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别克君威排放控制技术与检修


南通职业大学

毕业设计(论文)
课题:
系 专 班 姓

别克君威排放控制系统与检修
科: 业: 级: 名: 机械工程系 汽车检测与维修 汽检 092 俞进虎 樊登柱

指导教师: 完成日期:

别克君威排放控制系统与检修 目录 第一章: 第一章:绪论
1.1

汽油车排放污染物来源及危害

1.2 发动机排放控制技术应用分析

第二章别克君威排气系统 第二章别克君威排气系统
三元催化器结构原理与应用 2.1 别克君威 三元催化器结构原理与应用 别克君威排气再循环系统(EGR) 2.2 别克君威排气再循环系统(EGR) 2.3 别克君威氧传感器组成结构与分析

第三章曲轴通风系统与燃油蒸汽处理 EVAP) (EVAP)
3.1 曲轴通风系统的组成及工作原理 3.2

第一章

绪论

随着汽车工业的迅速发展,我国的汽车保有量急剧增加,汽车废气对空气的 污染已成为严重的社会公害。在汽车密集的城市,汽车排放污染对人们的生活环 境造成了极大的影响,严重地威胁到人们的身体健康,同时也危害着一些动、植 物的生存和生长,破坏了自然界的生态平衡。因此,解决汽车的排气污染成为亟 待认真研究的重要课题。

1.1

汽油车排放污染物来源及危害

汽油车排出的污染物主要来源于三个方面:排气、曲轴箱窜气及油箱蒸发的 燃油蒸气。采用曲轴箱强制通风系统可以解决曲轴箱气所带来的污染物,油箱蒸 发污染物可以采用燃油蒸发控制系统加以解决,但排气污染物因涉及因素较多, 控制起来最为困难。 汽车排放污染物成分的危害 1、 汽车排放出的氮氧化合物(NOx)与碳氢化合物(HC)在强烈阳光下发生光化学 反应,产生低空臭氧和光化学烟雾,严重危害人类康。 2、汽车排放出的一氧化碳(CO)与人体血液中血红素的亲和力比氧气要大 21 倍。 当人体内一氧化碳血红素占到人体总血红素的 20%时,人就会感到头疼、头晕, 出现中毒。当占到人体总血红素的 60—65%时,人即会死亡。 3、 汽车排放产生的二氧化碳(CO2)是造成大气温室效应的主要原因一。

发动机排放控制技术应用分析 1.2 发动机排放控制技术应用分析
汽油机排放控制技术 面对日趋严格的排放法规,汽车排放处理技术的发展 也日新月异,汽油机排放控制技术主要有以下几种。 (1)冷机时稀薄燃烧 发动机冷机时,催化剂活性较差,不利于降低 HC 的 排放。在采用的方法中,稀薄燃烧技术最为有效。为保证空燃比(A/F)的稀薄化, 在进气口内设置涡流控制阀,改善发动机进气系统,提高充气效率;改进发动机 燃烧系统,合理组织燃烧室内的气体流动,促进火焰传播,改善着火稳定性,使 发动机在稀混合气下维持稳定燃烧,从而降低 HC 的排放量。 (2)减少未燃 HC 活塞的第一道环岸脊(指第一道环槽至活塞顶之间的区域) 和气缸壁之间,燃烧的火焰不能达到,此区域内的未燃 HC 直接从气缸内排出。 提高第一道活塞环的位置,即减小第一道活塞环岸的高度,可以减少活塞环与缸 壁间的容积,从而减少未燃 HC 的排放。 (3)未燃 HC 的吸附净化 以沸泡石等为主要成分,作为 HC 吸附剂,在催化 剂活化前吸附 HC,是减少未燃 HC 的有效办法。吸附剂最重要的性能是对 HC 的 吸附率,吸附剂含碳原子越多,吸附率越好。对 HC 吸附层,可以对三元催化层 涂覆 HC 吸附催化剂,吸附的 HC 随着排气温度的升高而自动脱离,通过表面催化 层进行净化。 (4)提高催化剂的早期活性 为促使催化剂的早期活性,有效的方法是提高 其升温特性和降低其活性温度。 提高升温特性的主要方法是采用双重排气管和使 用“薄壁式”催化剂载体。合理选择低温特性好的贵重金属。 (5)催化剂强制加热 使用电加热催化剂(EHC)和在排气管内利用排放气体 的燃烧产生的热量,促使催化剂升温,即排气燃烧器(EGC)能进一步提高催化剂 的早期活性。 (6) 废气再循环 废气再循环(EGR)是目前常用于控制内燃机 NOx 排放的有

