湖北职业技术学院：《发动机电控技术》精品课程教学资源（PPT课件讲稿）第四章 汽油机辅助控制系统

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湖北职业技术学院 机电工程系 湖北职业技术学院 机电工程系 1 第四章 汽油机辅助控制系统

4.1汽油机排放控制系统及检修 4.1.1三元催化转换器与空燃比反馈控制系统 1.三元催化转换器的功能 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。 2.三元催化转换器的构造 三元催化剂一般为铂(或钯)与铑的混合物 3.影响三元催化转换器转换效率的因素 影响最大的是混合气的浓度和排气温度。 只有在理论空燃比14.7附近,三元催化转化器的转化效率最佳,一般都装有氧 传感器检测废气中的氧的浓度,氧传感器信号输送给ECU,用来对空燃比进行反 馈控制 此外,发动机的排气温度过高(815℃以上),TWC转换效率将明显下降

1．三元催化转换器的功能 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。 2．三元催化转换器的构造 三元催化剂一般为铂（或钯）与铑的混合物。 3．影响三元催化转换器转换效率的因素 影响最大的是混合气的浓度和排气温度。 只有在理论空燃比14.7附近，三元催化转化器的转化效率最佳，一般都装有氧 传感器检测废气中的氧的浓度，氧传感器信号输送给ECU，用来对空燃比进行反 馈控制。 此外，发动机的排气温度过高（815℃以上），TWC转换效率将明显下降。 4. 1 汽油机排放控制系统及检修 4.1.1 三元催化转换器与空燃比反馈控制系统

4.1汽油机排放控制系统及检修 4.1.1三元催化转换器与空燃比反馈控制系统 4.氧传感器 (1)氧化锆氧传感器 在敏感元件氧化锆的内外表面覆盖一层铂,外侧与大气相同。 在400℃以上的高温时,若氧化锆内外表面处的气体中的氧的浓度有很大差别,在 铂电极之间将会产生电压。当混合气稀时,排气中氧的含量高,传感器元件内 外侧氧的浓度差小,氧化锆元件内外侧两极之间产生的电压很低(接近0V), 反之,如排气中几乎没有氧,内外侧的之间电压高(约为1V)。在理论空燃比 附近,氧传感器输出电压信号值有一个突变,如下图。 (2)氧化钛氧传感器 主要由二氧化钛元件、导线、金属外壳和接线端子等组成

4．氧传感器 （1）氧化锆氧传感器 在敏感元件氧化锆的内外表面覆盖一层铂，外侧与大气相同。 在400℃以上的高温时，若氧化锆内外表面处的气体中的氧的浓度有很大差别，在 铂电极之间将会产生电压。当混合气稀时，排气中氧的含量高，传感器元件内 外侧氧的浓度差小，氧化锆元件内外侧两极之间产生的电压很低（接近0V）， 反之，如排气中几乎没有氧，内外侧的之间电压高（约为1V）。在理论空燃比 附近，氧传感器输出电压信号值有一个突变，如下图。 （2）氧化钛氧传感器 主要由二氧化钛元件、导线、金属外壳和接线端子等组成。 4. 1 汽油机排放控制系统及检修 4.1.1 三元催化转换器与空燃比反馈控制系统

4.1汽油机排放控制系统及检修 4.1.1三元催化转换器与空燃比反馈控制系统 4.氧传感器 理想空气一燃油混合气 23456 较浓一空燃比-较稀

4．氧传感器 4. 1 汽油机排放控制系统及检修 4.1.1 三元催化转换器与空燃比反馈控制系统

4.1汽油机排放控制系统及检修 4.1.1三元催化转换器与空燃比反馈控制系统 (3)氧传感器控制电路 日本丰田LS400轿车氧传感器控制电路。 发动机ECU 2号J/B 主氧传感器 A4 EFI )XRI 主易熔线 加热线圈 主氧传感器 EFI主继电器 加热线圈Tu 副氧传感器 OXR? 副氧传感器

（3）氧传感器控制电路 日本丰田LS400轿车氧传感器控制电路。 4. 1 汽油机排放控制系统及检修 4.1.1 三元催化转换器与空燃比反馈控制系统

4.1汽油机排放控制系统及检修 4.1.2废气在循环控制系统(EGR) EGR控制系统功能 将适当的废气重新引入气缸参加燃烧,从而降低气缸的最高温度,以减少NOx的排 放量 种类:开环控制EGR系统和闭环控制EGR系统 2.开环控制EGR系统 如图,主要由EGR阀和EGR电磁阀等组成。 废气再循环控制电磁阀 EGR阀 节气门位置 传感器 冷却液温度 传感器 起动 信号 ECU ENO10197 曲轴位置传感器

