1、吉 林 科 技 职 业 技 术 学 院JILIN SCIENCE AND TECHNOLOGY VOCATIONAL COLLEGE毕 业 论 文题 目 奥迪 A6 排放控制系统的结构控制原理与检修学生姓名 学号 班 级 专 业 汽车检测与维修 院 汽车应用学院 指导教师 2017 年 3 月 4 日吉林科技职业技术学院摘 要汽车业的发展真是迅速，汽车已经成为人们不可缺少的交通工具，汽车的普遍也给汽车业带来了不少的问题。为此我运用所学知识结将理论知识与现实问题加以联系将汽车汽油发动机的结构、工作原理进行了详细介绍。使人们对汽车汽油发动机有一个全新的认识，由原理推至运用。本论文内容新，系统性强，
2、程度适中，通俗易懂，图文并茂，实用性强。并且能帮助广大汽车修理工和汽车专业师生对汽车汽油发动机全面了解，初步掌握其维修技能对研究课题有较全面的论述，将理论知识与现实问题加以联系；运用所学知识对 汽车常见故障进行判断并能从事简单的汽车修理工作。 汽车发动机在运行的过程中会排放出大量的污染物，汽车发动机排放控制系统就是把发动机排放的污染物转化为无害物的装置。奥迪 A6 的排放控制系统是由废气再循环系统(EGR)、燃油蒸气回收装置(EVAP)、二次空气喷射装置(EAIR)和三元催化转换器(TWC)等组成，本文针对以上装置的组成构造、原理与检修方法和步骤等进行介绍，同时对其常见的故障进行了举例分析。
3、本论文就是让学生在具备充分的理论准备后，联系实际，用实践来证明理论的正确性，这样可以让学生对这部分内容掌握的更深刻。 关键词：奥迪 A6;排放控制系统;原理;结构;检修吉林科技职业技术学院目 录摘 要 .I第 1章 绪 论 .11.1 研究课题的目的与意义 .1第 2章 奥迪 A6排放控制系统的结构控制原理与检修 .22.1 汽车排放污染的主要成分与危害 .22.1.1 汽车排放污染的主要成分 .22.1.2 汽车排放污染的危害 .22.2 汽车排放污染物形成的原因 .32.3 减少汽车污染物排放的对策 .3第 3章 奥迪 A6发动机排放污控制的主要装置及工作原理 .53.1 废气再循环系统(
4、EGR) .53.2 EGR 率传感器 .73.2.1 燃油蒸气回收装置(EVAP)的作用 .83.2.2 燃油蒸气回收装置(EVAP)的结构原理及工作过程 .83.3 二次空气喷射装置(EAIR) .93.4 三元催化转换器(TWC) .103.5 活性炭罐 .123.5.1 燃油箱中的汽油蒸发 .123.5.2 活性炭罐通气量控制的作用 .123.5.3 活性炭罐通气控制原理 .12第四章 奥迪 A6 发动机排放污控制典型装置的检修 .134.1 废气再循环系统是否正常工作的检查 .134.1.1 EGR 阀的检修 .134.1.2 废气再循环控制电磁阀的检测 .134.2 汽油蒸气回收装
5、置的检测 .134.2.1 活性炭罐电磁阀密封性的检查 .134.2.2 活性炭罐电磁阀的检查 .144.2.3 活性炭罐电磁阀的电阻检查 .14吉林科技职业技术学院4.2.4 燃油蒸发排放单向阀的检查 .154.3 二次空气喷射装置(EAIR)的检查 .154.3.1 二次空气进气阀的检查 .154.3.2 二次空气泵继电器的检查 .154.4 三元催化转换器(TWC) .16第 5章 奥迪 A6发动机排放污控制典型装置的故障与排除 .175.1 发动机排放实际案例 .175.2 活性碳罐系统的故障案例 .195.2.1 故障现象 .195.2.2 故障诊断 .195.2.3 故障分析 .1
