汽车排放控制系统的故障诊断课件.ppt

1、2022年8月14日星期日汽车排放控制系统的故汽车排放控制系统的故障诊断障诊断课程内容o排放控制系统的结构组成o排放控制系统系统的工作原理o排放控制系统系统的控制o排放控制系统系统零部件功能、故障及故障现象表o排放控制系统系统零部件常见故障分析o排放控制系统系统故障诊的步骤与方法o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o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排气管排放的气态污染物污染物。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）。排放控制系统的 结构和工作原理 -汽车的排放污染物o蒸发污染物-指汽

2、车排气管排放之外，从汽车的燃料燃料(汽油汽油)系统损失的碳氢化合物蒸气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o曲轴箱污染物-从发动机曲轴箱通气孔或润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。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油以及在燃烧过程中产生的其它气体通过发动

3、机的活塞环，泄漏至曲轴箱。该泄漏状况被称机的活塞环，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。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oCO 无色、无味的有毒气体。由无色、无味的有毒气体。由混合气混合气过浓过浓导致燃料燃烧不完全而产生。导致燃料燃烧不完全而产生。oHC 包括未燃烧和未完全燃烧的燃油、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。产生原润滑油及其裂解产物和部分氧化物。产生原因是因是混合气燃烧不完全、点火不良或泄漏。混合气燃烧不完全、点火不良或泄漏。oNOX 燃烧过程中形成的多种氮氧化物

4、，燃烧过程中形成的多种氮氧化物，主要是主要是NO，还有，还有N02、N203、N2O5等。等。由由混合气在高温、富氧下燃烧混合气在高温、富氧下燃烧时产生的。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o一氧化碳（CO）会使人体缺氧,长期接触会产生慢性中毒。o碳氢化合物（HC）是致癌物质。o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。o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

5、。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o1960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。o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）。o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.o国3和国4分别于07年7月1日和2010年7月1日实施。o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1.1.废气再

6、循环废气再循环装置（装置（EGREGR）：）：将部分气体的流动方向从排气歧管重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，废气中新转移至进气歧管。从而使燃烧温度降低，废气中NOX的含量的含量减少。减少。2.2.曲轴箱强制通风曲轴箱强制通风装置（装置（PCVPCV）：将）：将窜缸混合气直接被吸入进气歧窜缸混合气直接被吸入进气歧管，进入气缸烧掉。管，进入气缸烧掉。3.3.燃油蒸发控制燃油蒸发控制装置（装置（EVAPEVAP）：）：将从燃油箱排出的并释放到大气中将从燃油箱排出的并释放到大气中的燃油蒸气的燃油蒸气(含有含有HC)量减小到最低程度。量减小到最低程度。4.4.催化

7、转换催化转换装置（装置（TWCTWC）(三元催化转换器与二次空气喷射三元催化转换器与二次空气喷射)：当排当排放气体流经放气体流经TWC时发生化学反应，将时发生化学反应，将CO、HC和和NOx在释放在释放到大气中之前大部分被从废气中排除。到大气中之前大部分被从废气中排除。5.5.A/FA/F控制控制：通过使用：通过使用A/FA/F传感器、传感器、SO2SO2传感器来实现最佳传感器来实现最佳TWCTWC净化性净化性能能6.6.二次空气喷射与热反应器二次空气喷射与热反应器:燃烧排气中残留的燃烧排气中残留的HC,CO。7.7.进气加热与节气门缓冲器进气加热与节气门缓冲器:减少减少HC、CO的排放量。的

8、排放量。排放控制系统的 结构和工作原理 -废气再循环装置（废气再循环装置（EGREGR）废气再循环废气再循环(Exhaust Gas Recirculation，即，即EGR)工作原理：将一部分废气将一部分废气引入进气系统，与新鲜的引入进气系统，与新鲜的燃油混合气混合，使混合燃油混合气混合，使混合气变稀，从而降低了燃烧气变稀，从而降低了燃烧速度，燃烧温度随之下降，速度，燃烧温度随之下降，从而有效的减少从而有效的减少NOX的生的生成。成。排放控制系统的 结构和工作原理 -废气再循环装置（废气再循环装置（EGREGR）系统部件EGREGR阀阀v 真空膜片式（气道式、正背压式、负背压式）真空膜片式（

9、气道式、正背压式、负背压式）v 电磁式（数字电磁式（数字EGREGR阀、线性阀、线性EGREGR阀）阀）EGREGR枢轴位置传感器枢轴位置传感器EGREGR真空调节器真空调节器(EVR)(EVR)真空管路真空管路控制电路控制电路EGR阀返回退出广州广州本田雅阁本田雅阁轿车发动机废气再循环轿车发动机废气再循环(EGR)系统系统退出排放控制系统的 结构和工作原理 -曲轴箱强制通风装置（PCV）曲轴箱通风曲轴箱通风(Positive Crankcase Ventilation,即即PCV)曲轴箱为什么要通风？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燃烧室内的

