汽车排放控制系统原理分析与检修
目录
引 言 1
一、曲轴箱强制通风系统原理分析及检修 2
（一）工作原理 2
（二）PCV阀工作过程 3
（三）曲轴箱强制通风系统检修 3
二、燃油蒸发控制系统原理分析及检修 5
（一）燃油蒸发控制系统 5
（二）计算机控制EVAP炭罐 6
（三）油气分离器 6
（四）燃油箱 7
（五）燃油蒸发控制系统检修 8
三、废气再循环系统原理分析及检修 9
（一）废气再循环原理 9
（二）计算机控制EGR系统 9
（三）废气再循环系统检修 10
四、二次空气喷射系统原理分析及检修 12
（一）工作原理 12
（二）空气泵和止回阀 12
（三）分流阀和吸气阀 13
（四）二次空气喷射系统检修 14
五、催化转化器原理分析及检修 15
（一）工作原理 15
（二）催化转化器类型 15
（三）催化转化器检修 16
总结 17
参考文献 18
谢辞 19
引 言
针对汽车发动机废气的控制与净化问题，各国都进行了大量的研究工作，提出了很多的技术措施，这些净化方法大致可分为机内净化与机外净化两种。因机内净化后排气仍不符合排放法规，还需机外净化，即增加排放净化装置。
曲轴箱强制通风系统：汽油机中气缸窜气经曲轴箱通气管排到大气中的ＨＣ量占其总量的２０％～２５％，因此应采取措施予以控制。目前大多数发动机常采用闭式曲轴箱强制通风系统，从空气滤清器引出的新鲜空气进入曲轴箱，再经ＰＣＶ *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
阀把窜入曲轴箱的气体和空气的混合气一起吸入气缸烧掉。。
燃油蒸发控制系统：油箱和化油器蒸发的ＨＣ量占总量的２０％。随外界气温升高和发动机加热，油箱和化油器汽油将蒸发排入大气，温度越高蒸发量越大。为防止汽油蒸气排入大气，可采用吸附法去除。当汽油机不工作时，从油箱及化油器溢出的油蒸气流吸入活性炭罐中，被装在罐内的活性炭吸附；当汽油机工作时，由于排气压力作用，净化控制阀开启，来自空气滤清器的空气和蒸气一起从吸附罐进入气缸烧掉。
废气再循环系统：废气再循环称为ＥＧＲ系统，它是降低ＮＯ狓排放的一项
有效措施，目前在电控发动机上已普遍采用。废气循环是将５％～２０％的废气再引入进气管送到气缸，致使混合气被稀释、燃烧最高温度下降，从而使ＮＯ狓的生成量减少。ＥＧＲ阀装于进、排气管交叉处，根据发动机负荷及转速控制废气再循环量。
二次空气喷射系统：利用空气泵将新鲜的空气经空气喷管喷入排气道中，利用燃烧后的高温使排气中的ＣＯ，ＨＣ与空气相混合后燃烧，生成ＣＯ２和Ｈ２Ｏ，达到排气净化的目的。对ＣＯ，ＨＣ的净化效果较好。
催化转换器：此装置是使废气通过催化反应器后，利用催化剂与有害的ＣＯ在较低温度下迅速进行化学反应，变为无害的ＣＯ２，Ｈ２Ｏ和Ｎ２。催化方法有两种，即催化氧化法和催化还原法。催化氧化法是以铂、钯等贵金属或其他氧化物作为催化剂，氧化ＣＯ和ＨＣ；催化还原法是以铂、铑、碱等作为氧化剂，还原ＮＯ。催化转换器的优点是净化效果较好，主要缺点是价格昂贵。
一、曲轴箱强制通风系统原理分析及检修
（一）工作原理
当发动机正常工作时，曲轴箱会排出一定量的含有污染物空气（见图1-1）。这些空气是由于气缸窜气的结果。窜气是由于燃烧过程产生的。每次燃烧发生时，一定量的窜气从燃烧室经活塞环窜出，这些窜气在曲轴箱内产生一个较低的压力。窜入曲轴箱的气体具有较强的酸性，如果这些气体滞留在曲轴箱内，就会引起机油变质和发动机内金属的腐蚀。在老式发动机上为了避免这一问题，让新鲜空气通过机油加油口盖被吸入发动机，将酸性的气体通过通风管带入大气。这一通风管被称为道路吸管，或者称为呼吸管。这些气体是由汽车产生的一大污染源。