1．EGR控制系统功能 将适当的废气重新引入气缸参加燃烧，从而降低气缸的最高温度，以减少NOx的排 放量。 种类：开环控制EGR系统和闭环控制EGR系统。 2．开环控制EGR系统 如图，主要由EGR阀和EGR电磁阀等组成。 4. 1 汽油机排放控制系统及检修 4.1.2废气在循环控制系统（EGR）

4.1汽油机排放控制系统及检修 4.1.2废气在循环控制系统(EGR) 3.闭环控制EGR系统 闭环控制EGR系统,检测实际的EGR率或EGR阀开度作为反馈控制信号,其控制精度更高 与开环相比只是在EGR阀上增设一个EGR阀开度传感器,控制原理,EGR率传感器安装在进气总 管中的稳压箱上,新鲜空气经节气门进入稳压箱,参与再循环的废气经EGR电磁阀进入稳 压箱,传感器检测稳压箱内气体中的氧浓度,并转换成电信号送给ECU,ECU根据此反馈 信号修正EGR电磁阀的开度,使EGR率保持在最佳值 4.EGR控制系统的检修 (1)一般检査:拆下EGR阀上的真空软管,发动机转速应无变化,用手触试真空软管应无真 空吸力;发动机温度达到正常工作温度后,怠速时检査结果应与冷机时相同,若转速提 高到2500r/min左右,拆下真空软管,发动机转速有明显提高。 (2)EGR电磁阀的检查:冷态测量电磁阀电阻应为33~399。电磁阀不通电时,从进气管侧 吹入空气应畅通,从滤网处吹应不通;接上蓄电池电压时,应相反。 (3)EGR阀的检查:如图,用手动真空泵给EGR阀膜片上方施加约15KPa的真空度,EGR阀应能 开启,不施加真空度,EGR阀应能完全关闭

3．闭环控制EGR系统 闭环控制EGR系统，检测实际的EGR率或EGR阀开度作为反馈控制信号，其控制精度更高。 与开环相比只是在EGR阀上增设一个EGR阀开度传感器，控制原理，EGR率传感器安装在进气总 管中的稳压箱上，新鲜空气经节气门进入稳压箱，参与再循环的废气经EGR电磁阀进入稳 压箱，传感器检测稳压箱内气体中的氧浓度，并转换成电信号送给ECU，ECU根据此反馈 信号修正EGR电磁阀的开度，使EGR率保持在最佳值。 4．EGR控制系统的检修 （1）一般检查：拆下EGR阀上的真空软管，发动机转速应无变化，用手触试真空软管应无真 空吸力；发动机温度达到正常工作温度后，怠速时检查结果应与冷机时相同，若转速提 高到2500 r/min左右，拆下真空软管，发动机转速有明显提高。 （2）EGR电磁阀的检查：冷态测量电磁阀电阻应为33～39Ω。电磁阀不通电时，从进气管侧 吹入空气应畅通，从滤网处吹应不通；接上蓄电池电压时，应相反。 （3）EGR阀的检查：如图，用手动真空泵给EGR阀膜片上方施加约15KPa的真空度，EGR阀应能 开启，不施加真空度，EGR阀应能完全关闭。 4. 1 汽油机排放控制系统及检修 4.1.2废气在循环控制系统（EGR）

4.1汽油机排放控制系统及检修 4.1.2废气在循环控制系统(EGR) 3.闭环控制EGR系统 闭环控制EGR系统,检测实际的EGR率或EGR阀开度作为反馈控制信号,其控制精度更高 与开环相比只是在EGR阀上增设一个EGR阀开度传感器,控制原理,EGR率传感器安装在进气总 管中的稳压箱上,新鲜空气经节气门进入稳压箱,参与再循环的废气经EGR电磁阀进入稳 压箱,传感器检测稳压箱内气体中的氧浓度,并转换成电信号送给ECU,ECU根据此反馈 信号修正EGR电磁阀的开度,使EGR率保持在最佳值 4.EGR控制系统的检修 (1)一般检査:拆下EGR阀上的真空软管,发动机转速应无变化,用手触试真空软管应无真 空吸力;发动机温度达到正常工作温度后,怠速时检査结果应与冷机时相同,若转速提 高到2500r/min左右,拆下真空软管,发动机转速有明显提高。 (2)EGR电磁阀的检查:冷态测量电磁阀电阻应为33~399。电磁阀不通电时,从进气管侧 吹入空气应畅通,从滤网处吹应不通;接上蓄电池电压时,应相反。 (3)EGR阀的检查:如图,用手动真空泵给EGR阀膜片上方施加约15KPa的真空度,EGR阀应能 开启,不施加真空度,EGR阀应能完全关闭

