team21豐田診斷技術(shù)員培訓課程step-3發(fā)動機21d

1、發(fā)-發(fā)排放控制汽車產(chǎn)生的有害氣體概述1.排放控制系統(tǒng)？排放控制系統(tǒng)是用于減少汽車產(chǎn)生的對環(huán)境和人有害的大氣污染物的裝置。大氣污染物？大氣污染物是指燃油箱中的燃油蒸發(fā)，從氣缸壁和活塞之間的漏氣，及從排氣管排出的廢氣。排放的氣體對環(huán)境和人是有害的，因為它包括有害物質(zhì)一氧化碳（CO）、碳化氫（HC）、氮氧化合物（NOx）。+& 2.&2 +& 12 +& 的車輛不僅產(chǎn)生一氧化碳（CO）、碳裝備柴油發(fā)化氫（HC）、氮氧化合物（NOx），而且還有積碳煙，對環(huán)境和一氧化碳（CO）同樣有影響。(1)當燃燒室中氧氣不足時，就會產(chǎn)生一氧化碳（不完全燃燒）。2C（碳）+O2（氧） 2CO（一氧化碳）一氧化碳（CO

2、）吸入之后，進入血液并妨礙血液的輸氧能力。如吸入大量一氧化碳會導致碳化氫（HC）。(2)和一氧化碳同樣，碳化氫（HC）也是不完全燃燒時會產(chǎn)生。同時，在下列情況也會產(chǎn)生碳化氫（HC）： 因“猝熄”使溫度過低，未達到燃燒溫度時。 氣門疊開時?；旌蠚庠綕猓蓟瘹洌℉C）產(chǎn)生越多。混合氣越稀，碳化氫（HC）產(chǎn)生越少?；旌蠚馓r，混合氣如不能點燃，碳化氫（HC）會激增。碳化氫（HC）吸入也會導致光化學煙霧。氮氧化合物（NOx）氮氧化合物（NOx）是由空氣燃油混合氣中的氮氣和氧氣在燃燒室溫度達到1800（3272）以上時產(chǎn)生的。燃燒室溫度越高，其生成量越大?；旌蠚庠较?，其生成量越大，因為混合氣中氧的比例

3、太高。因此，氮氧化合物（NOx）的生成是由燃燒室溫度和氧的濃度決定的。N2 (氮) + O2 (氧) 2NO (NO, NO2式N2O.NOx)后，會。碳化氫（HC）(3)氮氧化合物（NOx）被吸入后，會刺激鼻子和喉嚨。同時它也會導致光化學煙霧。(1/2)2003 豐田汽車公司。- 1 -。發(fā)-發(fā)排放控制1.廢氣廢氣是指從排氣管排出的氣體。在理論上，燃燒只會產(chǎn)生CO2（水蒸氣）。） 和H2O但是，由于空燃比、大氣中氮（N2）的含量、燃燒室溫&2+& 12度、燃燒時間等。，不能按照化學理論產(chǎn)生反應這就是有害物質(zhì)如一氧化碳（CO）、碳化氫（HC）、氮氧化合物（NOx）產(chǎn)生的原因。燃油蒸發(fā)箱、化油器

4、等處的燃油蒸發(fā)形成燃油蒸氣進入大氣。它的主要成分是HC。竄缸混合氣漏氣是從活塞和氣缸壁的間隙竄入曲軸箱的氣體。它的主要成分是未燃混合氣中的HC。(2/2)2.+&+&3. +& 廢氣產(chǎn)生的原理理論空燃比理論空燃比是燃油與它充分燃燒所需的最少空氣量（含氧）的比值。是幾種積碳氫化合物的混合物，其主要成分是辛烷（C8H18）。2C8H18 + 25O2 16CO2 + 18H2O1克辛烷完全燃燒1克辛烷完全燃燒成為水蒸氣(H2O)和二氧化碳(CO2)需要15克的空氣。實際燃油不是純辛烷，而是和幾種積碳氫化合物的混合物。因此理論空燃比大約是14.7。(1/1)- 2 - 發(fā)-發(fā)排放控制CO / HC

