技师论文废气再循环控制系统的故障与排除方法.docx

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技师论文废气再循环控制系统的故障与排除方法

一概述……………………………………………………….…………...………….1

1.1汽车排放污染的主要成分与危害............................................................1

1.2汽车排放污染物形成的原因……………………....…………..………..5

1.3减少汽车污染物排放的对策……………………....……….…….……6

二废气再循环系统（EGR）………........……..…..……………………………...…….8

2.1废气再循环系统（EGR）……………………………….………………….8

2.2废气再循环系统是否正常工作的检查……….……………….…..…....8

2.3EGR系统的故障的故障案例……………….….…….………………….9

三结论...…………………………………………………………………...……..…12

参考文献……………………………………………………………………………..13

前言：

汽车发动机在运行的过程中会排放出大量污染物，排放控制系统是把发动机排放的污染物转化为无害物的装置。

排放控制系统由废气再循环系统（EGR）、燃油蒸气回收装置（EVAP）、二次空气喷射装置（EAIR）和三元催化转换器（TWC）等组成，本文针对废气再循环系统组成结构、原理与检修方法和步骤进行介绍，对其常见的故障进行了举例分析。

一概述

1.1汽车排放污染的主要成分与危害

汽车排放污染物主要有：

一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化合物（NOx）、二氧化碳（CO2）、二氧化硫（SO2）、铅（Pb）和炭烟（PM）等。

一氧化碳（CO）是空气不足或空气中氧含量不足造成混合气过浓所产生的一种无色、无味的有害气体。

一氧化碳（CO）与人体血液中的血红素有很强的亲和力（它的亲和力是氧的300倍），被人体吸入后容易使血液丧失对氧的输送能力而产生缺氧中毒。

当环境中CO的浓度超过100ppm时，人体就会产生头晕、乏力等不适感；随着CO浓度的增加，会进一步产生头痛、呕吐、昏迷等症状；当CO浓度超过600ppm时，短期内会引起窒息死亡。

碳氢化合物（CH）是指发动机废气中燃料未完全燃烧的产物部，还包括供油系统中燃料的蒸发和滴漏。

具有一定的毒性和易燃易爆的特性，其中的苯类物质又具有致癌作用。

单独的碳氢化合物只有在含量相当高的情况下才会对人体产生影响，一般情况下对人作用不是很明显，但它是产生光化学烟雾的重要成分。

HC与NOx在阳光下极易发生光化学反应，形成以臭氧（O3）和以醛类为主的光化学烟雾。

当O3达到一定浓度时，会令生物在短期内发生高温氧化而脱水死亡；醛类有机物带有毒性，对眼睛和呼吸系统有强烈的刺激作用，严生的会导致中毒死亡。

氮氧化物（NOx）是发动机在高温富氧时大量产生的一种褐色的有刺鼻气味的气体，发动机废气刚一排出气体内存在。

汽车废气中排出多种氮氧化物（NOx），其中一氧化氮（NO）与人体血液中血红素的亲和力比CO还强，两者结合后会产生与CO相似的症状，一般情况下对人体的眼睛、鼻子、咽喉、支气管和肺部等会带来更大的损害，严重时至人于死地。

氮氧化物进入人体肺泡后形成亚硝酸和硝酸，对肺组织产生剧烈的刺激作用，亚硝酸盐则能与人体内血红蛋白结合，形成变性血红蛋白，可在一定程度上造成人体缺氧。

氮氧化合物与碳氢化合物受阳光中紫外线照射后发生化学反应，形成有毒的光化学烟雾，当光化学烟雾中的光化学剂超过一定浓度时，具有明显的刺激性，它能刺激眼结膜，引起流泪并导致红眼病，同时对鼻，咽等器官均有刺激性，能引起急性喘息症，可以使人呼吸困难，眼红喉痛，头脑晕沉，造成中毒。

光化学烟雾还具有损害植物、降低大气能见度、损害橡胶制品的危害。

二氧化碳（CO2）为无色无毒气体，对人体无直接危害，但大气中的二氧化碳大幅度增加，会导致大气的温室效应，使全球气温上升，南北极冰层融化，海平面上升，大陆腹地沙漠化趋势加剧，使人类和动物赖以生存的生态环境遭到破坏。

二氧化硫（SO2）为燃油中的硫燃烧后的生成物，人体吸入SO2后，即产生咳嗽、咽喉肿痛、呼吸困难、胸闷、四肢乏力，进一步会引起支气管炎、肺炎和心脏病等，严重的会导至人畜死亡。

