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摘要：
本文主要讲述了本田雅阁发动机排放系统的主要结构和一些简单的检测方法，对排放系统的内容和原理进行了具体介绍。
同时也对本田雅阁的故障进行了分析。
关键词：
本田雅阁2.4L发动机排放控制系统结构原理故障分析
一、汽车尾气的主要成分及危害
汽车排放的主要污染物是：
一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化合物（NOx）硫化物和微粒物（又碳烟、铅氧化物等重金属氧化物和烟灰等组成）
在大气污染中，汽车排放所造成的污染占有相当的比重。
据有关部门资料介绍，大气中所含CO的75%、HC和NOx的50%来源于汽车的排放。
主要成分有以下几种。
（1）一氧化碳（CO）
在内燃发动机中，CO是空气不足或其他原因造成不完全燃烧时，所产生的一种无色、无味的气体。
CO吸入人体后，非常容易和血液中的血红蛋白结合，它的亲和力是氧的300倍。
因此，肺里的血红蛋白不与氧结合而与CO结合，致使人体缺氧，引起头疼、头晕、呕吐等中毒症状，严重时造成死亡。
CO的容许限度规定为8h内100ppm。
如果1h内吸入500ppm的CO，就会出现中毒症状，并危害中枢神经系统，造成反感、反应、理解、记忆等机能障碍，严重时引起神经麻痹。
如1h内吸入1000ppm的CO就会发生死亡。
（2）碳氢化合物（HC）
HC是发动机废气中未燃烧的部分，还包括供油系中燃料的蒸发和滴漏。
单独的HC只有在浓度相当高的情况下才会对人体有影响，一般情况下作用不大。
但它却是产生光化学烟雾的重要成分。
（3）氮氧化合物（NOx）
NOx是发动机大负荷工作时大量产生的一种褐色的有臭味的废气。
发动机废气刚一排出时，气内存在的NO毒性教小，但NO很快被氧化成毒性较大的NO2等其他氮氧化物，我们统称为NOx。
NOx进入肺泡后能形成亚硝酸和硝酸，对肺组织产生剧烈的刺激作用。
NOx与HC受阳光中的紫外线照射后发生化学反应，形成光化学烟雾。
当光化学烟雾中的光化学氧化剂超过一定浓度时，具体明显的刺激性。
它能刺激眼结膜，引起流泪并导致红眼症，同时对鼻、咽、喉器官积肥不均有刺激作用，能引起急性喘息症。
（4）铅化合物
发动机废气中的铅化合物是为了改善汽油的抗暴性加入的。
他们以颗粒状排入大气中，是污染大气的有害物质。
当人们吸入含有铅微粒的空气时，铅逐渐在人体内积累。
当积累达到一定程度时，铅将阻碍血液中的红血球生长，使心、肺等处发生病变；
侵入大脑时则引起头痛，出现一种精神病症状。
（5）碳烟
碳烟是柴油发动机燃料燃烧不完全的产物，其内含有大量的黑色碳颗粒碳烟能影响道路上的能见度，并含有带有少量特殊臭味的乙醛，往往引起人们的恶心和头晕。
为此包括我国在内的不少国家都规定了最大烟度值，并规定了测量方法。
（6）硫氧化物
汽车内燃机尾气中硫氧化物的主要成分为二氧化硫。
当汽车使用催化净化装置时，就算有很少量的SO2也回逐渐在催化剂表面堆积，造成所谓催化剂中毒，不但危害催化剂的使用寿命，还危害身体健康，而且SO2还是造成酸雨的主要物质。
（7）二氧化碳
世界工业化进程引起的能源大量消耗，导致大气CO2的剧增。
其中30%约来自汽车排气，CO2为无色无毒气体，对人体无直接危害，但大气中的CO2大幅度增加，因其对红外热辐射的吸收形成温室效应，会使全球气温上升、南北极冰层融化；
海平面上升；
大陆腹地沙漠趋势加剧，是人类和动植物赖以生存的生态环境遭到破坏。
因此近年来对CO2的控制也上升为汽车排放研究的重要课题。
二、本田雅阁轿车2.4L发动机的概述
广州本田雅阁03款2.4L轿车是一款具有跑车风采的豪华型轿车，如图1所示雅阁2.4L轿车采用了K24A4型发动机，采用的是电控4气门水冷式VTEC发动机与其他国内生产的汽车发动机相比，其最具有特色的是采用了配气正时及气门升程可变的配气机构和电控液压式发动机后支座，使气缸的充气量同时能满足发动机低转速和高转速下的不同需要.
