汽车故障诊断4.汽车排放控制系统的故障诊断

汽车排放控制系统的故障诊断•排放控制系统的结构组成•排放控制系统系统的工作原理•排放控制系统系统的控制•排放控制系统系统零部件功能、故障及故障现象表•排放控制系统系统零部件常见故障分析•排放控制系统系统故障诊的步骤与方法•案例分析排放控制系统的结构和工作原理-汽车的排放污染物•排气污染物-对装点燃式发动机的汽车，指排气管排放的气态污染物。对于汽油燃料的汽车，主要是指排气中CO、HC、NOx(即气态污染物)。对于柴油车，则指的是碳烟（即颗粒物）。•蒸发污染物-指汽车排气管排放之外，从汽车的燃料(汽油)系统损失的碳氢化合物蒸气，包括：（1）燃油箱呼吸损失（昼间换气损失）：由于燃油箱内温度变化排放的碳氢化合物（HC）。（2）热浸损失：在汽车行驶一段时间以后，静置汽车的燃料系统排放的碳氢化合物（HC）。排放控制系统的结构和工作原理-汽车的曲轴箱污染物•曲轴箱污染物-从发动机曲轴箱通气孔或润滑系的开口处排放到大气中的物质。在发动机燃烧冲程的最后阶段，未燃的燃油以及在燃烧过程中产生的其它气体通过发动机的活塞环，泄漏至曲轴箱。该泄漏状况被称为窜缸，泄漏的气体被称为窜缸混合气。排放控制系统的结构和工作原理-汽车主要排放污染物产生的原因•CO—无色、无味的有毒气体。由混合气过浓导致燃料燃烧不完全而产生。•HC—包括未燃烧和未完全燃烧的燃油、润滑油及其裂解产物和部分氧化物。产生原因是混合气燃烧不完全、点火不良或泄漏。•NOX—燃烧过程中形成的多种氮氧化物，主要是NO，还有N02、N203、N2O5等。由混合气在高温、富氧下燃烧时产生的。排放控制系统的结构和工作原理-汽车排放污染物的危害•一氧化碳（CO）会使人体缺氧,长期接触会产生慢性中毒。•碳氢化合物（HC）是致癌物质。•氮氧化物（NOx)危害人体呼吸系统和免疫系统。这些一次污染物还会通过大气化学反应生成光化学烟雾、酸沉降等二次污染物。•含铅汽油经燃烧后,85%左右的铅排入大气中造成铅污染。铅对人体的许多器官和系统都会带来不良影响,表现为智力下降、肾损伤、不育症以及高血压。大气环境中铅污染的最大受害者是儿童。如果儿童体内增加微量的铅,就会导致智力下降,影响正常发育，甚至引发多种疾病排放控制系统的结构和工作原理-汽车污染物排放标准•1960年美国加州颁布了世界最早的防止汽车大气污染法，并从那时起开始推广到世界各国，而且，一年比一年严格。•欧洲共同体国家从92年开始实施机动车排放标准，目前实施的是欧4标准（05年开始实行）。•我国的机动车排放标准（《轻型汽车污染物排放限值及测量方法GB18352》）,从2001年开始分为阶段实行.•国3和国4分别于07年7月1日和2010年7月1日实施。•国3、国4标准是修改采用欧盟（EU）相应的标准。排放控制系统的结构和工作原理-汽车排放控制系统1.废气再循环装置（EGR）：将部分气体的流动方向从排气歧管重新转移至进气歧管。从而使燃烧温度降低，废气中NOX的含量减少。2.曲轴箱强制通风装置（PCV）：将窜缸混合气直接被吸入进气歧管，进入气缸烧掉。3.燃油蒸发控制装置（EVAP）：将从燃油箱排出的并释放到大气中的燃油蒸气(含有HC)量减小到最低程度。4.催化转换装置（TWC）(三元催化转换器与二次空气喷射)：当排放气体流经TWC时发生化学反应，将CO、HC和NOx在释放到大气中之前大部分被从废气中排除。5.A/F控制：通过使用A/F传感器、氧传感器来实现最佳TWC净化性能6.二次空气喷射与热反应器:燃烧排气中残留的HC,CO。7.进气加热与节气门缓冲器:减少HC、CO的排放量。排放控制系统的结构和工作原理-①废气再循环装置（EGR）废气再循环(ExhaustGasRecirculation，即EGR)工作原理：将一部分废气引入进气系统，与新鲜的燃油混合气混合，使混合气变稀，从而降低了燃烧速度，燃烧温度随之下降，从而有效的减少NOX的生成。