汽车发动机电控系统原理与维修第05章

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5.5.2 二次空气喷射系统的检测与维修
1.空气泵系统的检测与维修 （1）检查空气系统中的真空软管。 （2）检查空气泵皮带。 （3）检查空气泵中的滤清器。 （4）检查系统线路。 （5）检测空气旁通阀。 （6）检测空气分流阀。
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2.脉冲空气泵系统的检测与维修 （1）拆下空气滤清器盖，发动机冷起动后，应能听到二次 空气控制舌长簧阀发出的“嗡嗡”声，否则应更换二次空 气控制阀。 （2）从空气滤清器上拆下二次空气供给软管，用手指堵住 空气软管，如果发动机运转过程符合正常工作条件，说明 二次空气喷射系统工作正常。 （3）检测二次空气控制阀的膜片阀。 （4）检查二次空气控制阀的舌簧阀。 （5）检查二次空气控制阀。
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5.3.2 三元催化转换器的检测与维修
1.使用注意事项 1）装有氧传感器和TWC装置的汽车，禁止使用含 铅汽油。 2）装用蜂巢型转换器的汽车，一般汽车每行驶 80000㎞应更换转换器芯体。 3）装用颗粒型转换器的汽车，其颗粒形催化剂的 重量低于规定值时，应更换。
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2.热型氧传感器加热器的检查 检测加热器线圈的电阻，如：丰田LS400在 20℃时线圈阻值应为5.1～6.3Ω。 3.氧传感器信号检查 发动机高速运转，直到氧传感器的工作温度达 到400℃以上再维持怠速运转。然后反复踩动加 速踏板，并测量氧传感器输出信号电压，加速时 应为高电压信号，减速时应输出低电压信号。
在使用三元催化技术降低排 气污染物的汽车上，氧传感器 是必备的，通过在排气系统中 安装氧传感器检测排气气流中 氧的浓度，进而修正喷油量， 可以将发动机实际的空燃比控 制在理论值附近，从而提高三 元催化转换器的转换效率，有 效地降低废气中的有害气体含 量。下图所示为氧传感器的实 物图。
5.2.1 氧传感器的结构及工作原理
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4.TWC的更换 以通用车型为例，介绍如何更换TWC。 （1）拆卸TWC ①顶起并支撑好汽车。 ②从排气歧管处拆下排气管螺栓，如下图所示。 ③支撑好TWC并从TWC的后部拆下螺栓。 ④拆下TWC和排气管总成。 （2）安装新的TWC。 ①安装TWC和排气管总成。 ②将排气管螺栓安装在排气歧管上，拧紧扭矩为30N.m。 ③接上TWC的后螺栓，拧紧扭矩为47N.m,然后放下汽车。
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5.3 三元催化技术
三元催化技术是目前汽车上采用最多的一种 排气污染物处理净化技术。TWC连接在排气系统 中，当排气气流进入催化器时，废气中的有害气 体CO、HC和NOx在三元催化剂（铂、钯和铑的 混合物）的作用下以生化学反应，生成CO2、N2、 和H2O，废气中的三类气体通过TWC后均变成了 无害气体，使废气得到净化。
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5.2.2 氧传感器的故障及检测
1.氧传感器常见的故障现象 氧传感器中毒是经常出现的且较难防治的一种故障，尤其是经常 使用含铅汽油的汽车，即使是新的氧传感器，也只能工作几千公里。 如果只是轻微的铅中毒，接着使用一箱不含铅的汽油，就能消除氧传 感器表面的铅，使其恢复正常工作。但往往由于过高的排气温度，而 使铅侵入其内部，阻碍了氧离子的扩散，使氧传感器失效，这时就只 能更换了。 另外，氧传感器发生硅中毒也是常有的事。一般来说，汽油和润 滑油中含有的硅化合物燃烧后生成的二氧化硅，硅橡胶密封垫圈使用 不当散发出的有机硅气体，都会使氧传感器失效，因而要使用质量好 的燃油和润滑油。修理时要正确选用和安装橡胶垫圈，不要在传感器 上涂敷制造厂规定使用以外的溶剂和防粘剂等。
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5.4.1二次空气喷射系统的工作原理
1.空气泵系统 空气泵装在发动机前端，由一个离心式空气滤清器和 一个叶片泵组成。空气泵由发动机曲轴带轮经传动带驱动， 向喷射系统供应量大而压力底的空气。 空气泵的工作原理如下： a. 当泵转动时，第1个叶片从进气孔上扫过，这一扫过 逐渐增大了进气孔一边由转子、叶片和泵壳内孔形成的进 气室的容积，从而产生一定的真空度，在该真空的作用下， 经离心式空气滤清器滤清的空气则进入进气室。
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2.电控EVAP系统的工作原理 通常在以下几种情况下，发动机ECU会控制炭 罐控制电磁阀通电。 （1）发动机运转一定时间后。 （2）发动机处于暖机工况。 （3）怠速触点断开。 （4）发动机转速高于规定值。
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5.6.2 燃油蒸发控制系统的检测与维修
1、就车检测 就车检测可按下述顺序进行： （1）将发动机预热至正常工作温度，并使之怠速运转。 （2）拔下蒸气回收罐上的真空软管，检查软管内有无真空 吸力。若燃油蒸发控制系统工作正常，在发动机怠速运转 中电磁阀应关闭、真空软管内无真空吸力。如果此时真空 软管内有真空吸力，则用万用表V挡检查电磁阀线束连接 器端子上是否有电压。若电磁阀线束连接器端子上有电压， 说明微机有故障；若无电压，则说明电磁阀有故障（卡死 在开启位置）。
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3．EGR闭环控制系统 EGR闭环控制系统，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。 EGR阀开度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。
