1、毕 业 设 计 （ 论 文 ）题 目专 业姓 名 指导教师 目 录1 绪论12 汽车排放控制系统的分类23 汽车排放污染的成因.43.1 汽车排放污染的成因43.1.1 一氧化碳气体的成因 43.1.2 氮氢化合物气体的成因43.1.3 氮氧化合物气体的成因43.2 柴油排放污染的成因53.2.1 一氧化碳喝碳氢化合物的成因53.2.2 碳氢化合物的成因53.2.3 氮氧化合物的成因63.2.4 微粒和碳烟的成因64 在用车排放污染物限值与检测方法64.1 汽车排放污染物的检测方法极限值64.1.1 怠速检测法64.1.2 双怠速检测法和加速模拟（ASM）检测法 64.2 柴油车排放污染物的检
2、测方法与极限74.2.1 柴油车自由加速排气可见污染物检测方法及限值75 排放污染物超标的诊断流程和治理方法85.1 排放污染物超标后的故障诊断流程85.1.1 一氧化碳含量超标的故障诊断流程85.1.2 碳氢化合物含量超标的故障诊断流程85.1.3 柴油车排烟故障的原因、诊断和二级维护附加作业项目85.2 汽车排放的治理方法96 废气再循环控制系统96.1 废气再循环控制的作用与控制方式96.1.1 废气再循环控制的作用96.1.2 废气再循环量的控制方式106.2 废气再循环电子控制系统的结构与原理106.2.1 电子控制废气再循环系统的控制原理106.2.2 电子控制废气再循环系统的结构
3、107 汽车排放控制系统的检测、诊断及维护117.1 曲轴箱强制通风（PVC）系统的检测、诊断及维护 117.2 燃油蒸发排放控制（EVAP）系统的原理及检测维护 117.2.1 炭罐净化控制阀的检测12 7.2.2 蒸发排放控制炭罐的拆装13 7.3.2 电控燃油喷射式发动机废气再循环系统的检测、诊断及维护137.3（EGR）系统的检测、诊断及维护 137.3.1EGR 的检测与维修 147.3.2 电控燃油喷射式发动机废气再循环系统的检测、诊断及维护157.4 化油器简介7.4.1 断装置的检测、诊断及维护167.4.2 出 现 故 障 的 原 因 167.4.3 化 油 器 常 见 故
4、障 167.4.4 化油器维护方法 167.5 三效催化转化器的检测、诊断及维护178 参考文献181 绪论 本文主要介绍了汽车排放物的成因及危害，阐述与汽车排放系统有关的各个部位写明其工用与常见故障而导致的汽车排放物污染。结合所学知识对其浅谈如何对汽车排放控制系统的诊断及维护2 关键词 汽车排放物的成因；各零件常见故障；诊断及维护 3 汽车排放控制系统的分类汽车排放控制系统主要是为了控制汽车排放污染物，以达到日益严格的环保要求。根据汽车排放污染的来源和成因，排放控制采用了不同的方式方法，可以分成三类第一类是从进气系统入手，通过改善混合气的质量，是燃烧产生的有害成分降低，这一类的装置有：进气歧
5、管真空控制阀进气温度自动控制空气滤清器；排气再循环（废气再循环）控制装置；混合比加浓式减速废气净化装置；进气温度自动控制空气滤清器。这一类排放控制也被称作“机内”净化。第二类是对排出的废气进行处理，使有害气体转化为无害的水、二氧化碳、氮氢等气体供给装置；三元催化转换器。第三类是对碳氢化合物的蒸发源进行控制。以减少汽车碳氢化合物的排放。这类装置有：曲轴箱强制通风装置；活性炭罐但是在现代汽车发动机为达到严格的排放要求，一般同时使用几种汽车排放控制装置。3.1 汽车排放的形成和危害3.1.1 一氧化碳（CO）气体的成因 CO 气体的产生是因为输送至燃烧室的氧气不足，以致燃油不能充分燃烧造成的（即混合