5、/NOx 的形成曲線圖左圖展示了空燃比和CO / HC /NOx形成的關(guān)系。1.較濃 CO/HC:增加 NOx:減少較稀 CO:減少 HC:減少混合氣太稀時，因缺火造成HC含量增加。NOx：在混合氣比理論空燃比稍稀時，其產(chǎn)生量最大?；旌蠚飧r，因燃燒室溫度降低，其產(chǎn)生量減少。 除了左圖所示以外，在下列情況CO / HC /NOx的產(chǎn)生量也會增加。2.3.發(fā)冷態(tài)因所供混合氣較濃，CO / HC 的產(chǎn)生量增加。高負荷時廢氣排放量因燃油和空氣的增加而增加。因所供混合氣較濃，CO / HC 的產(chǎn)生量增加。因燃燒室溫度升高，NOx的產(chǎn)生量增加。4.提示:PPM:百萬分之一的縮寫。用于表示濃度或含量的。

6、(1/1)概述排放標準排放標準今日全世界的多數(shù)國家都制定了各種，來防止排放氣體造成的空氣污染。此標準統(tǒng)稱為排放控規(guī)。其測量方法和其標準值各國有所不同。下面將簡單介紹具有代表性的測量模式間的不同。（LA#4模式）此模式模擬在洛杉磯（縮寫為LA）郊區(qū)的復雜駕車方式。此模式近似于真實的駕車條件。歐盟（新 EC 模式）此駕車模式已增補了模擬高速公路駕車模式，以及最嚴格的氮氫化合物標準。（10.15模式）此模式模擬在裝有交通信號燈城市中的駕車方式。(1/2)- 3 - NP K NP K NP K /$ (& &2+&12 330 330 +&212發(fā)-發(fā)排放控制濃度和氣體總重量的測量方法共有2種測量排

7、放氣體的方法。濃度測量法測量排放氣體中含有的COHONOx的濃度量。氣體總重量測量法測量氣體總重量時，按圖所示模擬真實的駕車，測出在實驗過程中排出的COHONOx的氣體總重量。近年來，測量氣體總重量正成為主要測量方法。車輛所產(chǎn)生的有害氣體總重量比有害氣體的白分率更為重要。(2/2)哧偠 排放控制系統(tǒng)概述為了使這三種物質(zhì)CO / HC /NOx的排放量符合排放標準的要求，需要應用高科技。對于實際車輛來說，不僅要降低這些物質(zhì)的排放，而且車輛裝置還要求保證其耐用性、可靠性、安全性和耗油率基本上符合相關(guān)標準。左側(cè)列出了改進排放的措施和裝置,因國家和而異。(1/1)- 4 - NP K (), (6$

8、,6 7:& (*5 997 L(*5 亢 發(fā)-發(fā)排放控制發(fā)的改進 為了改良發(fā)輸出功率和燃油消耗率，并同時減少有害氣體的產(chǎn)生，發(fā)作了較大的改進。下列項目并不在所有類型發(fā)上采用，但對某種發(fā)則最為有效。1.燃燒室構(gòu)造和進氣系統(tǒng)的改進(1)擠壓區(qū)的采用燃燒室的擠壓區(qū)在進氣行程終了時產(chǎn)生強渦流，并持續(xù)到作功行程。渦流提高了燃燒速度，使空氣燃油混合氣燃燒更完全，同時降低HC和CO的生成量。渦流的形成弧形的進氣口使空氣燃油混合氣在進氣行程中，進入燃燒室時，朝燃燒室邊緣方向形成適當?shù)臏u 流。渦流從壓縮行程持續(xù)到作功行程，和擠壓產(chǎn)生相同的作用。(2) 2.電子燃油噴射（EFI）、電子控制點火提前（ESA）、直

