汽车排放污染控制技术

1、1 汽车排放污染控制系统与检测目录前言 2 一、汽车排放污染物及控制手段 2 （一）汽车排放污染物的成分和危害性（二）对汽车尾气的治理（三）控制手段二、废气再存环控制系统的原理与检测 3 （一） egr 系统的必要性（二） egr 的工作与测试三、氧传该器的原理与检测 4 一氧传该器的结构及原理 二氧传该器的检测四、催化转化器控制原理与检测方法 5 一催化转化器控制原理 二三元催化转化器的检测五、二次空气喷射系统的原理与检测 5 一二次空气喷射系统的结构及原理 二二次空气喷射系统的检测六、曲轴箱强制通风系统的原理与检测 6 一曲轴箱强制通风系统的结构及原理 二曲轴箱强制通风系统的工作 三曲轴箱

2、强制通风系统的检测七、燃油蒸发控制系统的原理与检测 7 一燃油蒸发控制系统的结构及原理 二燃油蒸发控制系统的检测参考文献 7 2 前言：随着我国经济建设迅速发展,汽车运输业日益繁忙和各类机动车拥有量逐年大幅度增加 ,为控制随之而带来的环境污染,国家对汽车尾气排放的要求越来越严。因此,如何采取有效措施 ,最大限度地降低汽车发动机排放的污染物,以满足国内外越来越严的排放标准,已是广大汽车面临的日趋严峻的问题。一、汽车排放污染物及控制手段 （一）汽车排放污染物的成分和危害性汽车排放污染物中含有大量的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物(nox)、二氧化硫、铝、 碳微粒和其他杂质粉尘等， 这些物质对人类和

3、整个生态环境危害极大。（二）对汽车尾气的治理尾气污染治理是采用在汽车排气口增加尾气净化器的方式，对汽车产生的废气进行净化以减少污染，现实生活中比较常用的方法有：（1）安装汽车曲轴箱强制通风装置（2）安装汽油车燃油蒸发污染控制装置（3）安装汽车电子点火器（4）安装汽车磁化净化器（5）在尾气排放口安装三元催化转化器以上治理方法对控制汽车尾气污染都十分有效，但还不能达到理想的程度。在使用这些方法的同时，还应不断地研发新的方法，以完善尾气净化技术。（三）控制手段汽车发动机作为一个大气污染源，应该采取各种措施给与治理和改进。为了解决汽车环境污染问题， 研究了不少技术措施， 这些净化方法大致可分为发动机本

4、身改造与增加排放净化系统。（1）发动机本身改造控制混合气形成与燃烧2、改变燃烧室的形状3、减少燃烧室的压缩比4、提高燃烧室的壁面温度5、减少点火提前角 6、增大点火能量等，都可以减少有害气体排放。（2）增加排放净化系统为降低排放污染物， 在汽车上加装控制系统主要有废气再循环控制系统、催化转化系统、二次空气喷射系统等。另外，曲轴箱窜气和燃油蒸发也会产生一些有害的蒸汽，也应加以控制。汽车上使用的曲轴箱强制通风（pcv）系统和燃油蒸发控制系统（ evap）系统进行控制。3 二、废气再存环控制系统的原理与检测 （一） egr 系统的必要性废气再循环（exhust gas reciculation ）

5、简称 egr 系统，用于减少废气中 nox的含量。由于加速或发动机高负荷，燃烧室内的温度升高，生成的nox 也随之增加。因为高温促使氮和空气中的氧化合，所以，减少nox 生成的最好办法是降低燃烧室的温度。（二） egr 的工作与测试1、egr 阀的识别与测试egr 阀有正压力控制式和负压力控制式两种类型：（1）正压力控制式 简称 p型正压力控制式完全由真空来控制， 当发动机起动后，若有真空源到 egr 膜盒，将膜盒吸起后， egr 阀即会打开，必须真空完全消失，egr 阀才会关闭。（2）负压力控制式 简称 n 型负压力控制式由真空及排气压力来控制，当发动机起动后，原在egr 膜盒的真空会泄放，

6、直到egr 动作条件达到时，才有发动机真空建立在膜盒内，但egr 阀尚未能开启，必须排气压力到达egr 阀时才能打开。2、egr 阀的开启控制因为在低温及低负荷的情况下，nox 的生成量很少，所以egr 系统在没必要工作。在怠速时，如果egr 阀打开，会导致发动机抖动甚至熄火。在高速时，如果 egr 阀打开，则会影响发动机的输出功率，高速时功率不足。因此，egr 阀的工作时机必须控制，在一般情况下必须同时满足以下条件：发动机达到工作温度中高速时。egr 阀的开启控制有以下几种：（1）直接真空控制（ 2）温控阀控制（ 3）电磁阀控制。（4）流量阀控制（ 5）步进电机控制3、egr 的监控方式电控