10、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，将内，将稀释和污染机油稀释和污染机油，造成机油的润滑性能下降，因此必须将这些污染物，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，会风，会将机油从油封或气缸垫压出将机油从油封或气缸垫压出。为环保为环保，将这些进入曲轴箱的气体导入，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。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。视频视频排放控制系

11、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 -燃油蒸发控制装置（EVAP）燃油蒸发控制燃油蒸发控制(Evaporative Emission Control,(Evaporative Emission Control,即即EVAPEVAP)汽车产生的排故物中大约有汽车产生的排故物中大约有2020来自燃油蒸发。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燃油蒸发控制系统能够存储燃油系统产生的燃油蒸气(HC)(HC)，阻止燃油蒸气泄漏到大气中，减少环境污染；，阻止燃油蒸气泄漏到大气中，减少环境污染；同时将收集

12、的燃油蒸气适时地送入进气歧管，与正常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。混合气混合后进入发动机燃烧，使汽油得到充分利用。视频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）o控制燃油蒸气进入的控制燃油蒸气进入的时机时机和和进入量进入量，通常考虑以下条，通常考虑以下条件：件：发动机起动已超过规定的时间；发动机起动已超过规定的时间；冷却液温度已高于规定值；冷却液温度已高于规定值；怠速触点开关处于断开状态；怠速触点开关处于断开状态；发动机转速高于规定值。发动机转速高于规定值。当满足以上条件时，发动机控制模块当满足以上条件

13、时，发动机控制模块(ECU)使电使电磁阀线圈电路接地通电，电磁阀的阀门开启，贮存在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。活性炭罐内的燃油蒸气经软管被吸入发动机燃烧。o 较先进的燃油蒸发控制系统，一般都能根据发动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。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 -催化转换装置（TWC）o三元：三元：CO、HC，NOXo三元催化剂：铂三元催化剂：铂(或钯或钯)和和 铑铑o三元催

14、化转换作用：三元催化转换作用：CO、HC、NOX H2O、CO2、N2o高催化效率条件：高催化效率条件：理想混合气（空燃比理想混合气（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）退出排放控制系统的 结构和工作原理 -A/FA/F反馈控制反馈控制通过使用通过使用A/FA/F传感器、传感器、SOSO2 2传感器来实现最佳传感器来实现最佳TWCTWC净化性能净化性能A/F传感器传感器O2传感传感器器退出催化转换器视频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零部件名称功能功能零部件常见故障零部件常见故障车辆故障现象车辆故障现象EGR阀阀控制进入气缸的废

15、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

16、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 -废气再循环装置（废气再循环装置（EGREGR）EGR阀卡滞在开启位置o故障原因:阀座积碳或阀杆卡滞o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。o诊断方法：调取故障码+视情拆检o故障排除：更换或修理EGR阀 EGR的控制系统会发生怎样的故障？二.排放控制系统常见故障分析 -曲轴箱强制通风装置（PCV）PCV阀卡滞、堵塞、工作不良o故障原因:积碳、胶着、弹簧力衰减o故障现象：排放超标、进气管渗漏、润滑油消耗大。o检查方法：就车检查+拆检o修理方法：更换 PCV系统还有哪些故障？二.排放控制系统常见故障分析 -燃油

17、蒸发控制装置（EVAP）活性碳罐性能不良o故障原因：活性碳吸附性能衰退。o故障现象：燃油蒸汽从活性碳罐逸出，造成 环保和安全隐患。o故障诊断：采用排除法，确认控制和真空系统正常。o故障排除：更换活性碳罐。碳罐电磁阀及其控制电路、真空管路会发生怎样的故障？二.排放控制系统常见故障分析 -催化转换装置（TWC）催化转换器性能劣化o故障原因：排气污染o故障现象：排放超标、燃油经济性差、汽车动力性差。o故障诊断：调取故障码+拆检+分析o故障排除：更换催化转换装置 请列举催化转换装置的其他常见故障二.排放控制系统常见故障分析 -A/FA/F反馈反馈控制控制o传感器性能劣化或损坏o故障原因:自然衰退、排气

18、污染、排气温度高。o故障现象：排放超标、燃油经济性差、汽车动力性差。o故障诊断：调取故障码+电路检测o故障排除：更换传感器 A/F反馈控制的其他故障三.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。o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。vAG1551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500-650rmin之间波动。(1)首先对点火系统进行检查：o