6、气太浓） 。3.1.2 碳氢化合物（HC）气体的成因不完全燃烧的汽油或未燃烧的汽油从燃烧室排出，以未净化 HC 气体形式进入大气。3.1.3.氮氧化物氮氧化物气体的成因在高温（1800）和高浓度氧气的条件下氮和氧才能发生反应，生成NO。所以氮氧化物是在混合气完全燃烧的条件下，而不是像 CO 和 HC 是在不完全燃烧中生成的。对燃烧中产生氮氧化物的浓度影响最大的因素是燃烧室所能达到的最高温度和空燃比。因此，减少废气中的氮氧化物，氮氧化物含量的最好方法是阻止燃烧室内温度达到 1800 ，或者是缩短这个高温持续的时间。另一个可能方法则是降低氧的浓度。3.2 柴油车排放污染物的成因3.2.1 一氧化碳
7、 CO 和碳氢化合物 HC 的成因1）CO 的成因柴油机 CO 主要源于喷注中过浓部分的不完全燃烧。2）HC 的成因在柴油机稳定运行条件下，HC 主要由下述两个原因引起:滞燃期中，处于喷注前的极稀混合气，其浓度远低于燃烧极限而无法着火。其中的一部分混合气，在后续过程中，避开了缸内燃烧而被排出。喷油过程中，混合气由于混合不良导致 HC 增多。 3.2.2 氮氧化物氮氧化物的成因 氮氧化物生成的条件是高温、富氧和较长作用时间。在燃烧过程中产生氮氧化物的区段有滞燃期的稀燃火焰区和缓燃期的扩散燃烧区。 3.2.3 微粒和碳烟的成因 柴油车的微粒和碳烟的生成机理还未研究清楚。目前，一般都承认，燃烧时的一
8、段高温范围和局部存在特别浓的混合气，是微粒碳烟产生的必要条件。 3.2.4 行车工况与排气污染物的形成1）调速器的特性曲线全程调速器加速迅猛，过大的油量往往造成过高的碳烟和 HC、CO 排放量。特别是瞬间加速到新工况，缸内温度及冷却液温度、机油温度等状态均未达到稳定值，有害排放量更多，有时会比同类稳定工况高 6 倍以上。2）冷却启动过程对排放的影响冷启动时，气缸内压缩温度很低，初期会以未燃 HC“白烟”的形式排出机外。三、汽车排放控制的作用汽车对大气的污染主要源自发动机排出的废气，三种有害排放物一氧化碳、氮氧化物和约占 60%的 HC 都是由发动机排气管排出的。此外，曲轴箱气体和燃油蒸汽的 H
9、C 排放各约占汽车 HC 总排放的 20%。对汽车排放的控制、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。 4 在用车排放污染物限值与检测方法4.1 汽油排放污染物的检测方法及限值4.1.1 怠速检测法1检测方法1）发动机处于怠速运装状态，离合器处于结合位置，加速踏板与阻风门位于松开位置，变速杆位于空挡位置，阻风门（化油器式发动机）全开。2）进气系统装有空气滤清器，排气系统装有排气消音器，并不得有泄漏，汽油符合 GB484 的规定。3）使发动机冷却液和润滑油温度达到汽车使用说明书所规定的热状态。4）必
10、要时要在发动机上安装转速计、点火正时仪、冷却液和润滑油测温计等测试仪器。5）发动机由怠速工况加速至 0.7 倍的额定转速，维持 60 秒（以清除燃烧室中的各种残留气体）后降至怠速状态。6）将测量仪的读书转换开关置于最高量程档位，在稳定怠速状态下，将不分光红外吸收型（NDIR）分析仪的取样探头直接插入排气管中，插入深度等于400mm,并固定于排气管上。7）在怠速状态下维持 15s 后开始读数，读取 30s 内 CO 和 HC 的最高值和最低值，取其平均值为测量结果。8）若为多排放管时，取各排放管测量结果的算术平均值。 4.1.2 双怠速检测法和加速模拟（ASM）检测法1双怠速检测法1）必要时要在
