奥迪A6排放控制系统的检测与维修.docx

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奥迪A6排放控制系统的检测与维修

毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明

原创性声明

本人郑重承诺：

所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得安阳工学院及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

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指导教师签名：

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本人完全了解安阳工学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：

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作者签名：

　　　　　日　期：

摘要.....Ⅰ

AbstractⅡ

引言1

奥迪A6排放控制系统的检测与维修

摘要：

现在汽车已经成为人们不可缺少的交通工具，汽车的普及也给汽车业带来了不少的问题。

汽车发动机在运行的过程中会排放出大量的污染物，汽车发动机排放控制系统就是把发动机排放的污染物转化为无害的物质。

奥迪A6的排放控制系统是由废气再循环系统、燃油蒸汽回收装置、二次空气喷射装置和三元催化转换器等组成。

本文针对以上装置的组成构造、原理与检修方法和步骤等进行介绍，同时对其常见的故障进行了举例分析。

使人们对奥迪A6汽车排放系统有一个全新的认识，且运用所学知识对汽车常见故障进行判断并能从事的汽车维修工作。

关键词：

奥迪A6；排放控制；原理；结构；检测；维修

DetectionandMaintainance ofAudi A6EmissionControlSystem

Abstrac：

Inpresent,thecarhasbecomeaindispensabletransportation,thepopularityofcarshasalso broughtalotof problemsfortheautomotive industry.Thecarengineintherunningprocesswillbealargeamountofpollutantsdischarge,automobileengineemissioncontrolsystemconvertspollutantsintoharmlesssubstance.AudiA6emissioncontrolsystemismadeupofexhaustgasrecirculationsystem,fuelvaporrecoveryunit,extendedareainstrumentationradarandthreewaycatalyticconverter,etc.

Thearticleintroducedstructure,principleandmaintenancemethodsoftheabovedevices,andanalyzeditscommonfaultswithexamplestomakepeoplehaveanewideaforAudiA6emissioncontrolsystemanddiagnosecarcommonfaultsbylearnedknowledgeforandcanengageincarrepairwork.

Keywords：

audiA6;emissioncontrol;principle;structure;detection;repair

引言

随着汽车工业的发展，世界汽车年产量已达5000余万辆，废气污染在严重地威胁着人类的生态环境。

美、欧、日等发达国家已先后制订了严格的汽车排放法规，汽车生产商也先后投入巨额资金对汽车废气污染进行控制和改进，目前已取得了相当的成就，值得我们借鉴。

当前我国汽车排污控制水平仅相当于发达国家20世纪70年代中后期水平，汽车产生的大量污染物集中在城市道路中排放。

同时由于我国城市道路交通路网及配套设施的相对落后，不但使交通拥堵问题日趋突出，而且使由于汽车排放而导致的环境污染也日益严重。

在进入二十一世纪以后，能源问题和环境问题变的越来越突出，我国的汽车工业还十分落后，废气污染十分严重。

我国现在汽车排气污染严重是造成城市雾霾情况的主要原因之一。

排放标准是国家对人为污染源排入环境的污染物的浓度或总量所作的限量规定。

奥迪A6从1999年排放标准是国二标准，2003年奥迪A6废气排放标准达到欧二标准，2005年生产的奥迪A6废气排放标准达到欧三标准，2008年奥迪A6废气排放标准达到国四标准，新奥迪A6废气排放标准国五标准。

与其他车型相比较，奥迪A6是国内第一部满足欧Ⅳ排放标准的汽车。

相对来说，还是比较环保的。

奥迪A6的排放控制系统正在逐渐完善，排放控制逐渐提高。

奥迪A6汽车主要排放污染物有：

CO、HC+NOx、PM（微粒，碳烟）等有害气体。

这些污染物日以危害着我们的健康，由此对奥迪A6排放控制系统的结构组成及工作原理进行介绍，并列出了四个案例进行结构的分析诊断，了解奥迪A6汽车排放系统，明白如何有效的减少污染物的排放，并我们所学的知识得到学以致用。