效措施之一。它把一定数量的废气引入发动机的进气系统,使发动机混合气中惰 性气体(H2O、N2 和 CO2)的比例增加。由于这些惰性气体有较高比热,使经再循 环废气稀释的混合气的比热增高,致使发动机最高燃烧温度下降,由于再循环废 气对新混合气的稀释,降低了混合气中氧气的浓度,因而废气再循环破坏了 NOx 的生成条件,从而有效抑制了 NOx 的生成。

第二章

排气系统

别克君威排气系统一般由三元催化器、 排气再循环 (EGR) 氧传感器等组成。 、 其作用是对尾气检测分析和控制。

2.1

三元催化器

三元催化器,是安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置,它可将汽车 尾气排出的 CO、HC 和 NOx 等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化 碳、水和氮气。由于这种催化器可同时将废气中的工种主要有害物质转化为无害 物质,故称三元。 三元催化器 (如图 2-1) 的工作原理是: 当高温的汽车尾气通过净化装置时, 三元催化器中的净化剂将增强 CO、HC 和 NOx 三种气体的活性,促使其进行一定 的氧化-还原化学反应,其中 CO 在高温下氧化成为无色、无毒的二氧化碳气体; HC 化合物在高温下氧化成水(H20)和二氧化碳;NOx 还原成氮气和氧气。三种有 害气体变成无害气体,使汽车尾气得以净化。

2-1

三元催化器

三元催化剂最低要在 350 摄氏度的时候起反应,温度过低时,转换效 率急剧下降;而催化剂的活性温度( 最佳的工作温度) 是 400 ℃到 800 ℃ 左右,过高也会使催化剂老化加剧。在理想的空燃比(14.7 :1) 下,催化 转化的效果也最好。 为了使空燃比最能接近理想空燃比, 现代汽车上都采用氧传感器进行燃油喷 射闭环控制。当氧传感器信号低于 450mv 时 pcm 将增大喷油脉宽,当传感器信号 高于 450mv 时 pcm 将减小喷油脉宽。 也就是说氧传感器的信号接近 450mv 时空燃 比接近 14.7:1。

排气再循环(EGR) 2.2 排气再循环(EGR)

EGR 排气再循环是发动机工作过程中,将一部分排气引到吸入的新鲜空气 (或混合气)中返回气缸进行再循环的方法,该方法被广泛用于减少 NOX 的排放 量,因为排气是惰性气体在燃烧过程中,排气吸收热量,这样将降低最高燃烧温 度,也减少了 NOX 的生成量,因为 NOX 主要是在高温富氧的条件下生成的。 但是过度的排气再循环将会影响发动机的正常运行,特别是在怠速、低转速 小负荷及发动机处于冷态进行时,再循环排气量将会明显降低发动机的性能,因 此应根据工况及工作条件的变化自动调整参与再循环的排气量。 根据发动机结构 不同,进入进气歧管的排气量一般在 6%-13%之间变化。 在 EGR 系统中,通过一个特殊的通道将排气歧管与进气歧管连通,在该通道 上装有 EGR 阀的开度从而控制再循环排气量,如图 2-2 所示,EGR 阀开启或关闭 是由阀上方真空气室的真空度控制, 而真空度则由受 ECU 控制的 ECR 真空电磁阀 控制。EGR 控制系统如图 2-3 所示,CVCI 阀的功用是保持进入 EGR 电磁阀的真空 度恒定。

(a)结构

(b)外形 图 2-2

(c)原理

图 2-3a 中,EGR 阀通过管道将排气管与进气歧管连通,其真空气室上方的 真空度受 EGR 电磁阀控制 EGR 电磁阀受 ECU 控制。ECU 根据发动机转速、空气流 量、进气管压力、温度等信号控制 EGR 电磁线圈通电时间的长短来控制进入 EGR 阀真空气室上方的真空度,从而控制 EGR 阀的开度来改变参与再循环的排气量。 图 2-3a 中,在 EGR 阀上部还有一 EGR 位置传感器,其功能是检测 EGR 阀的 开度,并利用电位计将其开度转变为相应的电压信号,反馈给 ECU,作为控制排 气再循环的参考信号。

图 2-3bEGR 控制系统 图 2-3b 所示 EGR 控制系统与(a)所示控制系统不同之处在于,将 EGR 电磁阀与 起稳定真空度作用的 CVCI 阀合在一起组成一个 VCM 阀。VCM 阀左部的定压阀起 稳定进入 EGR 电磁阀的真空度的作用,与图(a)中的 CVCI 阀作用相同;右部的 电磁阀为 EGR 电磁阀,受 ECU 控制,去控制进入 EGR 阀上腔的真空度的大小,从 而控制 EGR 阀 的开启。


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