北京城市学院 《发动机电控技术》教学教案 第1页总18页 第十四讲 第四章汽油机辅助控制系统(1/4) 【课题】§4-1汽油机排放控制系统及检修(1/2) 【课程性质】 理论课与实验课相结合 【授课对象】汽车检测与维修专业 【巩固上讲内容】点火系统电器元件的故障诊断及维修 【散学目的与要求】掌握排放控制系统电路的检修 了解排放控制系统工作原理 【教学里点】排放控制系统电路的检修 【教学难点】排放控制系统工作原理 【授课方法】讲授法、多媒体教学法、现场教学法 【课时分布】巩固上讲内容 5分钟 三元催化转换器的结构与检修 40分钟 氧传感器与闭环控制 40分钟 小结与答疑 5分钟 【作业】如何检修氧传感器和活性碳罐？ 【教学内容】 §4-1汽油机排放控制系统及维修(1/2) 一、三元催化转换器与空燃比反馈控制系统 1.三元催化转换器的功能 利用转换器中的三元催化剂，将发动机排出废气中的有害气体转变为无害气体。 2。三元催化转换器的构造 三元催化剂一般为铂（或钯）与铑的混合物。 3.影响三元催化转换器转换效率的因素 影响最大的是混合气的浓度和排气温度。 只有在理论空燃比14.7附近，三元催化转化器的转化效率最佳，一般都装有氧传感器检测废 气中的氧的浓度，氧传感器信号输送给ECU,用来对空燃比进行反馈控制。 此外，发动机的排气温度过高(815℃以上)，TC转换效率将明显下降 4.氧传感器
北京城市学院 《发动机电控技术》 教学教案 第1页 总18页 第十四讲 第四章 汽油机辅助控制系统(1/4) 【课 题】 §4-1 汽油机排放控制系统及检修(1/2) 【课程性质】 理论课与实验课相结合 【授课对象】 汽车检测与维修专业 【巩固上讲内容】 点火系统电器元件的故障诊断及维修 【教学目的与要求】 掌握排放控制系统电路的检修 了解排放控制系统工作原理 【教学重点】 排放控制系统电路的检修 【教学难点】 排放控制系统工作原理 【授课方法】 讲授法、多媒体教学法、现场教学法 【课时分布】 巩固上讲内容 5 分钟 三元催化转换器的结构与检修 40 分钟 氧传感器与闭环控制 40 分钟 小结与答疑 5 分钟 【作 业】如何检修氧传感器和活性碳罐？ 【教学内容】 §4-1 汽油机排放控制系统及维修(1/2) 一、三元催化转换器与空燃比反馈控制系统 1．三元催化转换器的功能 利用转换器中的三元催化剂，将发动机排出废气中的有害气体转变为无害气体。 2．三元催化转换器的构造 三元催化剂一般为铂（或钯）与铑的混合物。 3．影响三元催化转换器转换效率的因素 影响最大的是混合气的浓度和排气温度。 只有在理论空燃比 14.7 附近，三元催化转化器的转化效率最佳，一般都装有氧传感器检测废 气中的氧的浓度，氧传感器信号输送给 ECU，用来对空燃比进行反馈控制。 此外，发动机的排气温度过高（815℃以上），TWC 转换效率将明显下降。 4．氧传感器
北京城市学院 《发动机电控技术》教学教案 第2页总18页 (1)氧化锆氧传感器 在敏感元件氧化锆的内外表面覆盖一层铂，外侧与大气相同。 在400℃以上的高温时，若氧化锆内外表面处的气体中的氧的浓度有很大差别，在铂电 极之间将会产生电压。当混合气稀时，排气中氧的含量高，传感器元件内外侧氧的浓度差小， 氧化锆元件内外侧两极之间产生的电压很低（接近0），反之，如排气中几乎没有氧，内外侧 的之间电压高（约为1V)。在理论空燃比附近，氧传感器输出电压信号值有一个突变，如下图。 (2)氧化钛氧传感器 主要由二氧化钛元件、导线、金属外壳和接线端子等组成 理想空气-燃油混合气 较浓一空燃比一较稀 a) b) 氧化结氧传感器及其输出特性 a)结构 b)输出特性 1一法兰2一铂电极3一氧化锆管4一铂电极5一加热器6一涂层7一废气8一套管9一大气 当废气中的氧浓度高时，二氧化钛的电阻值增大：反之，废气中氧浓度较低时二氧化钛 的电阻值减小，利用适当的电路对电阻变量进行处理，即转换成电压信号输送给EC,用来确 定实际的空燃比。 (3)氧传感器控制电路 日本丰田LS400轿车氧传感器控制电路