SO2还极易与大气中的水蒸气结合生成亚硫酸烟雾，达到一定积聚量后便形成酸雨，使水土酸化，破坏林木、植物的生长。

故此，应尽量减少燃油中的含硫量。

铅（Pb）为一种有毒的金属，它由燃油中的铅化物添加剂（如四乙铅）经高温燃烧后还原而成的铅微粒。

铅与血液中的血红素结合后，使血红素产生异变。

当血液中的铅含量达到一定的程度时，会积聚于肝、肾、大脑和脊髓中，严重地破坏人体的神经系统和造血功能。

炭烟（PM）碳微粒主要是柴油发动机燃烧不完全的产物，其内还有大量黑色的炭颗粒和其他杂质粉尘，由于其粒径极小，约为0.01～0.2um，能长期悬浮于空气中，影响道路上的能见度且易于通过呼吸系统而沉积于肺泡内，炭烟不仅本身对人体的呼吸系统有害，而且炭烟粒的空隙中往往吸附着二氧化硫和有致癌作用的多环芳香烃等，极具致癌作用。

铅、碳微粒和其他杂质粉尘等因粒径极小，SO2又具有胶粘性，特别是铅微粒，因无法燃烧，一旦被吸附在催化剂的表面上，便令三元催化净化器丧失催化功能，此即为三元催化净化器的铅中毒。

1.2汽车排放污染物形成的原因

一氧化碳（CO）是空气不足或空气中氧含量不足造成混合气过浓所产生的一种无色、无味的有害气体。

碳氢化合物（CH）是指发动机废气中未燃部分，还包括供油系统中燃料的蒸发和滴漏，造成燃烧不充分。

氮氧化物（NOx）是发动机在高温富氧时大量产生的一种褐色的有刺鼻气味的气体。

二氧化硫（SO2）为燃油中的硫燃烧后的生成物。

铅（Pb）为一种有毒的金属，它由燃油中的铅化物添加剂（如四乙铅）经高温燃烧后还原而成的铅微粒。

碳微粒主要是柴油发动机燃烧不完全的产物。

1.3减少汽车污染物排放的对策

汽车污染物排放给交通干线等人口密集区人们的健康造成严重危害，给人类生存的大气环境带来了严重污染，必须采取有效措施减少或者消除。

目前遏制汽车污染物排放的对策有很多，比如：

控制汽油车的污染物排放。

大量采用天然气汽车、采用零排放汽车、发展新能源汽车此外，加强行政管理，尤其在大城市人口稠密的地区，可以采取开辟地下通道；开辟地铁，施行电力牵引行驶；汽车分流行驶；城镇建设考虑自身的循环和多功能结构；合理设计城市居民的日常生活，汽车只用在城外等有效手段，从而有效减少和控制汽车污染物的排放。

单从控制汽油车的污染物排放来讲， 现代汽油发动机排放控制，可以通过以下新技术来进行：

1．是发动机结构优化技术。

如采用多气阀进气机构，组织进气气流、对燃烧室加以改进等。

通过改善发动机燃烧状况，提高燃烧效率，降低发动机一氧化碳、碳氢化合物的生成量。

2．是闭环电控发动机管理技术。

包括电控燃油喷射和电控点火。

3．是燃油蒸发污染物控制技术。

对油箱和供油系统排出汽油蒸气污染物进行控制，国外从20世纪80年代就普遍使用，可控制汽油车20%左右的碳氢化合物排放。

4．是闭式曲轴箱强制通风技术。

控制发动机曲轴箱窜气造成环境污染，可控制汽油车20%左右的碳氢化合物排放。

5．是废气再循环技术。

将发动机排气引入到进气中，通过降低发动机气缸内气氛的相对含量和最高燃烧温度来减少氮氧化物的生成量，可降低40%-60%氮氧化物的生成量。

6．是三效催化转化器技术。

利用氧化和还原反应，将汽车排气中的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物同时转化成无害的二氧化碳、氮气、水的技术。

