汽车电控发动机排放控制系统 (2)ppt课件

1、,汽油车排放控制系统简介,1,概 述,1.汽车排放的形成和危害 随着汽车保有量的增加，汽车排放对环境所造成的影响也随之增大。 汽车排放对人类危害最大的是： 一氧化碳(CO) 碳氢化合物(HC) 氮氧化物(NOx),2,汽车排放物对人体的危害,1一氧化碳(CO) CO是烃类燃料在空气不足的情况下，由于不完全燃烧而产生的有害物。CO被人体吸收后，容易与血红蛋白结合，阻碍血红蛋白带氧，会造成人体内缺氧而使人感到头痛、恶心，严重时还导致人因窒息而死。 2碳氢化合物(HC) HC是石油产品的基本组成部分，其与氧的化合(燃烧)所释放的热量是发动机运转所需的能量。但排人大气中的HC则是一种污染。发动机排气中

2、高含量的HC是燃料未经燃烧或燃烧不完全的产物。此外，燃油箱汽油蒸发、曲轴箱气体直接排放等，也是HC对大气造成污染的来源。HC气体在阳光下与氮氧化物NOx作用，进行光化学反应，形成含有臭氧(O3)、丙稀醛、甲醛、硝酸盐、酮及过氧化酰等物质的光化学烟雾。这种“烟雾”具有较强的氧化力和特殊的气味，对人眼、咽喉等有刺激作用，并容易使橡胶开裂和植物受损等。在诸多的碳氢化合物中，苯比芘还是一种致癌物。,3,3氮氧化物(NOX) NOX是在温度很高的情况下氮与氧化合的产物，对大气造成污染的主要是一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)。氮氧化物是一种有毒并带有恶臭的气体，会引起人眼结膜、口腔、咽喉粘膜肿胀和充血

3、，并可能导致支气管炎、肺炎等病。,4,汽油车排放控制系统包括：,一、曲轴箱强制通风系统PCV； 二、汽油蒸汽排放控制系统 EVAP； 三、废气再循环控制系统 EGR； 四、三元催化转换器与空燃比反馈控制统 ； 五、二次空气供给系统AS ；,5,1、功用： 省油 延长润滑油寿命 环保 2、结构： 在曲轴箱和进气歧管间安装一根管子和一个强制通风阀（PCV阀）。利用歧管真空度将窜气吸入进气管燃烧，通过PCV阀改变进入气缸重新燃烧的窜缸混合气量。,一、曲轴箱强制通风装置,6,一、曲轴箱强制通风装置,7,1、功用： 省油 环保 收集汽油箱内蒸发的汽油蒸汽，并将汽油蒸汽导入气缸参加燃烧，防止汽油蒸汽直接排

4、入大气而造成污染。,二、汽油蒸汽排放控制系统 EVAP,8,2、组成：,二、汽油蒸汽排放控制系统 EVAP,9,3、工作原理： 发动机工作时，ECU根据发动机转速、温度、空气流量等信号，控制炭罐电磁阀的开闭来控制真空控制阀上部的真空度，从而控制真空控制阀的开度。当真空控制阀打开时，燃油蒸汽通过真空控制阀被吸入进气歧管。 发动机怠速或温度较低时，ECU使电磁阀断电，关闭吸气通道，活性炭罐内的燃油蒸汽不能被吸入进气歧管。,二、汽油蒸汽排放控制系统 EVAP,10,4、检修： （1）一般维护 （2）检查活性炭罐 按图示方法吹入压缩空气（294kPa）后，压缩空气应能从图中箭头所示方向流出。,二、汽油

5、蒸汽排放控制系统 EVAP,11,（3）检查真空控制阀 从活性炭罐上拆下真空控制阀，用手动真空泵由真空管接头给真空控制阀施加约5kPa的真空度时，从活性炭罐侧孔吹入空气应畅通，不施加真空度时，吹入空气则不通。,二、汽油蒸汽排放控制系统 EVAP,12,（4）检查电磁阀 发动机不工作时，拆开电磁阀进气管一侧的软管，用手动真空泵由软管接头给电磁阀施加一定真空度，电磁阀不通电时应能保持真空度；若给电磁阀接通蓄电池电压，真空度应释放。 拆开电磁阀线束连接器，测量电磁阀两端子间电阻应为36-44。,二、汽油蒸汽排放控制系统 EVAP,13,1、功用： 将适量的废气重新引入气缸内参加燃烧，从而降低气缸内的

