team21丰田诊断技术员培训课程step-3发动机121b

1、排放控制本章概述本章讲述排放控制汽车产生的有害气体排气产生原理排放控制系统CO/HC的检测和调整2003 丰田汽车公司。 发动机技师 - 汽油发动机排放控制汽车产生的有害气体概述1.什么是排放控制系统？排放控制系统是用于减少汽车产生的对环境和人有害的大气污染物的装置。什么是大气污染物？大气污染物是指燃油箱中的燃油蒸发，从气缸壁和活塞之间的漏气，及从排气管排出的废气。排放的气体对环境和人是有害的，因为它包括有害物质一氧化碳（CO）、碳化氢（HC）、氮氧化合物（NOx）。装备柴油发动机的车辆不仅产生一氧化碳（CO）、碳化氢（HC）、氮氧化合物（NOx），而且还有积碳 烟，对环境和人体同样有影响。一

2、氧化碳（CO）当燃烧室中氧气不足时，就会产生一氧化碳（不完全燃烧）。2C（碳）+O2（氧） 2CO（一氧化碳）一氧化碳（CO）吸入人体之后，进入血液并妨碍血液的输氧能力。如吸入大量一氧化碳会导致死亡。碳化氢（HC）和一氧化碳同样，碳化氢（HC）也是不完全燃烧时会产生。同时，在下列情况也会产生碳化氢（HC）： 因“猝熄”使温度过低，未达到燃烧温度时。 气门叠开时。混合气越浓，碳化氢（HC）产生越多。混合气越稀，碳化氢（HC）产生越少。混合气太稀时，混合气如不能点燃，碳化氢（HC）会激增。碳化氢（HC）吸入人体后，会致癌。碳化氢（HC）也会导致光化学烟雾。氮氧化合物（NOx）氮氧化合物（NOx）是

3、由空气燃油混合气中的氮气和氧气在燃烧室温度达到1800（3272）以上时产生的。燃烧室温度越高，其生成量越大。混合气越稀，其生成量越大，因为混合气中氧的比例太高。因此，氮氧化合物（NOx）的生成是由燃烧室温度和氧的浓度决定的。N2 (氮) + O2 (氧) 2NO (NO, NO2式N2O.NOx)氮氧化合物（NOx）被吸入人体后，会刺激鼻子和喉咙。同时它也会导致光化学烟雾。(1/2)+& 2.&2 +& 12 +& (1)(2)(3)- 2 -发动机技师 - 汽油发动机排放控制1.废气废气是指从排气管排出的气体。在理论上，汽油燃烧只会产生CO2（二氧化碳） 和H2O（水蒸气）。但是，由于空燃

4、比、大气中氮（N2）的含量、燃烧室温度、燃烧时间等因素，汽油不能按照化学理论产生反应。这就是有害物质如一氧化碳（CO）、碳化氢（HC）、氮氧化合物（NOx）产生的原因。燃油蒸发汽油箱、化油器等处的燃油蒸发形成燃油蒸气进入大气。它的主要成分是HC。窜缸混合气漏气是从活塞和气缸壁的间隙窜入曲轴箱的气体。它的主要成分是未燃混合气中的HC。(2/2)&2+& 122.+&+&3. +& 排气产生原理理论空燃比理论空燃比是燃油与它充分燃烧所需的最少空气量（含氧）的比值。汽油是几种积碳氢化合物的混合物，其主要成分是辛烷（C8H18）。2C8H18 + 25O2 16CO2 + 18H2O1克辛烷完全燃烧1

5、克辛烷完全燃烧成为水蒸气(H2O)和二氧化碳(CO2)需要15克的空气。实际燃油不是纯辛烷，而是和几种积碳氢化合物的混合物。因此理论空燃比大约是14.7。(1/1)- 3 - 发动机技师 - 汽油发动机排放控制CO / HC /NOx 的形成曲线图左图展示了空燃比和CO / HC /NOx形成的关系。1.较浓 CO/HC:增加 NOx:减少较稀 CO:减少 HC:减少混合气太稀时，因缺火造成HC含量增加。NOx：在混合气比理论空燃比稍稀时，其产生量最大。混合气更稀时，因燃烧室温度降低，其产生量减少。 除了左图所示因素以外，在下列情况CO / HC /NOx的产生量也会增加。发动机冷态因所供混合

6、气较浓，CO / HC 的产生量增加。高负荷时废气排放量因燃油和空气的增加而增加。因所供混合气较浓，CO / HC 的产生量增加。因燃烧室温度升高，NOx的产生量增加。2.3.4.提示:PPM:百万分之一的缩写。用于表示浓度或含量的单位。(1/1)概述排放控制系统为了使这三种物质CO / HC /NOx的排放量符合排放标准的要求，需要应用高科技。对于实际车辆来说，不仅要降低这些物质的排放，而且车辆装置还要求保证其耐用性、可靠性、安全性和耗油率基本上符合相关标准。左侧列出了改进排放的措施和装置,因国家和地方法规而异。(1/1)- 4 - (), (6$ ,6 7:& (*5 997 L(*5 亢

