第五章 发动机排气净化与排放控制

第五章 发动机排气净化与排放控制

汽车排放的主要有害物质 CO ：汽油不完全燃烧产生。

HC ：汽油不完全燃烧和缸壁淬冷产生。 NOX ：高温条件下氧与氮反应产生。

减少排放物的主要措施 采用三元催化转换器（TWC ）、氧传感器与闭环控制系统 采用废气再循环系统（EGR ） 采用二次空气喷射系统

采用曲轴箱通风装置（PCV ）

三元催化转化器

一、三元催化转化器作用：

不仅能促使CO 、HC 的氧化反应，也能促使NOX 的还原反应，从而使CO 、HC 和NOX 三种有害气体都得到净化。

二、氧传感器与闭环控制系统作用：

将空燃比保持在理论值14.7:1

的附近，使三元催化转化器发挥高效催化性。

结构

催化床：铂（或钯）与铑合金

壳体

三、三元催化转化器发挥作用须具备的条件

（1）当空燃比保持在理论值14.7:1时转换效率最高。 （2）在400－1000℃时净化效能最好。

（3）排气中的铅化物、碳烟、焦油等物质会降低三元催化转换器的寿命。 四、三元催化转化器的检测与诊断

1、三元催化转化器（TWC ）常见故障： （1）催化性能恶化；

（2）TWC 芯子堵塞后排气不畅，产生过高的背压，使废气倒流到发动机内。 2、三元催化转化器性能的检测：

在发动机怠速时，用汽车废气分析仪测量汽车尾气中CO 的含量，读数应近0，最大不应超过0.3%。

3、三元催化转化器芯子堵塞的检查 （1）检测进气歧管真空度法 取下EGR 阀上的真空管，塞住管口；将真空表接到进气歧管上，发动机缓慢加速到2500r/min ；

若读数瞬间下降至原有水平（47.5－74.5kPa），并能稳定保持至少15s，则说明TWC没有堵塞。（2）检测排气背压法

在二次空气喷射管路至空气泵止回阀的管路中接入压力表；将发动机增至2500r/min，表读数应小于17.25kPa。若过大，表明排气系统堵塞。可脱开TWC出气口和消声器后进一步判断堵塞部位。

4、三元催化转化器使用中注意事项

（1）对于装有TWC和手动变速器的车辆，不能用推或拖的方法起动发动机。

（2）必须使用高品质的无铅汽油和添加剂量低的机油。

（3）尽量避免以下情况的出现：

过久的怠速运转；点火过迟；个别火花塞不工作；拔出高压线长时间试火（若不得不这样做，而火花塞没有跳火，则在试验30s后再起动发动机）；喷油器喷油但不着火；较长时间起动；混合气浓的诸多因素；长时间高负荷运转。以免引起TWC温度过高，加速老化。

废气再循环系统

废气再循环系统（EGR）

一、装有ＥＧＲ位置传感器的废气再循环系统

ECU根据发动机转速、冷却水温度、空气流量、点火等信号，控制EGR电磁阀通电时间，从而改变参与再循环的废气量。

二、装有背压修正阀的废气再循环系统

空气

当发动机在小负荷时，背压修正阀使EGR阀保持关闭状态，不进行废气再循环；只有在发动机负荷增大，排气歧管背压增大时，EGR阀才打开，进行废气再循环。

三、废气再循环系统（EGR）的诊断与检测

（一）EGR引起的故障常见的有两类

第一类故障：发动机爆震、过热、NO排放超标、怠速不稳、功率不足、经济性差。

原因：EGR阀不能开启或真空泄漏。

第二类故障：发动机冷起后失速停车、减速停车、、航行驶时喘振、怠速不稳、加速迟缓、动力不足、经济性差。

原因：EGR阀开启过大或不能关闭，或排气背压过高。

（二）系统检查

1、直感检测法：

使发动机怠速运转，将手指伸入EGR阀内，按在膜片上，检查有无动作。当发动机转速上升至规定转速(2000r/min左右)时，若冷车EGR阀应不开启；热车后（水温50℃）则应开启。

2、真空表检测法：

（1）在EGR电磁阀与EGR阀间安装真空表。

（2）在发动机怠速运转，及转速达规定转速，但水温低于50℃时，真空表读数均应为0；水温达56℃时才有较小真空度。否则表示EGR电磁阀或其控制部分有故障或真空有泄漏。

（3）怠速时断开EGR电磁阀与EGR阀间真空管，从节气门后方另接一软管到EGR阀上，发动机转速应降低甚至熄火。否则说明EGR阀有故障。

（三）管路真空检查

1、进气歧管－EGR控制电磁阀（查真空源）：

在发动机进气歧管与软管之间接上真空表（堵塞软管另一端），将发动机增速至规定转速(约2000r/min)时真空度应为54kPa以上。若过低，可能是歧管至电磁阀间有真空泄漏或废气背压过高。下一步可拆下排气系统，再检测真空度，或仍过低，则检查排气歧管与真空泄漏。

2、EGR控制电磁阀－EGR阀（查是否有真空进入EGR阀）：

分别在怠速及2500r/min转速下，拆下EGR阀上的真空软管，或用手指夹扁随即松开真空软管，观察转速有无变化，以判断有无真空进入EGR阀（或拆下EGR阀上的真空软管用手度真空吸力）。怠速时应无变化，2500r/min时则应变化。否则可能是真空泄漏或控制电磁阀有故障，或EGR

阀有故障。

（四）EGR控制电磁阀的检查：

1、EGR控制电磁阀或真空调节器工作时，应以很高的频率打开和关闭，能凭听觉或触觉感受到。

2、从电磁阀上拆下真空软管，在断电和通电两种情况下，向电磁阀内吹气。断电时应不能通过。否则，说明EGR阀或其控制部分有故障。

（五）EGR阀的检查

屏除怠速控制，对EGR阀施加真空时观察怠速变化情况。

（1）拔下怠速控制阀的电插。

（2）拆下EGR阀上的真空软管，并塞住。

（3）观察怠速转速，必要时进行调整。

（4）用手动真空泵施加真空，转速应下降甚至熄火。

二次空气喷射系统

１、作用：

向排气系统中供给空气，利用燃烧后的高温，使废气中残留的HC和CO与空气混合后再次燃烧，以达到排气净化的目的。

２、构成：

→空气泵→空气分流阀→空气转向阀→热反应器→

活性炭罐控制系统

１、作用：

防止汽油箱向大气排放燃油蒸气而产生污染。

EGR和碳罐控制电磁阀

活性碳罐

排气控制阀组成

２、工作情况

ECU根据发动机转速、冷却水温度、空气流量等信号，控制碳罐电磁阀的开闭；当电磁阀开启时，排放控制阀打开，汽油蒸气被吸入进气歧管，随进气一起进入气缸内燃烧。

３、带有膨胀箱的活性碳罐装置