第一章奥迪A6排放控制系统的组成及工作原理

汽车对大气的污染主要源自发动机排出的废气，三种有害排放物中，全部CO、NOx和约占60%的HC都是由发动机排气管排出的。

此外，曲轴箱气体和燃油箱燃油蒸发的HC排放各约占汽车HC总排放的20%。

对汽车排放的控制，就是通过改善燃烧、降低燃烧温度、阻断曲轴箱气体和燃油蒸发排放、净化排气管废气等手段，使汽车对大气的污染减小到最低的限度，以缓解汽车保有量增加对环境所带来的负面影响、满足人类对环境质量不断提高的要求。

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。

奥迪A6的排放控制系统包括废气再循环系统（EGR）、燃油蒸汽回收装置（EVAP）、二次空气喷射装置（EAIR）和三元催化转换器（TWC）等组成。

1.1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。

1.1.1废气再循环系统（EGR）的作用

废气再循环系统（EGR）的作用是把发动机排出的一部分废气（惰性气体）引入进气系统中，与混合气一起进入气缸中燃烧，降低气缸内最高温度，减少NOx的生成。

废气再循环EGR系统控制装置的类型主要有机械控制式和电子控制式两类。

机械式是通过控制进气管负压和排气压力的气体控制方式，一般是在EGR率为5%～15%的少量EGR控制时采用，在这种EGR控制中，即使采用能进行比较复杂控制的可变负荷式机械控制装置，控制的自由度也受到很大的限制，并且控制装置结构复杂，因此，当进行大量EGR控制（EGR率为15%～20%）时，大都采用电子控制式。

奥迪A6采用电控EGR系统，系统构成如图1.1所示。

1.1.2废气再循环系统（EGR）的结构及工作原理

奥迪A6采用电控EGR系统，系统构成如图1.1所示。

图1.1废气再循环系统EGR结构

1.EGR阀2.EGR电磁阀3.节气门4.起动信号5.曲轴位置传感器6.水温传感器

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（如图1.2），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。

发动机怠速或温度较低时，ECU使电磁阀断电，EGR电磁阀有三个通气口，EGR电磁阀不通电时，弹簧将阀体向上压紧，通大气阀口被关闭。

这时EGR电磁阀使进气歧管与EGR阀真空室相通；当EGR电磁阀线圈通电时，产生的电磁力使阀体下移，阀体下端将通进气歧管的真空通道关闭，而上端的通大气阀口打开，于是就使EGR阀的真空室与大气相通。

不进行废气再循环的工况有：

1.起动工况

2.怠速工况

3.暖机工况

4.转速低于900r/min或高于3200r/min

EGR率指废气再循环量在进入气缸内的气体中所占的比率，即：

EGR率=[EGR量/（进气量+EGR量）]×100%

图1.2废气再循环系统（EGR）

1.传感器信号2.EGR控制电磁阀3.三元催化转换器4.EGR阀

1.2燃油蒸汽回收装置（EVAP）

汽车发动机燃油特别是汽油是一种挥发性很强的物质，如不妥善处理，散发到大气中会造成环境污染。

所以需要进行回收。

目前，很多车都装有燃油蒸汽回收系统，主要利用活性炭罐吸附燃油箱、曲轴箱、气门室以及管路中挥发的燃油蒸汽，待发动机启动后，再将活性炭吸附的燃油送回到燃烧室燃烧。

1.2.1燃油蒸汽回收装置（EVAP）的作用

燃油蒸汽回收装置（EVAP）的作用是防止油箱内的燃油蒸汽逸入大气中，既能减轻污染，又能节约油。

奥迪A6采用的是ECU控制的燃油蒸汽回收装置如图1.3。

图1.3奥迪A6燃油蒸汽回收装置

1.活性碳油箱2.5.通气口3.来自油箱4.电磁阀

1.2.2燃油蒸汽回收装置（EVAP）的结构及工作原理

燃油蒸汽回收装置（EVAP）的结构（如图1.4）由活性炭罐、活性炭罐电磁阀、通风管、电控单元构成。

活性炭罐内充满了活性炭粒可以吸收汽油蒸汽中的汽油分子。

当油箱内的汽油蒸汽经管道进入蒸汽回收罐时，蒸汽中的汽油分子被吸附在活性炭表面，剩下的空气则经蒸汽回收罐的出气口排到大气中。

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来控制真空控制阀上部的真空度，从而控制真空控制阀的开度。