6、95.2.4 故障排除 .205.2.5 故障诊断总结 .205.3 二次空气喷射系统故障的故障案例 .205.3.1 故障现象 .205.3.2 故障诊断 .205.3.3 故障分析 .215.3.4 故障排除 .215.2.5 故障诊断总结 .215.3 二次空气喷射系统故障的故障案例 .215.3.1 故障现象 .215.3.3 故障分析 .225.4.3 故障分析 .225.4.4 故障排除 .22结 论 .24致 谢 .25参考文献 .26吉林科技职业技术学院0第 1 章 绪 论1.1 研究课题的目的与意义汽车是当代必不可少的一种交能工具，汽车的发动机是汽车的核心元件。随着社会的发展
7、趋势汽车在全球的数量将越来越多，但现实的世界储存燃料已经越来越少，有科学家推算世界燃料只能用 20 年。那么 20 年后我们用什么来维持呢？没有了汽车这个交通工具世界经济将会是怎么样的一个现像，可想而知。那么我们就要研究出更能节省能源，也能适用新能源的汽车。只有这样才能让我们的经济保持并发展。另一方面随着社会的发展经济的强大，汽车将要普及每家每户，中国的汽车产量已排名世界第三位就是最好的一个证明。那么我们需要人们懂得这些道理，假若发动机出现了问题也能自行解决。为我们提供为便，也能节省那么的时间和能源。在汽车技术日新月异的今天，电脑控制技术已经应用到车的各个系统， ，各种新结构、新技术的不断涌现
8、，使汽车维修人员面临着更大的挑战。汽车维修已从以前的那种修理工最好当，怎么拆装怎么装的状况转变成一个技术含量高、难度大的工种。现代的修理技术的特征表现为“七分诊断，三分维修“。发动机的故障的具体方法是多种多样的，关键是如何找出规律，积累经验，把感性认识上升到理性认识，再用理性认识指导维修实践。众所周知，EGR 系统的工作是受发动机控制单元控制的，发动机控制单元根据发动机转速、负荷(节气门开度)、温度、进气流量及排气温度信号，通过控制电磁阀适时地打开，使排气系统中的少部分废气经 EGR 阀进入进气系统，与混合气混合后进入气缸参与燃烧。少部分废气进入气缸参与混合气的燃烧后，降低了燃烧室中的温度，因
9、 NOx 是在高温富氧条件下生成的，故抑制了 NOx 的生成，从而降低了废气中的 NOx 的含量。当发动机在怠速、低速小负荷及冷机时，发动机控制单元控制废气不参与再循环，避免发动机性能受到影响；当发动机超过一定的转速、负荷且达到一定的温度时，发动机控制单元控制少部分废气参与再循环，且参与再循环的废气量能够根据发动机转速、负荷、温度及废气温度的不同而改变，以达到废气中的 NOx 含量最低。一旦发动机的 EGR 系统出现故障，使得过多的废气参与再循环，将会影响发动机混合气的正常燃烧，从而影响发动机的动力性。特别是在发动机怠速、低速、小负荷及冷机工况时，这种影响尤为明显。吉林科技职业技术学院1第 2
10、 章 奥迪 A6 排放控制系统的结构控制原理与检修 2.1 汽车排放污染的主要成分与危害 2.1.1 汽车排放污染的主要成分汽车排放污染物主要有：一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化合物(NOx)、二氧化碳(CO2)、二氧化硫(SO2)、铅(Pb)和炭烟(PM)等。 2.1.2 汽车排放污染的危害一氧化碳(CO)是空气不足或空气中氧含量不足造成混合气过浓所产生的一种无色、无味的有害气体。一氧化碳(CO)与人体血液中的血红素有很强的亲和力（它的亲和力是氧的 300 倍） ，被人体吸入后容易使血液丧失对氧的输送能力而产生缺氧中毒。当环境中 CO 的浓度超过 100 ppm 时，人体就会产生
11、头晕、乏力等不适感；随着 CO 浓度的增加，会进一步产生头痛、呕吐、昏迷等症状；当 CO 浓度超过 600 ppm 时，短期内会引起窒息死亡。碳氢化合物(CH)是指发动机废气中燃料未完全燃烧的产物，包括供油系统中燃料的蒸发和滴漏。具有一定的毒性，其中的苯类物质具有致癌作用。单独的碳氢化合物只有在含量相当高的情况下才会对人体产生影响，一般情况下对人体的作用不明显，但它是产生光化学烟雾的重要成分。HC 与 NOx 在阳光下极易发生光化学反应，形成以臭氧(O3)和以醛类为主的光化学烟雾。氮氧化物(NOx)是发动机在高温富氧时大量产生的一种褐色的有刺鼻气味的气体。汽车废气中含有多种氮氧化物(NOx)，