排放控制系统的结构和工作原理-废气再循环装置（EGR）系统部件EGR阀真空膜片式（气道式、正背压式、负背压式）电磁式（数字EGR阀、线性EGR阀）EGR枢轴位置传感器EGR真空调节器(EVR)真空管路控制电路EGR阀返回退出广州本田雅阁轿车发动机废气再循环(EGR)系统退出排放控制系统的结构和工作原理-②曲轴箱强制通风装置（PCV）曲轴箱通风—(PositiveCrankcaseVentilation,即PCV)曲轴箱为什么要通风？燃烧室内的混合气和燃烧后的废气顺着活塞和气缸体的内壁漏入曲轴箱内，将稀释和污染机油，造成机油的润滑性能下降，因此必须将这些污染物从曲轴箱内排出；此外曲轴箱内的压力随发动机转速升高而增加，如果不通风，会将机油从油封或气缸垫压出。为环保，将这些进入曲轴箱的气体导入进气歧管，使其重新燃烧。为解决此问题，一般都采用曲轴箱强制通风系统。排放控制系统的结构和工作原理-曲轴箱强制通风装置（PCV）PCV阀结构图PCV阀工作原理退出排放控制系统的结构和工作原理-③燃油蒸发控制装置（EVAP）燃油蒸发控制(EvaporativeEmissionControl,即EVAP)汽车产生的排故物中大约有20％来自燃油蒸发。燃油蒸发控制系统能够存储燃油系统产生的燃油蒸气(HC)，阻止燃油蒸气泄漏到大气中，减少环境污染；同时将收集的燃油蒸气适时地送入进气歧管，与正常混合气混合后进入发动机燃烧，使汽油得到充分利用。视频退出排放控制系统的结构和工作原理-燃油蒸发控制装置（EVAP）•控制燃油蒸气进入的时机和进入量，通常考虑以下条件：．发动机起动已超过规定的时间；．冷却液温度已高于规定值；．怠速触点开关处于断开状态；．发动机转速高于规定值。当满足以上条件时，发动机控制模块(ECU)使电磁阀线圈电路接地通电，电磁阀的阀门开启，贮存在活性炭罐内的燃油蒸气经软管被吸入发动机燃烧。•较先进的燃油蒸发控制系统，一般都能根据发动机负荷等情况，适时控制电磁阀的通电占空比，以达到控制电磁阀开启程度的目的。排放控制系统的结构和工作原理-④催化转换装置（TWC）•三元：CO、HC，NOX•三元催化剂：铂(或钯)和铑•三元催化转换作用：CO、HC、NOX→H2O、CO2、N2•高催化效率条件：理想混合气（空燃比14.7：1）排放控制系统的结构和工作原理-催化转换装置（TWC）O2，CO2，H2O壳体隔热密封垫陶瓷载体和催化剂退出排放控制系统的结构和工作原理-⑤A/F反馈控制通过使用A/F传感器、SO2传感器来实现最佳TWC净化性能氧调节器付氧调节器催化器后氧传感器监测调节量时间FRmaxT监测：周期信号范围反应温度时间UmaxUminA/F传感器O2传感器退出3.02.52.01.51.00.5016151413121110987654321O211.80.8012.50.8513.20.9014.00.9514.71.0015.41.0516.21.1016.91.1517.61.2018.31.25COHCCO2NOXAIR-FUELRATIOLAMBDAHCX100%RICHLEAN燃烧产物与A/F的关系排放控制系统系统零部件功能、故障及车辆故障现象表零部件名称功能零部件常见故障车辆故障现象EGR阀控制进入气缸的废气量，降低燃烧温度，以减少NOX的排放量。卡滞在开启位置冷车起动困难、冷车易熄火、急加速不良、加速易熄火。PCV阀将窜缸混合气和机油蒸气引入进气管，以降低污染排放。卡滞、堵塞起动困难、无怠速或怠速不稳、加速无力油耗增加。活性碳罐收集燃油箱蒸发的燃油蒸气。活性碳吸附性能衰退。排放超标活性碳罐电磁阀接受ECU指令，控制燃油蒸气进入气缸。断路、卡滞排放超标催化转换器将有害气体CO、HC和NOX堵塞、破损、性能衰退。加速不良、易熄火、排放超标。氧传感器监测排气歧管中的氧含量以供ECU控制、修正A/F监测催化转换器后排气管的氧含量，监测其催化效果。短路或断路，性能衰退。怠速不稳、油耗大、排放超标。二.