当真空控制阀打开时，燃油蒸汽通过真空控制阀被吸入进气歧管。

蒸汽分离阀安装在油箱的顶部，油箱内的汽油蒸汽从该阀出口经管道进入蒸汽回收罐，该阀的作用是防止汽车翻倾时油箱内的燃油漏出。

当发动机运转时（如图1.4），如果电磁阀开启，则在进气管内真空吸力的作用下，空气经蒸汽回收罐下方进入，经过活性炭从上方出口经软管进入发动机进气管，使吸附在活性炭表面的汽油分子又重新蒸发，随空气一起被吸入发动机燃烧。

发动机怠速或温度较低时（如图1.4），ECU使电磁阀断电，关闭吸气通道，活性炭罐内的燃油蒸汽不能被吸入进气歧管。

图1.4燃油蒸汽回收装置工作原理

1.油箱2.单向阀3.电磁阀4.节气门5.进气管6.真空控制阀

7.定量排放孔8.活性炭罐9.油箱盖

1.3二次空气喷射装置（EAIR）

自从世界上第一个车辆排气污染控制标准实施以来，二次空气喷射系统已经被广泛地应用在汽车上，它实际上就是一种尾气排放控制实用技术，用以减少排气中的HC和CO的排放量。

1.3.1二次空气喷射装置（EAIR）的作用

在一定工况下，向排气净化系统喷入新鲜空气。

将新鲜空气送入排气管，促使废气中的CO、HC进一步氧化，促进HC和CO的燃烧，从而降低CO、HC的排放量，以达到废气净化的目的。

加速三元催化器（TWC）和氧传感器的升温。

1.3.2二次空气喷射装置（EAIR）的结构及工作原理

奥迪A6二次空气喷射装置（EAIR）的结构如图1.5所示

图1.5奥迪A6轿车二次空气喷射系统的构成

1.二次空气泵电动机V1012.二次空气泵继电器3.发动机电控单元J2204.8.二次空气进气组合阀5.二次空气进气阀N1126.单向阀7.接进气歧管9.真空罐

由于车辆在冷起动阶段混合气体较浓，因而排气中未燃烧的碳氢化合物的含量比例较高，通过二次空气喷射系统可以使三原催化转化器提前达到工作状态，从而改善三原催化转化器内的氧化过程（二次氧化）并减少排气中的有害物质。

二次氧化所产生的热量同时可以大大缩短三原催化转化器的起效时间，从而大大改善冷起动阶段的排放净化性能。

在冷起动阶段，发动机电控单元J220通过二次空气泵继电器来起动二次空气泵电动机，空气到达二次空气进气组合阀；同时二次空气进气阀起动，使真空作用到二次空气进气组合阀上，各个二次空气进气组合阀将二次空气到气缸盖排气通道之间的通路打开，二次空气进入排气通道中。