采用VTEC系统可使发动机降低油耗，提高功率输出。
当发动机低速运转时，由于主进气门和辅助进气门的开度不同，使燃烧室内产生涡流，从而提高燃烧效率，降低发动机油耗。
发动机高速运转时，由于主、辅进气门的开度增大，使发动机的输出功率随之增大。
从而提高了发动机的动力性和经济性，所以其使用性能比当年同年出产的其他几款新车型在很多方面都更胜一筹。
图1VTEC系统结构图
1-正时板；
2-中间进气摇臂；
3-辅助进气摇臂；
4-同步活塞B；
5-同步活塞A；
6-正时活塞；
7-进气门；
8-主进气摇臂；
9-凸轮轴
三、本田雅阁轿车2.4L发动机排放控制系统的组成及机构特点
1、三元催化反应器（TWC）
三元催化反应器利用三元催化剂铂、铑、钯与排气中的有害成分碳氢化合物、一氧化碳发生反应，使之转换成无害的CO2、NO2和水蒸气。
但是只有空气燃油混合比为14.7:
1时，三元催化剂才能使三种有害成分均能获得比较高的转换率。
因而三元催化剂只有借助于加热型氧传感器并通过发动机模块/功率控制模块（ECM/PCM）实行闭环控制才能发挥其效能。
三元催化反应器的结构如图2所示。
图2三元催化反应器的结构
2、废气再循环（EGR）控制系统
废气再循环系统通过使废气经EGR阀和进气歧管进入燃烧室，来减少氮氧化物的排量。
如图3所示废气再循环系统主要由EGR阀、EGR控制电磁阀、ECM/PCM和各种传感器组成。
EGR控制电磁阀。
该电磁阀为机械式真空开关阀，位于防火壁右侧的控制盒内。
其作用是是控制加在EGR阀上的真空。
EGR控制电磁阀由ECM控制，电磁线圈通电时，阀门开启，于是进、排气口之间的通道便接通。
EGR升程传感器。
发动机电脑中储存有多种工况下EGR阀的最佳升程高度。
升程传感器利用由一个柱塞推动的电位计向发动机电脑传送EGR阀的实际升程高度信号，如果实际提升高度值与储存的最佳不同，则ECM/PCM便通过减小送往EGR阀的电流来减少EGR阀的升程量，以减少在EGR阀的真空。
EGR阀。
该阀位于进气歧管右侧，靠近节气门体其作用是使一定量的废气流入进气歧管进行再循环。
EGR阀膜片的一侧连接一根枢轴杆，另一侧与弹簧相连（弹簧使阀门保持常闭）。
当加在膜片上的真空压力大于弹簧力时，枢轴杆被拉回原位，通道打开，使废气进入再循环系统。
再循环废气量与节气门开度直接相关。
用EGR阀升程传感器来监测EGR阀的升程量，并将该信息传给ECM/PCM，ECM/PCM使这些信息与理想的EGR阀升程相比较。
图3废气再循环系统的构成
3、曲轴箱强制通风（PCV）系统
曲轴箱强制通风系统的作用是将窜入曲轴箱中的混合气引入进气管，重新进入气缸参加燃烧，以避免曲轴箱中的混合气体直接排入大气而造成空气污染。
如图4所示，曲轴箱强制通风系统由曲轴箱强制通风阀（PCV）和通气软管等部件组成，PCV阀的一端通过通气软管与发动机进气歧管相通，另一端则与发动机曲轴箱相通。
PCV阀的开闭和开启的程度由进气歧管的真空度决定。
发动机在不同的工况下，通过进气歧管的真空度的变化控制PCV阀的开闭和开启程度，将适量的曲轴箱混合气吸入进气歧管。
图4曲轴箱强制通风系统的构成
4、燃油蒸发排放控制（EVAP）系统
燃油蒸发排放控制系统的作用是防止燃油箱的燃油蒸气（碳氢化合物）排入大气造成污染。
如图5所示，它主要由活性炭罐储存装置、燃油蒸发净化控制装置和燃油箱燃油蒸发控制装置组成。
活性炭罐储存装置。
活性炭罐储存装置主要由碳罐体和罐体内的活性碳组成。
