第四節(jié) 廢氣排放子系統(tǒng)

1、婁底職院婁底職院 2013年年 一排放控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介一排放控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介 一、汽車(chē)的公害一、汽車(chē)的公害 汽車(chē)的公害主要包括三個(gè)方面汽車(chē)的公害主要包括三個(gè)方面: (1)排氣對(duì)大氣的污染。在大氣污染中，汽車(chē)排放所造成排氣對(duì)大氣的污染。在大氣污染中，汽車(chē)排放所造成 的污染占有相當(dāng)比重。據(jù)有關(guān)資料介紹，大氣中所含的污染占有相當(dāng)比重。據(jù)有關(guān)資料介紹，大氣中所含CO的的 75%、HC和和NOx的的50%來(lái)源汽車(chē)的排放。來(lái)源汽車(chē)的排放。 (2)噪聲對(duì)環(huán)境污染。噪聲對(duì)環(huán)境污染。 下一頁(yè) (3)電氣設(shè)備對(duì)無(wú)線電廣播及電視的電波干擾，但只是局部問(wèn)電氣設(shè)備對(duì)無(wú)線電廣播及電視的電波干擾，但只是局部問(wèn) 題題 由于排污的危害

2、很大，而且排氣凈化問(wèn)題已成為當(dāng)前汽車(chē)由于排污的危害很大，而且排氣凈化問(wèn)題已成為當(dāng)前汽車(chē) 工業(yè)發(fā)展中起決定性作用的因素之一，因此排放的控制在國(guó)外工業(yè)發(fā)展中起決定性作用的因素之一，因此排放的控制在國(guó)外 汽車(chē)越來(lái)越受重視。汽車(chē)越來(lái)越受重視。 汽油是多種碳?xì)浠衔锏幕旌衔?。在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)，汽油汽油是多種碳?xì)浠衔锏幕旌衔?。在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)，汽油 和空氣混合并燃燒，大部分生成和空氣混合并燃燒，大部分生成COCO2 2和和H H2 2O O，依據(jù)燃燒條件，也，依據(jù)燃燒條件，也 有一部分由于不完全燃燒而生成有一部分由于不完全燃燒而生成COCO和和HCHC化合物。此外，當(dāng)燃燒化合物。此外，當(dāng)燃燒 溫度很高時(shí)，空

3、氣中的氮與未燃的氧起反應(yīng)，生成溫度很高時(shí)，空氣中的氮與未燃的氧起反應(yīng)，生成NOxNOx其中其中COCO、 HCHC和和NONOx x氣體對(duì)人類(lèi)和環(huán)境都會(huì)造成很大危害。氣體對(duì)人類(lèi)和環(huán)境都會(huì)造成很大危害。 下一頁(yè)返回上一頁(yè) 汽車(chē)排污的來(lái)源有三方面汽車(chē)排污的來(lái)源有三方面: (1)從排氣管排出的廢氣，主要成分是從排氣管排出的廢氣，主要成分是CO、HC和和NOx，其，其 他還有他還有SO2 、鉛化合物和炭煙等、鉛化合物和炭煙等; (2)曲軸箱竄氣，即從活塞與氣缸之間的間隙漏出的，再自曲軸箱竄氣，即從活塞與氣缸之間的間隙漏出的，再自 曲軸箱經(jīng)通氣管排出的燃燒氣體，其主要成分是曲軸箱經(jīng)通氣管排出的燃燒氣體，

4、其主要成分是HC; (3)從油箱蓋揮發(fā)、油泵接頭揮發(fā)、油泵與油箱的連接處揮從油箱蓋揮發(fā)、油泵接頭揮發(fā)、油泵與油箱的連接處揮 發(fā)出的汽油蒸氣，成分是發(fā)出的汽油蒸氣，成分是HC汽油車(chē)排放源的有害氣體相對(duì)汽油車(chē)排放源的有害氣體相對(duì) 排放量所示。排放量所示。 下一頁(yè)返回上一頁(yè) （1）一氧化碳（）一氧化碳（CO）：碳?xì)淙剂系牟煌耆a(chǎn)物，人吸入后將降）：碳?xì)淙剂系牟煌耆a(chǎn)物，人吸入后將降 低血液吸收和運(yùn)送氧氣的能力。低血液吸收和運(yùn)送氧氣的能力。 （2）碳?xì)浠衔铮ǎ┨細(xì)浠衔铮℉C）：包括未燃和未完全燃燒的燃油和潤(rùn)滑）：包括未燃和未完全燃燒的燃油和潤(rùn)滑 油蒸汽。油蒸汽。 （3）氮氧化合物（）氮氧化合物（N

