现代工程机械电液控制技术项目3 电喷柴油机的应用与检修
现代工程机械电液控制技术项目1 工程机械机电液一体化系统的识别与应用
２）系列化、多用途 为了全方位地满足不同用户的需求，工程机械正朝 着系列化、多用途方向发展。工程机械发展的重要趋势 之一是逐步实现从微型到特大型不同规格的产品系列化。 推动工程机械进入微型化发展阶段的因素，首先源于液 压技术的发展。通过合理设计液压系统，使执行机构能 够完成多种作业功能；安装在工作装臵上的液压快速可 更换联接器，可使各种附属作业装臵的快速装卸及液压 软管的自动联接等能在作业现场完成，甚至在驾驶室通 过操纵手柄即可快速完成更换附属作业装臵的工作。
项目1Leabharlann 工程机械机电液一体化系 统的识别与应用
项目剖析与目标 一方面由于我国基础设施建设的大力发展，工程机 械的需求量越来越大，对工程机械的研究和应用得到了 高度重视；另一方面由于近年来国内、外工程机械科技 领域以电子、液压和信息技术等为先导，在计算机故障 诊断与监控、精确定位与作业、发动机燃油控制和人机 工程学等方面，进行大量的研究，开发出与各种工程机 械相匹配的软、硬件控制系统，使工程机械产品向大功 率、信息化、智能化方向大步前进，工程机械的技术水 平显著提高。 1
任务
工程机械机电液一体化技术的应用
1。工程机械机电液一体化技术的发展趋势 现代机械的一个重大特征就是将先进的制造工艺、 电子技术与液压技术结合起来，其结合体在各类机械的 应用代表了机械水平发展的一个重要方向；而“电液控 制技术”是在液压传动技术和自动控制技术的基础上发 展起来的一门较新的新兴学科，是机电一体化技术的重 要组成部分。 1）数字化设计与制造技术的广泛使用 数字化设计与制造不仅贯穿企业产品开发的全过程， 而且涉及企业的设备布臵、物流、生产计划、成本分析 等多个方面。数字化技术具有分辨率高、表述精度高、 可编程处理、处理迅速、信噪比高、传递可靠迅速、便 于存储、提取和集成、联网等重大技术优势。 2
机电液一体化技术在工程机械的应用
机电液一体化技术在工程机械的应用提纲：1. 机电液一体化技术的概述2. 机电液一体化技术在工程机械中的应用3. 机电液一体化技术带来的优势及挑战4. 机电液一体化技术的发展趋势5. 机电液一体化技术在国内外的应用状况1. 机电液一体化技术的概述机电液一体化技术是指将机械、电气、传动、控制、液压、气动等多种技术融合在一起，形成一种集成化的工程技术体系。
机电液一体化技术主要包括以下几个方面：1.1 电控技术：电控技术是机电液一体化技术一个重要的组成部分，是实现自动化控制和信息化管理的关键技术之一。
1.2 传动技术：传动技术是机电液一体化技术的核心之一，主要包括机械传动、液压传动、电动机传动等多种方式。
1.3 液压技术：液压技术是机电液一体化技术的重要组成部分。
通过液压系统可以实现高效能、高精度、高负载、高刚性等特点。
1.4 气动技术：气动技术也是机电液一体化技术的一部分，与液压技术相似，不同之处在于液压系统是通过油液传动，而气动系统是通过气体传动。
1.5 智能控制：智能控制是机电液一体化技术的核心之一，通过智能控制系统可以实现自动化控制、动态优化、故障诊断等功能。
2. 机电液一体化技术在工程机械中的应用机电液一体化技术在工程机械领域应用较为广泛，主要应用在以下几个方面：2.1 挖掘机：机电液一体化技术被广泛应用在挖掘机中，通过液压系统、电控系统的结合，可以实现挖掘运动的自动化控制和精度控制；通过使用智能控制系统，可以实现挖掘机的自适应控制和故障诊断。
2.2 起重机：机电液一体化技术在起重机领域也有着广泛的应用，通过液压系统、电控系统的结合，可以实现起重运动的自动化控制和精度控制；通过使用智能控制系统，可以实现起重机的自适应控制和智能防撞。
