加速NOx的还原。第20页/共31页催化转换器催化转换器 催化转换器是利用催化剂的作用将排气中的CO CO 、 HCHC和NOxNOx转换为对人体无害的气体的一种排气净化装置。 催化剂：金属铂、钯和铑；稀土材料。 氧化催化转换器：只将排气中的COCO和HCHC氧化为COCO2 2和H H2 2O O 三效催化转换器：把NOxNOx还原为氮(N(N2 2) )和氧(O(O2 2) )，而COCO和HCHC在还原反应中被氧化为COCO2 2和H H2 2O

10、O。 排气经过三效催化转换器之后，部分未被氧化的COCO和HCHC继续在氧化催化转换器中与供入的二次空气进行氧化反应。第21页/共31页催化转化器结构示意图催化转化器结构示意图第22页/共31页 氧传感器与闭环控制：氧传感器与闭环控制：只有当发动机在标准的理论空燃比147运转时，三元催化转化器的转化效率最佳，为此必须对空燃比进行精确的控制，在发动机控制系统中普遍采用由氧传感器组成的空燃比反馈控制方式，即闭环控制方式。在三元催化转化器前面的排气歧管或排气管内装有氧传感器， ECU根据氧传感器反馈的空燃比浓稀信号，控制喷油量的增加或减少。 第23页/共31页 催化转换器的使用条件催化转换器的使用条

11、件 1 1、装用催化转换器的发动机只能使用无铅汽油。如果使用加铅汽油，铅覆盖在催化剂表面特使催化剂失效。 2 2、仅当温度超过350350时，催化转换器才起催化反应。温度较低时，转换器的转换效率急剧下降。 3 3、必须向装有三效催化转换器的发动机供给理论混合比的混合气，才能保证三效催化转换器有较好的转换效果。 4 4、必须和氧传感器配合使用。第24页/共31页 此装置是为了防止油箱内的汽油蒸汽向大气排放产生污染而设置的。 油箱中的汽油蒸汽通过单向阀进入炭罐上部，空气从炭罐下部进入清洗活性炭 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阀。ECU控制炭罐电磁控制阀的开度，调节排放控制阀上

12、方的真空度，从而控制排放控制阀的开度。 当排放控制阀打开时，汽油蒸汽通过排放控制阀吸入进气歧管。三、燃油蒸气排放控制装置三、燃油蒸气排放控制装置第25页/共31页 活性炭罐蒸发污染控制装置1油箱盖及真空泄放阀；2油箱；3单向阀；4蒸汽通气管路；5废气再循环及炭罐控制电磁阀；6节气门；7进气歧管；8真空室；9排放控制阀；10定量排放小孔；11活性炭罐第26页/共31页附加知识：强制式曲轴箱通风系统附加知识：强制式曲轴箱通风系统 在发动机工作时，会有部分可燃混合气和燃烧产物经活塞环由气缸窜入曲轴箱内，还可能有液态燃油漏入曲轴箱。这些气体将加速润滑油变质并使机件受到腐蚀或锈蚀。又因为窜入曲轴箱内的气体中含有HCHC及其他污染物，所以采用的强制式曲轴箱通风系统，避免这种气体排放到大气中。 发动机工作时、进气管真空度作用到PCVPCV阀6 6，此真空度还吸引新鲜空气经空气滤清器1 1、滤网2 2、空气软管3 3进入气缸盖罩4 4内，再出气缸盖和机体上的孔道进入曲轴箱。 在曲轴箱内，新鲜空气与曲轴箱气体混合并经气- -液分离器5 5、PCVPCV阀6 6和曲轴箱气体软管7 7进入进气管8 8，最后经进气门进入燃烧室挠