5、Ox）：燃燒室內(nèi)高溫富氧環(huán)境中的產(chǎn)物。）：燃燒室內(nèi)高溫富氧環(huán)境中的產(chǎn)物。 2 2汽車(chē)排放控制的分類(lèi)汽車(chē)排放控制的分類(lèi) 機(jī)內(nèi)凈化：從進(jìn)氣系統(tǒng)入手，通過(guò)改善混合氣的質(zhì)機(jī)內(nèi)凈化：從進(jìn)氣系統(tǒng)入手，通過(guò)改善混合氣的質(zhì) 量，使燃燒產(chǎn)生的有害成分降低。這一類(lèi)的排放控制裝置有：量，使燃燒產(chǎn)生的有害成分降低。這一類(lèi)的排放控制裝置有： 進(jìn)氣溫度自動(dòng)控制裝置、廢氣再循環(huán)控制裝置、混合比加濃進(jìn)氣溫度自動(dòng)控制裝置、廢氣再循環(huán)控制裝置、混合比加濃 式減速?gòu)U氣凈化裝置、進(jìn)氣歧管真空度控制閥等。式減速?gòu)U氣凈化裝置、進(jìn)氣歧管真空度控制閥等。 機(jī)外凈化：對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣進(jìn)行再凈化處理，機(jī)外凈化：對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣進(jìn)行再凈化處理

6、， 將廢氣中所含的將廢氣中所含的COCO、HCHC和和NOxNOx等有害氣體轉(zhuǎn)化為無(wú)害的水等有害氣體轉(zhuǎn)化為無(wú)害的水 (H2O)(H2O)、二氧化碳、二氧化碳(CO2)(CO2)和氮和氮(N2)(N2)等氣體。這一類(lèi)的排放控制等氣體。這一類(lèi)的排放控制 裝置有：熱反應(yīng)器、氧化催化劑轉(zhuǎn)化器、三元催化轉(zhuǎn)化器、裝置有：熱反應(yīng)器、氧化催化劑轉(zhuǎn)化器、三元催化轉(zhuǎn)化器、 二次空氣供給裝置等。目前廣泛使用的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣凈化裝置二次空氣供給裝置等。目前廣泛使用的發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣凈化裝置 是三元催化轉(zhuǎn)化裝置。是三元催化轉(zhuǎn)化裝置。 收集汽油箱和浮子室內(nèi)蒸氣的汽油蒸氣，并將汽油收集汽油箱和浮子室內(nèi)蒸氣的汽油蒸氣，并將汽油 蒸氣導(dǎo)

7、入氣缸參加燃燒，從而防止氣油蒸氣直接排出大蒸氣導(dǎo)入氣缸參加燃燒，從而防止氣油蒸氣直接排出大 氣而防止造成污染。同時(shí)，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況，控制導(dǎo)入氣而防止造成污染。同時(shí)，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況，控制導(dǎo)入 氣缸參加燃燒的汽油蒸氣量。氣缸參加燃燒的汽油蒸氣量。 1.EVAP控制系統(tǒng)功能控制系統(tǒng)功能 控制廢氣排放的幾種措施控制廢氣排放的幾種措施 活性炭罐活性炭罐 2.EVAP控制系統(tǒng)的組成與工作原理控制系統(tǒng)的組成與工作原理 如圖，油箱的燃油蒸如圖，油箱的燃油蒸 氣通過(guò)單向閥進(jìn)入活性碳?xì)馔ㄟ^(guò)單向閥進(jìn)入活性碳 罐上部，空氣從碳罐下部罐上部，空氣從碳罐下部 進(jìn)入清洗活性碳，在碳罐進(jìn)入清洗活性碳，在碳罐 右上方有一定量排

8、放小孔右上方有一定量排放小孔 及受真空控制的排放控制及受真空控制的排放控制 閥，排放控制閥由內(nèi)部的閥，排放控制閥由內(nèi)部的 真空度由碳罐控制電磁閥真空度由碳罐控制電磁閥 控制，電磁閥受控制?？刂疲姶砰y受控制。 1、油箱蓋、油箱蓋 2、油箱、油箱 3、單向閥、單向閥 4、排氣管、排氣管 5、電磁閥、電磁閥6、節(jié)氣門(mén)、節(jié)氣門(mén) 7、進(jìn)氣門(mén)、進(jìn)氣門(mén) 8、真空閥、真空閥 9、真空控制閥、真空控制閥10、定量排放孔、定量排放孔 11、活性碳罐、活性碳罐 下一頁(yè) 發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)后，燃油蒸氣進(jìn)入炭發(fā)動(dòng)機(jī)停機(jī)后，燃油蒸氣進(jìn)入炭 罐，被活性炭吸附。罐，被活性炭吸附。 發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，進(jìn)氣管真空度經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，進(jìn)氣管真

9、空度經(jīng) 真空軟管真空軟管10傳送到限流閥傳送到限流閥8，膜片，膜片 上移并將限流孔開(kāi)啟，新鮮空氣自上移并將限流孔開(kāi)啟，新鮮空氣自 炭罐底部向上流過(guò)炭罐，與吸附在炭罐底部向上流過(guò)炭罐，與吸附在 活性炭表面的汽油蒸氣，經(jīng)限流孔活性炭表面的汽油蒸氣，經(jīng)限流孔 和汽油蒸氣管和汽油蒸氣管9進(jìn)入進(jìn)氣歧管。進(jìn)入進(jìn)氣歧管。 炭罐頂部的限流閥炭罐頂部的限流閥8的作用是用來(lái)的作用是用來(lái) 控制進(jìn)入進(jìn)氣歧管的汽油蒸氣和空控制進(jìn)入進(jìn)氣歧管的汽油蒸氣和空 氣數(shù)量。怠速時(shí)，傳送到膜片上方氣數(shù)量。怠速時(shí)，傳送到膜片上方 的真空度很小，致使孔徑較大的限的真空度很小，致使孔徑較大的限 流孔關(guān)閉，以免破壞怠速時(shí)混合氣流孔關(guān)閉，以免