11、发动机上安装转速计、点火正时仪、冷却液和润滑油测温计等测试仪器。2）发动机由怠速工况加速至 0.7 倍的额定转速，维持 60 秒后降至高怠速（即 0.5 倍额定转速） 。3）将发动机降至高怠速状态后，将取样探头直接插入排气管中，插入深度等于 400mm,并固定于排气管上。4）发动机在高怠速状态下维持 15s 后开始读数，读取 30s 内的最高值和最低值，取其平均值即为高怠速排气污染物检测结果。5）发动机从高怠速状态降至怠速状态，在怠速状态维持 15s 后开始读数，读取 30s 内的最高值和最低值，取其平均值即为怠速排气污染物检测结果。6）若为多排放管时，分别取各排放管高速排放检测结果的平均2加
12、速模拟（ASM）检测法把汽车置于地盘测功机上，采用两阶段等速工况检测，工况分为 ASM5025工况和 ASM2540 工况。1）ASM5025 工况检测方法车辆驱动轮位于测功机滚筒上，将分析仪取样探头插入排气管中，深度为400mm，并固定于排气管上，对独立工作的多排气管应同时取样。2）ASM2540 工况检测方法ASM5025 工况试验结束后，车辆立即加速至 40 公里/小时，按 ASM2540 工况检测方法进行测试。3）复检试验4）排放限值4.2 柴油车排放污染物的检测方法及限值4.2.1 柴油车自由加速排气可见污染物检测方法及限值1 检测方法1）车辆在发动机怠速下，按 GB38471999
13、 附录 H 的要求插入不透光度仪取样探头。2）迅速但不猛烈地踏下加速踏板，使喷油泵供给最大油量。在发动机达到调速器允许的最大转速前，保持此位置。一旦达到最大转速，立即松开加速踏板，使发送机魂甫至怠速，不透光度仪恢复到相应状态。3）重复上述操作过程至少 6 次，记录不透光度仪的最大读数。如果读数值连续 4 次均在 0.25m-1 的带宽内，并且没有连续下降的趋势，则记录值有效。2柴油车自由加速排气试验烟度检测方法1）将烟度计取样探头逆气流固定于排气管内，深度等于 300mm，并使其中心线与排气管轴线平行。2）吹除积存物。按 GB/T1846 3.1 条进行 3 次，以清除排气系统中的积存物。 3
14、）将踏板开关安装在加速踏板上端或将手动橡皮球通过远程软管引入驾驶室。把抽气泵压到最下端并锁止。4）再将加速踏板与取样机构的踏板开关一并迅速踩到底，约 4 秒后立刻松开。维持怠速运转 11 秒。此期间内完成取样、抽气泵复位、走纸（或更换新滤纸） 、清晰和指示（或打印测量结果）等工作。5 排放污染物超标的诊断流程和治理方法5.1 排放污染物超标后的故障诊断流程5.1.1 一氧化碳含量超标的故障诊断流程不带三效催化转化器（TWC）的汽油发动机在热状态时，一氧化碳含量超标的诊断流程带三效催化转化器（TWC）的汽油发动机在热机、怠速状态时，一氧化碳含量超标的诊断流程5.1.2 碳氢化合物含量超标的故障诊
15、断流程有或无三效催化转化器（TWC）的汽油发动机在热机、怠速状态时，碳氢化合物含量超标的诊断流程5.1.3 柴油车排烟故障的原因、诊断和维护1、排气冒黑烟故障及二级维护1）检查个别缸喷油量。2）检查该缸喷油泵柱塞调节齿扇固定螺丝是否松脱。3）检查喷油器是否良好。4）检查调速器。2、排气冒蓝烟故障及二级维护1）检查油底壳的油面是否超高。2）检查气缸压力。3）讲出空气滤清器是否堵塞。3、排气冒白烟故障及二级维护附加作业项目的确定柴油机喷油时刻过迟、喷油压力低、雾化不良，可导致柴油未经充分燃烧即化作灰白色烟雾排出。 5.2 汽车排放的治理方法1、汽油车排放的治理方法 控制混合气的空燃比 控制火点 正
