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致谢辞 23
参考文献 24
汽车排放控制系统的检修
12级汽车维修与检测技术2班旷瑜
摘要：
排放控制系统的故障一般不易被电脑故障自诊系统发现，因此故障的诊断只能通过对有关零件的检测来查找，所以排放控制系统的定期检修就显得尤为重要。
该系统由电脑根据冷却液的温度、转速、节气门开度等运转参数，通过燃油蒸发控制电磁阀来控制该系统的工作。
若正常行车中车厢内有燃油气味或发动机怠速不稳，而电脑自诊系统显示正常时，应该下述步骤检查，启动发动机至正常工作温度，并使之怠速运转。
按下蒸汽回收罐上的真空软管，用手检查有无真空吸力。
若此时有吸力，应检查电磁阀线束插头内部电源电压。
有电压，为电脑故障；
无电压，为电磁阀故障。
关键词：
故障分析重要参数检修
引言
在快速发展时期，我们必须兼顾经济、社会目标和资源环境目标。
现在国民的收入水平提高了，但是吃上放心的食品，喝上清洁的水，呼吸上新鲜空气却成了问题，这就是经济目标背离环境目标所遭遇的惩罚。
中国城市大气污染中，机动车排放所占的份额逐年上升。
在北京、上海、广州等大城市市区，汽车排放对大气污染的分担率已经达到了较高的水平，机动车已经成为一氧化碳、氮氢化合物、可吸入颗粒物等污染物的重要污染，如果不能有效控制汽车污染，城市污染即将由煤烟型污染向汽车尾气型污染转换。
种种迹象表明，能源环境已经成为制约中国汽车业的可持续发展的重要因素。
尽管如此，环保汽车的巨大商机必将吸引众多厂商。
欧用标准试验的实施，是中国汽车工业对人类和环境的承诺。
排放标准的提升，必将推动环保型汽车零部件的研制，生产和使用。
环保，已成为一个商机，带领中国的汽车工业进入世界的前沿阵地。
第一章排气系统
汽车排气系统是指收集并且排放废气的系统，一般由排气歧管，排气管，催化转换器，排气温度传感器，消声器和排气尾管等组成。
汽车排气系统是主要是排放发动机工作所排出的废气，同时使排出的废气污染减小，噪音减小。
1.1排气系统及排气歧管
1.1.1单排气系统及双排气系统
直列型发动机在排气行程期间，气缸中的废气经排气门进入排气歧管，再由排气歧管进入排气管、催化转换器和消声器，最后由排气尾管排到大气中。
这种排气系统称作单排气系统。
V型发动机有两个排气歧管，在大多数装配V型发动机的汽车上仍采用单排气系统，即通过一个叉形管将两个排气歧管连接到一个排气管上。
来自两个排气歧管的废气经同一个排气管、同一个消声器和同一个排气尾管排出。
但有些V型发动机采用两个单排气系统，即每个排气歧管各自都连接一个排气管、催化转换器、消声器和排气尾管。
这种布置形式称作双排气系统。
双排气系统降低了排气系统内的压力，使发动机排气更为顺畅，气缸中残余的废气较少，因而可以充入更多的空气燃油混合气或洁净的空气，发动机的功率和转矩都相应地有所提高。
1.1.2排气歧管
一般排气歧管由铸铁或球墨铸铁制造，近些年来采用不锈钢排气歧管的汽车愈来愈多，其原因是不锈钢排气歧管质量轻，耐久性好，同时内壁光滑，排气阻力小。
排气歧管的形状十分重要。
为了不使各缸排气相互干扰及不出现排气倒流现象，并尽可能地利用惯性排气，应该将排气歧管做得尽可能的长，而且各缸支管应该相互独立、长度相等。
如图1-1所示。
图1-1排气歧管
1.2消声器及检修
1.汽车消音器的原理
从催化转换器出来就连接到消声器了，消声器横截面是一个圆形或者椭圆形的物体，多用薄钢板焊制，装在排气系统的中部或者后部位置上，它内部有一系列隔板、腔室、孔管和管道，利用声波反射互相干扰抵消的现象，使声能逐渐消弱 ，用以隔离和衰减排气门每次打开时产生的脉动压力。
汽车消音器的原理就是其排气管是由两个长度不同的管道构成，这两个管道先分开再交汇。
由于两个管道的的长度差值等于汽车所发出的声波的波长的一半，使得两列声波在叠加时发生干涉时相互抵消而减弱声强，使声音减小，从而起到消音的效果。