图1-1 燃油系统、曲轴箱、排气管和燃油箱等污染源
曲轴箱排放可以通过曲轴箱强制通风（PCV）系统很容易地进行控制。在该系统中，曲轴箱内产生的任何气体都被引入进气管并重新燃烧掉。通过封闭的PCV系统（见图1-2），空气经空气滤清器吸入，经过发动机进气系统部件进入曲轴箱。这些气体然后通过真空弹簧控制的通风阀吸入进气歧管，这些气体然后与进气管内的可燃混合物混合并在燃烧过程中燃烧。
图1-2 曲轴箱强制通风（PCV）系统及PCV阀
（二）PCV阀工作过程
如果曲轴箱气体在发动机所有工况下都进入进气系统，曲轴箱气体将干扰正常的空燃比。因此，有一个PCV阀安装在进气门前面，以控制PCV流量。PCV阀控制曲轴箱气体进入进气歧管的流量示，PCV阀的工作情况如图1-3所示。有两个方向相反的力作用于PCV阀，即来自进气歧管的真空力和弹簧力。当发动机不工作时，进气歧管没有真空，PCV阀在弹簧力的作用下保持关闭，阀中柱塞的密封锥面与阀底部接触，关闭阀的入口；当发动机在怠速或减速时，进气歧管的真空度非常高，PCV阀内的柱塞被吸到最上位置，将计量口关闭，几乎没有曲轴箱气体进入进气歧管；当发动机在正常负荷和转速下工作时，进气歧管的真空度下降，弹簧将柱塞下推，计量口的流通截面增大，进入进气歧管的曲轴箱气体增加；当发动机在加速或大负荷工况时，进气歧管的真空度非常低，弹簧使阀的开度更大，曲轴箱气体进入进气管的流量最大。因此，当发动机在低速时，只有很少量的曲轴箱气体进入进气歧管。随着发动机转速和负荷的增加，越来越多的曲轴箱气体进入进气歧管。
图1-3 PCV阀的工作过程
（三）曲轴箱强制通风系统检修
曲轴箱强制通风系统主要控制ＨＣ的排放，其工作是否正常主要取决于曲轴箱强制通风控制阀（ＰＣＶ阀），如图1-4所示。简易检测方法是在发动机怠速运转时，从进气口可听到“噬哩”进气声，将大拇指顶在进气口上能感到有吸力。也可取下曲轴箱通风控制阀，让新鲜空气直接进入曲轴箱后观察发动机转速。如果发动机转速下降（50～100r/min），说明曲轴箱强制通风装置功能正常；如果发动机怠速运转不稳，拆下曲轴箱通风控制阀后运转平稳，转速升高，则可能是阻风门发卡（未全开）或化油器溢油造成混合气过浓所致。
图1-4 PCV阀故障诊断
若用大拇指堵住曲轴箱通风控制阀口，感觉不到有吸力（真空度为零），说明该阀或连接软管堵塞。堵塞阀口，若发动机怠速转速和吸力（真空度）增大，说明怠速混合气过稀；若怠速转速迅速下降，甚至熄火，表明怠速混合气过浓，应对化油器进行维护。当然，其他原因如真空泄漏、废气再循环装置故障、点火系统工作异常等都可能造成发动机怠速工作不良，所以在检查曲轴箱强制通风系统前，应先检查和调整发动机怠速。
图4-1二次空气喷射系统
（二）空气泵和止回阀
空气泵是一种旋转叶片式容积泵（见图4-2）。有一个释放阀装在泵上控制泵产生的压力。当泵内的压力超过允许值时，释放阀打开使过高的压力释放。随着每一个叶片经过进气室，形成了一定的真空，因此新鲜空气进入，叶片将空气带入压缩区，由于泵室内特殊的形状，空气受到压缩并被送至排气室。被压缩的空气最终被送至排气歧管。
引 言 1
一、曲轴箱强制通风系统原理分析及检修 2
