汽油发动机排放控制系统认识与检修

各个系统检修的介绍，使读者在掌握汽 油发动机排放控制系统结构与工作原理 等方面理论知识的同时，具备对汽油发 动机排放控制系统检修的能力。
【知识要求】
1．熟悉汽油发动机排放控制系统的组成及 功用
2．掌握曲轴箱强制通风系统的结构组成与 工作原理
3．掌握汽油蒸汽排放系统的结构组成与工 作原理
4．掌握废气再循环系统的结构组成与工作 原理
图5-14 氧传感器安装位置
（2）氧化锆式氧传感器
图5-15 氧化锆式氧传感器在排气管中的结构
图5-16 氧化锆式氧传感器的电压输出特性
（3）氧化钛式氧传感器
图5-17 氧化钛式氧传感器的结构示意图
3．氧传感器的控制电路
图5-18 氧传感器控制电路
（五）二次空气供给系统
图5-19 二次空气供给系统
本项目以汽油发动机汽油排放控制
系统检修为载体，将汽油发动机排放控 制系统的结构、工作原理等理论知识与 其故障检修技能融为一体。
在学习过程中，除了能常规故障进
行检修之外，还应着重加深对汽油发动 机排放控制系统工作原理的理解，提高 应对综合故障的能力。
1）检查AS阀（二次空气控制阀） 2）检查VSV阀（二次空气电磁阀） 3）整体检查
四、拓展知识
简单介绍柴油发动机的最新排放控制技 术。
过涡轮增压技术、电控技术、新型燃料 以及污染控制技术的应用，柴油发动机技术 已经得到了很大的发展，臭味、噪声、动力 不足以及烟尘问题将不再是柴油汽车的负面 特征。
那时，在汽车维修行业也将出现新的
图5-9 具有EGR率反馈信号的闭环控制系统
（四）三元催化转换器和空燃比反馈 控制系统
1．三元催化转化器
（1）三元催化转换器的结构组成 （2）三元催化转换器的工作原理
三元催化转化器装在排气管中，如 图5-11所示，能把发动机排出的废气中 的有害气体转化成无害气体。
图5-10 三元催化转换器结构
此时PCV阀的流量最大；在怠速或 低速时，进气管真空度很大，阀体在真 空力的作用下左移，此时PCV阀的流量 最小；在部分负荷时，阀体居中，PCV 阀的流量也居中。
发动机各种工况下PCV阀的开度如 图5—阀座 2—锥形阀 3—弹簧 4—阀体
图5-3 发动机各种工况下PCV阀的开度
（二）汽油蒸气排放控制系统
1．汽油蒸气排放控制系统结构组成
汽油蒸气排放控制系统（EVAP）的功 能是收集汽油箱和浮子室内的汽油蒸气，并 将汽油蒸气导入汽缸参加燃烧，从而防止汽 油蒸气直接排出大气，而造成污染。
同时，根据发动机工况，控制导入汽缸 参加燃烧的汽油蒸气量。
图5-4 活性炭罐汽油蒸发污染控制装置图
2．电控EGR系统
（1）开环控制式EGR系统 1）普通EGR电控系统
图5-6 普通EGR电控系统
2）可变EGR率的EGR电控系统
图5-7 可变EGR率的EGR电控系统原理及结构
（2）闭环控制式EGR系统
1）EGR阀开度反馈控制 2）EGR率反馈控制
图5-8 具有EGR阀开度反馈信号的闭环控制系统
图5-5 韩国现代轿车EVAP系统
（三）废气再循环控制系统
1．机械控制EGR系统
该控制方式用于较早的非电控发动 机，其控制规律完全依赖于进气管中的 真空度，以此控制EGR阀膜片腔的真空 度，从而达到根据发动机运转负荷控制 EGR流量的目的。
机械控制EGR系统的控制精度低， 响应速度慢，无法满足发动机复杂工况 变化的要求，因此将会随着非电控发动 机的淘汰而被淘汰。
图5-22 活性炭罐检查
图5-23 VSV阀检修
（3）废气再循环控制系统的检修
1）一般检查 2）检查EGR电磁阀 3）检查EGR阀
图5-24 EGR电磁阀的检查
（4）三元催化转换器和空燃比反馈控制系 统的检修
1）三元催化转换器的检修 2）氧传感器的检修
图5-25 EGR阀的检查
（5）二次空气供给控制系统的检修
2．汽油蒸气排放控制系统的工作原理
