廢氣控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理

1、廢氣控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理燃燒和廢氣控制概論    廢氣產(chǎn)生的原因:理想的燃料/空氣混合比為114.7，最理想的燃燒結(jié)果：CO2，H2O，N2，不平衡燃燒及泄漏的氣體：氧化氮（Nox）NO NO2產(chǎn)生：過熱（1357），混合比 121- 181。清除：EGR TWC ，難于檢測。碳氫化合物（HC）產(chǎn)生：燃燒不完全，燃油蒸汽，曲軸箱漏氣。清除：EVAP TWC PAIR PCV一氧化碳（CO）產(chǎn)生：缺氧。清除：TWC PAIR二氧化碳（CO2）完全燃燒結(jié)果。氧（O2）氧氣過剩。 一、曲軸箱強制通風(fēng)系統(tǒng)（PCV）（一）PCV必要性  

2、0; 曲軸箱內(nèi)竄缸混合氣中，70%80%是未燃燒氣體（HC），燃燒的副產(chǎn)品（水蒸汽和各種氣化的酸）則占20%30%。所有這些都能破壞機油，產(chǎn)生油泥，使曲軸箱銹蝕。為防止這一情況，以前的車輛都是安裝從曲軸箱引出的通風(fēng)管道，讓這些氣體逸入大氣。但由于許多排放法規(guī)不允許這樣做，這些竄缸混合氣必須回到燃燒室重新燃燒。（二） PCV工作1.發(fā)動機停機或回火時   由于其自身重量和彈簧重量，PCV閥關(guān)閉。2.怠速運轉(zhuǎn)或減速時   負壓很強，所以PCV閥向上移動（打開）。但是由于真空通道仍然狹窄，竄缸混合氣量還很少。3.正常運轉(zhuǎn)時   真空度正常，

3、真空通道擴寬，部分打開。4.加速或高負荷時    PCV閥完全打開，真空通道也完全打開。 二、燃油蒸汽回收系統(tǒng)（EVAP）（一）必要性    在這套裝置中，汽油蒸汽回收罐（活性碳罐）用于吸收從燃油箱或化油器浮子室蒸發(fā)的汽油（HC），以防止這些HC逸入大氣。（二）工作1、真空控制   主要用于早期的發(fā)動機。2、電腦控制    用于發(fā)動機。該系統(tǒng)由汽油蒸汽回收罐、電控電磁閥、單向閥及相應(yīng)的管路組成。    汽油蒸汽回收罐內(nèi)充滿活性炭顆粒，故

4、又稱活性炭罐?；钚蕴磕芪狡驼羝械钠头肿印．?dāng)燃油箱內(nèi)的汽油蒸汽進入回收罐時，其分子被吸附在活性炭表面上，余下的空氣則排入大氣。蒸汽回收罐上方的進氣口與燃油箱相通；出氣口經(jīng)軟管與發(fā)動機進氣管相通，中間有一個電控電磁閥控制管路的通斷。發(fā)動機運轉(zhuǎn)時，如果電磁閥關(guān)閉，則進入罐內(nèi)的汽油分子被活性炭吸附?；厥展迌?nèi)設(shè)有三個單向閥，當(dāng)電磁閥開啟且控制氣路中的真空度較大時，1號單向閥便開啟，吸附在活性炭表面的汽油分子重新蒸發(fā)，被吸入進氣管參加燃燒。當(dāng)燃油箱中的蒸汽壓力高時，2號單向閥開啟，3號單向閥關(guān)閉，燃油箱內(nèi)的汽油蒸汽便進入回收罐；反之，當(dāng)燃油箱內(nèi)出現(xiàn)真空時，2號單向閥關(guān)閉，3號單向閥和油箱蓋上的單向

5、閥均打開，空氣被吸入燃油箱。    電控電磁閥的作用是控制進入進氣管的燃油蒸汽量，防止正常的混合氣成份被破壞。電腦根據(jù)發(fā)動機工況，控制電磁閥的通斷，以調(diào)節(jié)進氣量。當(dāng)發(fā)動機停止或怠速運轉(zhuǎn)時，電磁閥關(guān)閉；當(dāng)發(fā)動機以中速或高速運轉(zhuǎn)時，電磁閥開啟。這時發(fā)動機的進氣量較大，少量的燃油蒸汽不會影響混合氣的成份。    故障：1、電磁閥損壞2、系統(tǒng)漏氣3、系統(tǒng)堵塞4、真空管接反5、碳罐吸附性變差 三、廢氣再循環(huán)系統(tǒng)（EGR）（一）EGR系統(tǒng)的必要性     廢氣再循環(huán)（Exhust Gas Reci