阻性消声器主要是利用多孔吸声材料来降低噪声的。
把吸声材料固定在气流通道的内壁上或按照一定方式在管道中排列，就构成了阻性消声器。
当声波进入阻性消声器时，一部分声能在多孔材料的孔隙中摩擦而转化成热能耗散掉，通过消声器的声波减弱。
阻性消声器就好象电学上的纯电阻电路，吸声材料类似于电阻。
因此，人们就把这种消声器称为阻性消声器。
阻性消声器对中高频消声效果好、对低频消声效果较差。
抗性消声器是由突变界面的管和室组合而成的，好象是一个声学滤波器，与电学滤波器相似，每一个带管的小室是滤波器的一个网孔，管中的空气质量相当于电学上的电感和电阻，称为声质量和声阻。
小室中的空气体积相当于电学上的电容，称为声顺。
与电学滤波器类似，每一个带管的小室都有自己的固有频率。
当包含有各种频率成分的声波进入第一个短管时，只有在第一个网孔固有频率附近的某些频率的声波才能通过网孔到达第二个短管口，而另外一些频率的声波则不可能通过网孔．只能在小室中来回反射，因此，我们称这种对声波有滤波功能的结构为声学滤波器。
选取适当的管和室进行组合．就可以滤掉某些频率成分的噪声，从而达到消声的目的。
抗性消声器适用于消除中、低频噪声。
把阻性结构和抗性结构按照一定的方式组合起来，就构成了阻抗复合式消声器。
微穿孔板消声器一般是用厚度小于1mm的纯金属薄板制作，在薄板上用孔径小于1mm的钻头穿孔，穿孔率为1%一3%。
选择不同的穿孔率和板厚不同的腔深，就可以控制消声器的频谱性能，使其在需要的频率范围内获得良好的消声效果。
小孔消声器的结构是一根末端封闭的直管，管壁上钻有很多小孔。
小孔消声器的原理是以喷气噪声的频谱为依据的，如果保持喷口的总面积不变而用很多小喷口来代替，当气流经过小孔时、喷气噪声的频谱就会移向高频或超高频，使频谱中的可听声成分明显降低，从而减少对人的干扰和伤害。
有源消声器的基本原理是在原来的声场中，利用电子设备再产生一个与原来的声压大小相等、相位相反的声波，使其在一定范围内与原来的声场相抵消。
这种消声器是一套仪器装置，主要由传声器、放大器、相移装置、功率放大器和扬声器等组成。
2.消声器的主要作用
降低发动机的排气噪声，并使高温废气能安全有效地排出。
消声器作为排气管道的一部分，应保证其排气畅通、阻力小及足够强度。
消声器要经受500℃~700℃高温排气，保证在汽车规定的行驶里程内，不损坏、不失去消声效果。
3．车消音器在现实的运用
汽车噪声主要来自汽车排气噪声。
若不加消声器，噪声可达100分贝以上。
其次为引擎噪声和轮胎噪声，引擎噪声在汽车正常运转时，可达90分贝以上，而轮胎噪声在车速为90公里/时以上时，可达95分贝左右。
因此，在排气系统中加上消声器，可使汽车排气噪声降低20-30分贝。
在引擎方面，以汽油引擎代替柴油引擎，可以降低引擎噪声6-8分贝。
4.故障及排除
1）故障现象：
汽车在行驶中消声器出现放炮现象，停车检查中，当把点火线圈高压总火线拔下，在距离缸体34mm处试火，扳动分电器断电触点或摇转曲轴时，跳火均正常，但发现分电器断电触点有烧蚀现象。
用砂条修磨触点并调整间隙至0.35-0.45mm后，发动机启动后运转正常，但是当汽车行驶约40公里后，消声器又出现放炮现象。
2）故障检查与排除：
根据上述现象对消声器放炮原因进行了仔细分析，为找出故障症结，检查了点火次序、分电器,臂弹簧力、点火正时、火花塞等均未发现问题。
继续检查空气滤清器、气门间隙也没结果。
再次启动发动机又运转正常，但是没有多久旧病又复发了。
停车再次检查分电器部分。
通过拆卸和仔细检查，终于发现断电器触点臂至低压接线柱的铜胶线在拐弯处折裂，只剩下几根细铜丝相连。
更换断裂的铜胶线后，故障现象消失。
3）故障分析：
分电器低压导线部分铜丝折断后，导线横截面积减小，，从而使初级电路电阻增大，电路中电流减小，造成点火线圈产生的高压不足。
发动机在温低时，等待启动后发动机能正常运转。
发动机温度升高后，点火线圈温度随之升高，电阻又随温度上升而增大，?