7、 &2+&12 330 330 +&212发动机技师 - 汽油发动机排放控制发动机的改进为了改良发动机输出功率和燃油消耗率，并同时减少有害气体的产生，发动机作了较大的改进。下列项目并不在所有类型发动机上采用，但对某种发动机则最为有效。 1.燃烧室构造和进气系统的改进(1)挤压区的采用燃烧室的挤压区在进气行程终了时产生强涡流，并持续到作功行程。涡流提高了燃烧速度，使空气燃油混合气燃烧更完全，同时降低HC和CO的生成量。涡流的形成弧形的进气口使空气燃油混合气在进气行程中，进入燃烧室时，朝燃烧室边缘方向形成适当的涡 流。涡流从压缩行程持续到作功行程，和挤压产生相同的作用。(2) 2.电子燃油喷射（E

8、FI）、电子控制点火提前（ESA）、直接点火系统（DIS）的采用由于电子燃油喷射（EFI）系统，能产生恰当的空燃比的空气燃油混合气，电子控制点火提前（ESA）系统和直接点火系统（DIS），能是点火正时根据行驶情况得到更精确的调节，使得混合气燃烧更充分，并达到废气的减少的目的。(1/1)催化转化器1.概述催化转化器是把有害物质（CO 、 HC和NOx），经过化学反应转化为H2O、CO2、N2 。通常，汽车上使用铂、钯、铱、铑等作为催化剂。催化器种类氧化型催化器：HC或CO氧化生成无污染的 H2O 或CO2。还原型催化器：把氧从氮氧化合物中移走，使NOx成为无污染的N2。氧化/还原型催化器：同时进

9、行上述两种功能。这种催化器在汽车上称为三元催化转化器（TWC）。因为三种有害物质CO 、 HC和NOx同时转化成无害物质。在现今的汽车里，大多数汽车使用了三元催化转化器。&2+& 12+ 2 &2 1 (1)7:&(2)催化器的工作温度催化器的净化率随温度而变化。如图所示，催化器温度达到400以上时，净化率接近100%，废气将得到有效净化。注意:装备有催化转化器的车辆需要使用无铅汽油，因为如果使用含铅汽油，铅粘附于催化剂和氧传感器(O2 传感器)的表面，不能获得应有的效果。(1/3)- 5 - & &发-发排放控制(3)三元催化转化器系统三元催化转化器系统对HC和CO进行氧化的同时，对 NOx

10、进行还原，将其净化为 H2O、将其净化为 CO2和 N2。整体式三元催化转化器得到了应用。氧化铝或催化物涂在整体格栅式载体上，上面有许多孔。有害物质通过孔时被净化。有两种类型的载体：陶瓷型和金属型。格栅越薄，净化能力越强。(2/3)混合气在理论空燃比附近时，三元催化转化器的效率最高。因此需要空燃比反馈（控 制）系统把空燃比保持在理论空燃比附近。空燃比反馈（控制）系统使用排气管内的氧传感器监测废气中氧的含量。然后发动机控制单元通过调整燃油喷油量控制空燃 比，使三元催化转化器的转化效率达到最 高。(3/3)- 6 -催12+&2(&8 发动机技师 - 汽油发动机排放控制CO/HC的检测和调整CO/

11、HC的检查和调整1.必要性确定发动机状态通过测量CO/HC，就可确定包括空燃比的有效性和排放控制系统的运行在内的发动机状态。当CO和HC均处于标准值范围内，且发动机运转平稳，则可确定发动机和排放控制系统均正常。当发动机不能平稳地运转，或HC水平较高时，则可能发生发动机缺火。发动机缺火的原因有空燃比不合适，压缩不足，点火系统故障或排放控制系统故障等。为符合各项有关法规。装有三元催化转化器/氧气传感器CO 水平不需调整，因为发动机控制系统会根据氧气传感器信号，增加或减少喷油量，来调整空燃比，使更精确地符合理论空燃比。即使发生一些缺火，多数的CO和HC也会被三元催化转化器所净化掉。当检测到不符合标准

12、值的CO 和HC 时，可能有以下原因： 三元催化转化器的升温不良或不足，空气燃油混合气过多，高频率缺火。未装三元催化转化器/氧气传感器为满足各项法规的要求和在良好状态下使用发动机，必须将CO水平调整至标准范围内。当CO/HC浓度高，但发动机运转平稳，则空燃比过浓。当CO浓度高于标准值时，即使发动机运转更为平稳，也必须调整CO浓度，以保持排放气体清洁。当CO浓度过低时，HC浓度会高和发动机不能平稳运转，并引起缺火现象发生。(1/1)&2 &2 +& 7:& 6672.3. - 7 -发-发排放控制练习通过练习来检查你对本章材料的理解程度。在回答完各个练习后，你可以使用参考按钮来检查与现行问题有关的页面。当你回答错误时，请返回到原文再进行复习并寻找正确以进入下一章。当你全部回答正确时，可义义义义 - 8 - 发动机技师 - 汽油发动机排放控制问题 - 1在下图中，字母A，B和C分别用来标志何种化合物（