6、culation）簡稱EGR系統(tǒng)，用于減少廢氣中NOx的含量。由于加速或發(fā)動機高負荷，燃燒室內(nèi)的溫度升高，生成的NOx也隨之增加。因為高溫促使氮和空氣中的氧化合，所以，減少NOx生成的最好辦法是降低燃燒室的溫度。廢氣主要成分是CO2和水蒸汽（H2O），這些都是非常穩(wěn)定的氣體，不和氧反應(yīng)。EGR裝置通過進氣歧管再循環(huán)這些氣體，使燃燒溫度降低。空氣和燃油混合氣和這些廢氣混合在一起時，燃油在混合氣中的比例自然就降低了（混合氣變?。?。另外，這一混合氣燃燒所產(chǎn)生的熱量，有一部分也被廢氣帶走了。因此，燃燒室的最高溫度也下降，從而減少了NOx的產(chǎn)生。（二）EGR的工作1、EGR閥的識別與測試 &#

7、160;  EGR閥有正壓力控制式和負壓力控制式兩種類型：   （ 1）正壓力控制式簡稱P型    正壓力控制式完全由真空來控制，當(dāng)發(fā)動機起動后，若有真空源到EGR膜盒，將膜盒吸起后，EGR閥即會打開，必須真空完全消失，EGR閥才會關(guān)閉。   （ 2）負壓力控制式簡稱N型    負壓力控制式由真空及排氣壓力來控制，當(dāng)發(fā)動機起動后，原在EGR膜盒的真空會泄放，直到EGR動作條件達到時，才有發(fā)動機真空建立在膜盒內(nèi)，但EGR閥尚未能開啟，必須排氣壓力到達EGR閥時才能打開 。2、EGR閥的開

8、啟控制    因為在低溫及低負荷的情況下，Nox的生成量很少，所以EGR系統(tǒng)在沒必要工作。在怠速時，如果EGR閥打開，會導(dǎo)致發(fā)動機抖動甚至熄火。在高速時，如果EGR閥打開，則會影響發(fā)動機的輸出功率，高速時功率不足。因此，EGR閥的工作時機必須控制，在一般情況下必須同時滿足以下條件：   發(fā)動機達到工作溫度。 中高速時。    EGR閥的開啟控制有以下幾種：（1）直接真空控制    極少數(shù)早期車型EGR閥的真空由節(jié)氣門控制，真空管接至節(jié)氣門前方，當(dāng)發(fā)動機加速時，真空源即作用于EGR閥上。

9、（2）溫控閥控制    早期EGR閥的真空源是由溫控閥來控制，當(dāng)發(fā)動機到達工作溫度時，位于水道上的溫控閥打開，接通節(jié)氣門到EGR閥膜片室的真空。如果節(jié)氣門打開到一定角度，真空吸力便吸開EGR閥，使廢氣進入進氣歧管。（3）電磁閥控制    EGR閥的真空源，由電腦控制一個電磁閥，當(dāng)電腦不提供搭鐵時，真空無法流到EGR膜盒；當(dāng)電腦提供搭鐵后，電磁閥打開，使真空源流到EGR膜盒，使得EGR閥打開。（4）流量閥控制     該型電磁閥的設(shè)計是分別由三組電磁控制流量閥，由電腦控制該組電磁閥的開度，并不利用

10、真空膜盒。（5）步進電機控制    日產(chǎn)風(fēng)度A33的EGR系統(tǒng)采用步進電機控制EGR流量控制閥的開度，從而控制廢氣的再循環(huán)量。步進電機有4組線圈，都由ECM電腦控制搭鐵動作。線圈電阻為20.9-23.1。在EGR系統(tǒng)工作時，步進電機的步數(shù)一般在10-55步。 3、EGR的監(jiān)控方式    電控汽油噴射發(fā)動機的電腦控制系統(tǒng)會采用各種方式來監(jiān)控EGR系統(tǒng)是否工作。常見的監(jiān)控方式有以下幾種：（1）進氣壓力傳感器MAP監(jiān)控   一些采用D型電控燃油噴射系統(tǒng)的發(fā)動機，可以根據(jù)MAP信號的變化情況檢測EGR系統(tǒng)是否工作。（2）開

11、關(guān)式監(jiān)控    該系統(tǒng)是由電腦控制EGR真空電磁閥的搭鐵，控制真空源去打開EGR閥，同時另外配置一組EGR位置傳感器（開關(guān)信號）檢測EGR作用信號。電磁閥和位置傳感器合稱EGR控制電磁閥總成。（3）差壓閥位置傳感器監(jiān)控    該系統(tǒng)采用差壓閥位置傳感器監(jiān)控EGR系統(tǒng)的工作。（4）排氣溫度檢測控制    該系統(tǒng)在檢測EGR閥是否作用，是在EGR排氣口端，裝置一個溫度傳感器來檢測EGR閥作用。早期車型的EGR溫度傳感器是由電腦輸出一個12V的檢測電源到EGR溫度傳感器?，F(xiàn)代車型均采用5V參考電源的負溫度系數(shù)的