10、破壞怠速時(shí)混合氣 的空燃比；大負(fù)荷或高轉(zhuǎn)速工況下的空燃比；大負(fù)荷或高轉(zhuǎn)速工況下 ，限流閥全開(kāi)，大、小限流孔均開(kāi)，限流閥全開(kāi)，大、小限流孔均開(kāi) 啟啟。 工作原理工作原理 發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、溫度、根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、溫度、 空氣流量等信號(hào)，控制碳罐電磁閥的開(kāi)閉來(lái)控制空氣流量等信號(hào)，控制碳罐電磁閥的開(kāi)閉來(lái)控制 排放控制閥上部的真空度，從而控制排放控制閥排放控制閥上部的真空度，從而控制排放控制閥 的開(kāi)度。當(dāng)排放控制閥打開(kāi)時(shí)，燃油蒸氣通過(guò)排的開(kāi)度。當(dāng)排放控制閥打開(kāi)時(shí)，燃油蒸氣通過(guò)排 放控制閥被吸入進(jìn)氣歧管。放控制閥被吸入進(jìn)氣歧管。 下一頁(yè) 在部分電控在部分電控 EVAP控制系

11、統(tǒng)中，控制系統(tǒng)中， 活性碳罐上不設(shè)真活性碳罐上不設(shè)真 空控制閥，而將受空控制閥，而將受 ECU控制的電磁閥控制的電磁閥 直接裝在活性碳罐直接裝在活性碳罐 與進(jìn)氣管之間的吸與進(jìn)氣管之間的吸 氣管中。氣管中。 如圖韓國(guó)現(xiàn)代如圖韓國(guó)現(xiàn)代 轎車(chē)裝用的電控轎車(chē)裝用的電控 EVAP控制系統(tǒng)。控制系統(tǒng)。 強(qiáng)制式曲軸箱通風(fēng)裝置（強(qiáng)制式曲軸箱通風(fēng)裝置（ PCV系統(tǒng)）系統(tǒng)） 發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，有部分可燃混合氣和燃燒產(chǎn)物經(jīng)活塞環(huán)由氣缸發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，有部分可燃混合氣和燃燒產(chǎn)物經(jīng)活塞環(huán)由氣缸 竄入曲軸箱內(nèi)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在低溫下運(yùn)行時(shí)，還可能有液態(tài)燃油漏竄入曲軸箱內(nèi)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)在低溫下運(yùn)行時(shí)，還可能有液態(tài)燃油漏 入曲軸箱內(nèi)。這將導(dǎo)

12、致潤(rùn)滑油變質(zhì)，造成機(jī)件腐蝕或銹蝕，并且入曲軸箱內(nèi)。這將導(dǎo)致潤(rùn)滑油變質(zhì)，造成機(jī)件腐蝕或銹蝕，并且 對(duì)大氣環(huán)境對(duì)大氣環(huán)境HC等氣體的污染。等氣體的污染。 強(qiáng)制式曲軸箱通風(fēng)裝置就是防止曲軸箱內(nèi)碳?xì)淙剂险羝腿紵龔?qiáng)制式曲軸箱通風(fēng)裝置就是防止曲軸箱內(nèi)碳?xì)淙剂险羝腿紵?產(chǎn)物排放到大氣中的凈化裝置。產(chǎn)物排放到大氣中的凈化裝置。 強(qiáng)制式曲軸箱通風(fēng)裝置最重要的控制元件是強(qiáng)制式曲軸箱通風(fēng)裝置最重要的控制元件是PCV閥，其功用是閥，其功用是 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)入氣缸的曲軸箱內(nèi)氣體的數(shù)量。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)入氣缸的曲軸箱內(nèi)氣體的數(shù)量。 因此，強(qiáng)制式曲軸箱通風(fēng)裝置又稱為因此，強(qiáng)制式曲軸箱通風(fēng)裝

13、置又稱為PCV系統(tǒng)系統(tǒng) 控制元件控制元件PCV閥的作用：根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)入閥的作用：根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)入 氣缸的曲軸箱氣體的數(shù)量。氣缸的曲軸箱氣體的數(shù)量。 1、發(fā) 動(dòng)機(jī) 不工 作時(shí) 2、怠 速或 減速 時(shí) 3、 在正 常行 駛時(shí) 4、在 大負(fù)荷 下工作 時(shí) 氣缸組I 1發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元1 3油箱 4活性炭罐 5活性炭濾清器系統(tǒng) 電磁閥1，氣缸組I 7帶進(jìn)氣溫度傳感器 的空氣質(zhì)量流量計(jì)1 9氧傳感器，氣缸組I 11節(jié)氣門(mén)控制單元1， 氣缸組I 13溫度傳感器G62 14發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器 發(fā)動(dòng)機(jī)不工作時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)不工作時(shí)PCV閥的開(kāi)度閥的開(kāi)度 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)不工作時(shí)，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)不工作時(shí)