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5.4.2 EGR控制系统的检测与维修
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。
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5.3.1 三元催化转换器的工作原理
1.三元催化转换器的结构 TWC由金属外壳、载体、催化剂和金属丝网等 组成，如下图所示。
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2.三元催化转换器的工作原理 当发动机排出的废气流经安装在排气管上的 TWC时，在三元催化剂的作用下，CO和HC发生 氧化反应，NOx发生还原反应，化学反应方程式是指从排气管以外的其他途径排 放到大气中的有害污染物，这类污染物是碳氢化 合物，来自于曲轴箱和燃油系统的窜气。 针对非排气污染物的控制系统包括以下方面。 （1）燃油蒸发控制（EVAP）系统。 （2）曲轴箱强制通风（PCV）系统。
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5.2 氧 传 感 器
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（3）踩下加速踏板，当发动机转速大于2000r/min 时，检查上述真空软管内有无真空吸力。若真空 软管内有真空吸力，则说明该系统工作正常；若 真空软管内无真空吸力，则用万用表V挡检查电 磁阀线束连接器端子上是否有电压。若电压正常， 说明电磁阀有故障；若电压异常，则说明微机或 控制线路有故障。
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2.氧化钛式氧传感器 1）氧化钛式氧传感器的结构 氧化钛式氧传感器是使用 二氧化钛（TiO2）作为内部 敏感元件，是由厚膜无件、 连接线、保护套管等组成的， 如下图所示。
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2）氧化钛式氧传感器的工作原理 二氧化钛的电阻值在正常情况下是稳定不变的， 但是当它的表面的缺氧时，其电阻值则会大大降 低，氧化钛式氧传感器就是利用二氧化钛的这种 特性制成的。
1.氧化锆式氧传感器 1）氧化锆式氧传感器的结构 氧化锆式氧传感器是使用二氧化锆（ZrO2）作为内部敏 感元件，是由锆管、电极、保护管组成的，如下图所示。 2）氧化锆式氧传感器的工作原理 发动机的排气气流从锆管表面的陶瓷层渗入，与负极 接触，内部的正极与大气接触，锆管内外存在一定的O2 浓度差，使得氧化锆电解质内部的氧离子开始向负极扩散， 扩散的结果造成正、负极之间产生电势差，并且浓度差越 大，电势差就越大。
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b. 转子继续转动，第2个叶片又扫过进气孔，此时，上述第1 个叶片转动使吸入的空气被限制在由两个叶片、转子和泵 壳内孔所密闭的较大的空间里，当转子继续转动时，这部 分空气便被扫到一个较小的空间里，使其受到压缩。 c. 转子继续转动，一旦第1个叶片开始扫过泵的排气孔，则 该部分已被压缩的空气就从排气孔泵送进喷射系统中去， 从而完成空气泵的一个进气-压缩-排气循环。转子每转1 圈，完成上述2个循环。 当泵的转子以高速运转时，上述循环则不间断地进行， 源源不断地为喷射系统提供新鲜空气。
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2.氧传感器的检查方法 1）氧传感器加热器电阻的检查 拔下氧传感器线束插头，用万用表电阻档测量氧传感器接 线端中加热器接柱与搭铁接柱之间的电阻，其阻值为440Ω。 如不符合标准，应更换氧传感器。 2）氧传感器反馈电压的测量 测量氧传感器的反馈电压时，应拔下氧传感器的线束插 头，对照车型的电路图，从氧传感器的反馈电压输出接线 柱上引出一条细导线，然后插好线束插头，在发动机运转 中，从引出线上测出反馈电压。
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（3）EGR阀的检查 如下图所示，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。
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5.4 二次空气喷射（AI）系统 二次空气喷射（ ）
自从世界上第一个车辆排气污染控制标准实施以来，二 次空气喷射系统已经被广泛地应用在汽车上，它实际上就 是一种尾气排放控制实用技术，用以减少排气中的HC和 CO的排放量。而且实践也已证明，空气喷射系统在汽、 柴油汽车上都能取得良好的效果。它的工作原理是空气泵 将新鲜空气送入发动机排气管内，从而使排气的HC和CO 进一步氧化和燃烧，即把导入的空气中的氧在排气管内与 排气中的HC和CO进一步化合形成水蒸气和二氧化碳，从 而降低了排气中的HC和CO的排放量。
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5.4 废气再循环控制系统
5.4.1 EGR控制系统的工作原理
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。
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2．控制EGR系统控制原理 原理：EGR阀安装在废气再循环通道中，用以控 制废气再循环量。EGR电磁阀安装在通向EGR真 空通道中，ECU根据发动机冷却液温度、节气门 开度、转速和起动等信号来控制电磁阀的通电或 断电。ECU不给EGR电磁阀通电时，控制EGR阀 的真空通道接通，EGR阀开启，进行废气再循环； ECU给EGR电磁阀通电时，控制EGR阀的真空度 通道被切断，EGR阀关闭，停止废气在循环。 EGR率＝[EGR量／（进气量＋EGR量）]×100℅