排放控制系统
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排放控制系统
本节主要介绍的内容有： 一、汽车排放污染的来源及控制 二、曲轴箱强制通风系统（PCV） 三、燃油蒸气挥发控制系统（EVAP） 四、电控废气再循环系统（EGR） 五、三元催化转换系统（TWC） 六、二次空气供给系统
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一、汽车排放污染的来源及控制
随着汽车工业的发展，汽车的保有量不断增加，汽车 排放污染对人类环境的危害已成为一种严重的社会公害 。汽车的排放污染主要来源于: 发动机排出的废气（约占65％以上）、 曲轴箱窜气（约占20％） 燃料供给系统中蒸发的燃油蒸汽（约占10％~20％），
在催化转换器工作时温度很高，排气系统周围的部件应特别 注意，作业时防止烫伤。
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4. 控制方式 如下图所示。
在装有氧传感器的电控燃油喷射发动机上，电控燃油喷射（ EFI）系统并不是在所有工况下都进行闭环控制，在发动机起 动、怠速、暖机、加速、全负荷、减速断油等工况下，发动机 不可能以理论空燃比工作，仍采用开环控制方式。此外，氧传 感器温度在400℃以下、氧传感器或其电路发生故障时，也只 能采用开环控制。电控燃油喷射系统进行开环控制还是进行闭 环控制，由ECU根据相关输入信号确定。
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3. 检修 ◆ 发动机低温起动
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六、二次空气供给系统 1. 功用 在一定工况下，将新鲜空气送入排气管，促使
废气中的一氧化碳和碳氢化合物进一步氧化，从而 降低一氧化碳和碳氢化合物的排放量，同时加快三 元催化转换器的升温。
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2. 组成与工作原理 如下图所示。
在一定工况下，将新鲜空气送入排气管，促使废气中 的一氧化碳和碳氢化合物进一步氧化，从而降低一氧化 碳和碳氢化合物的排放量，同时加快三元催化转换器的 升温。
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2. 检测 当PCV阀和软管堵塞时，将造成怠速不稳、失速或怠
速过低、漏机油和曲轴箱及气门室罩油泥增加；当PCV 阀和软管泄漏时，将造成怠速不稳、怠速失速和怠速过 高的故障。检测方法是发动机怠速运转时拔去PCV阀， 若此时发动机转速未提升100r/min，则表示PCV阀不 良或管路不良。怠速时将拇指按在PCV阀末端先拆下软 管，应感觉到有真空度，若无真空，说明有堵塞或泄漏 。拆下PCV阀，摇动时应能听到阀内“咔喇”声，否则 应更换PCV阀。
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（2）闭环控制
如下图所示。
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五、三元催化转换系统（TWC） 1. 功用 三元催化转换器安装在排气管中部，其功能是利用转换器
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。
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2. 构造 三元催化转换器中主要起作用的是三元催化剂，它是铂
（或钯）和铑的混合物，它促使有害气体HC、CO和NOX 发生反应，生成无害的CO2、N2和H2O。损坏后将造成因 堵塞不易起动和排放不合格等故障。安装位置如下图。
给系统等。
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二、曲轴箱强制通风系统（PCV） 结构如下图所示。 通过管道将曲轴箱内的窜缸气体引入进气管进入气 缸燃烧掉，起动降低有害污染的作用。 工作状态： ◆修机后，PCV全关； ◆怠速时，PCV阀在真空吸力下关闭； ◆大负荷时，无休止空度下降，PCV阀全开。
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1. 工作原理
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5. 检修 （1）数字式高温检测计检测三元催化转换器入口和出口 的温差不得 小于38℃。 （2）尾气分析仪检测排气流中的有害物质是否超标，若 超标说明三元催化转换器转换效率降低，必要时应更换 。 （3）三元催化转换器是否有破裂，破损。
（4）用手电筒检查三元催化转换器排气口吸无被积炭脏 堵（不允许使用含铅汽油）。
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四、电控废气再循环系统（EGR）
1. 功用
如下图所示。
废气再循环是目前广泛采用的，旨在减少发动机氮氧化
物生成量的一种较有效的方法。它把发动机排出的一部分
废气引入进气系统中，和混合气一起再进入气缸中燃烧，
以抑制氮氧化物（NOX）的生成。
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2. 类型 （1）开环控制 EGR开环控制系统过程：如下图 所示。