2.3 压路机：机电液一体化技术在压路机中也被广泛应用，通过使用电控系统和液压系统的结合，可以实现压力的精确控制和自适应控制；通过智能控制系统，可以实现压路机的自适应控制和故障诊断。
机电液技术在工程机械中的应用
机电液一体化技术在工程机械中的发展与应用一、引言随着社会的发展，人们对工程机械的发展方向提出了更多的要求，如高性能、低能耗、操纵轻便灵活、安全舒适、可靠耐用等，即对于现代化工程机械，人们已不满足其“能工作”，而是要求其“出色工作”，希望能实现省力、自动化、智能化和低耗能。
[1]电子技术的飞速发展，尤其是微电子、信息、新材料及集成技术的发展，使信息、传感等技术与传统机械产品的融合成为可能。
传统机械产品正向着智能化、网络化、模块化、柔性化、微型化、自动化等机电一体化新阶段迈进。
由于工程机械多数还有液压传动系统。
因此，对于工程机械来说，采用的则是机械、液压与电子器件一体化技术的产物—机电液一体化系统。
二、发展概况2.1 国外自上世纪以来，一些主要工业发达国家就开始逐步将这些新技术应用到工程机械领域，用来提升产品的操控性和实现产品的多功能化，以满足用户对产品环保、节能、操作舒适性及智能化监控维护的要求。
为此，他们研发出适用于自己各类产品的先进的机电液一体化系统。
如日本开发的无线电遥控水陆两用推土机，美国卡特彼勒公司开发的激光自动调平推土机，以及由德国宝马公司研制出的应用于压路机上的自动滑转控制系统[2-3]。
因此，通过利用先进的机电液一体化技术，可大幅度提高整机的各项性能及生产效率，并能改善工程机械在作业时的可操作性和舒适性等[4-5]。
2.2 国内从工程机械控制方面来说，自上世纪70年代起，国外就己经开始了机电液一体化技术的研发，而我国却还只是从单一机械式向机液式的转变，然而，就目前的水平来看，也只相当于国外80年代的水平；从制造工艺与装备方面来说，我国也落后很多[6]。
如今我国还难以生产高速、高效和高精密的制造设备，而受到技术壁垒的影响，在我国工业生产中应用到的国外先进的制造工艺和设备也比较少。
到现在我国制造业关键的技术依然比发达国家落后很多[7]。
但随着我国西部大开发战略的实施和经济的迅猛发展，对各类工程机械的需求越来越大。
工程机械电控共轨柴油机应用与电控系统维修
常用传感器 信号输入种 类和作用 ：
（）油 门踏板 位 置传感 器 ： 应 发动 机 的负荷 信 １ 反
号及怠速 确认 ，主控信号 ；
（ ）转 速传感 器 、 曲轴 位 置 传感 器 ： ２ 主控 信 号与 加 速踏 板位 置传感器 共 同决定 喷油量 和喷油提前角 （ 如
图２ ）；
图 １ 电控 共 轨 柴 油 机 结 构 组 成
电控 燃油 喷射技 术扩展 了故 障诊 断、联 络 等功能 。
脑 输入信号。
采用 自动控制系统 ，可方便 地与微 型计算 机相连 ，很容
易实 现 柴油 机性 能检 测与 故 障诊 断功 能，柴 油机 运 行
及检 测 数据 的存储 与传 递 等 问题 也 迎 刃而解 ，便 于科 学 管理和维修 。
主要应 用于油 门踏板位 置传感 器。
３ 通 断触 点 开关 方式 ． ２
主要应 用于油 门踏板位置传感 器。
３３ 正负 温 度 系数 电阻可 变 电阻式 ＿
主要应 用于发 动机温 度传感 器和进 气温度传感 器。
图４ 发 动机进气传感 器
３４ 脉 冲磁 感应 式 ．
主要 应用于发 动机 转速传感 器 和 曲轴位 置传感 器 ， 其 特 为 低速信号弱 。
主要应用于压 力传感 器。
４ 维修方法
伴 随着 电控 燃 油共 轨技 术 的发展 ，共 轨柴 油机 的 应 用，传 统 维修 方法 已经无 法 进行 电控 共 轨柴 油机 的 维修 ，维修领 域 已经 发生了根本变化 。
图５ 发动机进气压 力传感器
４１ 发动机故障灯亮， ． 发动机性能不 良或无大变化故
障的维修
这是 维修 中最常见最 简单 的故 障。
现代工程机械机电液一体化应用技术