14、，PCV閥中的彈簧閥中的彈簧2將其中的錐形閥將其中的錐形閥3壓壓 在閥座在閥座4上，關(guān)閉了曲軸箱與進(jìn)氣管的通路。上，關(guān)閉了曲軸箱與進(jìn)氣管的通路。 2) 發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速或減速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)在怠速或減速時(shí)PCV閥的開(kāi)度閥的開(kāi)度 在怠速或減速時(shí)，進(jìn)氣管真空度很大，克服彈簧力把錐形在怠速或減速時(shí)，進(jìn)氣管真空度很大，克服彈簧力把錐形 閥高高舉起，這時(shí)錐形閥閥高高舉起，這時(shí)錐形閥3與與PCV閥體閥體1之間只有很小的縫隙。之間只有很小的縫隙。 此時(shí)，竄入曲軸箱的氣體也很少。此時(shí)，竄入曲軸箱的氣體也很少。 3) 部分節(jié)氣門(mén)開(kāi)度時(shí)部分節(jié)氣門(mén)開(kāi)度時(shí)PCV閥的開(kāi)度閥的開(kāi)度 進(jìn)氣管真空度比怠速時(shí)小，在彈簧的作用下錐形閥進(jìn)氣管

15、真空度比怠速時(shí)小，在彈簧的作用下錐形閥3與與PCV 閥體閥體1之間的縫隙增大。由于竄入曲軸箱的氣體較怠速時(shí)多，所之間的縫隙增大。由于竄入曲軸箱的氣體較怠速時(shí)多，所 以需要較大的以需要較大的PCV閥開(kāi)度。閥開(kāi)度。 4) 發(fā)動(dòng)機(jī)在大負(fù)荷工作時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)在大負(fù)荷工作時(shí)PCV閥的開(kāi)度閥的開(kāi)度 節(jié)氣門(mén)全開(kāi)，進(jìn)氣管真空度較小，彈簧將錐形閥節(jié)氣門(mén)全開(kāi)，進(jìn)氣管真空度較小，彈簧將錐形閥3進(jìn)一步下進(jìn)一步下 壓，使壓，使PCV閥的開(kāi)度達(dá)到最大。此時(shí)，將產(chǎn)生更多的曲軸箱氣閥的開(kāi)度達(dá)到最大。此時(shí)，將產(chǎn)生更多的曲軸箱氣 體，必須使體，必須使PCV閥開(kāi)度最大。閥開(kāi)度最大。 1)進(jìn)氣管回火時(shí)進(jìn)氣管回火時(shí)PCV閥的開(kāi)度閥的開(kāi)度 如

16、果進(jìn)氣管發(fā)生回火，進(jìn)氣管壓力增大，錐形閥落在閥座上，如同發(fā)如果進(jìn)氣管發(fā)生回火，進(jìn)氣管壓力增大，錐形閥落在閥座上，如同發(fā) 動(dòng)機(jī)不工作時(shí)一樣，以防止回火竄入曲軸箱引起爆炸。動(dòng)機(jī)不工作時(shí)一樣，以防止回火竄入曲軸箱引起爆炸。 6)如果氣缸或活塞嚴(yán)重磨損，將會(huì)有更多氣體竄入曲軸箱，引起曲軸箱壓如果氣缸或活塞嚴(yán)重磨損，將會(huì)有更多氣體竄入曲軸箱，引起曲軸箱壓 力異常升高，部分曲軸箱氣體從空氣濾清器處反噴。力異常升高，部分曲軸箱氣體從空氣濾清器處反噴。 vPCVPCV閥堵塞，會(huì)造成閥堵塞，會(huì)造成 曲軸箱通風(fēng)不暢曲軸箱通風(fēng)不暢 vPCVPCV軟管漏氣，會(huì)造軟管漏氣，會(huì)造 成發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)成發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn) v若氣

17、缸的密封性能若氣缸的密封性能 良好，良好，PCVPCV系統(tǒng)應(yīng)該使系統(tǒng)應(yīng)該使 曲軸箱內(nèi)的壓力略低曲軸箱內(nèi)的壓力略低 于大氣壓力（才能形于大氣壓力（才能形 成強(qiáng)制通風(fēng)的作用）成強(qiáng)制通風(fēng)的作用） 1.EGR控制系統(tǒng)功能控制系統(tǒng)功能 2.開(kāi)環(huán)控制開(kāi)環(huán)控制EGR系統(tǒng)系統(tǒng) 3.閉環(huán)控制閉環(huán)控制EGR系統(tǒng)系統(tǒng) 二、廢氣在循環(huán)控制系統(tǒng)（二、廢氣在循環(huán)控制系統(tǒng)（EGR） EGREGR原理原理 廢氣再循環(huán)量的控制方式廢氣再循環(huán)量的控制方式 增加廢氣再循環(huán)量，發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒溫度可進(jìn)一步降低，增加廢氣再循環(huán)量，發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒溫度可進(jìn)一步降低， 抑制抑制NOxNOx產(chǎn)生的作用就更有效。但廢氣再循環(huán)量過(guò)多，會(huì)導(dǎo)產(chǎn)生的作用就更