6、最高温度，以减少NOX的排放量。 由于废气再循环也会使发动机的功率降低，使发动机在怠速、低速等工况下运转不稳定，因此需由ECU根据发动机工况控制废气再循环系统的工作。,三、废气再循环控制系统 EGR,14,2、开环控制EGR系统： （1）结构：,三、废气再循环控制系统 EGR,15,（2）工作原理： 发动机工作时，ECU根据冷却液温度、节气门开度、转速、起动等信号控制EGR电磁阀的搭铁电路来控制EGR电磁阀的开度，从而控制进入EGR阀的真空度，即控制EGR阀的开度，改变参与再循环的废气量。,三、废气再循环控制系统 EGR,16,不进行废气再循环的工况有： 起动工况。 怠速工况。 暖机工况。 转

7、速低于900r/min或高于3200r/min。 EGR率指废气再循环量在进入气缸内的气体中所占的比率，即： EGR率=EGR量/（进气量+EGR量）100%,三、废气再循环控制系统 EGR,17,有些发动机中，EGR电磁阀采用占空比控制电磁阀的开度，调节作用在EGR阀上的真空度，控制EGR阀的开度，以实现对废气再循环量的控制。 在开环控制EGR系统中，ECU根据各传感器信号确定发动机工况，并按其内存的EGR率与转速、负荷的对应关系进行控制，而对其控制结果不进行检测。,三、废气再循环控制系统 EGR,18,3、闭环控制EGR系统： 在闭环控制的EGR系统中，检测实际的EGR阀开度作为反馈控制信

8、号，其控制精度更高。,三、废气再循环控制系统 EGR,19,（1）用EGR阀开度作为反馈信号的闭环控制EGR系统： EGR阀开度传感器： 向ECU反馈电磁阀开度的信号。ECU根据此信号修正电磁阀开度，使EGR率保持在最佳值。 其结构为电计式。,三、废气再循环控制系统 EGR,20,三、废气再循环控制系统 EGR,用EGR阀开度反馈控制的EGR系统,21,（2）用EGR率作为反馈信号的闭环控制EGR系统： EGR率传感器： 安装在进气总管中的稳压箱上，新鲜空气进入稳压箱，参与再循环的废气经EGR电磁阀也进入稳压箱。传感器检测稳压箱内气体中的氧浓度并转换成电信号输送给ECU，ECU根据此信号修正电

9、磁阀开度，使EGR率保持在最佳值。,三、废气再循环控制系统 EGR,22,三、废气再循环控制系统 EGR,用EGR率反馈控制的EGR系统,23,4、EGR控制系统的检修： （1）一般检查 （2）检查EGR电磁阀 冷态下测量电阻值为33-39。 电磁阀不通电时，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；当给电磁阀接通蓄电池电压时，吹气通畅情况应相反。,三、废气再循环控制系统 EGR,24,（3）检查EGR阀 用手动真空泵给EGR阀膜片上方施加约15kPa的真空度时，EGR阀应能开启；不施加真空度时，EGR阀应完全关闭。,三、废气再循环控制系统 EGR,25,1、三元催化转换

10、器TWC： （1）功用： 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。,四、三元催化转换器与空燃比反馈控制系统,26,（2）结构： 三元催化转换器安装在排气消声器前面，由三元催化转换芯子和外壳等构成。,四、三元催化转换器与空燃比反馈控制系统,大多数三元催化转换芯子以蜂窝状陶瓷作为承载催化剂的载体，在陶瓷载体上浸渍铂（或钯）和铑的混合物作为催化剂。,27,（3）工作情况： 在正常情况下，废气中的HC、CO、NOx及O2在一起加热到500也不会产生化学反应，如果让这些气体经过上述催化剂后，就会转化为无害的CO2、H2O和N2。 汽车上如果使用含铅汽油，催化剂表面就会因铅覆

11、盖而失效。,四、三元催化转换器与空燃比反馈控制系统,28,2、氧传感器O2S： （1）功用： 用来检测排气中的氧含量，以确定实际空燃比是比理论空燃比浓还是稀，并且向ECU反馈相应的电压信号，ECU根据氧传感器反馈的空燃比浓稀信号来控制喷油量的减少或增加。 排气中的氧含量越多，空燃比越大。,四、三元催化转换器与空燃比反馈控制系统,29,（2）氧化锆式氧传感器 结构：,四、三元催化转换器与空燃比反馈控制系统,30, 工作原理：,四、三元催化转换器与空燃比反馈控制系统,当温度较高时，若陶瓷体内（大气）与陶瓷体外（废气）两侧含氧量不同时，氧气发生电离产生氧离子，氧离子从大气侧向废气侧扩散，在锆管两铂电

