《废气排放控制系统故障检修》学习手册.docx

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《废气排放控制系统故障检修》学习手册

5.2《废气排放控制系统故障检修》学习手册

学习情境5.排放超标故障检修

学习单元5.2废气排放控制系统故障检修学时：

4

学习目标

能通过与客户交流、查阅相关维修技术资料等方式获取车辆信息。

能根据故障现象制定正确的维修计划。

能正确选择检测和诊断设备对废气再循环系统引起的故障进行诊断。

能正确检测并维修三元催化转换器故障。

能正确记录、分析各种检测结果并做出故障判断。

能按照正确操作规范进行废气再循环系统检修。

能正确检查废气再循环系统故障的修复质量。

能根据环保要求，正确处理对环境和人体有害的辅料、废气液体和损坏零部件。

能够按照六步工作法自主检修废气再循环系统引起的故障。

任务载体

工具媒体

一辆别克君威轿车，发动机出现下面故障现象，怠速不稳、排气管冒黑烟且排污超标，故障灯亮。

维修资料、设备手册

发动机、万用表、二极管测试灯、示波器、诊断仪

知识要求

技能要求

学习拓展

理解废气再循环系统作用、类型、结构、原理、特性；

正确读识废气再循环系统电路。

掌握万用表、示波器、故障诊断仪的正确使用；掌握废气再循环系统的故障分析方法；掌握废气再循环系统的检修方法。

了解废气再循环系统的发展、废气的形成及治理等有关知识和技能。

了解三元催化转换装置的相关知识。

知识要求

5.2.1废气再循环控制系统作用与工作原理

废气再循环（ExhaustGasRecirculation，简称EGR）控制系统，即将少量发动机废气引入进气管，与新鲜混合气一起参与燃烧，这样就增加了进气中惰性气体（如，水蒸汽、二氧化碳和氮）的比例，由此降低了最高燃烧温度，抑制NOx的生成，减少排气污染。

但是，新鲜混合气中掺入废气后热值降低，发动机的输出功率会有所下降。

为了保持燃烧的稳定性，使废气再循环系统能更有效地发挥作用，达到既能减少NOx的生成量，又能保证发动机动力性能的目的，必须对参与再循环的废气的量和参与时机加以控制，只在某些特定的条件下才使用EGR。

即根据发动机的进气温度及负荷，适时地控制进入进气系统的废气量。

当发动机水温较低或处于怠速及小负荷运转时，NOx的生成量很少，通常不需要引入废气；当发动机水温已达到正常工作温度，且处于较大负荷运转工况时，NOx的生成量较多，此时引入废气，并随发动机负荷的增大相应地增加引入的废气量。

当发动机节气门全开急加速时，为了不影响发动机的动力输出，此时也不引入废气。

EGR率的概念：

EGR率用来衡量废气的引入量。

它用进入气缸的气体中废气所占的百分比来表示。

EGR率=EGR气体量/（吸入的新鲜气体量+EGR气体量）×100%

EGR率与发动机动力性、经济性和排放性能有关。

EGR控制装置通过控制EGR率来保证发动机在运转性能良好的同时达到最佳的NOX净化效果。

1．广州本田雅阁轿车发动机废气再循环（EGR）系统工作原理

广州本田雅阁轿车发动机废气再循环（EGR）系统由EGR真空控制阀、EGR控制电磁阀、EGR阀以及各种传感器组成，如图5-2-1所示。

在EGR阀上部装有一个可以检测EGR阀升程的EGR位置传感器，该传感器利用由一个柱塞推动的电位计向发动机ECM／PCM传送信号，作为控制废气再循环的参考信号，实现EGR系统的闭环控制。

发动机ECM／PCM中存储有多种工况下EGR阀的最佳提升高度信号。

如果实际提升高度值与发动机ECM／PCM存储的最佳值不同，ECM／PCM便改变EGR控制电磁阀上的电压，从而使EGR控制电磁阀通过EGR真空控制阀提高或降低EGR阀上的真空压力，控制进入燃烧室的废气量。

本田雅阁废气再循环系统工作原理如图5-2-2所示。

图5-2-1本田雅阁带EGR位置传感器的废气再循环系统

图5-2-2本田雅阁废气再循环系统组成和工作原理

注意：

ECM/PCM通过电动EGR阀控制回流（返回）的废气量，并根据与EGR阀集成在一起的升程传感器返回的反馈信号，高精度地控制回流气体量。

2．废气再循环（EGR）系统的故障现象

如果废气再循环系统工作不良，例如EGR系统工作提前、推迟或过量运行，不仅使发动机排气污染增加，而且使发动机产生回火、怠速不稳、失速、加大油门时瞬时减速等现象，因此应特别注意对EGR系统的检修。