16、确维护2、柴油车排放的治理方法 使用燃料添加剂 机内净化措施 机后处理 柴油机的正确维护6 废气再循环控制系统6.1 废气再循环控制的作用与控制方式6.1.1 废气再循环控制的作用废气再循环的作用 在高温下（高于 1370 摄氏度） ，氮与氧化和生成氮氧化物。再其他条件相同的情况下，发动机的燃烧温度越高，燃烧后产生的氮氧化物就越多。废气再循环就是将发动机排出的部分废气引入进气管，与新鲜空气混合后进入气缸，利用废气中所含的大量二氧化碳不参与燃烧却能吸收热量的特点，降低燃烧温度，以减少氮氧化物的排放废气再循环量控制的作用 废气再循环量大，发动机的燃烧温度低，抑制氮氧化物产生的作用就会更有效。但是，
17、废气再循环量过多，会导致混合气着火性变差，造成发动机的油耗上升，动力性下降，HC 排放量上升。因此，必须对废气的引入量进行控制，废气再循环量的控制就是要在保证发动机正常工作的前提下，最大限度地抑制氮氧化物。而当发动机在燃烧温度较低（起动、怠速和低负荷等工况）时，不引入废气氮氧化物也不会超量，因此，在这种情况下，控制废气再循环量为 0，以确保发动机可靠运行。废气再循环量的控制方式废气的引入量通常用废气再循环率来衡量，废气再循环率定义为EGR 率= EGR 气体量（吸入的空气量+EGR 气体量）100%废气再循环控制系统通过控制 EGR 率来保证发动机运转性能良好的同时，达到最佳的氮氧化物净化的效
18、果。EGR 率的控制方式有机械控制和电子控制两种类型。6.1.2 废气再循环量的控制方式（1）机械控制式 机械控制式 EGR 控制装置利用进气支管的真空度及排气压力来控制 EGR 阀的开启及开启的程度，主要有三种控制方式，机械控制式其 EGR 率不可变或控制范围有限，控制精度也远不能满足发动机的实际需求，因此，现在很少在汽车上使用。（2）电子控制式 电子控制式 EGR 控制装置通过电磁阀来控制 EGR 阀的开闭及开启程度，可实现发动机各工况的最佳废气循环量控制，因此，以取代了机械式 EGR 控制装置6.2 废气再循环电子控制系统的结构与原理6.2.1 电子控制废气再循环系统电子控制废气再循环系
19、统的作用是将部分排出的废气再送入进气系统，与新鲜空气燃油等混合，以降低燃烧温度，减少排放。汽车计算机 ECU 根据各传感器送来的有关信号，计算确定废气环流量，通过输出相应的开关比脉冲信号，控制废气再循环电磁阀的开关比，将废气再循环控制阀的真空度调制在适当的水平上，使废气再循环控制阀将废气环流量控制在需要的量值上。在不需要废气环流时，ECU 输出开关比为百分之百的脉冲信号（持续高电平） 。废气再循环电磁阀常通电，废气再循环控制阀无真空度，阀门关闭，阻止了废弃环流。ECU输出开关比为 0 时（持续低电平） ，阀门开启最大，废气再循环量也最大。ECU 在如下的情况下输出持续高电平，使废气再循环控制阀
20、关闭：发动机启动时；节气门位置传感器怠速触点接通时；发动机的转速低于900rmin 的低限值时（低限值因不同的车型而异） ；发动机的转速高于3200rmin 的高限值时（高限值因不同的车型而异） ；发动机的温度低时。电子控制废气再循环不仅废气再循环率的控制范围大，控制自由度也大，可实现非线性的控制。使废气再循环率的控制更符合发动机工作和净化的实际需要。电子控制活性碳罐用于控制燃烧油蒸发排放。电子控制活性碳罐主要由活性碳罐、蒸汽驱气量控制阀、电子控制装置及燃油箱通气阀等组成。计算机控制的活性碳罐，其蒸气驱气量控制阀真空度由真空度电磁阀控制。真空度电磁阀的结构原理与怠速控制系和废气再循环控制系中的