12、其中一氧化氮(NO)与人体血液中血红素的亲和力比 CO 还强，两者结合后会产生与 CO 相似的症状，一般情况下对人体的眼睛、鼻子、咽喉、支气管和肺部等会带来更大的损害，严重时至人于死地。同时氮氧化合物与碳氢化合物受阳光中紫外线照射后发生化学反应，形成有毒的光化学烟雾，当光化学烟雾中的光化学剂超过一定浓度时，具有明显的刺激性，它能刺激眼结膜，引起流泪并导致红眼病，同时对鼻，咽等器官均有刺激性，能引起急性喘息症，可以使人呼吸困难，眼红喉痛，头脑晕沉，造成中毒。二氧化碳(CO2)为无色无毒气体，对人体无直接危害，但如果大气中的二吉林科技职业技术学院2氧化碳大幅度增加，会导致大气的温室效应，造成全球气
13、温上升，南北极冰层融化，海平面上升等后果，以致人类和动物赖以生存的生态环境遭到破坏。二氧化硫(SO2)为燃油中的硫燃烧后生成的硫化物，人体吸入 SO2 后，即产生咳嗽、咽喉肿痛、呼吸困难、胸闷、四肢乏力，进一步吸入会引起支气管炎、肺炎和心脏病等，严重的会导至人畜死亡。同时 SO2 在高空与大气中的水蒸气结合生成亚硫酸烟雾，达到一定积聚量后便形成酸雨，使水土酸化，破坏林木、植物的生长。 铅(Pb)为一种有毒的金属，它由燃油中的铅化物添加剂(如四乙铅)经高温燃烧后还原而成的铅微粒。铅与血液中的血红素结合后，使血红素产生异变。当血液中的铅含量达到一定的程度时，会积聚于肝、肾、大脑和脊髓中，严重地破坏
14、人体的神经系统和造血功能。 炭烟(PM)碳微粒主要是柴油发动机燃烧不完全的产物，其内还有大量黑色的炭颗粒和其他杂质粉尘，由于其粒径极小，约为 0.010.2um，能长期悬浮于空气中，影响道路上的能见度且易于通过呼吸系统而沉积于肺泡内，炭烟不仅本身对人体的呼吸系统有害，而且炭烟粒的空隙中往往吸附着二氧化硫和有致癌作用的多环芳香烃等，极具致癌作用。 铅、碳微粒和其他杂质粉尘等因粒径极小，SO2 又具有胶粘性，特别是铅微粒，因无法燃烧，一旦被吸附在催化剂的表面上，便令三元催化净化器丧失催化功能，此即为三元催化净化器的铅中毒。 2.2 汽车排放污染物形成的原因1一氧化碳(CO)是空气不足或空气中氧含量
15、不足造成混合气过浓所产生的一种无色、无味的有害气体。2碳氢化合物(CH)是指发动机废气中未燃部分，还包括供油系统中燃料的蒸发和滴漏，造成燃烧不充分。3氮氧化物(NOx)是发动机在高温富氧时大量产生的一种褐色的有刺鼻气味的气体。4二氧化硫(SO2)为燃油中的硫燃烧后的生成物。5铅(Pb)为一种有毒的金属，它由燃油中的铅化物添加剂(如四乙铅)经高温燃烧后还原而成的铅微粒。6碳微粒主要是柴油发动机燃烧不完全的产物。 2.3 减少汽车污染物排放的对策汽车污染物排放在城市等人口密集区将对人们的健康造成严重危害，同时吉林科技职业技术学院3严重的污染大气环境，因此必须采取有效措施减少或者消除。目前遏制汽车污
16、染物排放的对策有很多，比如：控制汽油车的污染物排放、大量采用天然气汽车、发展新能源汽车等。此外，开辟地铁，实施电力牵引行驶、城镇建设考虑自身的循环和多功能结构等手段，也能有效地减少和控制汽车污染物的排放。单从控制汽油车的污染物排放来说，可以通过以下新技术来进行：1发动机结构优化技术。如采用多气阀进气机构，组织进气气流、对燃烧室加以改进等。通过改善发动机燃烧状况，提高燃烧效率，降低发动机一氧化碳、碳氢化合物的生成量。2闭环电控发动机管理技术。包括电控燃油喷射和电控点火。3燃油蒸发污染物控制技术。对油箱和供油系统排出汽油蒸气污染物进行控制，可控制汽油车 20%左右的碳氢化合物排放。4闭式曲轴箱强制