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电磁阀的阻值：20～40Ω，如图（b）。
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（2）炭罐电磁阀控制信号的检测 如下图所示。
◆可使用示波器； ◆用发光二极管检测：发光二极管在该系统工作条件下闪烁； ◆用解码器的“测试执行元件”功能。
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（3）检测电磁阀有无泄露 用手动真空枪在电磁阀上施加一真空度，不通电时
应保持住先前的真空度，通电后应立即释放真空度。
汽油机的主要排放污染物是CO、HC、Nox等，柴油机
的主要排放污染物是HC、NOx和碳烟。
针对汽车污染源和各种污染物的产生机理，近年来，
在汽车尤其是轿车上装用了多种排放控制系统，主要包
括：曲轴箱强制通风（PCV）系统、汽油蒸气排放（
EVAP）控制系统、废气再循环（EGR）系统、三元催
化转换（TWC）系统、二次空气供给系统和热空气供
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三、燃油蒸气挥发控制系统（EVAP） 1. EVAP的组成及工作原理 如下图所示。 EVAP控制系统是为防止汽油箱内的汽油蒸气排入大气产生污 染而设的，在装有EVAP控制系统的汽车上，汽油箱盖上只有空 气阀，而不设蒸气放出阀。
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2. 检测 （1）炭罐电磁阀阻值的检测 工作电压，继电器供给12V左右，如图（a）。
节气门开大时，进气管的真空度作用到PCV阀 上，此真空度还吸引新鲜空气经空气滤清器、软 管、气缸盖罩上的孔道进入曲轴箱与窜缸气体进 行混合，混合后在进气管真空度的作用下经气 缸盖罩上的孔道，PCV阀，新鲜空气混合后进入 气缸燃烧掉。
节气门开度较小时，进气管真空度加大，窜气 经PCV阀进入进气管混合后进入气缸。
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TWC可分为颗粒型和蜂巢型两种类型，前者将催化剂沉 积在颗粒状氧化铝载体表面，后者将催化剂沉积在蜂巢状氧 化铝载体表面，氧化铝表面有形状复杂的表层，可增大催化 剂与废气的实际接触面积。 TWC装置示意图如下图。
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3. 工作原理 如下图所示。
发动机排出的废气流经TWC时，三元催化剂不仅可使废气中 的HC和CO有害气体进一步氧化，生成无害气体CO2和H2O， 并能促使废气中的NOx与CO反应生成无害的CO2和N2气体。
本节主要介绍的内容有： 一、汽车排放污染的来源及控制 二、曲轴箱强制通风系统（PCV） 三、燃油蒸气挥发控制系统（EVAP） 四、电控废气再循环系统（EGR） 五、三元催化转换系统（TWC） 六、二次空气供给系统
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一、汽车排放污染的来源及控制
随着汽车工业的发展，汽车的保有量不断增加，汽车 排放污染对人类环境的危害已成为一种严重的社会公害 。汽车的排放污染主要来源于: 发动机排出的废气（约占65％以上）、 曲轴箱窜气（约占20％） 燃料供给系统中蒸发的燃油蒸汽（约占10％~20％），
在催化转换器工作时温度很高，排气系统周围的部件应特别 注意，作业时防止烫伤。
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4. 控制方式 如下图所示。
在装有氧传感器的电控燃油喷射发动机上，电控燃油喷射（ EFI）系统并不是在所有工况下都进行闭环控制，在发动机起 动、怠速、暖机、加速、全负荷、减速断油等工况下，发动机 不可能以理论空燃比工作，仍采用开环控制方式。此外，氧传 感器温度在400℃以下、氧传感器或其电路发生故障时，也只 能采用开环控制。电控燃油喷射系统进行开环控制还是进行闭 环控制，由ECU根据相关输入信号确定。
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3. 检修 ◆ 发动机低温起动
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六、二次空气供给系统 1. 功用 在一定工况下，将新鲜空气送入排气管，促使
废气中的一氧化碳和碳氢化合物进一步氧化，从而 降低一氧化碳和碳氢化合物的排放量，同时加快三 元催化转换器的升温。
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2. 组成与工作原理 如下图所示。
在一定工况下，将新鲜空气送入排气管，促使废气中 的一氧化碳和碳氢化合物进一步氧化，从而降低一氧化 碳和碳氢化合物的排放量，同时加快三元催化转换器的 升温。
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2. 检测 当PCV阀和软管堵塞时，将造成怠速不稳、失速或怠
速过低、漏机油和曲轴箱及气门室罩油泥增加；当PCV 阀和软管泄漏时，将造成怠速不稳、怠速失速和怠速过 高的故障。检测方法是发动机怠速运转时拔去PCV阀， 若此时发动机转速未提升100r/min，则表示PCV阀不 良或管路不良。怠速时将拇指按在PCV阀末端先拆下软 管，应感觉到有真空度，若无真空，说明有堵塞或泄漏 。拆下PCV阀，摇动时应能听到阀内“咔喇”声，否则 应更换PCV阀。