车辆运行或发动机运转时，燃油箱的燃油蒸气通过燃油箱EVAP阀和EVAP双通阀进入活性碳罐的上部，新鲜空气将从活性碳罐的下部进入活性碳罐并清洗活性碳。
发动机停机时，燃油蒸气和新鲜空气在罐内混合并储存在活性碳罐中。
发动机工作时，燃油蒸气的混合物将接受燃油蒸气净化控制装置的控制适量的吸入汽缸参加燃烧。
燃油蒸发净化控制装置。
燃油蒸发净化控制装置主要包括EVAP排放控制膜片阀、EVAP排放控制电磁阀和软管等。
EVAP排放控制膜片阀受EVAP排放控制电磁阀控制。
EVAP排放电磁阀则由ECM/PCM根据各传感器信号进行控制。
当EVAP排放控制电磁阀由ECM/PCM指令打开时，进气歧管的真空将导入EVAP排放控制膜片的上方，并使阀片上移开启，于是碳罐上部的定量排放小孔打开，燃油蒸气混合物便被吸入节气门上的进气孔，进而实行净化燃烧。
图5燃油蒸发排放控制系统的构成
四、本田雅阁轿车2.4L发动机排放控制系统的检测
1、三元催化器的检测
当发动机出现诸如熄火等故障时，可能导致废气温度超过1400度，从而使三元催化反应器机质熔化，烧坏三元催化反应器。
如果使用含铅汽油，废气中铅会覆盖在催化剂表面，阻止催化反应的进行。
废气的残留燃油也有可能毒害催化剂。
三元催化反应器置于汽车下部正中央，用螺栓固定在排气歧管的后部管上。
在车辆使用过程中，如果怀疑车辆排气系统的阻力过大，则可按下述方法对三元催化反应器进行检查。
1）三元催化反应器的目测检查
三元催化反应器的外观，观察其外壳有无压扁、锈蚀或凹痕。
车上拆除三元催化反应器，如图6所示，使用手电筒沿轴向照射TWC，检查者在三元催化反应器的另一端目视检查三元催化反应器有无堵塞、熔化或开裂现象。
轻摇动，听三元催化反应器内部元件有无松动迹象。
图6三元催化反应器的目测检查
2）三元催化反应器的功能测试
（1）以2500r/min的转速运转发动机约2min，将三元催化转化器加热至工作温度。
（2）在其废气入口处和出口处分别接一支表面温度探头测量温度，出口处温度至少应比进口处温度高38度。
如果温差低于规定温度，则更换三元催化转化器。
3）三元催化反应器的排气受阻检测
（1）在加热型氧传感器或一氧化碳测试管处安装排气压力表。
（2）在正常工作温度下发动机怠速运转时，压力表读数不应超过8.6kpa。
（3）发动机转速提高至2000r/min，压力表读不应超过20.7kpa。
（4）如果在两种转速中的任何一种情况下压力超出规定值，那么表明排气系统受阻，应该检查排气系统有无管路压扁，是否发生热变形或内部消声器是否故障。
（5）如果没有找到排气系统压力过高的明显原因，那么可能是三元催化反应器受阻。
（6）完成检测后，在重新安装前用防粘剂涂敷加热型氧传感器的螺纹。
2、废气再循环系统（EGR）的检测
如果仪表板上的故障指示灯（MIL）点亮，通过故障自断系统读取的故障码为12，则说明废气再循环系统有故障。
此时可以按照以下步骤进行检测诊断。
1）重新设置ECM/PCM。
2）连接维修检查信号（SCS）检测插头。
3）在空负荷的条件（变速杆置于“N”位或“P”位）下，使发动机转速保持在3000r/min运转，直到散热器风扇启动，然后使发动机怠速运转。
4）在路上行驶大约10min，尽量使发动机转速保持在1700~2500r/min范围内。
5）检查故障指示灯是否仍然点亮并且显示故障码12，如果故障消失，则说明故障为间发性故障，检测系统正常，但是应注意检查EGR阀与ECM/PCM之间的连接导线是否有连接不良或松动的迹象。