大 的 液压 信号 传 输 管 路 ，用 电信 号 传 递 液 压 参 数 ，不 但 能 加快 系统 响应 ，而 且 使 整个 挖 掘 机 动力 系统 控 制 更 方便 、灵活 。随着计 算 机 技 术 的发 展 ，电液 比例 控 制 将进 一 步智 能化 ，这 种智 能化 主要 体 现 在 计 算 机 能
先进 的计算 机 技术 、控 制技 术 、网络技术 、通讯 技术 、 微 电子 技术 、电力 电子 技 术 、光 缆 技 术 等 应 用 到 工 程 机械 上 ，实 现智 能人 机 接 口，如 Ｇ Ｓ全 球 定 位 系 统 及 Ｐ 设备 远 程控 制 系统 等 ，这 些 都 已在 工 程 机 械 上得 到 了 推广 应用 。 下 面 以 卡 特 Ｅ ４ Ｂ型 液 压 挖 掘 机 为 例 （ 图 １ ， ２０ 见 ）
图 １ Ｅ ４ Ｂ电控 工 作原 理 示 意 ２０
卡特 Ｅ ４ Ｂ型液 压 挖 掘 机 ， 控 制 系 统 的动 力 装 ２０ 其
的应 用 ，它 可 以使 喷油 泵 的循 环 供 油 量 和 喷 油 提 前 角 不再 受转 速 的影 响 ，使 机 械 一直 工 作 在 最 佳 状 态 ，且
（ 东省 水利 水 电 第三 工程局 ， 东 东莞 ５ ３ １ ） 广 广 ２ ７ ０
摘 要 ： 对 美 国卡 特 Ｅ ４ Ｂ型 液 压 挖 掘 机 机 电液 一 体 化 功 能 系统 研 究 的 基 础 上 ， 面 分析 了其 机 电液 一 体 化 系统 特 点 、 在 ２０ 全
工作原理及 系统故 障 自诊 和检 测方 法， 并就现 代 工程机械 机 电液一 体化 应 用技 术做 了详 细 阐述 ， 实践 中具有 一定推 广 在
转 速 自控 系统 和运行 监控 系统 进 行分 析 。
第三部分 电喷柴油机维护与保养 ppt课件
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二、电喷柴油机常见故障诊断与排除方法
4.常见故障诊断与排除方法——Limp home（跛行回 家）模式
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二、电喷柴油机常见故障诊断与排除方法
4.常见故障诊断与排除方法——运行不稳、怠速不稳
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二、电喷柴油机常见故障诊断与排除方法
4.常见故障诊断与排除方法——功率/扭矩不足，转速 受限
第三部分 电喷柴油机维护与保养
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主要内容
关于电喷柴油机的几点说明 电喷柴油机常见故障诊断与排除方法 电喷柴油机使用维护保养注意事项
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精品资料
一、关于电喷柴油机的几点说明
电控柴油机实质上是“柴油机+电控燃油喷射+其它控制”，终归 还是柴油机，所以具备传统柴油机基本知识和维保经验是管理电 喷柴油机的首要基础，学习并掌握电控技术尤其是电控燃油喷射 技术是管理电喷柴油机的关键；
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二、电喷柴油机常见故障诊断与排除方法
4.常见故障诊断与排除方法——功率/扭矩不足，转速 不受限
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不是所有的发动机故障都发生在电控系统上，在大多数情况下， 故障仍然是与常规发动机相同的机械、燃油管路方面的故障（尤 其是发动机出现异常而故障指示灯又不亮时，应主要检查机械或 油路方面故障）；
如果故障指示灯亮，说明电喷系统出现了故障，应先读取故障码， 后进行相应排障工作；