21、真空开关阀相似。ECU 根据发动机各工况、状态传感器的电信号确定一个最佳的取其流量值，以不同开关比的脉冲电压形式输出控制信号，控制电磁阀工作，将驱气量控制阀的真空度调到适当的值是，使膜片处于最佳的开度位置，从而使最佳数量的驱气量进入进气歧管。6.2.2 电子控制废气再循环系统的控制原理 废气再循环电子控制系统的组成与控制原理。ECU 根据各传感器的信号判断发动机工况与状态，以确定是否需要废气再循环或者换流量的大小，并输出占空比可变的控制脉冲，通过控制 EGR 电磁阀的占空比来调节 EGR 法的开度，以实现最佳的 EGR 率的控制。为确保发动机正常工作，再如下情况下，废气再循环电子控制使得 EG
22、R 再循环流量为 01）当发动机转速低于 900rmin 时，ECU 输出控制信号，使得发动机停止废气再循环。2）在发动机处于低温状态时，ECU 也输出控制信号，不惊醒废气再循环。3）当发动机处于怠速时，ECU 输出控制信号，不进行废气再循环。4）再起动发动机，ECU 输出控制信号，不惊醒废气再循环7 汽车排放污染控制系统的检测、诊断及维护7.1 曲轴箱强制通风（PVC）系统的检测、诊断及维护曲轴箱强制通风(PCV)系统将漏入曲轴箱的混合气体“导入”进气系统，以防燃油蒸汽扩散到大气中。其中 PCV 系统的原件包括气门室盖、PCV 发软管.曲轴箱工作原理是气门室盖含有一个“迷宫/虹吸”系统（用螺
23、栓固定在盖的内侧） ，发动机转动时，曲轴箱在真空的作用下，将漏气和曲轴箱内的其他蒸汽吸入进气管。对于曲轴箱强制通风装置的检测方法：1）目检橡皮管和接头有无裂纹、阻塞、损坏及浸油。2）目检加油盖密的密封是否良好。3）用低压空气吹曲轴箱强制通风装置（PCV）出口，应有气流流出，空气应畅通、无阻。4）需要时，拆下阀盖的导流系统并用合适的溶剂进行清洗。7.2 燃油蒸发排放控制（EVAP）系统的原理及检测维护EVAP 系统的作用是防止油箱内的蒸汽逸入大气层。EVAP 系统主要由燃油蒸汽分离器、炭罐和净化控制阀组成。其工作原理如下：1）燃油蒸汽分离器：当发动机熄火时，燃油蒸汽聚积在燃油-蒸汽分离器内（膨胀
24、箱） 。大部分燃油蒸汽凝结成液体，流回油箱。燃油-蒸汽分离器的设计已经考虑到了油箱内燃油的膨胀（油箱内的温度变化范围应该在二十七摄氏度） ，因为油箱没有直接通往大气的通风路口。2）炭罐：多余的燃油蒸汽被炭罐吸收掉，炭罐底部有一个滤清器，在净化期间，使得新鲜的空气流经炭罐。3）净化阀：当发动机起动时，DME 根据冷却水温度、发动机转速和发动机负载超过临界值时，起到净化作用。冷却水温低于临界值时，关闭环系统不工作或发动机负载低于临界值时，不起净化作用。7.2.1 炭罐净化控制阀的检测1）概述及元件位置：EVAP 净化控制阀通过控制炭罐实现对来自燃油箱燃油蒸汽的净化。DME 根绝发动机转速和负载信号
25、，通过继电器来控制阀门的开启和关闭。EVAP 净化阀位于发动机室左侧，靠近减震器。2）元件检测电阻测试方法：断开净化控制阀的电气接头。将合适的真空泵接至净化阀。用一跨接线在阀引脚间施加 12V 电压。对阀门施加 432mmhg 真空。关闭真空泵。真空在 20 秒钟内的下降不应该大于 38mmhg。断开 12V 跨接线。重新起动真空泵。这时，不应该有真空存在，否则更换净化控制阀。7.2.2 蒸发排放控制炭罐的拆装 用专用工具松开连接管接头，并拆去油箱通气管，拆下炭罐软管松开过滤清器通气管夹松开螺钉，拆下活性炭过滤器按相反顺序进行安装7.2.3 燃油蒸汽分离器的检查1）检查所有的蒸汽软管和燃油软管有无裂纹、阻塞及连接不良等问题。油箱、膨胀箱及油管必须无泄漏。