18、有效。但廢氣再循環(huán)量過(guò)多，會(huì)導(dǎo) 致混合氣的著火性變差，造成發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗上升，動(dòng)力性下致混合氣的著火性變差，造成發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗上升，動(dòng)力性下 降，降，HCHC排放量上升。因此，必須控制廢氣引入量，而在發(fā)動(dòng)排放量上升。因此，必須控制廢氣引入量，而在發(fā)動(dòng) 機(jī)起動(dòng)、怠速和低負(fù)荷等工況下，發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒溫度較低，機(jī)起動(dòng)、怠速和低負(fù)荷等工況下，發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒溫度較低， NOxNOx不會(huì)超量，為確保發(fā)動(dòng)機(jī)可靠運(yùn)行，就不能在新鮮混合不會(huì)超量，為確保發(fā)動(dòng)機(jī)可靠運(yùn)行，就不能在新鮮混合 氣中摻入廢氣。氣中摻入廢氣。 通常以廢氣再循環(huán)率來(lái)衡量廢氣的引入量，廢氣再循環(huán)通常以廢氣再循環(huán)率來(lái)衡量廢氣的引入量，廢氣再循環(huán) 率定義如

19、下：率定義如下： EGREGR率率 = EGR= EGR氣體量氣體量/ /（吸入的空氣量（吸入的空氣量+ EGR+ EGR氣體量）氣體量） 100%100% 廢氣再循環(huán)控制裝置通過(guò)控制廢氣再循環(huán)控制裝置通過(guò)控制EGREGR率來(lái)保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)率來(lái)保證發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn) 性能良好的同時(shí)，達(dá)到最佳的性能良好的同時(shí)，達(dá)到最佳的NOxNOx凈化效果。凈化效果。 EGREGR率與發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性能有關(guān)（如下率與發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放性能有關(guān)（如下 圖）。圖）。 EGREGR率增加過(guò)大時(shí)，使燃燒速度太慢，燃燒變得不穩(wěn)定，率增加過(guò)大時(shí)，使燃燒速度太慢，燃燒變得不穩(wěn)定， 失火率增加，使失火率增加，使HC

20、HC也會(huì)增加；也會(huì)增加；EGREGR率過(guò)小，率過(guò)小，NOxNOx排放達(dá)不到法排放達(dá)不到法 規(guī)要求，易產(chǎn)生爆震，發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱等現(xiàn)象。規(guī)要求，易產(chǎn)生爆震，發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱等現(xiàn)象。 因此因此EGREGR率必須率必須 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況要求進(jìn)行控制。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)工況要求進(jìn)行控制。 試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明：當(dāng)試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明：當(dāng)EGREGR率小于率小于10%10%時(shí)，燃油消耗量基本上時(shí)，燃油消耗量基本上 不增加，當(dāng)不增加，當(dāng)EGREGR率大于率大于20%20%時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒不穩(wěn)定，工作粗暴，時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒不穩(wěn)定，工作粗暴， HCHC排放物將增加排放物將增加10%10%。因此通常將。因此通常將EGREGR率控制在率控制在10%10%

21、20%20%范圍范圍 內(nèi)較合適。內(nèi)較合適。 隨著負(fù)荷增加隨著負(fù)荷增加EGREGR率允許值也增加（陰影部分）。率允許值也增加（陰影部分）。 怠速和低負(fù)荷時(shí)，怠速和低負(fù)荷時(shí)，NOxNOx排放濃度低，為了保證穩(wěn)定燃燒，排放濃度低，為了保證穩(wěn)定燃燒， 不進(jìn)行不進(jìn)行EGREGR。 只有熱態(tài)下進(jìn)行只有熱態(tài)下進(jìn)行EGREGR。發(fā)動(dòng)機(jī)溫度低時(shí)，。發(fā)動(dòng)機(jī)溫度低時(shí)，NOxNOx排放濃度排放濃度 也較低，為了保證正常燃燒，冷機(jī)時(shí)不進(jìn)也較低，為了保證正常燃燒，冷機(jī)時(shí)不進(jìn)EGREGR。 大負(fù)荷、高速時(shí)，為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)有較好的動(dòng)力性，大負(fù)荷、高速時(shí)，為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)有較好的動(dòng)力性， 此時(shí)混合氣較濃，此時(shí)混合氣較濃，NOxN

22、Ox排放生成物較少，可不進(jìn)行排放生成物較少，可不進(jìn)行EGREGR或減少或減少 EGREGR率。率。 較早使用較早使用 的機(jī)械式的機(jī)械式EGREGR 控制裝置是控制裝置是 利用進(jìn)氣歧利用進(jìn)氣歧 管的真空度管的真空度 及排氣壓力及排氣壓力 來(lái)控制來(lái)控制EGREGR閥閥 的開(kāi)啟及開(kāi)的開(kāi)啟及開(kāi) 啟的程度，啟的程度， 主要有三種主要有三種 控制方式，控制方式， 如圖所示。如圖所示。 （3 3）廢氣再循環(huán)電子控制系統(tǒng)的控制原理）廢氣再循環(huán)電子控制系統(tǒng)的控制原理 電子控制廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的組成如圖所示。電子控制廢氣再循環(huán)系統(tǒng)的組成如圖所示。 ECUECU根據(jù)各傳感器的信號(hào)判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的工況與狀態(tài)，以確定是否需根