1.4三元催化转换器（TWC）

随着人们环保意识的增强，各国对汽车尾气排放的要求也越来越严格，催化转换器作为排放达标的最后一道屏障，是很多国家汽车上的标准装备。

我国轿车也普遍都加装了催化转化器。

由于这种催化器可同时将废气中的三种主要有害物质转化为无害物质，故称三元。

三元催化器的载体部件是一块多孔陶瓷材料，安装在特制的排气管当中。

称它是载体，是因为它本身并不参加催化反应，而是在上面覆盖着一层铂、铑、钯等贵重金属。

是安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置。

1.4.1三元催化转换器（TWC）的作用

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。

1.4.2三元催化转换器（TWC）的结构及工作原理

三元催化器（threewaycatalyst）是由壳体、减振器、载体及催化剂四部分构成的,如图1.6所示。

三元催化转换器安装在排气消声器前面，由三元催化转换芯子和外壳等构成。

在正常情况下，废气中的HC、CO、NOx及O2在一起加热到500℃也不会产生化学反应，如果让这些气体经过上述催化剂后，就会转化为无害的CO2、H2O和N2。

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

图1.6三元催化器的结构示意图

1.壳体2.减振器3.载体和催化器

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在高温下氧化成为五色、无毒的二氧化碳气体；HC化合物在高温下氧化成水（H2O）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。

前提是还有氧气可用，空燃比要合理。

第二章奥迪A6排放控制系统的检修

2.1废气再循环系统的检测

将一部分排气引入进气管与新混合气混合后进入气缸燃烧，从而实现再循环，并对进入进气系统的排气进行最佳控制。

工作正常的EGR系统对发动机性能的不良影响很小，但如EGR系统出现异常，将会造成发动机怠速运转粗暴、熄火，燃油经济性变差，加速不良和严重爆震。

如果故障长期存在，最后会导致发动机损坏。

2.1.1废气再循环系统是否正常工作的检测

1.起动发动机，并以怠速运转，将手指伸入EGR阀，按在膜片上；

2.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；

3.发动机热车后（水温高于50℃），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。

2.1.2EGR阀的检测

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19.95kPa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。

2.1.3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汽油蒸汽回收装置的检测

2.2.1活性炭罐电磁阀密封性的检测

1.起动发动机，达到正常工作温度，并使之怠速运转；

2.拔下蒸汽回收罐上的真空软管，检查软管内有无真空吸力。

若正常，应无真空吸力；如果有吸力，应检查电磁阀线束插头内电源电压正常与否；若有电压，说明电脑有故障；若无电压，说明电磁阀有故障；

3.踩下加速踏板，使发动机转速大于2000r/min，上述软管内应有吸力，若无吸力，应检查电磁阀线束插头内电源电压，若电压正常，说明电磁阀故障；若电压异常或无电压，说明电脑或控制线路有故障。

2.2.2检查活性炭罐电磁阀

1.检查电磁阀电阻（如图2.1），应为20～28Ω，若电阻值不符，应更换。

图2.1活性炭罐电磁阀的电阻检查

2.若电阻正常，则检查电压。

如图2.2所示，将二极管试验灯接上，接通起动机几秒钟，此时试验灯应亮；若试验灯不亮，则检查图3.2端子1与热敏熔丝间线路是否正常（不大于0.5Ω）；若正常，则检查燃油泵继电器和控制信号。

图2.2检查电磁阀电压

2.2.3燃油蒸发排放单向阀的检测

1.拆下油位传感器，拔下其插头，拆下通往碳罐蒸发排放通风管；

2.用手泵给通风管加压，在压力为30kPa时，通风阀应打开；

3.保持压力几分钟，再检查，压力下降应小于1.7kPa；

4.不符合要求，更换。

2.3二次空气喷射装置（EAIR）的检测

2.3.1二次空气进气阀的检测

1.连接VAS5051或VAG1551，打开点火开关。

2.进行执行元件诊断并触发二次空气进气阀，二次空气进气阀应发出“咔嗒”声。

3.如果二次空气进气阀没有发出“咔嗒”声，则拔下二次空气进气阀的2芯插头（如图2.2），用接线（VAG1594）将二极管电笔（VAG1527）连接到拔下的插头上，再次进行

执行元件诊断。

4.如果在进行执行元件诊断时，二极管电笔闪亮，则应更换二次空气进气阀。

5.如果二极管电笔仍不闪亮，则关闭点火开关，将检测盒VAG1598/31连接到发动机电控单元的线束上（不连接发动机电控单元），检查二次空气进气阀线束插头的2号端子与检测盒VAG1598/31的44号端子之间的连接导线是否断路，该导线电阻最大为1.5Ω。