所以点火线圈产生的高压电会更加不足，高压火花更弱，甚至断火。
由于不时断火，气缸里未被点燃的可燃混合气排入消声，在消声器中膨胀时，遇到废气中的火星即发生爆燃，表现为消声器放炮。
第二章排气净化装置
汽车排放的有害物已构成大气污染的主要来源。
为了减少汽车使用过程中对大气环境的污染，现代汽车对发动机的污染源采取了多项控制有害物排放及净化措施。
近几年来，汽车界开发和创制出许多净化排气的新技术和新装置。
2.1恒温进气系统
恒温进气系统也称进气温度自动调节系统。
如图2-1所示。
图2-1恒温进气系统
它是由空气加热装置（又称热炉）和安装在空气滤清器进气导流管上的控制装置构成的恒温进气系统多用于化油器式或节气门体喷射式发动机上。
当发动机冷起动之后，在怠速或小节气门开度下工作时，由于温度低，须供给发动机浓混合气以保持其稳定运转。
但浓混合气燃烧不完全，排气中CO和HC较多。
若供给稀混合气，虽然可以减少有害气体的排放，但在低温下发动机不能稳定运转。
恒温进气系统的功用就是在发动机冷起动之后，向发动机供给热空气，这时即使供给的是稀混合气，热空气也能促使汽油充分汽化和燃烧，从而减少了CO和HC的排放，又改善了发动机低温运转性能。
当发动机温度升高后，恒温进气系统向发动机供给未经加热的环境空气。
检修：
1.进气歧管电加热器的检验
拔下电加热器电线接头，用电压表测量电源线电阻，电压应不低于11.5V。
用万用表欧姆挡测量加热器电线电阻，阻值（20℃时）为0.25Ω--O.SΩ。
如大于o.5Ω，则应更换。
2.热敏开关的检验
用万用表欧姆挡检验进气歧管冷却水预热系统热敏开关的电阻，当温度低于60℃时，阻值应为0;
当温度高于70℃时，阻值应为无穷大。
3.恒温空气滤清器的检验
不要忽略恒温进气装置的工作，如果它失效，会使冷车时怠速不稳并增加油耗，这在冬季尤为显著。
恒温进行装置的检测。
1）每1500km更换滤芯，同时检查恒温进气装置的工作情况。
2）检查温控开关的真空软管是否安装良好。
3）从温控开关上拔下通转换开关（真空泵）B的软管，通过吸气来检查转换开关。
吸气时应能听到阀的开闭声。
4）检查温控开关，发动机温度在40℃以下（手温），启动发动机，怠速运转。
此时拨下温控开关与化油器间的真空软管，温控开关应在至少20s后打开（转换）.