12、极间产生电压。,31,混合气稀时，排气中氧含量高，锆管内外两侧氧浓度差小，氧离子扩散量少，信号电压低； 混合气浓时，排气中氧含量低，锆管内外两侧氧浓度差大，氧离子扩散量多，信号电压高。 信号电压范围：0.1-0.9V ECU收到小于0.45V信号电压，确认混合气稀；收到大于0.45V信号电压，确认混合气浓。,四、三元催化转换器与空燃比反馈控制系统,32,由于氧化锆只有在400以上温度时才会工作,所以为了保证发动机在进气量小,排气温度低的时候也能正常工作,某些传感器还加装了对氧化锆进行加热的加热器,此加热器受ECU控制,称为加热型氧传感器。,四、三元催化转换器与空燃比反馈控制系统,33,（3）氧

13、化钛式氧传感器 结构：,四、三元催化转换器与空燃比反馈控制系统,34, 工作原理： 这是一种电阻型气敏传感器。利用化学反应强、对氧气敏感、易于还原的半导体材料氧化钛与氧气接触时发生氧化还原反应，从而导致电阻值变化的原理工作的。 当废气中的氧浓度高时，二氧化钛的电阻值增大；反之，废气中的氧浓度低时，二氧化钛电阻值减小。利用适当电路对电阻变量进行处理，即可转换成电压信号输送给ECU，用来确定实际的空燃比。,四、三元催化转换器与空燃比反馈控制系统,35,3、开环与闭环控制： （1）区别： 两者的区别在于是否用反馈信号监控空燃比，即使用氧传感器监控空燃比。,四、三元催化转换器与空燃比反馈控制系统,36

14、,（2）闭环控制：,四、三元催化转换器与空燃比反馈控制系统,37,当实际空燃比比理论空燃比小时（混合气浓），氧传感器向ECU输入高电压信号（0.75-0.9V），此时ECU将减少供油量，使空燃比自动增大（混合气变稀）。反之氧传感器信号下降到0.1V左右，ECU将控制喷油量增加。 氧传感器的输出电压正常时，ECU就能把空燃比控制在14.7附近，使三元催化转换器处在最佳工作状态。,四、三元催化转换器与空燃比反馈控制系统,38,下列工况不使用闭环控制： 怠速运转时 节气门全开大负荷时 减速断油时 起动时 发动机冷却液温度低时或氧传感器温度 未达到工作温度400时 氧传感器失效时,四、三元催化转换器与

15、空燃比反馈控制系统,39,4、检修： （1）检查加热型氧传感器加热器： 测量其加热器线圈电阻。 （2）检查氧传感器信号： 连接好氧传感器线束连接器，使发动机以较高转速运转，直到氧传感器温度达到400以上时再怠速运转。反复踩加速踏板，并测量传感器输出信号电压，加速时输出高电压信号（0.75-0.9V），减速时输出低电压信号（0.1-0.4V）。,四、三元催化转换器与空燃比反馈控制系统,40,1、功用： 在一定工况下，将新鲜空气送入排气管，促使废气中的CO、HC进一步氧化，从而降低CO、HC的排放量。,五、二次空气供给系统AS,41,2、组成：,五、二次空气供给系统AS,42,3、工作原理： EC

16、U控制VSV阀的搭铁回路。 当VSV阀不通电时，关闭通向AS阀的真空通道，AS阀膜片在弹簧作用下下移，关闭二次空气供给通道，系统不工作。 当ECU给VSV阀通电时，VSV阀开启AS阀的真空通道，进气管真空度将膜片吸起，二次空气进入排气管。,五、二次空气供给系统AS,43,下列情况ECU不给二次空气电磁阀通电： 电控燃油喷射系统进入闭环控制 冷却液温度超过规定范围 发动机转速和负荷超过规定值 ECU发现有故障,五、二次空气供给系统AS,44,4、检修： （1）检查AS阀： 拆下AS阀，从空滤器侧软管接头吹入空气应不漏气；用手动真空泵从真空管接头施加20kPa的真空度，从空滤器侧软管接头吹入空气应畅通，从排气管接头吹入空气应不漏气。,五、二次空气供给系统AS,45,（2）检查VSV阀： 测量电磁阀