技能要求

3．大众轿车废气再循环控制系统组成及检修

1）组成与工作原理

大众轿车废气再循环控制系统组成如图5-2-3所示，该系统是由发动机ECU根据发动机工况适时的控制废气再循环控制电磁阀的脉冲信号占空比来控制废气的循环，减少废气的排放，如图5-2-4所示。

1-发动机控制单元；2、废气再循环阀（电磁）；3、废气再循环阀（机械）；4、空气流量计

5-尾气净化装置

图5-2-3大众轿车废气再循环控制系统组成

QLM:

空气流量；1:

来自海拔高度传感器的信号；A:

真空；B:

大气压力

图5-2-4大众轿车废气再循环控制系统工作原理

汽油发动机–发动机中小负荷时将一定量的废气引入燃烧室参与燃烧，怠速、全负荷时不起作用。

柴油发动机–发动机怠速、中小负荷时将一定量的废气引入燃烧室参与燃烧，全负荷时不起作用。

废气再循环阀是一个电磁阀，可以控制真空通道从而控制废气再循环阀（机械）的开度；废气再循环阀-N18的作用、电路原理及形状如图5-2-5所示。

图5-2-5废气再循环阀-N18-电路连接及形状

有的EGR系统将废气再循环电磁阀-N18-与机械阀合二为一，直接由发动机控制单元控制。

废气再循环控制阀N18接收发动机控制单元发出的相应信号，并将其转化为一个脉冲控制信号，来控制再循环阀的动作。

如果N18出现故障，则废气再循环系统停止工作。

发动机控制单元可以监测到相应的故障信息。

如果废气再循环阀出现故障，因为它是机械阀，所以无故障记忆。

只能通过常规方法检查。

2）主要元件结构及检修方法

废气再循环电磁阀-N18-如图5-2-6所示。

图5-2-6废气再循环电磁阀-N18-

废气再循环电磁阀检修方法：

1.真空测试仪检测电磁阀真空度，开始无真空，电磁阀开始工作后将有真空产生。

2.可以在08数据块中读取废气再循环显示值。

3.电磁阀本身电阻标定值：

14–20Ω。

废气再循环机械阀如图5-2-7所示。

图5-2-7废气再循环机械阀

废气再循环机械阀检修方法

1．再循环量的检查：

51KPa的真空，应出现怠速不稳或熄火。

2．机械阀隔膜运动、破损情况及隔膜去清洁情况的检查。

3．废气再循环孔及真空软管的检查。

阀底容易产生积碳使再循环通道受阻或泄漏，清洗时须更换垫圈并涂锂基润滑脂。

4．阀芯剧烈运动、阀门全开将使发动机动力性下降，甚至熄火。

按图示5-2-8连接专用工具VAG1390，操纵真空泵，膜片必须朝真空连接方向移动（用手感觉）将手动真空泵软管从阀上拔下，必须清晰听到阀关闭声音（膜片移向排气管方向）。