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（2）闭环控制
如下图所示。
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五、三元催化转换系统（TWC） 1. 功用 三元催化转换器安装在排气管中部，其功能是利用转换器
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。
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2. 构造 三元催化转换器中主要起作用的是三元催化剂，它是铂
（或钯）和铑的混合物，它促使有害气体HC、CO和NOX 发生反应，生成无害的CO2、N2和H2O。损坏后将造成因 堵塞不易起动和排放不合格等故障。安装位置如下图。
给系统等。
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二、曲轴箱强制通风系统（PCV） 结构如下图所示。 通过管道将曲轴箱内的窜缸气体引入进气管进入气 缸燃烧掉，起动降低有害污染的作用。 工作状态： ◆修机后，PCV全关； ◆怠速时，PCV阀在真空吸力下关闭； ◆大负荷时，无休止空度下降，PCV阀全开。
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1. 工作原理
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5. 检修 （1）数字式高温检测计检测三元催化转换器入口和出口 的温差不得 小于38℃。 （2）尾气分析仪检测排气流中的有害物质是否超标，若 超标说明三元催化转换器转换效率降低，必要时应更换 。 （3）三元催化转换器是否有破裂，破损。
（4）用手电筒检查三元催化转换器排气口吸无被积炭脏 堵（不允许使用含铅汽油）。
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四、电控废气再循环系统（EGR）
1. 功用
如下图所示。
废气再循环是目前广泛采用的，旨在减少发动机氮氧化
物生成量的一种较有效的方法。它把发动机排出的一部分
废气引入进气系统中，和混合气一起再进入气缸中燃烧，
以抑制氮氧化物（NOX）的生成。
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2. 类型 （1）开环控制 EGR开环控制系统过程：如下图 所示。
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电磁阀的阻值：20～40Ω，如图（b）。
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（2）炭罐电磁阀控制信号的检测 如下图所示。
◆可使用示波器； ◆用发光二极管检测：发光二极管在该系统工作条件下闪烁； ◆用解码器的“测试执行元件”功能。
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（3）检测电磁阀有无泄露 用手动真空枪在电磁阀上施加一真空度，不通电时
应保持住先前的真空度，通电后应立即释放真空度。
汽油机的主要排放污染物是CO、HC、Nox等，柴油机
的主要排放污染物是HC、NOx和碳烟。
针对汽车污染源和各种污染物的产生机理，近年来，
在汽车尤其是轿车上装用了多种排放控制系统，主要包
括：曲轴箱强制通风（PCV）系统、汽油蒸气排放（
EVAP）控制系统、废气再循环（EGR）系统、三元催
化转换（TWC）系统、二次空气供给系统和热空气供
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三、燃油蒸气挥发控制系统（EVAP） 1. EVAP的组成及工作原理 如下图所示。 EVAP控制系统是为防止汽油箱内的汽油蒸气排入大气产生污 染而设的，在装有EVAP控制系统的汽车上，汽油箱盖上只有空 气阀，而不设蒸气放出阀。
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2. 检测 （1）炭罐电磁阀阻值的检测 工作电压，继电器供给12V左右，如图（a）。
节气门开大时，进气管的真空度作用到PCV阀 上，此真空度还吸引新鲜空气经空气滤清器、软 管、气缸盖罩上的孔道进入曲轴箱与窜缸气体进 行混合，混合后在进气管真空度的作用下经气 缸盖罩上的孔道，PCV阀，新鲜空气混合后进入 气缸燃烧掉。
节气门开度较小时，进气管真空度加大，窜气 经PCV阀进入进气管混合后进入气缸。
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TWC可分为颗粒型和蜂巢型两种类型，前者将催化剂沉 积在颗粒状氧化铝载体表面，后者将催化剂沉积在蜂巢状氧 化铝载体表面，氧化铝表面有形状复杂的表层，可增大催化 剂与废气的实际接触面积。 TWC装置示意图如下图。
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3. 工作原理 如下图所示。
发动机排出的废气流经TWC时，三元催化剂不仅可使废气中 的HC和CO有害气体进一步氧化，生成无害气体CO2和H2O， 并能促使废气中的NOx与CO反应生成无害的CO2和N2气体。