如果导线断路则修理该导线；如果导线无故障，则应按照电路图检查二次空气进气阀的供电是否正常。

2.3.2二次空气泵继电器的检测

二次空气泵继电器装在压力舱内的继电器盒内，其检查步骤为：

1.连接VAS5051或VAG1551，打开点火开关，选择“01发动机电控单元”。

2.进行执行元件诊断并触发二次空气泵继电器，二次空气泵电动机在二次空气泵继电器的控制下，应间歇运转，直到按下VAS5051或VAG1551上的“→”键中止执行元件诊断为止。

3.如果二次空气泵电动机没有间歇运转，则拔下二次空气泵电动机的2芯插头，用接线将二极管电笔接到拔下的插头上，再次进行执行元件诊断。

如果二极管电笔闪亮，则更换二次空气泵电动机；如果二极管电笔不闪亮，二次空气泵继电器也没有“咔嗒”声，则应进行步骤5的检查；如果二极管电笔不闪亮，但二次空气泵继电器有"咔嗒"声，则应进行步骤4的检查。

4.检查二次空气泵熔丝。

如果熔丝正常，则从继电器盘上拔下二次空气泵继电器，检查二次空气泵继电器的供电（30号正极）。

如果二次空气泵继电器供电正常，则更换二次空气泵继电器。

5.关闭点火开关，将检测盒VAG1598/31连接到发动机电控单元的线束上（不连接发动机电控单元）。

从继电器盘上拔下二次空气泵继电器，检查二次空气泵继电器线束插头的6/85端子与检测盒VAG1598/31的46号端子之间的连接导线是否断路，该导线电阻最大为1.5Ω。

如果导线断路则修理该导线；如果导线无故障，则更换发动机电控单元。

2.4三元催化转换器（TWC）的检测

三元催化转换器的作用是将汽车尾气中的有害物质HC、CO和NO转化为无害物，减少排放污染。

检测方法如下：

1．检查外部有无损伤以及是否过热，必要时应更换；

2．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。

如果排气背压下降，则说明消声器或催化转化器下游的排气系统出现问题。

若有，更换零件；

3．将发动机转速保持在2500r/min，运转2min，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，应更换。

若温度过高：

通常催化转化器的起燃温度在250～350℃，正常工作温度一般在400～800℃。

催化转化器工作时会产生大量的自量越高，氧化的温度也愈高，当温度超过1000℃时，会损坏催化转换器，导致排气不畅，其内涂层的催化剂就会烧结坏死，同时也极易发生车辆自燃事故。

第三章奥迪A6排放控制系统的故障与排除

3.1废气再循环系统案例分析

1.故障现象

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，但一旦丢开油门踏板后也就是发动机怠速工作时，发动机易熄火，在怠速停车时发动机也易出现熄火现象。

2.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。

用故障诊断仪V.A.G1551，测量发动机怠速转速，在500～650r/min之间波动。

上路试车，确实有驾驶员所说的症状存在。

3.故障分析

（1）首先对点火系统进行检查。

拔掉分缸高压线起动试火，火花很强。

拆下各缸火花塞观察，燃烧情况很好。

用断缸法进行试验时，各缸工作都正常。

说明点火系统没有故障。

（2）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。

（3）拆下喷油器，进行解体后并用超声波清洗。

装车后故障依旧。

（4）用V.A.G1551读取电控部分的故障代码，无故障代码显示。

（5）用发动机正时灯测量点火提前角，点火提前角符合规定。

检测各气缸的压缩压力、进气管真空度均正常。

（6）将燃油蒸汽通道阻断使其暂停工作，故障存在；当将废气再循环（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。

4.故障排除

根据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。

拆下发动机上电磁阀和EGR阀进行检查，原来是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。

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。

经测试不漏气后装复试车，发动机怠速运转平稳，再用V.A.G1551检测，发动机怠速转速为800r/min，上路行驶中放开加速踏板，发动机不