7、汽油喷射发动机的电脑控制系统会采用各种方式来监控egr 系统是否工作。常见的监控方式有以下几种：（1）进气压力传感器map 监控（ 2）开关式监控（ 3）差压阀位置传感器监控（4）排气温度检测控制（ 5）egr 位置（高度）传感器监控4 三、氧传该器的原理与检测 一氧传该器的结构及原理目前应用的氧传感器主要包括氧化锆式和氧化钛式。氧传感器的基本原理：在一定条件下（高温和铂催化），利用二氧化锆内外两侧的氧浓度差，产生电位差， 且浓度差越大电位差就越大。大气中的氧含量大约为 21%左右，浓混合其燃烧后的废气含氧量非常少，希混合气燃烧生成的废气或因缺火产生的废气中含有较多的氧，蛋仍比大气中的氧多。二

8、氧传该器的检测氧传感器安装在发动机的排气管上，位于三效催化转化器之前， 用于测量废气中的氧含量。如果废气中的氧含量高，说明混合气偏稀， 氧传感器将这一信息输入发动机电控单元（ ecu） ，ecu 指令喷油器增加喷油量； 如果废气中的氧含量低，说明混合气偏浓，ecu 指令喷油器减少喷油量，从而帮助ecu 把混合气的空燃比控制在理论值（14.7）附近。因此，氧传感器相当于一个混合气的浓度开关，它是电喷发动机实行闭环控制不可缺少的重要部件。对于氧传感器一般进行加热器电阻、反馈电压等几个方面的检测。1.分工况检测：氧传感器输出的信号电压（指ecu 导线侧连接器端子对地的电压）应当符合下面的要求a.点火

9、开关位于 on 位置时， 信号电压大约为0v；b.发动机冷机怠速运转时，信号电压大约为0v；c.发动机预热后怠速运转时，信号电压大约为0 v1.0v；d.发动机预热后加速运转时，信号电压大约为0.5 v1.0v；e.发动机预热后减速运转时，信号电压大约为0 v0.4v。2.灵敏度检测：起动发动机，让发动机以2500 r/min 的转速运转 3min，使氧传感器达到工作温度。 发动机继续以 2500r/min 的转速运转， 同时测量氧传感器的信号电压，如果信号电压在0.1 v1.0v 之间波动的次数为10 s 内大于 8 次，说明氧传感器的灵敏度正常。否则，应当更换氧传感器。3.模拟检测：拔下一

10、根发动机的真空软管，模拟混合气变稀，若氧传感器的信号电压下降到0.1 v0.3v；堵住空气滤清器的进气口，模拟混合气变浓，若氧传感器的信号电压上升到0.8 v1.0v，说明氧传感器工作正常。 如果氧传感器的信号电压不发生上述变化，说明氧传感器有故障，应该予以更换。5 四、催化转化器控制原理与检测方法 一催化转化器控制原理三元催化器的工作原理是： 当高温的汽车尾气通过净化装置时，三元催化器中的净化剂将增强co、hc 和 nox 三种气体的活性，促使其进行一定的氧化-还原化学反应，其中co 在高温下氧化成为无色、无毒的二氧化碳气体；hc 化合物在高温下氧化成水 (h20)和二氧化碳； nox 还原

11、成氮气和氧气。三种有害气体变成无害气体，使汽车尾气得以净化。二三元催化转化器的检测 外观检查：观察催化转化器是否有隆起、变形、泄露和裂纹，个连接件是否牢固。拍打并晃动催化转化器， 是否有物体移动的声音， 排气管是否有颗粒状物质排出，若有，说明催化转化器内部有破裂。此外，还要检查外部是否有凹陷。2.氧传感器信号测试法：发动机模块利用两个氧传感器的信号来检测其工作性能。 因此， 我们可以利用这两个氧传感器的信号判断三元催化转化器的工作性能。五、二次空气喷射系统的原理与检测 一二次空气喷射系统的结构及原理系统的工作原理： 二次空气又分为上游气流及下游气流。上游气流进入排气歧管，下游气流进入转化器中的

12、空气室中，空气进入排气歧管及三元催化转化器的时机，由发动机控制模块（ecu）进行控制。1.as 和 ai 系统的必要性由于 co 和 hc 是可以燃烧的物质，因此，如果迫使空气进入排气歧管，且废气够热，废气就会在排入大气以前重新燃烧，废气中的co 和 hc 也就转化成为无污染的 co2和 h2o。有两种方法可以实现这一目的：二次空气吸入（as）法和二次空气喷射（ ai ）法。2.二次空气吸入（ as）系统as 系统利用废气的波动（即排气压力有规律的突然变化），打开和关闭片簧阀，让空气断续地进入排气歧管。用这个方法吸入排气歧管的空气和用ai 法相比，其量甚小，所以as 法只适用于相对体积较小的发

13、动机。在有些 as 装置中，装有一个机构，在发动机减速或冷机时，阻止空气进入。减速和冷却水温度低时， 空气燃油混合气太浓， 就会产生催化剂过热或排气管放炮的危险。6 3.二次空气喷射（ ai ）装置系统ai 系统使用空气泵， 迫使空气进入排气歧管 （空气泵通常用v 型皮带驱动）。这个方法能提供重新燃烧所需要的足够的空气，但是有一部分发动机输出功率就要用于驱动空气泵。 由于电控汽油喷射系统、 三元催化净化器及其它这类设备研制成功，这个方法现在已经很少被采用了。二二次空气喷射系统的检测当二次喷施系统有故障后， 发动机没有明显的故障现象， 只是发动机的排放达不到标准，只会增加hc 和 co 的排放量

