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项目四 汽油机排放控制系统的检修 一、相关知识 (一)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 三元催化转换器(three-way catalyst，TWC)是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。 图4-1 三元催化转换装置 图4-2 TWC的转换效率与混合气浓度的关系 图4-3 电控燃油喷射系统的闭环控制原理图 2．氧传感器 1) 氧传感器的类型 氧传感器可分为氧化锆(ZrO2)式和氧化钛(TiO2)式两种类型 (1) 氧化锆式氧传感器 氧化锆式氧传感器的结构如图4-4所示，该传感器的基本元件是氧化锆管，氧化锆管固定在带有安装螺纹的固定套内，在氧化锆管内、外表面均覆盖着一薄层铂作为电极，传感器内侧通大气，外侧直接与排气管中的废气接触。 (2) 氧化钛式氧传感器 此种氧传感器是利用化学反应强、对氧气敏感、易于还原的半导体材料氧化钛与氧气接触时发生氧化还原反应，从而导致电阻值变化的原理工作的，它是一种电阻型气敏传感器。 图4-4 氧化锆式氧传感器结构 1—防护置；2—氧化锆体；3—壳体；4—输出接头；5—外套；6—导线；7—电动势；8—大气一侧的白金电极；9—固态电解质(氧化锆元素)；10—排气一侧的白金电极；11—涂层(陶瓷)；12—排气；13大气 图4-5 氧化钛式氧传感器结构图 1—二氧化钛元件；2—金属外壳；3—陶瓷绝缘体；4—接线端子；5—陶瓷元件；6—导线；7—金属保护套 图4-6 氧传感器控制电路图 (二)废气再循环控制系统 废气再循环(exhaust gas recirculation，EGR)系统的功能是将一部分废气引入进气系统，使其与新鲜混合气一起进入气缸中进行燃烧，以降低混合气中氧的浓度，同时稀释混合气，使燃烧速度变慢，燃烧温度降低，从而达到减少燃烧过程中NOx的生成的目的。 1．废气再循环系统的控制原则 再循环的废气量占整个进气量的百分比，用EGR率表示 2．EGR系统的控制原理 EGR控制系统分为开环控制系统和闭环控制系统两种。 3．EGR闭环控制系统 以本田车型为例，EGR闭环控制系统由EGR阀、EGR真空控制阀、EGR控制电磁阀、ECU以及传感器等组成，如图4-14所示 图4-7 真空膜片式EGR阀的结构 图4-8 电磁式EGR阀的结构 图4-9 EGR开环控制系统的组成 1—EGR真空调节器；2—EGR阀；3—E孔；4—R孔；5—真空控制阀；6—美国加州车型 图4-10 丰田EGR控制系统的工作原理示意图 图4-11 节气门开度位于E孔以左 1—EGR真空调节器；2—E孔；3—R孔；4—EGR阀(关闭)；5—真空控制阀 图4-12 节气门开度位于E孔和R孔之间 1—EGR真空调节器；2—E孔；3—R孔；4—EGR阀(开启)；5—真空控制阀 4-13 节气门开度位于R孔以右 1—EGR真空调节器；2—E孔；3—R孔；4—EGR阀(开启)；5—真空控制阀 图4-14 EGR闭环控制系统的组成 (三)二次空气供给系统 1．二次空气供给系统的工作原理 二次空气供给系统的作用是在一定工况下，将新鲜空气送入排气管，促使废气中的一氧化碳和碳氢化合物进一步氧化，从而降低一氧化碳和碳氢化合物的排放量，同时加快三元催化转换器的升温 图4-15 电控二次空气供给系统 (四)燃油蒸气排放控制系统 1．燃油蒸气排放控制系统的结构原理 燃油蒸气排放控制系统(evaporative emission control system，EVAP)的功能是收集汽油箱和浮子室(化油器式汽油器)内蒸发的燃油蒸气，并将燃油蒸气导入气缸内燃烧，防止燃油蒸气直接排入大气造成污染。 图4-16 EVAP控制系统的组成 1—油箱盖；2—油箱；3—单向阀；4—排气管；5—炭罐电磁阀；6—节气阀；7—进气阀；8—真空室；9—真空控制阀；10—定量排放孔；11—活性炭罐 图4-17 韩国现代轿车EVAP控制系统 二、项目实施 (一)项目实施环境 (1) 实训车辆或发动机实训台。 (2) 常用手动工具、检测仪器、检测元件、举升机。 (二)项目实施步骤 1．氧传感器的检修 1) 氧传感器的使用注意事项 装有氧传感器和三元催化转换装置的汽车，禁止使用含铅汽油，防止催化剂“铅中毒”而失效 2) 氧化锆式氧传感器的诊断 氧化锆式氧传感器的信号电压范围是0.1～0.9V。 图4-18 氧传感器与ECM之间的连线 图4-19 氧传感器上的加热器接线端 2) EGR系统元、器件的检测与维修 下面以丰田车型为例，说明EGR控制系统元、器件的检测与维修过程。 EGR阀的检测与维修 (1)