2.2二次空气喷射系统及检修
很多汽车发动机装有二次空气喷射系统。
如图2-2所示，虽然二次空气喷射系统有各种各样的结构，但其功用基本相同，即利用空气泵将新鲜空气经空气喷管喷入排气道或催化转换器，使排气中的CO和HC进一步氧化或燃烧成为二氧化碳（CO２）和水（H２O）。
图2-2二次空气喷射系统
故障及排除
故障现象：
一辆配备2.8LATQ发动机全时4轮驱动，共行驶3万KM。
发动机故障警告灯点亮行驶中无不良感觉。
清除故障码后，次日早晨又会点亮。
故障诊断：
连接V.A.GI1552并读取系统故障码，发现有故障码P1234和P1411，含义为右列气缸和左列气缸二次空喷射系统的流量不足。
清楚后再一次读取故障码发现系统正常。
故障原因：
二次空气喷射的启动条件，必须在水温位于-10℃—45℃时工作超过45℃后将会停止二次空喷射，也就是说车辆处于热车时无法让故障现象再现。
于是采用一个2.5千欧的电阻插在水温传感器上来“骗”发动机控制单元让其控制二次空气喷射泵工作，结果是二次空气喷射泵正常转动，而发动机故障灯也再一次点亮，读取到的故障码人就是P1234和P1411。
故障排除：
检查发现进气管上的真空管凌乱不堪，错插了好几根。
将所有真空管正常接到位后，故障现象依旧。
将去往二次空气喷射阀的真空管拔下，发现在二次空喷射系统工作时根本没有真空。
这一下查到故障根源了。
用VA.GI1552的元件测试功能测试二次空喷系统开关阀，发现开关阀不动作，但在其附近却依然听到“嗒、嗒、嗒”声，原来是共振进气开关阀在动作，对照线路图时发现两个插头插反了，将插头对调后故障消失。
故障总结：
这起人为故障兜了一个大圈才发现问题所在，固然有人认为因素，但厂家在生产该产品时是否也存在一定的不合理性呢？
首先临近的两个插头应该不一样，即插错也插不上。
其二两个电磁阀颜色也一模一样，厂家仅用绿、蓝油铅笔在各自插头淡淡地画了一些来区分颜色，随着里程的增加及高温，油铅印很快会消失。
2.3催化转换器及检修
催化转换器是利用催化剂的作用将排气中的CO、HC和NOx转换为对人体无害的气体的一种排气净化装置，也称作催化净化转换器。
金属铂、钯或铑均可作催化剂。
在化学反应过程中，催化剂只促进反应的进行，不是反应物的一部分。
图2-3氧化催化转换器
催化转换器有氧化催化转换器和三元催化转换器。
如图2-3所示，氧化催化转换器只将排气中的CO和HC氧化为CO２和H２O，因此这种催化转换器也称做二元催化转换器。
必须向氧化催化转换器供给二次空气作为氧化剂，才能使其有效地工作。
三元催化转换器可同时减少CO、HC和NOx的排放，它以排气中的CO和HC作为还原剂，把NOｘ还原为氮（N２）和氧（O２），而CO和HC在还原反应中被氧化为CO２和H２O。
当同时采用两种转换器时，通常把两者放在同一个转换器外壳内，而且三元催化转换器置于氧化催化转换器前面。
排气经过三元催化转换器之后，部分未被氧化的CO和HC继续在氧化催化转换器中与供入的二次空气进行氧化反应。
1.外观检查
检查催化转化器在行驶中是否受到损伤以及是否过热。
将车辆升起之后，观察催化转化器表面是否有凹陷，如有明显的凹痕和刮擦，则说明催化转化器的载体可能受到损伤。
观察催化转化器外壳上是否有严重的褪色斑点或略有成青色和紫色的痕迹，在催化转化器防护罩的中央是否有非常明显的暗灰斑点，如有则说明催化转化器曾处于过热状态，需做进一步的检查。
用拳头敲击并晃动催化转化器，如果听到有物体移动的声音，则说明其内部催化剂载体破碎，需要更换催化转化器。
同时要检查催化转化器是否有裂纹，各连接是否牢固，各类导管是否有泄漏，如有则应及时加以处理。
此方法简单有效，可快速检查催化转化器的机械故障。
汽车维修养护网
由于催化剂载体破损剥落、油污聚集，容易阻塞载体的通道，使流动阻力增大，这时可通过测量其压力损失来进行检查。