北京城市学院 《发动机电控技术》 教学教案 第2页 总18页 （1）氧化锆氧传感器 在敏感元件氧化锆的内外表面覆盖一层铂，外侧与大气相同。 在 400℃以上的高温时，若氧化锆内外表面处的气体中的氧的浓度有很大差别，在铂电 极之间将会产生电压。当混合气稀时，排气中氧的含量高，传感器元件内外侧氧的浓度差小， 氧化锆元件内外侧两极之间产生的电压很低（接近 0V），反之，如排气中几乎没有氧，内外侧 的之间电压高（约为 1V）。在理论空燃比附近，氧传感器输出电压信号值有一个突变，如下图。 （2）氧化钛氧传感器 主要由二氧化钛元件、导线、金属外壳和接线端子等组成。 氧化锆氧传感器及其输出特性 a）结构 b）输出特性 1—法兰 2—铂电极 3—氧化锆管 4—铂电极 5—加热器 6—涂层 7—废气 8—套管 9—大气 当废气中的氧浓度高时，二氧化钛的电阻值增大；反之，废气中氧浓度较低时二氧化钛 的电阻值减小，利用适当的电路对电阻变量进行处理，即转换成电压信号输送给 ECU，用来确 定实际的空燃比。 （3）氧传感器控制电路 日本丰田 LS400 轿车氧传感器控制电路
北京城市学院 《发动机电控技术》教学教案 第3页总18页 发动机ECU 2号1B 主氧传感器 传感荐 闲主堰电 刷氯传落 氧传感器控制电路 闭环控制，当实际空燃比比理论空燃比小时，氧传感器向输入的高电压信号 (0.75~0.9V)。此时ECU减小喷油量，空燃比增大。当空燃比增大到理论空燃比时，氧传感器 输出电压信号将突变下降至0.1V左右，立即控制增加喷油量，空燃比减小。如此反复，就 能将空燃比精确地控制在理论空燃比附近一个极小的范围内
北京城市学院 《发动机电控技术》 教学教案 第3页 总18页 氧传感器控制电路 闭环控制，当实际空燃比比理论空燃比小时，氧传感器向 ECU 输入的高电压信号 （0.75～0.9V）。此时 ECU 减小喷油量，空燃比增大。当空燃比增大到理论空燃比时，氧传感器 输出电压信号将突变下降至 0.1 V 左右，ECU 立即控制增加喷油量，空燃比减小。如此反复，就 能将空燃比精确地控制在理论空燃比附近一个极小的范围内
北京城市学院 《发动机电控技术》教学教案 第4页总18页 第十五讲 第四章汽油机辅助控制系统(2/4) 【课题】§4-1汽油机排放控制系统及检修(2/2) 【课程性质】理论课与实验课相结合 【授课对象】汽车检测与维修专业 【巩固上讲内容】点火系统电器元件的故障诊断及维修 【教学目的与要求】掌握排放控制系统电路的检修 了解排放控制系统工作原理 【教学重点】排放控制系统电路的检修 【教学难点】排放控制系统工作原理 【授课方法】讲授法、多媒体教学法、现场教学法 【课时分布】巩固上讲内容 5分钟 废气再循环的结构与检修 40分钟 燃油蒸气排放控制系统 40分钟 小结与答疑 5分钟 【作业】如何检修氧传感器和活性碳罐？ 【教学内容】 §4-1汽油机排放控制系统及维修(2/2) 二、废气在循环控制系统(EGR) 1.EGR控制系统功能 将适当的废气重新引入气缸参加燃烧，从而降低气缸的最高温度，以减少NOx的排放量。 种类：开环控制EGR系统和闭环控制EGR系统。 2.开环控制EGR系统 如图，主要由EGR阀和EGR电磁阀等组成
北京城市学院 《发动机电控技术》 教学教案 第4页 总18页 第十五讲 第四章 汽油机辅助控制系统(2/4) 【课 题】 §4-1 汽油机排放控制系统及检修(2/2) 【课程性质】 理论课与实验课相结合 【授课对象】 汽车检测与维修专业 【巩固上讲内容】 点火系统电器元件的故障诊断及维修 【教学目的与要求】 掌握排放控制系统电路的检修 了解排放控制系统工作原理 【教学重点】 排放控制系统电路的检修 【教学难点】 排放控制系统工作原理 【授课方法】 讲授法、多媒体教学法、现场教学法 【课时分布】 巩固上讲内容 5 分钟 废气再循环的结构与检修 40 分钟 燃油蒸气排放控制系统 40 分钟 小结与答疑 5 分钟 【作 业】如何检修氧传感器和活性碳罐？ 【教学内容】 §4-1 汽油机排放控制系统及维修(2/2) 二、废气在循环控制系统（EGR） 1．EGR 控制系统功能 将适当的废气重新引入气缸参加燃烧，从而降低气缸的最高温度，以减少 NOx 的排放量。 种类：开环控制 EGR 系统和闭环控制 EGR 系统。 2．开环控制 EGR 系统 如图，主要由 EGR 阀和 EGR 电磁阀等组成