12、溫度傳感器，原理類似水溫傳感器。 （5）EGR位置（高度）傳感器監(jiān)控    該在檢測EGR閥是否作用，是在EGR膜片上裝置了一個電位計來檢測EGR閥的開度，電位計工作電源為5V，電腦取得電位信號后，以百分比來計算，當(dāng)EGR閥全關(guān)時為0%，當(dāng)EGR閥全開時為100%。若以電壓信號檢測EGR閥全關(guān)時為0.5V到1.5V，全開時為4.5V到4.8V，真空膜盒中約4in-Hg到7in-Hg真空吸力時，即可打開EGR閥。  四、二次空氣吸入（AS）噴射（AI）系統(tǒng)（一）AS和AI系統(tǒng)的必要性由于CO和HC是可以燃燒的物質(zhì)，因此，如果迫使空氣進入排氣歧管，且廢氣夠熱

13、，廢氣就會在排入大氣以前重新燃燒，廢氣中的CO和HC也就轉(zhuǎn)化成為無污染的CO2和H2O。有兩種方法可以實現(xiàn)這一目的：二次空氣吸入（AS）法和二次空氣噴射（AI）法。 （二）二次空氣吸入（AS）系統(tǒng)    AS系統(tǒng)利用廢氣的波動（即排氣壓力有規(guī)律的突然變化），打開和關(guān)閉片簧閥，讓空氣斷續(xù)地進入排氣歧管。用這個方法吸入排氣歧管的空氣和用AI法相比，其量甚小，所以AS法只適用于相對體積較小的發(fā)動機。在有些AS裝置中，裝有一個機構(gòu)，在發(fā)動機減速或冷機時，阻止空氣進入。減速和冷卻水溫度低時，空氣燃油混合氣太濃，就會產(chǎn)生催化劑過熱或排氣管放炮的危險。（三）二次空氣噴射（AI）

14、裝置系統(tǒng)    AI系統(tǒng)使用空氣泵，迫使空氣進入排氣歧管（空氣泵通常用V型皮帶驅(qū)動）。這個方法能提供重新燃燒所需要的足夠的空氣，但是有一部分發(fā)動機輸出功率就要用于驅(qū)動空氣泵。由于電控汽油噴射系統(tǒng)、三元催化凈化器及其它這類設(shè)備研制成功，這個方法現(xiàn)在已經(jīng)很少被采用了。（四）二次空氣噴射系統(tǒng)優(yōu)缺點    缺點：1、 一部分發(fā)動機輸出功率就要用于驅(qū)動空氣泵。2、排氣管過熱。    優(yōu)點：    發(fā)動機冷起動階段未燃燒的碳氫化合物及一氧化碳等有害物質(zhì)排放相對較高，并且此時，三元催化反應(yīng)

15、器尚未達到工作溫度(300度以上)。所以在轎車排放標準達到EU3或EU4要求時，必須裝備此機外凈化裝置-二次空氣系統(tǒng)。以降低發(fā)動機冷起動階段有害物質(zhì)的排放。另一方面，再次燃燒的熱量使三元催化反應(yīng)器很快就達到所需的工作溫度。 五、三元催化凈化器 （一）三元催化凈化器（TWC）         催化劑是其本身在形態(tài)和質(zhì)量上均無變化，卻能促成化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)。例如：HC、CO和NOx和氧氣一起被加熱至500（932），實際上不產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，但當(dāng)這些氣體通過催化劑作用后即發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，這些氣體就轉(zhuǎn)化成為無害的CO2、H2O和

16、N2。    汽車的廢氣催化凈化器所用催化劑，視氣體種類而異：通常使用的有鉑、銥、銠等。催化劑涂在許多“載體”的表面上，以增加其與廢氣接觸的表面積。    如果使用含鉛汽油，催化劑表面就會覆蓋上一層鉛，使催化劑失效。因此，安裝有廢氣催化凈化器的車輛必須始終使用無鉛汽油。   “凈化率”用于測量廢氣中污染物能轉(zhuǎn)換成非污染物的比例。當(dāng)催化劑溫度超過400（752）時，凈化率接近100%。這就是說，在溫度低于400（752）時，催化劑不能有效起催化作用。 （二）氧傳感器     目前用于電控汽油噴射系統(tǒng)進行反饋控制的傳感器是氧傳感器。它安裝