2.背压试验
在催化转化器前端排气管的适当位置上打一个孔，接出一个压力表，启动发动机，在怠速和2500r/min时，分别测量排气背压，如果排气背压不超过发动机所规定的限值，则表明催化剂载体没有被阻塞。
排气背压超过发动机所规定的限值，则需将催化转化器后端的排气系统拆掉，重复以上的试验，如果催化转化器阻塞，排气背压仍将超过发动机所规定的限值。
排气背压下降，则说明消声器或催化转化器下游的排气系统出现问题，破碎的催化剂载体滞留在下游的排气系统中，所以首先进行外观检查确认催化剂载体完整是非常必要的。
对有问题的排气管、消声器和催化转化器也可通过测量其前后的压力损失来判断。
3.真空试验
将真空表接到进气歧管，启动发动机，使其从怠速逐渐升至2500r/min，观察真空表的变化，如果这时真空度下降，则保持发动机转速2500r/min不变，且此后真空度读数明显下降，则说明催化转化器有阻塞。
因为催化转化器的阻塞在真空试验中是一个渐变的过程，而此试验是一个稳态的过程（2500r/min），真空度读数不会产生明显的下降。
如果是在试验室进行一个催化转化器阻塞前后的对比检查，催化转化器阻塞后，进气歧管真空度会发生明显下降，如果进气歧管真空度下降，并不能完全说明是由催化转化器阻塞造成的。
发动机供油量减少时，进气歧管的真空度也会下降。
因此与真空试验相比，排气背压试验更能真实反映催化转化器的情况。
以上方法只能检查催化转化器机械故障，催化转化器的性能好坏，也就是其转化效率的高低，则需要通过下列的检查来判断。
4.加热法
催化转化器在正常工作状态下，由于氧化反应产生了大量的反应热，因此可通过温差对比来判断催化转化器性能的好坏。
启动发动机，预热至正常工作温度，将发动机转速维持在2500r/min左右，将车辆举升，用数字式温度计（接触式或非接触式红外线激光温度计）测量催化转化器进口和出口的温度，需尽量靠近催化转化器（50mm内）。
催化转化器出口的温度应至少高于进口温度10～15％，大多数正常工作的催化转化器，其催化转化器出口的温度高于进口温度20～25％。
如果车辆在主催化转化器之前还安装了副催化转化器，主催化转化器出口温度应高于进口温度15～20％，如果出口温度值低于以上的范围，则催化转化器工作不正常，需更换；
如果出口温度值超过以上范围，则说明废气中含有异常高浓度的CO和HC，需对发动机本身做进一步的检查。
5.其它方法
通过对比整车排放情况来判断催转化器效率的方法是不科学的。
因为汽车排放的好坏与各系统的工作状况有关，不可排除的误差因素较多。
如用冷热怠速时的排气浓度变化来检查催化转化器转化效率就是不太准确的方法。
发动机冷车时，由于汽缸壁较冷，燃烧不完全而产生大量的CO和HC，而发动机热车怠速时，由于燃烧条件好转，发动机已处于闭环控制状态，不需要催化转化器的作用，排气浓度也会大大降低。
因转化效率，可比性较差。
2.4排气再循环（EGR）系统及检修
图2-4排气再循环
排气再循环是指把发动机排出的部分废气回送到进气歧管，并与新鲜混合气一起再次进入气缸。
由于废气中含有大量的CO2，而CO2不能燃烧却吸收大量的热，使气缸中混合气的燃烧温度降低，从而减少了NOx的生成量。
排气再循环是净化排气中NOx的主要方法。
如图2-4所示，在新鲜的混合气中掺入废气之后，混合气的热值降低，致使发动机的有效功率下降。
为了作到既能减少NOx的排放，又能保持发动机的动力性，必须根据发动机运转的工况对再循环的废气量加以控制。
NOx的生成量随发动机负荷的增大而增多，因此，再循环的废气量也应随负荷而增加。
在暖机期间或怠速时，NOx生成量不多，为了保持发动机运转的稳定性，不进行排气再循环。
在全负荷或高转速下工作时，为了使发动机有足够的动力性，也不进行排气再循环。