19、拔掉分缸高压线起动试火，火花很强。o拆下各缸火花塞观察，燃烧情况很好。o用断缸法进行试验时，各缸反应都一致。o用发动机正时灯测量点火提的角，点火提前角符合规定。以上检查，说明点火系统?(2)检查供油系统：o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。一般燃油压力正常值是?o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:o空气滤清器较清洁；o测量进气管真空度，正常；o检测各气缸的压缩压力，正常；气缸的压缩压力正常?o检测MAP传感器及反馈电压，正常；o拆卸怠速控制阀，清除集碳，故障依旧。(4)检查排放控制系统：o将燃油蒸气通道阻断使其暂停工作，故障存

20、在；o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。o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：o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。o经测试不漏气后装复试车，发动机怠速运转平稳，再用v.AG1551检测，发动机怠速转速为800rmin，发动机不熄火。故障排除！o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

21、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。o 根据上述

22、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不受电磁阀控制而进入EGR阀真空膜片室，将EGR阀打开，废气进入气缸参与燃烧，影响了混合气的着火性能，造成怠速熄火；另 一个是EGR阀关闭不严，废气不受EGR阀的控制直接进入气缸参与燃烧，影响了混合气的着火性能，造成怠速熄火。2 车 型：1995款奥迪 A6 28L轿车。故障症状：发动机故障灯亮，加速时发闷，怠速严重发抖，加速无力。诊断思路诊断思路?故障诊断:o首先调取故障码，读出两个故障码，分别表明空气流量计故障和氧传感器信号无变化。o检查空气流量计，其线路及信号均正常。o检查氧传感器信号

23、(该车三元催化转换器上有两个氧传感器)，发现其中一边氧传感器信号一直在0.02V左右不变，另一边的氧传感器信号变化也非常缓慢，做急加油动作，氧传感器信号依然没有变化，说明氧传感器损坏。更换氧传感器，清除故障码，试车o故障症状依然存在；o发动机故障灯依然亮；o故障码依然表明：氧传感器信号不良。o再检查氧传感器信号，发现有一边信号正常，另一边不正常。o测试喷油器及点火，均正常。o经分析认为，是三元催化转换器堵塞了。o把三元催化转换器拆下检查，发现一边三元催化转换器堵死了。o把三元催化转换器捅掉。装好后，清除故障码，再发动，怠速正常。至热车后，故障灯也不亮了。进行路试，发动机工作正常。维修结束啦?o

24、由于三元催化转换器内的触媒被捅掉了，因此排气管噪声特别响，特别是冷车时更为明显。另外，气味也较难闻。o更换三元催化转换器，故障彻底排除。故障原因分析 由于三元催化转换器堵塞了，造成发动机排气不畅，致使氧传感器长期在恶劣条件下工作，加速了氧传感器损坏，造成发动机警告灯亮；同时由于排气不畅，间接造成进气也不顺畅，致使气缸工作性能差，造成怠速发抖、ECU记忆不准等故障。案例3o3车 型：1997款丰田大霸王多用途车o 故障症状：发动机怠速运转正常，空负荷急加速时也正常，但在行驶中，偶尔出现行驶无力、回火、放炮现象，并且发动机故障灯点亮。故障诊断：o首先连接故障测试仪，调取故障码为25，表明混合气过稀

25、。o然后在进气歧管上接上真空表，测量进气系统真空度，显示数据符合标准。o连接油压表测量燃油系统压力也正常。o利用测试仪读取数据流，也未见异常。o清洗了喷油器后，加速性能有所好转，但发动机偶尔还是会回火。o检查点火系统，末发现异常。检查排放控制系统：o接上示波器做氧传感器反馈信号测试，观察氧传感器波形中有一定程度杂波，主氧传感器平均电压偏高。o更换后进行路试，故障又出现，说明问题并不在氧传感器。o再次进行路试，在急加速的情况下，发动机回火，且此时波形有严重杂波，说明排气系统有故障。o举升车辆，急踩加速踏板时，仔细观察，发现主氧传感器之前的排气管接口垫上方轻微漏气。o更换了接口垫后，主、副氧传感器波形清晰无杂波，路试，一切正常。故障原因分析 由于主、副氧传感器是装在三元催化转换器前后监测空燃比（A/F）与三元催化转换器的工作状况，而其对主氧传感器前面任何地方存在漏气都同样敏感。当它感知到混合气变稀时，电控单元将增加喷油量，导致混合气过浓，排气管放炮。当它感知到混合气过浓时，又会减少喷油量，从而导致喷油量减少混合气变稀，产生回火和加速无力等现象。退出排气污染物蒸发污染物曲轴箱污染物COCO的产生视频HCHC的产生视频1HCHC的产生视频2