17、通风技术。控制发动机曲轴箱窜气造成环境污染，可控制汽油车 20%左右的碳氢化合物排放。5废气再循环技术。将发动机排气引入到进气中，通过降低发动机气缸内气氛的相对含量和最高燃烧温度来减少氮氧化物的生成量，可降低 40%-60%氮氧化物的生成量。6三效催化转化器技术。利用氧化和还原反应，将汽车排气中的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物同时转化成无害的二氧化碳、氮气和水。在一定条件下，对污染物的转化效率可达 80%以上，是目前最为有效的汽油车机外净化技术。但为保证工作效能，需要发动机具备闭环电控系统，并燃用无铅汽油。7改进油料、燃油的质量、组分、添加剂等。 吉林科技职业技术学院4第 3 章 奥迪 A6
18、发动机排放污控制的主要装置及工作原理汽车对大气的污染主要源自发动机排出的废气，三种有害排放物中，全部 CO、NOx 和约占 60的 HC 都是由发动机排气管排出的。此外，曲轴箱气体和燃油箱燃油蒸发的 HC 排放各约占汽车 HC 总排放的 20。对汽车排放的控制，就是通过改善燃烧、降低燃烧温度、阻断曲轴箱气体和燃油蒸发排放、净化排气管废气等手段，使汽车对大气的污染减小到最低的限度，以缓解汽车保有量增加对环境所带来的负面影响、满足人类对环境质量不断提高的要求。 排放控制系统是把发动机排放的污染物转化为无害物的装置。奥迪 A6 的排放控制系统包括废气再循环系统(EGR)、燃油蒸气回收装置(EVAP)
19、、二次空气喷射装置(EAIR)和三元催化转换器(TWC)等组成。 汽车排放控制的分类 （1）机内净化：从进气系统入手，通过改善混合气的质量，使燃烧产生的有害成分降低。这一类的排放控制装置有：进气温度自动控制装置、废气再循环控制装置、混合比加浓式减速废气净化装置、进气歧管真空度控制阀等。 （2） 机外净化：对发动机排出的废气进行再净化处理，将废气中所含的CO、HC 和 NOx 等有害气体转化为无害的水(H2O)、二氧化碳(CO2)和氮(N2)等气体。这一类的排放控制装置有：热反应器、氧化催化剂转化器、三元催化转化器、二次空气供给装置等。目前广泛使用的发动机废气净化装置是三元催化转化装置。 （3）
20、污染源封闭循环净化：对曲轴箱气体及燃油箱燃油蒸发等 HC 排放源实施封闭化处理，以阻断向空气排放 HC。这类控制装置有：曲轴箱强制通风装置、活性炭罐等。 3.1 废气再循环系统(EGR)发动机工作时，ECU 根据发动机转速、温度、空气流量等信号，控制炭罐电磁 阀的开闭来控制真空控制阀上部的真空度，从而控制真空控制阀的开度。当真空控制阀打开时，燃油蒸汽通过真空控制阀被吸入进气歧管。 发动机怠速或温度较低时，ECU 使电磁阀断电，关闭吸气通道，活性炭罐内的燃油蒸汽吉林科技职业技术学院5不能被吸入进气歧管。不进行废气再循环的工况有：A.起动工况。 B.怠速工况。 C.暖机工况。D.转速低于 900r
21、/min 或高于 3200r/min。EGR 率指废气再循环量在进入气缸内的气体中所占的比率，即： EGR 率=EGR 量/（进气量+EGR 量）100% 图 2.1EGR 结构 有些发动机中，EGR 电磁阀采用占空比控制电磁阀的开度，调节作用在EGR 阀上的真空度，控制 EGR 阀的开度，以实现对废气再循环量的控制。 在开环控制 EGR 系统中，ECU 根据各传感器信号确定发动机工况，并按其内存的 EGR 率与转速、负荷的对应关系进行控制，而对其控制结果不进行检测。闭环控制 EGR 系统（用 EGR 阀开度作为反馈信号）：EGR 阀开度传感器：向 ECU 反馈电磁阀开度的信号。ECU 根据此信号修正电磁阀开度，使 EGR 率保持在最佳值。其结构为电计式。