3．闭环控制EGR系统 闭环控制EGR系统，检测实际的EGR率或EGR阀开度作为反馈控制信号，其控制精度更高。 与开环相比只是在EGR阀上增设一个EGR阀开度传感器，控制原理，EGR率传感器安装在进气总 管中的稳压箱上，新鲜空气经节气门进入稳压箱，参与再循环的废气经EGR电磁阀进入稳 压箱，传感器检测稳压箱内气体中的氧浓度，并转换成电信号送给ECU，ECU根据此反馈 信号修正EGR电磁阀的开度，使EGR率保持在最佳值。 4．EGR控制系统的检修 （1）一般检查：拆下EGR阀上的真空软管，发动机转速应无变化，用手触试真空软管应无真 空吸力；发动机温度达到正常工作温度后，怠速时检查结果应与冷机时相同，若转速提 高到2500 r/min左右，拆下真空软管，发动机转速有明显提高。 （2）EGR电磁阀的检查：冷态测量电磁阀电阻应为33～39Ω。电磁阀不通电时，从进气管侧 吹入空气应畅通，从滤网处吹应不通；接上蓄电池电压时，应相反。 （3）EGR阀的检查：如图，用手动真空泵给EGR阀膜片上方施加约15KPa的真空度，EGR阀应能 开启，不施加真空度，EGR阀应能完全关闭。 4. 1 汽油机排放控制系统及检修 4.1.2废气在循环控制系统（EGR）

4.1汽油机排放控制系统及检修 4.1.3汽油蒸气排放(EVAP)控制系统 .EVAP控制系统功能 收集汽油箱和浮子室内蒸气的汽油蒸气,并将汽油蒸气导入气缸参加燃烧,从而防 止汽油蒸气直接排出大气而防止造成污染。同时,根据发动机工况,控制导入 气缸参加燃烧的汽油蒸气量。 2.EVAP控制系统的组成与工作原理 如图,油箱的燃油蒸气通过单向阀进入活性碳罐上部,空气从碳罐下部进入清洗活 性碳,在碳罐右上方有一定量排放小孔及受真空控制的排放控制阀,排放控制 阀内部的真空度由碳罐控制电磁阀控制。 接缓冲器罐控制电燃阀 燃料止回阀 蒸气通气管路 进气歧管 油箱盖附真 定量排放小孔 空泄放阀 活性炭罐 蒸发油气

1．EVAP控制系统功能 收集汽油箱和浮子室内蒸气的汽油蒸气，并将汽油蒸气导入气缸参加燃烧，从而防 止汽油蒸气直接排出大气而防止造成污染。同时，根据发动机工况，控制导入 气缸参加燃烧的汽油蒸气量。 2．EVAP控制系统的组成与工作原理 如图，油箱的燃油蒸气通过单向阀进入活性碳罐上部，空气从碳罐下部进入清洗活 性碳，在碳罐右上方有一定量排放小孔及受真空控制的排放控制阀，排放控制 阀内部的真空度由碳罐控制电磁阀控制。 4. 1 汽油机排放控制系统及检修 4.1.3 汽油蒸气排放（EVAP）控制系统

4.1汽油机排放控制系统及检修 4.1.3汽油蒸气排放(EVAP)控制系统 3.EVAP控制系统的检测 (1)一般维护:检査管路有无破损或漏气,碳罐壳体有无裂纹,每行驶 20000km应更换活性碳罐底部的进气滤心 (2)真空控制阀的检査:拆下真空控制阀,用手动真空泵由真空管接头给 真空控制阀施加约5KPa真空度时,从活性碳罐侧孔吹入空气应畅通,不 施加真空度时,吹入空气则不通 (3)电磁阀的检査:拆开电磁阀进气管一侧的软管,用手动用真空泵由软 管接头给控制电磁阀施加一定的真空度,电磁阀不通电时应能保持真空 度,若接蓄电池电压,真空度应释放。测量电磁阀两端子间电阻应为 36~449

3．EVAP控制系统的检测 （1）一般维护：检查管路有无破损或漏气，碳罐壳体有无裂纹，每行驶 20000㎞应更换活性碳罐底部的进气滤心。 （2）真空控制阀的检查：拆下真空控制阀，用手动真空泵由真空管接头给 真空控制阀施加约5KPa真空度时，从活性碳罐侧孔吹入空气应畅通，不 施加真空度时，吹入空气则不通。 （3）电磁阀的检查：拆开电磁阀进气管一侧的软管，用手动用真空泵由软 管接头给控制电磁阀施加一定的真空度，电磁阀不通电时应能保持真空 度，若接蓄电池电压，真空度应释放。测量电磁阀两端子间电阻应为 36～44Ω。 4. 1 汽油机排放控制系统及检修 4.1.3 汽油蒸气排放（EVAP）控制系统