14、，不会影响发动机的动力性。对于二次空气喷射系统的检修， 一是看二次空气喷射泵到排气管的管路有没有破裂，二是看真空控制软管有没有破裂漏气之现象。六、曲轴箱强制通风系统的原理与检测 一曲轴箱强制通风系统的结构及原理发动机燃烧室内的燃烧后的废气顺着活塞和汽缸体的内壁漏入曲轴箱内，我们必须将这些污染物从曲轴箱内排出。一般采用pcv 系统，将进入曲轴箱的气体导入进气歧管，使其重新燃烧。pcv 阀是区中箱通风系统中最重要的部件，pcv 阀内有一个锥形阀， pcv阀一般装在气缸上。由 pcv 阀控制曲轴箱蒸汽进入进气歧管，同时防止气体或火焰反方向流动。当发动机工作时，进气歧管真空度作用在pcv 阀上，此真空

15、吸引新鲜空气经空气滤芯、空气软管进入气门室盖， 在经过气缸盖孔进入曲轴箱，并在曲轴箱中与从燃烧室泄露的气体混合。 这些空气与泄露的气体由于有进气管真空的吸引，所以向上经气缸盖孔流经气门室盖及pcv 阀，进入进气歧管，然后再经进气门进入燃烧室燃烧。二曲轴箱强制通风系统的工作1.发动机停机或回火时，由于其自身重量和弹簧重量，pcv 阀关闭。 2.怠速运转或减速时，负压很强，所以pcv 阀向上移动（打开）。但是由于真空通道仍然狭窄，窜缸混合气量还很少。3.正常运转时，真空度正常，真空通道扩宽，部分打开。4.加速或高负荷时， pcv 阀完全打开，真空通道也完全打开。三曲轴箱强制通风系统的检测7 如果

16、pcv 系统工作不正常， 则有可能是有害的窜气留在发动机内引起腐蚀、加快磨损，因而缩短发动机寿命。此外还会引发发动机不易启动、怠速不稳、加速无力或既有损耗过大等故障。1.转速下降测试法先使发动机达到正常温度， 在怠速情况下， 夹住 pcv 阀与真空元之间管路，发动机转速应下降50rmin 或更多。否则，要检查 pcv 阀和管路是否堵塞， 必要时进行清洗或更换。2.真空测试法使发动机在正常温度下正常运转，讲 pcv 阀从气门室盖上拔下， 拔下后应能听到空气流过时产生“咝咝”声。手指放在pcv 阀的进气口，应能高受到很强的真空吸力。装好pcv 阀，将机油加油口盖取下。处于怠速时将一张薄的硬纸轻轻放

17、在开口上，在60s内，应能感受到真空将纸吸附在开口上。七、燃油蒸发控制系统的原理与检测 一 燃油蒸发控制系统的结构及原理在这套装置中，汽油蒸汽回收罐（活性碳罐）用于吸收从燃油箱或化油器浮子室蒸发的汽油（ hc ），以防止这些hc逸入大气。它由蒸气回收罐（亦称活性炭罐）、控制电磁阀、蒸气分离阀及相应的蒸气管道和真空软管等组成。蒸气分离阀安装在油箱的顶部，油箱内的汽油蒸气从该阀出口经管道进入蒸气回收罐。当油箱内的汽油蒸气经蒸气管道进入蒸气回收罐时，蒸气中的汽油分子被活性炭吸附。蒸气回收罐上方的另一个出口经真空软管与发动机进气歧管相通。软管中部有一个电磁阀控制管路的通断。当发动机运转时，如果电磁阀开

18、启，则在进气歧管真空吸力的作用下， 新鲜空气将从蒸气回收罐下方进入，经过活性炭后再从蒸气回收罐的出口进入软管的发动机进气歧管，把吸附在活性炭上的汽油分子 （重新蒸发的）送入发动机燃烧， 使之得到充分利用； 蒸气回收罐内的活性炭则随之恢复吸附能力，不会因使用太久而失效。8 二 燃油蒸发控制系统的工作与检测对燃油蒸发控制系统的故障， 微机一般不能自行诊断， 只能采用就车检测和单件检测方法来查找。1、就车检测就车检测可按下述顺序进行：（1）将发动机预热至正常工作温度，并使之怠速运转。（2）拔下蒸气回收罐上的真空软管，检查软管内有无真空吸力。若燃油蒸发控制系统工作正常，在发动机怠速运转中电磁阀应关闭、真空软管内无真空吸力。如果此时真空软管内有真空吸力， 则用万用表 v档检查电磁阀线束连接器端子上是否有电压。若电磁阀线束连接器端子上有电压，说明微机有故障；若无电压，则说明电磁阀有故障（卡死在开启位置）。（3）踩下加速踏板，当发动机转速大于200or/min 时，检查上述真空软管内有无真空吸力。若真空软管内有真空吸力，则说明该系统工作正常； 若真空软管内无真空吸力， 则用万用