故障诊断仪只能检查到电控元件的故障，并不能直接检测到机械 故障；
4.常见故障诊断与排除方法——无法起动、难以起动 、运行熄火
电喷柴油机维护与保养
电喷柴油机维护与保养随着技术的不断进步与发展，电喷柴油机作为新型的高效、经济的发动机逐渐成为趋势，广泛应用于现代交通工具、农机设备、工程机械等领域。
虽然电喷柴油机具有高效、低耗、环保等优势，但是其复杂的构造和高精度的零件使得其保养和维护变得更为重要。
本文将介绍电喷柴油机的维护与保养的方法。
1. 每日保养电喷柴油机的日常保养主要包括清洁和检查。
其中，定期清洗排气系统、进气系统、油路等部件是保持电喷柴油机高效运转的关键。
具体措施：1.1 清洁进气系统进气系统的清洁是电喷柴油机保养中最重要的环节。
污染的空气会导致多余的灰尘和颗粒进入进气系统，这些灰尘和颗粒会累积在进气道和进气歧管中，最终会影响电喷柴油机的进气效率和运行稳定性。
因此，每日保养时应将进气歧管上方的吸气口和进气口外部的灰尘、泥沙等杂物清除干净。
如果发现进气口堵塞，应先拆掉吸气口、进气口上的过滤器，用汽油将过滤器浸泡，再用水清洗;同时也要注意不能强行拆卸、更换进气过滤器，如果发现有损坏应及时更换。
1.2 清洗排气系统排气管道内的油污随着时间的积累会堵塞管道，影响排气效率，导致电喷柴油机动力下降，加速困难等情况。
因此，每日保养时应清洗缸体排气管、涡轮增压器和中转器等排气系统部件。
具体操作如下：•轻敲排气管和增压器，观察油污是否掉落，如有，则采取手动拆装或用锤子轻敲的方式清除;•对涡轮增压器的叶轮进出口要及时清理、防止压力不达标;•油泥等杂物可能会使中转管口堵塞而影响排气效率，因此需定期进行管口清理或更换管道。
1.3 检查油路油路包括进油路、回油路、供油路等三部分。
保持油路清洁和稳定运行，能够保证电喷柴油机的高效性。
每日保养时需要检查油路是否发生堵塞和漏油，及时清理油嘴和油泵等部位的油泥，更换损坏的油脂和油耗。
2. 定期保养每日保养虽然很重要，但还不足以保证电喷柴油机的长期维护。
因此，定期对电喷柴油机进行深度的维护检修是必须的。
以下是电喷柴油机定期保养的方法：2.1 更换新油和油滤在长时间的使用过程中，电喷柴油机的油品会逐渐变质，因此需要定期更换新油和油滤。
现代工程机械机电液一体化应用技术
现代工程机械机电液一体化应用技术摘要：机电液一体化其实就是指液压控制机械和电气控制机械在实际运动过程中，充分利用电气对相关信息进行及时的反馈，同时还实现了对液压的有效控制，这种技术是我国现如今比较先进的一种智能化机械控制技术。
和其他普通机电一体化相比较而言，其具有更高的技术要求。
在现代化工程机械控制过程中应用机电液一体化不但可以有效提升机械的自动化生产程度和生产效率，而且还可以有效延长机械的总体使用寿命，更好地确保了整个生产过程的安全性和稳定性，为企业创造更大的经济效益和社会效益。
关键词：现代工程；机械；机电液；一体化；应用技术引言目前，工程机械机电液一体化主要体现在变量泵控制、电液比例控制、发动机转速控制、故障自诊断和遥感控制技术等方面。
变量泵控制是在工程机械运行时调节位移以适应复杂工况的要求，采用压力传感控制有效地利用发动机的功率。
变量泵只有一个受控对象。
采用不同的控制方法时，变量泵的输出特性不同。
电液比例控制技术应用于工程机械中，可以节省复杂的、液压信号传输管道，利用电信号来传递液压参数，不仅可以加快系统响应，而且可以使整个挖掘机的功率。
系统控制更加方便灵活。
此外，将先进的计算机技术、控制技术、网络技术、通信技术、微电子技术、电力电子技术、光纤技术应用于机械，实现了智能化的人机接口，如：全球定位。
设备和设备的远程控制。
系统等已应用于工程机械。
1、机电液一体化技术概述相比较而言，机电液一体化比机电一体化技术实行的更晚一些，而且难度也更高。
这项技术近年来才逐渐发展起来。