23、據(jù)各傳感器的信號(hào)判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的工況與狀態(tài)，以確定是否需 要廢氣再循環(huán)或再循環(huán)流量的大小，并輸出占空比可變的控制脈沖，通要廢氣再循環(huán)或再循環(huán)流量的大小，并輸出占空比可變的控制脈沖，通 過(guò)控制過(guò)控制EGREGR電磁閥的占空比來(lái)調(diào)節(jié)電磁閥的占空比來(lái)調(diào)節(jié)EGREGR閥的開(kāi)度，以實(shí)現(xiàn)最佳的閥的開(kāi)度，以實(shí)現(xiàn)最佳的EGREGR率控率控 制。制。 為實(shí)現(xiàn)非線性的最佳為實(shí)現(xiàn)非線性的最佳EGREGR再循環(huán)流量控制，在再循環(huán)流量控制，在EGREGR電子控制系統(tǒng)的存電子控制系統(tǒng)的存 儲(chǔ)器中儲(chǔ)存各工況下的最佳廢氣再循環(huán)流量值，通常以電磁閥占空比參儲(chǔ)器中儲(chǔ)存各工況下的最佳廢氣再循環(huán)流量值，通常以電磁閥占空比參 數(shù)的方式儲(chǔ)存

24、，數(shù)的方式儲(chǔ)存，ECUECU根據(jù)各傳感器信號(hào)，直接查找并計(jì)算得到最佳的根據(jù)各傳感器信號(hào)，直接查找并計(jì)算得到最佳的EGREGR 電磁閥占空比值，并輸出相應(yīng)的占空比脈沖信號(hào)。電磁閥占空比值，并輸出相應(yīng)的占空比脈沖信號(hào)。 有的有的EGREGR電子控制系統(tǒng)通過(guò)電子控制系統(tǒng)通過(guò)EGREGR閥開(kāi)度傳感器反饋閥開(kāi)度傳感器反饋EGREGR閥開(kāi)度信息，閥開(kāi)度信息， 相應(yīng)的在相應(yīng)的在ECUECU的存儲(chǔ)器中儲(chǔ)存的是發(fā)動(dòng)機(jī)各工況下的的存儲(chǔ)器中儲(chǔ)存的是發(fā)動(dòng)機(jī)各工況下的EGREGR閥開(kāi)度參數(shù)。工閥開(kāi)度參數(shù)。工 作時(shí)，作時(shí)，ECUECU根據(jù)各傳感器信號(hào)查找并計(jì)算得到最佳的根據(jù)各傳感器信號(hào)查找并計(jì)算得到最佳的EGREGR閥開(kāi)

25、度，并與當(dāng)閥開(kāi)度，并與當(dāng) 前前EGREGR閥開(kāi)度比較。如果不相等，閥開(kāi)度比較。如果不相等，ECUECU將調(diào)整占空比控制脈沖，將將調(diào)整占空比控制脈沖，將EGREGR閥閥 的開(kāi)度調(diào)整至最佳狀態(tài)。的開(kāi)度調(diào)整至最佳狀態(tài)。 EGR EGR閥閥 EGREGR閥膜片的一邊閥膜片的一邊( (下部下部) )通大通大 氣，裝有彈簧的另一邊為真空室，氣，裝有彈簧的另一邊為真空室， 其真空度由其真空度由EGREGR電磁閥控制。增電磁閥控制。增 大真空室的真空度，使膜片克服大真空室的真空度，使膜片克服 彈簧力上拱，閥的開(kāi)度就增大，彈簧力上拱，閥的開(kāi)度就增大， 廢氣再循環(huán)流量也就增加。當(dāng)上廢氣再循環(huán)流量也就增加。當(dāng)上 部

26、失去真空度時(shí)，膜片在彈簧力部失去真空度時(shí)，膜片在彈簧力 的作用下向下拱而使閥關(guān)閉，阻的作用下向下拱而使閥關(guān)閉，阻 斷廢氣再循環(huán)。斷廢氣再循環(huán)。 安裝有安裝有EGREGR閥開(kāi)度傳感器的閥開(kāi)度傳感器的EGREGR閥閥 如圖所示。如圖所示。 EGR EGR電磁閥電磁閥 EGREGR電磁閥有三個(gè)通氣口電磁閥有三個(gè)通氣口 （如右圖），（如右圖），EGREGR電磁閥不通電電磁閥不通電 時(shí)，彈簧將閥體向上壓緊，通時(shí)，彈簧將閥體向上壓緊，通 大氣閥口被關(guān)閉。這時(shí)大氣閥口被關(guān)閉。這時(shí)EGREGR電磁電磁 閥使進(jìn)氣歧管與閥使進(jìn)氣歧管與EGREGR閥真空室相閥真空室相 通；當(dāng)通；當(dāng)EGREGR電磁閥線圈通電時(shí)，電磁