（一）工作原理 2
（二）PCV阀工作过程 3
（三）曲轴箱强制通风系统检修 3
二、燃油蒸发控制系统原理分析及检修 5
（一）燃油蒸发控制系统 5
（二）计算机控制EVAP炭罐 6
（三）油气分离器 6
（四）燃油箱 7
（五）燃油蒸发控制系统检修 8
三、废气再循环系统原理分析及检修 9
（一）废气再循环原理 9
（二）计算机控制EGR系统 9
（三）废气再循环系统检修 10
四、二次空气喷射系统原理分析及检修 12
（一）工作原理 12
（二）空气泵和止回阀 12
（三）分流阀和吸气阀 13
（四）二次空气喷射系统检修 14
五、催化转化器原理分析及检修 15
（一）工作原理 15
（二）催化转化器类型 15
（三）催化转化器检修 16
总结 17
参考文献 18
谢辞 19
引 言
针对汽车发动机废气的控制与净化问题，各国都进行了大量的研究工作，提出了很多的技术措施，这些净化方法大致可分为机内净化与机外净化两种。因机内净化后排气仍不符合排放法规，还需机外净化，即增加排放净化装置。
曲轴箱强制通风系统：汽油机中气缸窜气经曲轴箱通气管排到大气中的ＨＣ量占其总量的２０％～２５％，因此应采取措施予以控制。目前大多数发动机常采用闭式曲轴箱强制通风系统，从空气滤清器引出的新鲜空气进入曲轴箱，再经ＰＣＶ *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5^1^9^1^6^0^7^2^*
阀把窜入曲轴箱的气体和空气的混合气一起吸入气缸烧掉。。
燃油蒸发控制系统：油箱和化油器蒸发的ＨＣ量占总量的２０％。随外界气温升高和发动机加热，油箱和化油器汽油将蒸发排入大气，温度越高蒸发量越大。为防止汽油蒸气排入大气，可采用吸附法去除。当汽油机不工作时，从油箱及化油器溢出的油蒸气流吸入活性炭罐中，被装在罐内的活性炭吸附；当汽油机工作时，由于排气压力作用，净化控制阀开启，来自空气滤清器的空气和蒸气一起从吸附罐进入气缸烧掉。
废气再循环系统：废气再循环称为ＥＧＲ系统，它是降低ＮＯ狓排放的一项
有效措施，目前在电控发动机上已普遍采用。废气循环是将５％～２０％的废气再引入进气管送到气缸，致使混合气被稀释、燃烧最高温度下降，从而使ＮＯ狓的生成量减少。ＥＧＲ阀装于进、排气管交叉处，根据发动机负荷及转速控制废气再循环量。
二次空气喷射系统：利用空气泵将新鲜的空气经空气喷管喷入排气道中，利用燃烧后的高温使排气中的ＣＯ，ＨＣ与空气相混合后燃烧，生成ＣＯ２和Ｈ２Ｏ，达到排气净化的目的。对ＣＯ，ＨＣ的净化效果较好。
催化转换器：此装置是使废气通过催化反应器后，利用催化剂与有害的ＣＯ在较低温度下迅速进行化学反应，变为无害的ＣＯ２，Ｈ２Ｏ和Ｎ２。催化方法有两种，即催化氧化法和催化还原法。催化氧化法是以铂、钯等贵金属或其他氧化物作为催化剂，氧化ＣＯ和ＨＣ；催化还原法是以铂、铑、碱等作为氧化剂，还原ＮＯ。催化转换器的优点是净化效果较好，主要缺点是价格昂贵。
一、曲轴箱强制通风系统原理分析及检修
（一）工作原理
当发动机正常工作时，曲轴箱会排出一定量的含有污染物空气（见图1-1）。这些空气是由于气缸窜气的结果。窜气是由于燃烧过程产生的。每次燃烧发生时，一定量的窜气从燃烧室经活塞环窜出，这些窜气在曲轴箱内产生一个较低的压力。窜入曲轴箱的气体具有较强的酸性，如果这些气体滞留在曲轴箱内，就会引起机油变质和发动机内金属的腐蚀。在老式发动机上为了避免这一问题，让新鲜空气通过机油加油口盖被吸入发动机，将酸性的气体通过通风管带入大气。这一通风管被称为道路吸管，或者称为呼吸管。这些气体是由汽车产生的一大污染源。