它首先应用于军事工业，并逐渐应用于石油和工业。
随着电液集成技术在工业中的广泛应用，其机械设备也越来越多。
我国目前比较常见的机电液一体化装置主要是指液压传动装置，这种装置不仅使用过程操作比较简单，而且安装过程也相对更加省时省力，对于新手来说也更加容易掌握，在实际操作过程中还应该充分结合工业生产实际需求进行适当的调整和改造。
在工程机械当中应用机电液集成技术可以在一定程度上提升机械的实际生产效率和生产质量，并且还可以有效提升其自动化水平，从而更好地确保了施工过程的安全性和稳定性，并很好地延长机械设备的使用年限。
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3.电喷柴油机传感器的基本构造与工作原理 1）工程机械用柴油发动机电子控制系统组成与工 作原理 工程机械用柴油发动机电子控制系统组成，如图3.1 所示，主要由传感器、电控单元、执行器等部件组成。 ①增压压力与温度 根据检测到进气压力与温度计算 进气量为 ECU 提供计算喷油量的数据。 ②燃油温度 燃油温度的升高会影响发动机性能，温 度高会降低柴油黏度，增加泄漏量需要加大供油量。 ③冷却液温度 检测发动机温度提供为 ECU 喷油正 时修正的数据，并为驾驶员提供发动机运行状况。
项目3 电喷柴油机的应用与检修
项目剖析与目标 柴油机电子控制技术始于 20 世纪 70 年代。自那以 后，英国卢卡斯公司、德国博世公司、奔驰汽车公司、 美国通用的底特律柴油机公司、康明斯公司、卡特彼勒 公司、日本五十铃汽车公司以及小松制作所等都竞相开 发新产品并投放市场，以满足日益严格的排放法规要求。
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（6）最小油量的控制能力 供油系统具有高喷射压力的能力与柴油机怠速所需 要的小油量控制能力发生矛盾。当供油系统具有预喷射 能力后将会使控制小油量的能力进一步降低。由于工程 机械用柴油机的工况很复杂，怠速工况经常出现，而电 喷柴油机容易实现最小油量 控制。 （7）快速断油能力 喷射结束时必须快速断油，如果不能快速断油，在 低压力下喷射的柴油就会因燃烧不充分而冒黑烟，增加 HC 排放。电喷柴油机喷油器上采用的高速电磁开关阀 很容易实现快速断油。 （8）降低驱动扭矩冲击载荷 燃油喷射系统在很高的压力下工作，既增加了驱 动系统所需要的平均扭矩，也加大了冲击载荷。 14
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（2）车用发动机的数量远大于工程机械，车用发 动机的技术代表了发动机行业的发展水平。目前不断提 高的汽车排放标准推动了车用柴油机技术的高速发展， 大量新技术应用到柴油机上控制排放污染，目前常用的 柴油机排放技术见表 3.4。这些措施为提高工程机械柴 油机的排放标准奠定了技术基础。
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2.电喷柴油机对电子控制装臵的基本要求 众所周知，柴油机的燃烧方式是将燃油喷射到被压 缩的空气中，然后进行燃烧、做功，这种燃烧方式是通 过自动发火实现的。它在很大程度上受喷射方式或燃油 喷射装臵类型的影响。对此，燃油的雾化程度以及喷射 油束的分布、方向及其对热的燃烧表面的冲击起着很大 的作用。并且相关的活塞位臵或曲轴转角到上止点前的 喷油始点，决定了柴油机的燃烧过程。电喷柴油机对电 子控制装臵的基本要求如下所示：
