第七章-发动机排放控制系统构造与维修

郑劲第七章发动机排放控制系统1第一节发动机的有害排放物一、排放污染物的来源发动机工作时所排放的废气中含有一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧物（NOx）、微粒及硫化物等有害物质。1.油箱汽油蒸发，污染物为HC，占25％左右。2.曲轴箱窜气，污染物为HC，占25％左右。3.尾气排放，污染物为CO、HC、NOx。4.微粒（碳烟）是柴油机主要有害排放物之一。二、排放污染物的危害CO吸入过多会阻碍血液对氧气的吸收和输送，引起头痛、头晕，严重的会导致入死亡。2第一节发动机的有害排放物三、排放控制的种类（1）活性炭罐蒸发物控制。（2）曲轴箱强制通风和PCV阀控制。（3）空燃比与三元催化转换控制。（4)废气再循环（EGR）系统，

NOx专项控制。（5）柴油机微粒过滤器。

3第二节三元催化转化器一、作用与结构类型三元催化转化器（TWC）是利用催化剂（锗、铂、钯）的作用将排气中的CO，HC和NOx转换成对入体无害气体的一种排气净化装置。COHCNOXCO2

H2ON2、O2

Pt\Rh\Bd催化剂（铂铑钯）4二、工作条件

1.只能使用无铅汽油

铅使催化剂中毒，失去效能。2.工作温度

温度超过350℃催化转换器才起催化反应。3.混合气的成分为理论混合比(A/F＝14.8)。混合气的成分不是理论混合比时，排气中有害物的转化效果较差，易引起催化转换器过热。第二节三元催化转化器5氧化催化转换器作用氧化催化转换器COHCCO2

H2OPt\Rh\Bd催化剂（铂铑钯）第二节三元催化转化器6三、三元催化转换器工作状况的检测1.尾气排放测试作尾气排放检测时，如CO、HC和NOx的含量都高，说明TWC很可能已经失效。2.前后氧传感器输出电压和波形的对比3.用红外线测温仪检测在热机状态下，举升汽车，用红外线测温仪检测TWC进气口和出气口的温度，如果温差不足10℃，说明TWC内部堵塞严重，必须更换。第二节三元催化转化器7三、三元催化转换器工作状况的检测4.根据车况分析TWC发生堵塞后最初的不良反应是行驶无力，车速上不去和废气返流，如一辆最高车速设计为200km/h的汽车，TWC内部堵塞后最高车速通常只有130km/h左右。TWC堵塞后，如不及时更换，最后会发展到起动困难（排气不畅）。5.三元催化转化器（TWC）堵塞还会造成发动机水温过高。6.用背压表检测三元催化转化器如分析TWC或消声器可能发生堵塞，可拆下氧传感器，在氧传感器装配孔上连接背压表，发动机工作时排气管压力应小于0.025MPa。如超过该值，说明TWC或消声器发生堵塞，应及时更换。第二节三元催化转化器8一、废气再循环装置1．NOx产生的原因高温、高压、高氧是产生NOx的主要因素。

2.作用将适量的废气引入进气道中，以减少NOX的生成。3.EGR阀控制方式即EGR阀的开启由ECU根据发动机水温、转速、空气流量等信号来决定。

第三节废气再循环装置9一、废气再循环装置3.EGR阀控制方式即EGR阀的开启由ECU根据发动机水温、转速、空气流量等信号来决定。

第三节废气再循环装置10一、废气再循环装置4.EGR阀工作过程EGR系统在发动机水温50∘C，发动机转速1500～4500rpm时工作，在怠速、暖机、大负荷和减速时，不工作。第三节废气再循环装置11一、废气再循环装置4.EGR阀工作过程电子控制式EGR阀EGR系统在发动机水温50∘C，发动机转速1500—4500rpm时工作，在怠速、暖机、大负荷和减速时，不工作。第三节废气再循环装置12排气再循环系统（EGR阀）第四节汽油蒸发控制装置13二、废气再循环（EGR）装置故障与检测1.EGR阀关闭不严引发的故障EGR阀在起动、怠速、低速、急加速、减速和全负荷时应关闭。如开启或关闭不严，可燃混合气被EGR阀进入的废气稀释，会造成：（1）EGR控制电磁阀与底座密封不良，使EGR阀始终处于开启状态，会造成怠速不稳定，低速时会喘振。（2）低速加速时动力不足，急加速反应迟钝，向后座车，急减速时过载熄火。（3）冷起动时过载熄火。（4）节气门全开或按近全开时，会造成发动机功率降低。第三节废气再循环装置14二、废气再循环（EGR）装置故障与检测2.EGR阀不开启故障（l）EGR不开启，高怠速负载做工况测试时，NOx含量高，加速时易产生爆燃。（2）发动机转速在1500～4500r/min时，EGR阀不开启会造成NOx过高。这是因燃烧室温度升得过高，导致爆燃。而爆燃是导致NOx升高的直接原因。第三节废气再循环装置15二、废气再循环（EGR）装置故障与检测3.EGR阀检测方法起动发动机，冷车，怠速时拆下EGR阀上侧的真空软管，在发动机水温50℃以下，发动机转速1500r／min以下时，用手指堵住真空管应感觉不到有真空吸力。否则，应更换EGR真空开关阀。在EGR阀上侧真空接口上接上真空表，在冷车、怠速时，将真空加入EGR阀真空室。这时发动机应出现怠速不稳、熄火。否则说明EGR阀损坏，应更换。第三节废气再循环装置16第四节汽油蒸发控制装置一、装置的组成与功用