图1-1 燃油系统、曲轴箱、排气管和燃油箱等污染源
曲轴箱排放可以通过曲轴箱强制通风（PCV）系统很容易地进行控制。在该系统中，曲轴箱内产生的任何气体都被引入进气管并重新燃烧掉。通过封闭的PCV系统（见图1-2），空气经空气滤清器吸入，经过发动机进气系统部件进入曲轴箱。这些气体然后通过真空弹簧控制的通风阀吸入进气歧管，这些气体然后与进气管内的可燃混合物混合并在燃烧过程中燃烧。
图1-2 曲轴箱强制通风（PCV）系统及PCV阀
（二）PCV阀工作过程
如果曲轴箱气体在发动机所有工况下都进入进气系统，曲轴箱气体将干扰正常的空燃比。因此，有一个PCV阀安装在进气门前面，以控制PCV流量。PCV阀控制曲轴箱气体进入进气歧管的流量示，PCV阀的工作情况如图1-3所示。有两个方向相反的力作用于PCV阀，即来自进气歧管的真空力和弹簧力。当发动机不工作时，进气歧管没有真空，PCV阀在弹簧力的作用下保持关闭，阀中柱塞的密封锥面与阀底部接触，关闭阀的入口；当发动机在怠速或减速时，进气歧管的真空度非常高，PCV阀内的柱塞被吸到最上位置，将计量口关闭，几乎没有曲轴箱气体进入进气歧管；当发动机在正常负荷和转速下工作时，进气歧管的真空度下降，弹簧将柱塞下推，计量口的流通截面增大，进入进气歧管的曲轴箱气体增加；当发动机在加速或大负荷工况时，进气歧管的真空度非常低，弹簧使阀的开度更大，曲轴箱气体进入进气管的流量最大。因此，当发动机在低速时，只有很少量的曲轴箱气体进入进气歧管。随着发动机转速和负荷的增加，越来越多的曲轴箱气体进入进气歧管。
图1-3 PCV阀的工作过程
（三）曲轴箱强制通风系统检修
曲轴箱强制通风系统主要控制ＨＣ的排放，其工作是否正常主要取决于曲轴箱强制通风控制阀（ＰＣＶ阀），如图1-4所示。简易检测方法是在发动机怠速运转时，从进气口可听到“噬哩”进气声，将大拇指顶在进气口上能感到有吸力。也可取下曲轴箱通风控制阀，让新鲜空气直接进入曲轴箱后观察发动机转速。如果发动机转速下降（50～100r/min），说明曲轴箱强制通风装置功能正常；如果发动机怠速运转不稳，拆下曲轴箱通风控制阀后运转平稳，转速升高，则可能是阻风门发卡（未全开）或化油器溢油造成混合气过浓所致。
图1-4 PCV阀故障诊断
若用大拇指堵住曲轴箱通风控制阀口，感觉不到有吸力（真空度为零），说明该阀或连接软管堵塞。堵塞阀口，若发动机怠速转速和吸力（真空度）增大，说明怠速混合气过稀；若怠速转速迅速下降，甚至熄火，表明怠速混合气过浓，应对化油器进行维护。当然，其他原因如真空泄漏、废气再循环装置故障、点火系统工作异常等都可能造成发动机怠速工作不良，所以在检查曲轴箱强制通风系统前，应先检查和调整发动机怠速。
图4-1二次空气喷射系统
（二）空气泵和止回阀
空气泵是一种旋转叶片式容积泵（见图4-2）。有一个释放阀装在泵上控制泵产生的压力。当泵内的压力超过允许值时，释放阀打开使过高的压力释放。随着每一个叶片经过进气室，形成了一定的真空，因此新鲜空气进入，叶片将空气带入压缩区，由于泵室内特殊的形状，空气受到压缩并被送至排气室。被压缩的空气最终被送至排气歧管。
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