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（1）美国 EPA 标准 美国环保署（EPA）制定的非道路用发动机排放标 准见表 3.1。此标准由三级渐进式排放标准构成，每一 级都有一个在数年内逐步实施的计划（以额定功率确 定）。 （2）欧盟标准 1998年 2月 27日，第一个欧洲非道路用机动设备排 放法规以立法形式通过，即Directive97/68/EC。 （3）我国非道路用柴油机排气污染物排放标准 我国目前仅对公路用发动机排放提出了限制标准， 尚未涉及非公路发动机的排放。但一些重点城市已经开 始关注并着手治理工程机械的污染问题。
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（1）较高的喷射压力 为满足排放法规的要求，柴油喷射压力可以从 10 MPa提高到 200 MPa以上。如此高的喷射压力可明显改 善柴油和空气的混合质量，缩短着火延迟期，使燃烧更 迅速、更彻底，并且控制燃烧温度，从而降低废气排放。 （2）独立的喷射压力控制 传统柴油机供油系统的喷射压力与柴油机的转速负 荷有关。这种特性对于低转速、部分负荷条件下的燃油 经济性和排放不利。 （3）改善柴油机燃油经济性 用户对柴油机的燃油消耗率非常关注。高喷射压力、 独立的喷射压力控制、小喷孔、高平均喷油压力等措施 都能降低燃油消耗率，从而提高了柴油机的燃油使用经 济性。
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（4）独立的燃油喷射正时控制 喷射正时直接影响到柴油机活塞上止点前喷入汽缸 的油量，决定着汽缸的峰值爆发压力和最高温度。高的 汽缸压力和温度可以改善燃油使用经济性，但导致氮氧 化合物（NOx）增加。 （5）可变的预喷射控制能力 预喷射可以降低颗粒排放，又不增加氮氧化合物 （NOx）排放，还可改善柴油机冷启动性能、降低冷态 工况下的自排放，降低噪声，改善低速扭矩。
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任务 工程机械电喷柴油机的选择和应用
任务描述 低油耗、低排放和高可靠性的柴油机已经是当今工 程机械发动机的首选目标。随着对公路工程机械的施工 质量与生产率的要求不断提高，传统的机械式传动以及 机械液力式调节方式已经不能满足公路工程机械柴油机 的使用要求。 任务分析 电喷柴油机结构复杂，同时牵涉电液信号的转换、 传输、放大、控制和执行等诸多环节，是一款典型的工 程机械机电一体化产品，对相关知识的掌握程度要求较 高。学习过程中需要从电喷柴油机的机械结构、工作原 理、控制电路、信号转换和故障诊断等方面进行详细分 析。 2
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3）国内工程机械及发动机产业的现状 作为工程机械的用户，在进行机械选型时，不仅要 考察机械的动力性，还要注意工程机械是否环保可靠。 工程机械工作环境复杂多样，需要的发动机功率级别相 差很大，因此排放量值差别很大；另外各国、各地政治 与经济发展水平不同，对工程机械的排放指标与执行时 间要求不同。 4）对策与措施 （1）发动机产业是技术密集型和资金密集型产业 国外品牌发动机厂商因拥有强大技术实力和研发资 源，能够面向市场需要开发出适合的技术解决方案和产 品，从而占据了工程机械发动机的高端市场。国内发动 机产业对此要有清醒的认识，要积极迎接挑战。
【知识准备】工程机械电喷柴油机的工作原理 1.工程机械柴油机的排放标准与控制技术 1)柴油机排放标准发展趋势柴油机以其热效率高、 油耗低、扭矩特性好、可靠性高、使用寿命长、运行成 本低等优点，在工程机械中得到了广泛应用。作为非道 路用发动机的主体，工程机械柴油机的排放污染不容忽 视。 2）非公路用发动机的排放标准 目前世界上非道路用机动设备排放标准以美国和欧 盟的标准最具代表性。美国是世界上治理尾气排放最早 的国家。1964年，美国加利福尼亚州在世界上率先迈出 了控制车辆尾气排放的第一步；1970年美国国会通过了 “净化空气法案”，并组建了美国邦环保署（EPA）。