9、接點火系統(tǒng)（DIS）的采用由于電子燃油噴射（EFI）系統(tǒng)，能產(chǎn)生恰當?shù)目杖急鹊目諝馊加突旌蠚?，電子控制點火提前（ESA）系統(tǒng)和直接點火系統(tǒng)（DIS），能是點火正時根據(jù)行駛情況得到更精確的調(diào)節(jié)，使得混合氣燃燒更充分，并達到廢氣的減少的目的。(1/1)催化轉(zhuǎn)化器1.概述催化轉(zhuǎn)化器是把有害物質(zhì)（CO 、 HC和NOx），經(jīng)過化學反應轉(zhuǎn)化為H2O、CO2、N2 。通常，汽車上使用鉑、鈀、銥、銠等作為催化劑。催化器種類氧化型催化器：HC或CO氧化生成無污染的 H2O 或CO2。還原型催化器：把氧從氮氧化合物中移走，使NOx成為無污染的N2。氧化/還原型催化器：同時進行上述兩種功能。這種催化器在汽車上稱為

10、三元催化轉(zhuǎn)化器（TWC）。因為三種有害物質(zhì)CO 、 HC和NOx同時轉(zhuǎn)化成無害物質(zhì)。在現(xiàn)今的汽車里，大多數(shù)汽車使用了三元催化轉(zhuǎn)化器。&2+& 12+ 2 &2 1 (1)7:&(2)催化器的工作溫度催化器的凈化率隨溫度而變化。，催化器溫度達到400以上時，凈化率接近100%，廢氣將得到有效凈化。注意:裝備有催化轉(zhuǎn)化器的車輛需要使用無鉛，因為如果使用含鉛，鉛粘附于催化劑和氧傳感器(O2 傳感器)的表面，不能獲得應有的效果。(1/3)- 5 - & &發(fā)-發(fā)排放控制(3)三元催化轉(zhuǎn)化器系統(tǒng)三元催化轉(zhuǎn)化器系統(tǒng)對HC和CO進行氧化的同時，對 NOx進行還原，將其凈化為 H2O、將其凈化為 CO2和 N

11、2。整體式三元催化轉(zhuǎn)化器得到了應用。氧化鋁或催化物涂在整體格柵式載體上，上面有許多孔。有害物質(zhì)通過孔時被凈化。有兩種類型的載體：陶瓷型和金屬型。格柵越薄，凈化能力越強。(2/3)混合氣在理論空燃比附近時，三元催化轉(zhuǎn)化器的效率最高。因此需要空燃比反饋（控 制）系統(tǒng)把空燃比保持在理論空燃比附近?？杖急确答仯刂疲┫到y(tǒng)使用排氣管內(nèi)的氧傳感器監(jiān)測廢氣中氧的含量。然后發(fā)動機控制單元通過調(diào)整燃油噴油量控制空燃 比，使三元催化轉(zhuǎn)化器的轉(zhuǎn)化效率達到最 高。(3/3)緩沖器（DP）系統(tǒng)必要性1.當發(fā)高速運轉(zhuǎn)時關(guān)閉節(jié)氣門，使進氣歧管內(nèi)部負壓急劇增加。附著在歧管內(nèi)壁的某些將蒸發(fā)，使空燃比暫時性地變成過濃。同時，由于

12、進氣量減 少，有不完全燃燒或缺火發(fā)生，廢氣內(nèi)就有大量未燃氣體排放。為避免不完全燃燒或缺火發(fā)生起見，使用 緩沖器使節(jié)氣門保持較平緩地關(guān)閉。工作39792.在過程氣門的連桿觸及緩沖器。所以節(jié)氣門受到空氣流出的阻力而緩慢地關(guān)閉。當節(jié)氣門開啟時，位置。緩沖器回至原來(1/1)- 6 -催12+&2(&8 發(fā)-發(fā)排放控制切斷系統(tǒng)1. 必要性在駕車步驟，本系統(tǒng)停止噴射，來達到減少CO和HC的總量。并且，本系統(tǒng)還防止在排氣管內(nèi)，復燃放 ，有效地降低2. 工作步驟耗用總量。發(fā)ECU 根據(jù)發(fā)轉(zhuǎn)速和節(jié)氣門的關(guān)閉停止噴油器噴射。(1/1)廢氣再循環(huán)（EGR）系統(tǒng)1.必要性廢氣再循環(huán)（EGR）系統(tǒng)將部分廢氣再循環(huán)至進