一辆进口奥迪A64.2轿车，用户反映该车在行驶过程中经常出现突然松开油门踏板后发动机剧烈抖动或马上熄火的现象，车辆在行驶时并无其他不良状况，并称该车因此故障已在多家修理厂进行过维修，但故障终未得到解决。
根据用户反映的情况，首先连接故障诊断仪V.A.G1551检测了发动机电控系统，但系统中无故障系统储存。
为了明确故障原因，又利用诊断仪读取了各传感器和各执行器的动态数据流，发现相关的一些技术参数均在规定范围内。
通过以上的检查，表明故障出在发动机电控系统方面的可能性不大。
故障分析：
故障排除进行到此时，我们也对该车的故障进行了进一步的分析。
一般能造成发动机怠速熄火的原因很多，如进气系统某气阀或管接头漏气，燃油系统压力不足或系统因某种原因脏堵，点火系统漏电或电火花能量不足，燃油蒸发排放控制系统漏气，以及废气再循环系统（EGR）工作不正常等。
根据该车EGR系统结构特点分析，产生故障的可能性有两个：
1.电磁阀关闭不严，从而使得进气管的真空度不受电磁阀控制而进入EGR阀真空膜室将EGR阀打开，导致废气进入气缸参与燃烧。
2.EGR阀关闭不严，导致废气不受EGR阀的控制直接进入气缸参与燃烧。
我们先切断了电磁阀与EGR阀之间的真空通道，结果故障依旧，证明是EGR阀关闭不严。
拆下EGR阀检查，阀门果然漏气。
我们发现阀门和阀座上均有积碳，正是这些积碳导致阀门关闭不严漏气。
经清除EGR阀门及阀座的积碳，并用研磨膏研磨后，测试不漏气装复后试车，故障排除。
众所周知，EGR系统的工作是受发动机控制单元控制的，发动机控制单元根据发动机转速，负荷、温度、进气流量及排气温度信号，通过控制电磁阀适时地打开，使排气系统中的少部分废气经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后，降低了燃烧室中的温度，因NOx是在高温富氧条件下生成的，故抑制了NOx的生成，从而降低了废气中的NOx的含量。
当发动机在怠速、低速小负荷及冷机时，发动机控制单元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、负荷且达到一定的温度时，发动机控制单元控制少部分废气参与再循环，且参与再循环的废气量能够根据发动机转速、负荷、温度及废气温度的不同而改变，以及达到废气中的NOx含量最低。
一旦发动机的EGR系统出现故障，将会影响发动机混合气的正常燃烧，从而影响发动机的动力性。
特别是在发动机怠速、低速、小负荷及冷机工况时，这种影响尤为明显。
第三章燃油蒸气排放控制
3.1汽油蒸发形成的废气
随着外界温度的降低，油箱内部的汽油蒸气凝结，因此产生部分真空，从油箱盖吸入空气；
而随着外界温度的上升，空气与燃油蒸气（HC）一起排出，此外，除油泵外，燃油管道等接头处渗出的汽油蒸气逸散至大气中。
以上各种汽油蒸气，成为大气污染源之一。
3.2油蒸气挥发控制（EVAP）及检修
为了防止燃油箱向大气排放燃油蒸气而污染大气环境，在发动机控制系统中采取了由发动机ECU控制的活性炭罐蒸发污染控制装置。
如图3-1所示。
当燃油受热或大气压力降低（海拔高度增加）时，燃油箱中形成燃油蒸气，经过燃油管将燃油蒸气存储在活性炭罐中。
发动机工作时，ECU根据发动机转速、温度、空气流量等信号，控制炭罐电磁阀的开闭，当打开时，空气从活性炭罐大气入口处吸进炭罐，冲洗活性炭罐延长活性炭罐寿命，并与燃油蒸气混合送至发动机燃烧。
发动机工作时的燃油量包括喷油器喷射油量和来自燃油箱蒸发控制燃油蒸气。
图3-1活性炭罐蒸发污染控制装置
为了控制燃油箱逸出的燃油蒸汽，电控发动机普遍采用了碳罐，油箱中的燃油蒸汽在发动机不运转时被碳罐中的活性碳所吸附，当发动机运转时，依靠进气管中的真空度将燃油蒸汽吸入发动机中。
电子控制单元根据发动机的工况通过电磁阀控
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