排放控制系统常见故障分析-①废气再循环装置（EGR）EGR阀卡滞在开启位置•故障原因:阀座积碳或阀杆卡滞•故障现象:冷车起动困难、冷车易熄火、急加速不良、加速易熄火。•诊断方法：调取故障码+视情拆检•故障排除：更换或修理EGR阀二.排放控制系统常见故障分析-②曲轴箱强制通风装置（PCV）PCV阀卡滞、堵塞、工作不良•故障原因:积碳、胶着、弹簧力衰减•故障现象：排放超标、进气管渗漏、润滑油消耗大。•检查方法：就车检查+拆检•修理方法：更换二.排放控制系统常见故障分析-③燃油蒸发控制装置（EVAP）活性碳罐性能不良•故障原因：活性碳吸附性能衰退。•故障现象：燃油蒸汽从活性碳罐逸出，造成环保和安全隐患。•故障诊断：采用排除法，确认控制和真空系统正常。•故障排除：更换活性碳罐。二.排放控制系统常见故障分析-④催化转换装置（TWC）催化转换器性能劣化•故障原因：排气污染•故障现象：排放超标、燃油经济性差、汽车动力性差。•故障诊断：调取故障码+拆检+分析•故障排除：更换催化转换装置二.排放控制系统常见故障分析-⑤A/F反馈控制•传感器性能劣化或损坏•故障原因:自然衰退、排气污染、排气温度高。•故障现象：排放超标、燃油经济性差、汽车动力性差。•故障诊断：调取故障码+电路检测•故障排除：更换传感器三.排放控制系统故障诊断案例分析1．车型：奥迪A6故障现象：驾驶员说，几天来车辆在行驶过程中无论低速、中速还是高速工作都正常，但一旦松开加速踏板后，发动机易熄火。在怠速停车时发动机也易出现熄火现象。•故障诊断：起动发动机，感觉发动机明显工作不稳，且发动机抖动较严重。上路试车，确实有驾驶员所说的症状存在。v．A．G1551读取电控部分的故障码、测量发动机怠速转速。无故障码显示，怠速转速在500-650r／min之间波动。(1)首先对点火系统进行检查：•拔掉分缸高压线起动试火，火花很强。•拆下各缸火花塞观察，燃烧情况很好。•用断缸法进行试验时，各缸反应都一致。•用发动机正时灯测量点火提的角，点火提前角符合规定。(2)检查供油系统：•在燃油分配管的检查接头上安装燃油压力表、测得燃油压力为正常值。•拆下喷油器，进行解体后并用超声波清洗。装车后故障依旧。(3)检查供气系统:•空气滤清器较清洁；•测量进气管真空度，正常；•检测各气缸的压缩压力，正常；•检测MAP传感器及反馈电压，正常；•拆卸怠速控制阀，清除集碳，故障依旧。(4)检查排放控制系统：•将燃油蒸气通道阻断使其暂停工作，故障存在；•将废气再循环(EGR)系统中的废气通道阻断使其暂停工作时，故障消失。由此判断，是EGR系统故障造成怠速易熄火。•拆下发动机上电磁阀和EGR阀进行检查，是EGR阀关闭不严，阀门漏气。对EGR阀解体检查，发现阀门和阀座上均结有积炭，是积炭导致阀门关闭不严而漏气。排除故障：•将EGR阀门和阀座上的积炭清除，并用细研磨膏研磨阀门和阀座的接合面。•经测试不漏气后装复试车，发动机怠速运转平稳，再用v.A．G1551检测，发动机怠速转速为800r／min，发动机不熄火。故障排除！•奥迪A6轿车EGR系统的上作原理是：发动机控制系统ECU根据发动机的转速、负荷(节气门开度)、进气温度、进气流量和排气温度来控制电磁阀适时地打开，进气管真空度经电磁阀进入EGR阀真空膜片室，膜片拉杆将EGR阀门打开，排气中的少部分废气经置EGR阀进入进气系统，与混合气混合后进入气缸参与燃烧。少部分废气进入气缸参与混合气的燃烧，降低了燃烧时气缸中的温度，故抑制了有害气体氮氧化合物的生成(因氮氧化合物是在高温富氧的条件下生成的)。而废气参与再循环，将会影响混合气的着火性能、从而影响发动机的动力性，特别是在发动机怠速、低速、小负荷及冷机时，Ecu控制废气不参与再循环，避免发动机性能受到影响；当发动机超过一定的转速、负荷及达到一定的温度时、ECU控制少部分废气参与再循环，以使废气中的有害气体氮氧化合物含量最低。•根据上述EGR系统的工作原理分析，造成该车故障的原因有两个：一个是EGR系统的电磁阀关闭不严，使进气管中的真空度