27、閥線圈通電時(shí)， 產(chǎn)生的電磁力使閥體下移，閥產(chǎn)生的電磁力使閥體下移，閥 體下端將通進(jìn)氣歧管的真空通體下端將通進(jìn)氣歧管的真空通 道關(guān)閉，而上端的通大氣閥口道關(guān)閉，而上端的通大氣閥口 打開(kāi)，于是就使打開(kāi)，于是就使EGREGR閥的真空室閥的真空室 與大氣相通。與大氣相通。 EGR EGR控制系統(tǒng)工作過(guò)程控制系統(tǒng)工作過(guò)程 ECUECU根據(jù)各有關(guān)傳感器的信號(hào)確定的廢氣再循環(huán)流量后，根據(jù)各有關(guān)傳感器的信號(hào)確定的廢氣再循環(huán)流量后， 通過(guò)輸出相應(yīng)的占空比脈沖信號(hào)，控制通過(guò)輸出相應(yīng)的占空比脈沖信號(hào)，控制EGREGR電磁閥在相應(yīng)的電磁閥在相應(yīng)的 占空比下工作，將占空比下工作，將EGREGR閥的真空室的壓力調(diào)制在相應(yīng)

28、的值，閥的真空室的壓力調(diào)制在相應(yīng)的值， 使使EGREGR閥有相應(yīng)的開(kāi)度。閥有相應(yīng)的開(kāi)度。 當(dāng)需要增大廢氣再循環(huán)流量時(shí)，當(dāng)需要增大廢氣再循環(huán)流量時(shí)，ECUECU輸出的占空比減小，輸出的占空比減小， EGREGR電磁閥相對(duì)的通電時(shí)間減小，電磁閥相對(duì)的通電時(shí)間減小，EGREGR閥真空室通進(jìn)氣歧管的閥真空室通進(jìn)氣歧管的 相對(duì)時(shí)間增大，其真空度增大而使閥開(kāi)度增大，使廢氣再循相對(duì)時(shí)間增大，其真空度增大而使閥開(kāi)度增大，使廢氣再循 環(huán)流量相應(yīng)增加。環(huán)流量相應(yīng)增加。 當(dāng)當(dāng)EUCEUC輸出占空比為輸出占空比為0 0的信號(hào)的信號(hào)( (持續(xù)低電平持續(xù)低電平) )時(shí)，時(shí)，EGREGR電磁電磁 閥斷電。這時(shí)，閥斷電。這時(shí)

29、，EGREGR閥真空室與進(jìn)氣歧管持續(xù)相通，其真空閥真空室與進(jìn)氣歧管持續(xù)相通，其真空 度達(dá)到最大度達(dá)到最大( (直接取決于進(jìn)氣歧管的真空度直接取決于進(jìn)氣歧管的真空度) )，閥的開(kāi)度最大，閥的開(kāi)度最大， 廢氣的再循環(huán)流量也達(dá)到最大。廢氣的再循環(huán)流量也達(dá)到最大。 當(dāng)不需要廢氣再循環(huán)時(shí)，當(dāng)不需要廢氣再循環(huán)時(shí)，ECUECU輸出占空比為輸出占空比為100100的信號(hào)的信號(hào) ( (持續(xù)高電平持續(xù)高電平) )，使，使EGREGR電磁閥常通電，電磁閥常通電，EGREGR閥真空室與大氣常閥真空室與大氣常 通，閥關(guān)閉，阻斷了廢氣再循環(huán)。通，閥關(guān)閉，阻斷了廢氣再循環(huán)。 如右圖，主要由如右圖，主要由EGR閥和閥和EGR

30、電磁電磁 閥等組成閥等組成 原理：原理：EGR閥安裝在廢氣再循環(huán)通閥安裝在廢氣再循環(huán)通 道中，用以控制廢氣再循環(huán)量。道中，用以控制廢氣再循環(huán)量。EGR 電磁閥按裝在通向電磁閥按裝在通向EGR真空通道中，真空通道中， ECU根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度、節(jié)氣門(mén)根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度、節(jié)氣門(mén) 開(kāi)度、轉(zhuǎn)速和起動(dòng)等信號(hào)來(lái)控制電磁開(kāi)度、轉(zhuǎn)速和起動(dòng)等信號(hào)來(lái)控制電磁 閥的通電或斷電。閥的通電或斷電。ECU不給不給EGR電磁電磁 閥通電時(shí)，控制閥通電時(shí)，控制EGR閥的真空通道接閥的真空通道接 通，通，EGR閥開(kāi)啟，進(jìn)行廢氣再循環(huán)；閥開(kāi)啟，進(jìn)行廢氣再循環(huán)； ECU給給EGR電磁閥通電時(shí)，控制電磁閥通電時(shí)，控制 EGR閥的

31、真空度通道被切斷，閥的真空度通道被切斷，EGR閥閥 關(guān)閉，停止廢氣在循環(huán)。關(guān)閉，停止廢氣在循環(huán)。 2.開(kāi)環(huán)控制開(kāi)環(huán)控制EGR系統(tǒng)系統(tǒng) 1、EGR電磁閥電磁閥 2、節(jié)氣門(mén)、節(jié)氣門(mén) 3、EGR閥閥 4、水溫傳感器、水溫傳感器5、曲軸位置傳感器、曲軸位置傳感器 6、ECU 7、起動(dòng)信號(hào)、起動(dòng)信號(hào) 用用EGR閥開(kāi)度反饋控制的閥開(kāi)度反饋控制的EGR系統(tǒng)系統(tǒng) 用用EGR率反饋控制的率反饋控制的EGR系系 統(tǒng)統(tǒng) 1.TWC功能功能 2.TWC的構(gòu)造的構(gòu)造 3.影響影響TWC轉(zhuǎn)換效率的因素轉(zhuǎn)換效率的因素 4.氧傳感器氧傳感器 三、三元催化轉(zhuǎn)換器（三、三元催化轉(zhuǎn)換器（TWC）與空燃比反饋控制系統(tǒng)）與空燃比反饋控