13、氣系統(tǒng)。因為廢氣的大部分為惰性（不可燃）氣體，將廢氣混入(*5 空氣-混合氣后，在燃燒過程中火焰?zhèn)鞑紲p慢。而且，由于惰性（不可燃）氣體吸收燃燒所產(chǎn)生的熱 量，燃燒溫度得以降低，也減少了氮氧混合物的產(chǎn)生。工作當有真空作用于廢氣再循環(huán)（EGR）閥時，此閥開啟，廢氣開始再循環(huán)。2.真空作用于EGR 閥的開啟/關(guān)閉， 它根據(jù)發(fā)冷卻液溫度，或節(jié)氣門開啟程度來控制EGR 的比率。- 7 - 530(&8發(fā)-發(fā)排放控制發(fā)發(fā)冷機處于冷機時，雙金屬真空開關(guān)閥（BVSV）向大氣(*5 的一側(cè)開啟。由于真空并未作用于EGR閥上，所以廢氣并未再循環(huán)。(*5 5 (*5(*5 %969怠速并無真空作用于EGR，所以廢氣

14、未再循環(huán)。(*5 (*5 5 (*5(*5 %969- 8 -發(fā)-發(fā)排放控制節(jié)氣門位居于EGR 和 EGR R 口之間。EGR 口的真空作用于EGR 閥，使此閥開啟。真空受EGR真空調(diào)節(jié)器所控制，使廢氣保持恒定比率進行再循環(huán)。(*5 (*5 5 (*5(*5 %969節(jié)氣門開啟程度超過EGR “R” 口EGR口的真空作用于EGR閥，使此閥開啟。當“R”口的真空作用于EGR真空調(diào)節(jié)器時，作用于EGR閥的真空變得更強，因而EGR閥開啟程度也更大。(*5 (*5 5 (*5(*5 %969- 9 -發(fā)-發(fā)排放控制節(jié)氣門完全開啟因為作用于帶有全部荷載的EGR閥的真空小于推動此閥所需的真空，所以廢氣未再

15、循環(huán)。(1/2)(*5 (*5 5 (*5(*5 %9693.VVT-i （智能可變氣門正時）系統(tǒng)的EGR 效應在進氣行程中，由于進氣門和排氣門的，有部分廢氣被吸入。VVT-i 系統(tǒng)可控制配氣正時，來主動地控制內(nèi)部EGR。(;,1VVT-i 系統(tǒng)快速地開啟進氣門，在排氣行程的末尾時，讓部分廢氣回流至進氣側(cè)。在進氣行程的同時，將回流氣體和空氣-氣缸內(nèi)，就得到了EGR效應?；旌蠚馕隫VT-i系統(tǒng)改變了由發(fā)ECU限定的氣門開啟的正控制系統(tǒng)。(2/2)時。的詳情可參照發(fā)(;,1(;,1- 10 -發(fā)-發(fā)排放控制曲軸箱強制通風（PCV）系統(tǒng)1.必要性竄缸混合氣中從活塞環(huán)和氣缸壁間的空隙漏出而進入曲軸箱

16、內(nèi)的未燃氣體。曲軸箱強制通風（PCV）系統(tǒng)能將竄缸混合氣導入進氣系統(tǒng)，將其重新燃燒。 因利用了進氣歧管的真空負壓，所以可將竄缸混合氣吸入。PCV閥安裝在進氣歧管和氣缸蓋之間。一般來說，當發(fā)負荷大時所產(chǎn)生的竄缸混合氣的量變得較大（進氣3&9歧管真空度小）。相反，當發(fā)負荷小時，所產(chǎn)生的剰竄缸混合氣的量變得較小（進氣歧管真空度大）。工作當歧管真空度大時，因為產(chǎn)生竄缸混合氣的量較小，所以閥的通道變窄。 2.3&9 (1)發(fā)停時：此閥被彈簧力關(guān)閉。3&9 3&9 - 11 -發(fā)-發(fā)排放控制(2)怠速運轉(zhuǎn)或時：因為真空的負壓力量，閥被進一步吸入。真空通道變窄，竄缸混合氣體量還很小。3&9剰 3&9 (3)