收集和储存汽油蒸汽，送入气缸内燃烧，消除HC从汽油箱向大气的排放。

图汽油蒸发控制装置的组成17第四节汽油蒸发控制装置二、汽油蒸发控制装置的工作过程

1.发动机不工作时，汽油蒸汽经单向阀进入炭罐，汽油蒸汽被活性炭吸附。2.在发动机水温≥75℃，发动机转速≥1500r／min时，炭罐电磁阀通电，活性炭上的汽油蒸汽在90s左右全部被吸入进气道。空气进入炭罐，清洗活性炭，炭罐恢复吸附汽油蒸汽的能力。

图汽油蒸发控制装置的组成18第四节汽油蒸发控制装置三、汽油蒸发控制装置的故障诊断1.汽油蒸发控制装置故障的诊断如果炭罐电磁阀发生故障（如短路或断路）会造成：难以起动，加速不顺，还能造成怠速不稳，尾气超标，油耗增加。加油时加油口向外呛油。油箱未满，却加不进油，应重点检查炭罐电磁阀是否发生故障。活性炭罐的进气孔处的空气滤清器必须保持清洁。该处堵塞后，没有新鲜的空气冲刷活性炭，对汽油蒸汽的吸附能力就会逐渐丧失。

图汽油蒸发控制装置的组成19第四节汽油蒸发控制装置三、汽油蒸发控制装置的故障诊断2.炭罐电磁阀故障的诊断在发动机正常工作温度下，怠速状态取下活性炭罐排放控制阀通向炭罐电磁阀的真空软管，用手指堵住真空管，怠速时无真空吸力为正常。踩加速踏板加速到2000r／min，真空软管有吸力为正常。如不正常应更换。炭罐电磁阀为两位两通常闭式电磁阀，没有通电时，对炭罐电磁阀吹气应不通气；通电后吹应通气。如不正常应更换。炭罐电磁阀自身是否有短路或断路，可用欧姆表检查端子间的电阻值。

图汽油蒸发控制装置的组成20一、曲轴箱为什么要通风？1.窜入曲轴箱的废气或燃油使机油加速变质，腐蚀构件；2.若将废气中的有害物质排放到大气中，造成环境污染。所以，曲轴箱要强制通风。二、系统组成空滤器、化油器、PCV阀、进气管及抽气管。第五节曲轴箱强制通风装置21三、PCV阀的结构与工作情况A.结构

真空吸力阀、弹簧、阀座与阀体组成。B.工作情况停机：阀关怠速：开很小的缝隙。中负荷：中开度。大负荷：大开度。进气管回火：阀关第五节曲轴箱强制通风装置22PCV阀的功用根据发动机的工况，自动调节进入气缸的曲轴箱气体的数量，以免真空度较大时，抽气量过多及机油被吸出。第五节曲轴箱强制通风装置23强制式曲轴箱通风系统工作情况演示（PCV系统）第五节曲轴箱强制通风装置24强制式曲轴箱通风系统（PCV系统）第五节曲轴箱强制通风装置25三、PCV阀的故障及检测1.PCV阀的故障PCV阀如果卡滞在打开的位置，过量的空气流入进气歧管，使用AFS系统的会使空燃比变稀，会出现怠速不稳和发动机过载熄火的故障。PCV阀或强制通风的软管堵塞，会造成怠速不稳、怠速熄火、怠速过高故障。还会造成曲轴箱压力过大而窜机油。部分机油窜入燃烧室，造成排气管冒蓝烟。

第五节曲轴箱强制通风装置图曲轴箱通风装置示意图26三、PCV阀的故障及检测2.PCV阀故障的预防发动机在工作80000～90000km后，由于气缸、活塞环的磨损，使气缸窜气量增加，曲轴箱内废气含量的增加，造成箱内温度升高，箱内机油蒸发量加大。在这种情况下，PCV阀容易被积炭堵塞。预防方法：发动机工作了60000～70000km后，定期地用化油器清洗剂清洁PCV阀，可延长PCV阀的使用寿命。第五节曲轴箱强制通风装置图曲轴箱通风装置示意图27三、PCV阀的故障及检测3.PCV阀的检查方法（l）将一根干净的软管接到PCV阀出气一侧，用力向进气一侧吹气。PCV阀是单向阀，因此如通气，应更换。（2）将进气一侧软管拆下，在发动机工作时，用手指封住进气一侧的进气孔。如感觉不到真空吸力，说明PCV阀或强制通风的软管堵塞，应清洗或更换。（3）拆下PCV阀，在耳边摇动。若听不到“喀”声，说明P