32、制系統(tǒng) 三元催化轉(zhuǎn)換器 三元：三元：COCO、HCHC，NONOX X 三元催化劑：鉑三元催化劑：鉑( (或鈀或鈀) ) 和和 銠銠 三元催化轉(zhuǎn)換作用：三元催化轉(zhuǎn)換作用： COCO、HCHC、NONOX X H H2 2O O、COCO2 2 催化作用條件：理想混合氣（空燃比催化作用條件：理想混合氣（空燃比14.714.7：1 1） 三元催化轉(zhuǎn)換器解剖圖 利用轉(zhuǎn)換器中的三元催化劑，將發(fā)動(dòng)機(jī)排出利用轉(zhuǎn)換器中的三元催化劑，將發(fā)動(dòng)機(jī)排出 廢氣中的有害氣體轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)害氣體。廢氣中的有害氣體轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)害氣體。 1.TWC功能功能 2.TWC的構(gòu)造的構(gòu)造 如上圖，三元催化劑一般為鉑（或鈀）與銠的混物。如上圖，

33、三元催化劑一般為鉑（或鈀）與銠的混物。 3.影響影響TWC轉(zhuǎn)換效率的因素轉(zhuǎn)換效率的因素 影響最大的是混合氣的濃影響最大的是混合氣的濃 度和排氣溫度。度和排氣溫度。 如左圖只有在理論空燃比如左圖只有在理論空燃比 14.7附近，三元催化轉(zhuǎn)化器附近，三元催化轉(zhuǎn)化器 的轉(zhuǎn)化效率最佳，一般都裝的轉(zhuǎn)化效率最佳，一般都裝 有氧傳感器檢測(cè)廢氣中的氧有氧傳感器檢測(cè)廢氣中的氧 的濃度，氧傳感器信號(hào)輸送的濃度，氧傳感器信號(hào)輸送 給給ECU，用來(lái)對(duì)空燃比進(jìn)行，用來(lái)對(duì)空燃比進(jìn)行 反饋控制。反饋控制。 此外，發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度此外，發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣溫度 過(guò)高（過(guò)高（815以上），以上），TWC 轉(zhuǎn)換效率將明顯下降。轉(zhuǎn)換效率將明

34、顯下降。 4.氧傳感器氧傳感器 （1）氧化鋯氧傳感器氧化鋯氧傳感器 （2）氧化鈦氧傳感器氧化鈦氧傳感器 （3）氧傳感器控制電路氧傳感器控制電路 （1）氧化鋯氧傳感器）氧化鋯氧傳感器 結(jié)構(gòu)如右圖，在結(jié)構(gòu)如右圖，在400以上以上 的高溫時(shí)，若氧化鋯內(nèi)外表面處的高溫時(shí)，若氧化鋯內(nèi)外表面處 的氣體中的氧的濃度有很大差別，的氣體中的氧的濃度有很大差別， 在鉑電極之間將會(huì)產(chǎn)生電壓。當(dāng)在鉑電極之間將會(huì)產(chǎn)生電壓。當(dāng) 混合氣稀時(shí)，排氣中氧的含量高，混合氣稀時(shí)，排氣中氧的含量高， 傳感器元件內(nèi)外側(cè)氧的濃度差小，傳感器元件內(nèi)外側(cè)氧的濃度差小， 氧化鋯元件內(nèi)外側(cè)兩極之間產(chǎn)生氧化鋯元件內(nèi)外側(cè)兩極之間產(chǎn)生 的電壓很低（接

35、近的電壓很低（接近0V），反之，），反之， 如排氣中幾乎沒(méi)有氧，內(nèi)外側(cè)的如排氣中幾乎沒(méi)有氧，內(nèi)外側(cè)的 之間電壓高（約為之間電壓高（約為1V）。在理論）。在理論 空燃比附近，氧傳感器輸出電壓空燃比附近，氧傳感器輸出電壓 信號(hào)值有一個(gè)突變。如右圖信號(hào)值有一個(gè)突變。如右圖 氧化鋯氧傳感器及其輸出特性氧化鋯氧傳感器及其輸出特性 a）結(jié)構(gòu)）結(jié)構(gòu)b）輸出特性）輸出特性 1 法蘭法蘭2鉑電極鉑電極3氧化鋯管氧化鋯管4鉑電極鉑電極5加熱加熱 器器 6涂層涂層7廢氣廢氣8套管套管9大氣大氣 （2）氧化鈦氧傳感器）氧化鈦氧傳感器 結(jié)構(gòu)如右圖，主要由二氧化鈦元件、結(jié)構(gòu)如右圖，主要由二氧化鈦元件、 導(dǎo)線、金屬外殼和接線端子等組成。導(dǎo)線、金屬外殼和接線端子等組成。 當(dāng)廢氣中的氧濃度高時(shí)，二氧化鈦當(dāng)廢氣中的氧濃度高時(shí)，二氧化鈦 的電阻值增大；反之，廢氣中氧濃度較的電阻值增