17、正常運行時：因為真空度正常，真空通道較怠速運轉(zhuǎn)時或?qū)?。時更3&9剰 3&9 - 12 -發(fā)-發(fā)排放控制(4)或高負荷時：即使處于低真空度，此閥也被完全打開，將通道開啟至全寬度。當所產(chǎn)生的竄缸混合氣超過PCV閥的吸入能力時，有部分氣體從氣缸蓋被吸入節(jié)氣門（空氣濾清器側(cè)）的前方流入進氣歧管。(1/1)3&9剰 3&9蒸發(fā)排放控制（EVAP）系統(tǒng)必要性蒸發(fā)排放控制（EVAP）系統(tǒng)暫時地將蒸發(fā)氣體吸1.收在活性碳罐內(nèi)，并將其送回發(fā)燃燒。其目的是防止從燃油箱蒸發(fā)出的工作逸入大氣中。2.箱內(nèi)產(chǎn)生的蒸發(fā)氣體開啟單向閥（1），流入碳罐內(nèi)?；钚蕴嘉仗脊迌?nèi)的蒸發(fā)氣體。在發(fā)運轉(zhuǎn)時，被吸收的氣體又從節(jié)氣門體的凈化孔

18、被吸出,進入氣缸中燃燒。在有些發(fā)型號上，由發(fā)ECU來控制為EVAP的真空開關(guān)閥蒸發(fā)器的開啟度來控制氣體流量。當箱內(nèi)部變?yōu)檎婵諘r（因為外部溫度原因），單向閥（2）和箱蓋的真空閥開啟，將外部空氣吸入 參考:箱內(nèi)。蒸發(fā)排放控制（EVAP）系統(tǒng)車型用的- 13 -發(fā)-發(fā)排放控制參考2595 車型號用的蒸發(fā)排放控制（EVAP）系統(tǒng)車型號的一個特點是加注而將其暫時地吸入碳罐內(nèi)。時為防止蒸發(fā)逸出，它還有個工作功能。 (9$3 當箱蓋開啟時大氣被吸入位于ORVR閥上部的腔室內(nèi)。- 14 -發(fā)-發(fā)排放控制加當時箱內(nèi)壓力因加注而增大時，ORVR閥開啟，蒸發(fā)氣體流入碳罐內(nèi)。(1/1)CO/HC 檢查和調(diào)整CO/HC

19、的檢查和調(diào)整1.必要性確定發(fā)狀態(tài)通過測量CO/HC，就可確定包括空燃比的有效性和排&2 &2 +& 放控制系統(tǒng)的運行在內(nèi)的發(fā)狀態(tài)。當CO和HC均處于標準值范圍內(nèi)，且發(fā)運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，則可確定發(fā)和排放控制系統(tǒng)均正常。當發(fā)不能平穩(wěn)地運轉(zhuǎn)，或HC水平較高時，則可能發(fā)生發(fā)缺火。發(fā)缺火的原因有空燃比不合適，壓縮不足，點火7:& 系統(tǒng)故障或排放控制系統(tǒng)故障等。為符合各項有關(guān)。6672.裝有三元催化轉(zhuǎn)化器/氧氣傳感器CO 水平不需調(diào)整，因為發(fā)控制系統(tǒng)會根據(jù)氧氣傳感器信號，增加或減少噴油量，來調(diào)整空燃比，使更精確地符合理論空燃比。即使發(fā)生一些缺火，多數(shù)的CO和HC也會被三元催化轉(zhuǎn)化器所凈化掉。當檢測到不符合標準值的CO 和HC 時，可能有以下原因： 三元催化轉(zhuǎn)化器的升溫不良或不足，空氣燃油混合氣過多，高頻率缺火。未裝三元催化轉(zhuǎn)化器/氧氣傳感器3. 為滿足各項的要求和在良好狀態(tài)下使用發(fā)，必須將