图5-2-8用VAG1390检测废气再循环机械阀

4、别克君威轿车EGR系统检修

排气再循环EGR系统用于降低由于高燃烧温度混合气中氮氧NOx的含量是通过降低降低燃烧温度来实现的，排气再循环系统中最主要的零部件是EGR阀。

1）线性排气再循环EGR阀

上海别克线性EGR阀，由发动机控制模块控制，如图5-2-9所示，它有一个受PCM操纵的电磁线圈组，枢轴（可动铁心）的一端是锥形阀。

发动机控制模块控制电磁线圈通电，使枢轴及锥形阀抬起后，废气就可进入进气歧管进行再循环。

因为线性EGR阀锥形阀的开启程度完全是线性渐变的，所以它能够提供发动机全工况下NOx排放水平的最佳控制。

图5-2-9线性EGR阀

发动机工作时，发动机控制模块根据：

·冷却液温度传感器

·节气门位置传感器

·空气流量传感器

的输入信号计算出最优的EGR开启程度，并通过控制EGR阀电磁线圈使EGR阀达到最佳开启位置。

线性EGR阀中嵌有EGR枢轴位置传感器，枢轴移动后它马上将实际枢轴的移动位置反馈给PCM，实现了对废气再循环流量的精确反馈控制（闭环控制）。

对于EGR系统的监测，PCM采取的是一种通过EGR阀动作时，检测进气歧管绝对压力（MAP）的变化来确定系统工作正常与否的主动检测方法。

所谓主动检测就是当节气门减速关闭时，EGR的诊断会迫使EGR阀打开，或者在巡航行驶时，EGR的诊断会迫使EGR阀关闭。

也就是在EGR阀本来应该关闭的减速收油工况时突然打开，而在EGR阀本来应该打开的定速巡航工况时突然关闭，这样才能够看出在EGR阀打开或关闭前后进气歧管绝对压力（MAP）的波动变化，具体变化为：

·当处于减速检测模式时，打开阀门将增加进气歧管绝对压力值，

·当处于定速巡航检测模式时，关闭阀门将减少进气歧管绝对压力值。

在这两种情况下，进气歧管绝对压力的改变会随着EGR阀的开启、EGR流量的变化而改变。

EGR阀的单件检测为进气歧管绝对压力对某些阀门动作测量的平均值，其原因是现代电控燃油喷射系统除了EGR外，还有其他部件的作用也会对进气歧管绝对压力（MAP）值的变化产生影响。

所以，每一个单元检测到的结果将被平均地降低一定系数，从而防止系统的误诊断，只有当平均值超过自诊断系统校正的临界值时才会表示EGR阀出现故障。

2）EGR阀枢轴位置传感器

EGR阀枢轴位置传感器，其功用是检测EGR阀的开度位置，并利用电位计将其位置信号转变为相应的电压信号，反馈给发动机控制模块（ECU），作为控制废气再循环的参考信号，从而实现EGR系统的闭环控制。

同时，发动机控制模块检测枢轴位置传感器及相关控制电路故障，如短路和断路情况，当检测到的枢轴位置信号电压超过枢轴位置电压的正常范围，发动机控制模块将设置故障代码。

EGR枢轴位置传感器通常是一个三线传感器，如图5-2-10所示，一根是用来向传感器提供5V的参考电压，一根是用来向传感器提供搭铁，另一根用来将传感器的信号输送到发动机控制模块。

图5-2-10EGR枢轴位置传感器

在正常的ECU控制EGR系统过程中，ECU将采用以下信号来控制枢轴的提升度：

·发动机冷却液温度信号；

·节气门位置信号，

·空气流量信号。

3）排气再循环EGR阀的更换

拆卸程序

1.关闭点火开关

2.断开排气再循环阀电气连接器

3.从排气再循环阀上拆卸管路总成固定螺钉将管路总成小心向后拉

4.拆卸排气再循环阀固定螺钉

5.拆卸排气再循环阀总成

6.拆卸衬垫

排气再循环阀的安装位置及拆卸如图5-2-11所示。

图5-2-11排气再循环阀的安装位置及拆卸

5、故障案例：

本田雅阁废气再循环系统

故障现象：

 本田雅阁2.2电喷车发动机故障灯亮；怠速时发动机抖动严重；排气有轻微黑烟。

据司机反映，该车发动机技术状况一直良好，自从发动机故障灯亮后，怠速时发动机便开始抖动，且越来越严重，但动力性、经济性良好。

故障检修：

因故障灯亮，系统中有故障码存储，故应首先读取故障码。

拆下仪表台下杂物箱，找到两孔故障诊断插座，用专用导线短接，打开点火开关，从故障灯读出故障码为“12”，即废气再循环阀位置传感器故障。

当时认为该传感器与发动机怠速抖动关联不大，且多数在用电喷车，不管发动机故障灯是否亮，只要调取故障码，基本上都会有两组码，特别是氧传感器，但对发动机运行的影响根本不明显。

因此只对废气再循环阀位置传感器外围电路进行了检查，未见异常，拆下ECU-IG保险丝消码后，故障依旧存在。

 怠速故障常见原因为怠速控制阀积碳卡死或怠速调整通道积碳阻塞。

拆下节气门体检查，未见异常，清洗了怠速控制阀和怠速调整通道并重新装配，未见好转。

调整怠速调整螺钉，也无济于事。

检查中发现怠速抖动的原因是第四缸工作不良引起的，这与怠速时排气中有轻微黑烟相关联，奇怪的是该车动力性、经济性良好，说明中等以上负荷时该缸工作