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，燃油蒸气通 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 内的燃油蒸气不能被吸入进气歧管。
图5-11 三元催化转化器安装位置
2．空燃比反馈控制系统
图5-12所示为三元催化转化器转化效 率与空燃比的关系曲线。
从图中可以看出，只有当发动机在标 准的理论空燃比14.7运转时，三元催化转 化器的转化效率最佳，因此必须对空燃比 进行精确的控制，使其保持在理论值附近 很窄的范围内。
图5-12 三元催化转化器转化效率与空燃比的关系曲线
1．能正确快速识别汽油发动机排放控制各 系统的基本组成部件
2．能正确对汽油发动机排放控制各系统进 行检修，并能对常见故障进行排除
二、相关知识
（一）曲轴箱强制通风控制系统
1．曲轴箱强制通风控制系统结构组成
曲轴箱强制通风（Positive Crankcase Ventilation，PCV）的主要作用是将曲轴 箱内的气体通过PCV阀导入进气歧管，并 有少量的空气由空气滤清器经PCV阀直接 进入进气歧管，这就避免了节气门处结冰、 燃烧不充分、排放恶化等现象，防止窜气 进入大气，同时防止机油变质。
三、项目实施
（一）项目实施要求
① 通过该项目的实施，应能够对汽油发 动机排放控制系统进行拆装与检修，并 掌握汽油发动机排放控制系统故障诊断 与检测的步骤与方法。
② 该项目应具备螺丝刀、扳手、油压表、
喷油器清洗仪、万用表、示波器、解码仪 等拆装与检修工具和汽车汽油发动机排放 控制系统电路图等资料。
图5-1 曲轴箱强制通风控制系统示意图
1—空气滤清器 2—空气软管 3—新鲜空气 4—曲轴箱气体 5—汽缸盖罩 6—PCV阀
2．曲轴箱强制通风控制系统的工作原理
曲轴箱强制通风控制系统利用歧管真 空度将窜气吸入进气管燃烧，通过PCV阀 改变进入汽缸重新燃烧的窜缸混合气量， 如图5-1所示。
PCV阀靠进气管真空度的吸力和弹簧力 的平衡来工作，其流量由阀体与壳体间的最 小气体通路控制，在大负荷时，进气管真空 度很小，阀体在弹力的作用下右移。
项目五 汽油发动机排放控制系统 认识与检修
一、项目要求
汽油发动机排放控制系统常见故障 有PCV阀堵塞；汽油蒸汽排放系统活性 炭罐、真空控制阀和电磁阀故障；废气 再循环系统EGR阀和电磁阀故障；三元 催化转化器中毒，氧传感器故障；二次 空气供给系统控制阀和电磁阀故障等。
该项目通过对汽油发动机排放控制
（二）项目实施步骤
1．汽车汽油发动机排放控制系统的故障 诊断流程
2．汽油发动机排放控制系统的检修
（1）曲轴箱强制通风控制系统的检修 （2）汽油蒸气排放控制系统的检修
图5-20 汽油发动机排放控制系统的故障诊断流程图
图5-21 PCV阀吹气检查
1—汽缸盖侧 2—干净的软管 3—进气室侧
1）活性炭罐的检修 2）VSV的检修
赢利机会，不过，这些机会只会给予那些 与柴油发动机技术与时俱进的人们。
小结
汽油发动机排放控制系统的结构、原理、 诊断参数知识与维修技能是学好电控发动机技 术的重要内容，国家职业标准《汽车修理工》 中也有相应的要求。
汽油发动机排放控制系统作为电控
发动机技术的重要内容，必须掌握其相 关知识与检修技能。
5．掌握三元催化转换器和空燃比反馈控制 系统的结构组成与工作原理
6．掌握二次空气供给系统的结构组成与工 作原理
7．掌握汽油发动机排放控制系统主要组成 部件在不同工况下的基本参数
8．掌握汽油发动机排放控制系统电路的组 成和控制原理
重点掌握内容：汽油发动机排放控 制各个系统的结构与工作原理。
【能力要求】
图5-13 汽油发动机电控燃油喷射系统闭环控制原理
（1）氧传感器的结构、原理
在排气管中安装氧传感器，用以检 测排气中氧的浓度，并向ECU发出反馈 信号，再由ECU控制喷油器喷油量的增 减，从而将混合气的空燃比控制在理论 值附近。
多数的电喷发动机在三元催化转化
器的后面还装着一个氧传感器，两个氧 传感器分别称为主、副氧传感器，如图 5-14所示。