北京城市学院 《发动机电控技术》教学教案 第5页总18页 废气再循环控制电进网 EGR 面轴位置传感器 开环控制EGR系统 原理：EGR阀安装在废气再循环通道中，用以控制废气再循环量。EGR电磁阀安装在通向EGR 真空通道中，EC心根据发动机冷却液温度、节气门开度、转速和起动等信号来控制电磁阀的通电或 断电。ECU不给EGR电磁阀通电时，控制EGR阀的真空通道接通，EGR阀开启，进行废气再循环： ECU给EGR电磁阀通电时，控制EGR阀的真空度通道被切断，EGR阀关闭，停止废气在循环。 EGR率=[EGR量/（进气量+EGR量）]X100% 3.闭环控制EGR系统 闭环控制GR系统，检测实际的EGR率或EGR阀开度作为反馈控制信号，其控制精度更高。 与开环相比只是在EGR阀上增设一个EGR阀开度传感器，控制原理，EGR率传感器安装在进气 总管中的稳压箱上，新鲜空气经节气门进入稳压箱，参与再循环的废气经G电磁阀进入稳压箱， 传感器检测稳压箱内气体中的氧浓度，并转换成电信号送给ECU,ECU根据此反馈信号修正EGR电 磁阀的开度，使EGR率保持在最佳值。 4.EGR控制系统的检修 (1)一般检查：拆下EGR阀上的真空软管，发动机转速应无变化，用手触试真空软管应无真 空吸力：发动机温度达到正常工作温度后，怠速时检查结果应与冷机时相同，若转速提高到2500 r/min左右，拆下真空软管，发动机转速有明显提高。 (2)GR电磁阀的检查：冷态测量电磁阀电阻应为33~39Q。电磁阀不通电时，从进气管侧 吹入空气应畅通，从滤网处吹应不通：接上蓄电池电压时，应相反。 (3)EGR阀的检查：如图，用手动真空泵给EGR阀膜片上方施加哟15KPa的真空度，EGR阀应 能开启，不施加真空度，EGR阀应能完全关闭
北京城市学院 《发动机电控技术》 教学教案 第5页 总18页 开环控制 EGR 系统 原理：EGR 阀安装在废气再循环通道中，用以控制废气再循环量。EGR 电磁阀安装在通向 EGR 真空通道中，ECU 根据发动机冷却液温度、节气门开度、转速和起动等信号来控制电磁阀的通电或 断电。ECU 不给 EGR 电磁阀通电时，控制 EGR 阀的真空通道接通，EGR 阀开启，进行废气再循环； ECU 给 EGR 电磁阀通电时，控制 EGR 阀的真空度通道被切断，EGR 阀关闭，停止废气在循环。 EGR 率＝[EGR 量／（进气量＋EGR 量）]×100℅ 3．闭环控制 EGR 系统 闭环控制 EGR 系统，检测实际的 EGR 率或 EGR 阀开度作为反馈控制信号，其控制精度更高。 与开环相比只是在 EGR 阀上增设一个 EGR 阀开度传感器，控制原理，EGR 率传感器安装在进气 总管中的稳压箱上，新鲜空气经节气门进入稳压箱，参与再循环的废气经 EGR 电磁阀进入稳压箱， 传感器检测稳压箱内气体中的氧浓度，并转换成电信号送给 ECU，ECU 根据此反馈信号修正 EGR 电 磁阀的开度，使 EGR 率保持在最佳值。 4．EGR 控制系统的检修 （1）一般检查：拆下 EGR 阀上的真空软管，发动机转速应无变化，用手触试真空软管应无真 空吸力；发动机温度达到正常工作温度后，怠速时检查结果应与冷机时相同，若转速提高到 2500 r/min 左右，拆下真空软管，发动机转速有明显提高。 （2）EGR 电磁阀的检查：冷态测量电磁阀电阻应为 33～39Ω。电磁阀不通电时，从进气管侧 吹入空气应畅通，从滤网处吹应不通；接上蓄电池电压时，应相反。 （3）EGR 阀的检查：如图，用手动真空泵给 EGR 阀膜片上方施加约 15KPa 的真空度，EGR 阀应 能开启，不施加真空度，EGR 阀应能完全关闭