在一定条件下，对污染物的转化效率可达80%以上，是目前最为有效的汽油车机外净化技术。

但为保证工作效能，需要发动机具备闭环电控系统，并燃用无铅汽油。

7．是改进油料、燃油的质量、组分、添加剂对排放均有一定影响。

开发并采用多种燃料的新型汽车是今后汽车的发展方向，如改进油料的质量和组分，降低车辆污染物排放。

二废气再循环系统（EGR）

废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。

2.1废气再循环系统（EGR）

废气再循环（EGR）系统用于降低废气（惰性气体）中的氧化氮（NOX）的排出量。

氮和氧只有在高温高压条件下才会发生化学反应，发动机燃烧室内的温度和压力满足了上述条件，在强制加速期间更是如此。

当发动机在负荷下运转时，EGR阀开启，使少量的废气进入进气歧管，与可燃混合气一起进入燃烧室。

怠速时EGR阀关闭，几乎没有废气再循环至发动机。

汽车废气是一种不可燃气体（不含燃料和氧化剂），在燃烧室内不参与燃烧。

它通过吸收燃烧产生的部分热量来降低燃烧温度和压力，以减少氧化氮的生成量。

进入燃烧室的废气量随着发动机转速和负荷的增加而增加。

系统构成如图1所示。

图１废气再循环系统（EGR）

2.2废气再循环系统是否正常工作的检查

2.2.1EGR阀的检修

（1）起动发动机，并以怠速运转，将手指伸人EGR阀，按在膜片上；在冷车状态下踩下加速踏板，使发动机转速上升至2000r／min左右，此时EGR阀应不开启；发动机热车后水温高于5O℃，踩下加速踏板，使发动机转速上升至2000r／min左右，此时EGR阀应开启，手指可感觉到膜片的动作。

（2）使发动机怠速运转，拔下EGR阀上的真空软管，用手动抽真空器对EGR阀膜片室施加约l9．95kPa的真空度，若此时发动机怠速运转性能变坏甚至熄火，说明EGR阀工作正常；若发动机性能无变化，说明EGR阀损坏，应更换。

2.1.2废气再循环控制电磁阀的检测

控制电磁阀位于空气滤清器总成后部。

拆下控制电磁阀线束接头，测量两引脚间电阻，应为20-35Ω，若不符合标准，则更换。

2.2废气再循环系统的案例

2.2.1故障现象

一辆1997年产进口美规奥迪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，但故障始终未得到解决。

2.2.2故障诊断

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，但系统中无故障存储。

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。

2.2.3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。

图11进气系统密封良好

由于该车曾在多家修理厂维修过，而各修理厂的水平又参差不齐，所以我们必须对很多环节引起注意，以免被一些人为因素所干扰。

经过大家讨论，我们决定就以上怀疑的地方逐项进行检查。

为此，我们先测量了进气系统的真空度，测量结果在正常范围之内，说明进气系统密封正常（图1）。

然后我们连接油压表测量了发动机在怠速工况和急加速时的燃油压力，也未发现异常，证明燃油系统应该没有什么问题。

为了排除燃油蒸发排放系统（图2）出故障的可能性，我们暂时将燃油蒸气通道隔断，但故障依旧，至此也可以排除该系统出故障的可能性。

接下来我们就将检测重点放到了EGR系统上，于是我们将其切断，结果发动机马上就恢复正常了，看来该车的故障就是由EGR工作异常所致。

图12燃油蒸发排放控制阀正常

2.2.4故障排除

根据该车EGR系统结构特点分析，产生故障的可能性有2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结有积炭，正是这些积炭导致阀门关闭不严而漏气。

经清除EGR阀门及阀座上的积炭，并用研磨膏研磨后，测试不漏气装复后试车，故障排除。

2.2.5故障总结

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（节气门开度）、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，以达到废气中的NOx含量最低。

一旦发动机的EGR系统出现故障，使得过多的废气参与再循环，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。

结论

控制排放系统不仅对发动机排放出的污染物的净化有着非常重要的的作用，而且其系统各部分的装置的工作状态对汽车整个的运行也起着关键作用。

排放控制系统的组成装置较多，产生的故障也不少，只要对其系统结构和工作原理有了充分的了解，就不难着手去解决相关的故障。

参考文献：

[1]徐平汽车尾气的危害与预防措施【J】邢台技术学院学报，2003年1期

[2[黄震资源＆环境：

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[3[李清明程森，刘汉军。

发动机故障分析详解【M】。

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[4[汤定国汽车发动机构造原理【M】北京人民交通出版社2005。

9

[5[崔心存现代汽车新技术【M】北京人民交通出版社2001.8

[6[奥迪内部培训资料《奥迪A6自学手册》【Z】2005

[7[方达淳汽油机的排放控制【Z】东风汽车研究院内部资料。

2001

[8[沈云峰汽车废气再循环系统（ECR）技术浅谈【Z】。

太平洋汽车网2005.2