6）如果步骤5检测结果故障指示灯仍然点亮且显示故障码12，则检查输出电压。
3、曲轴箱强制通风（PCV）装置的检测
曲轴箱强制通风装置的检查方法如下。
1）在发动机怠速时，检查PCV软管、通气软管及其接头是否有泄漏现象。
如有，则应予以更换。
2）拆下PCV软管和通气软管如图7所示，检查软管有无堵塞和老化等不良现象。
图7PCV软管和通气软管
3）在发动机怠速时，有手或钳子轻轻地不断捍夹PCV软管如图8所示，此时应听到PCV阀反复开闭的“咔哒”声，否则应检查PCV阀座密封圈是否破损。
如果密封圈正常，则应更换PCV阀并重复上述检查。
图8捏夹PCV软管
4、燃油蒸发排放（EVAP）控制系统的检测
1）从EVAP活性炭罐上断开真空软管并将真空泵/表连至软管如图9所示。
图9从活性碳罐上拆开真空软管并连接真空表
2）起动发动机，让它怠速运转，观察是否为真空。
如果是，检测真空软管的布线情况，如果正常，更换EVAP活性炭罐净化阀；
如果不是，转到下一步骤。
注意：
发动机冷却液的温度必须低于65度。
3）将发动机空载（P档或空档）转速保持在3000r/min，直至散热器风扇开始转动，然后将发动机转速提至3000r/min，观察是否为真空。
如果是，转到下一步骤；
如果不是，检测真空软管的布线情况，如果正常，更换EVAP活性炭罐净化阀。
4）将点火开关置于OFF。
5）将真空软管重新连接至EVAP活性炭罐。
6）拆下加油盖。
7）从EVAP活性炭罐上断开净化空气软管，并将真空压力表（0~133kpa）连至EVAP活性炭罐上如图10所示。
图10将真空表连接到EVAP活性碳罐净化空气软管上
8）起动发动机并将转速提至3000r/min，观察真空是否于1min内出现在压力表上。
如果是，见EVAP双通阀测试，故障检修完成，蒸发排放控制正常；
如果不是，更换EVAP活性炭罐净化阀。
EVAP双通阀的测试：
1）拆下加油盖。
2）从EVAP双通阀上断开蒸发管路，将它接到与真空表和真空泵连接的T型接头上，如图11所示。
图11检查EVAP双通阀的真空度
3）缓慢而连续地施加真空，一边观察真空表，真空应短暂地稳定在2.8kpa。
如果真空稳定在2.8kpa以下（双通阀打开），安装一个新阀，并重新测试。
4）将真空泵软管从真空侧移至压力侧，如图12所示。
图12检查EVAP双通阀压力
5）对蒸发管路缓慢加压，一边观察真空表。
压力应短暂地稳定在1.0kpa。
如果压力短暂地稳定在1.0kpa（双通阀打开），双通阀正常；
如果真空稳定在1.0kpa以下，安装一个新阀，并重新测试。
五、本田雅阁轿车2.4L发动机排放控制系统故障分析
1、燃油蒸发排放控制系统诱发的故障
对于电控EVAP而言，是由电控单元根据水温传感器、发动机转速传感器和节气门位置传感器的工作电压等发动机运转参数，通过燃油蒸发控制电磁阀来控制系统的工作。
在发动机怠速工况和全负荷工况，活性炭罐中的燃油蒸气不应进入发动机汽缸，以免造成怠速可燃混合气过浓而熄火，在发动机进入全负荷之后又会因此引起混合气过稀，影响发动机的动力，所以活性炭罐内的燃油蒸气脱附应是受控制的，其控制方法有利用发动机的真空度来控制和利用电控单元来控制两种。
如果电控单元或电磁阀有故障，会使EVAP运转失效或工作不正常，造成夏天行车时车厢内有燃油气味或影响发动机的怠速运转。
（1）发动机热起动困难、无怠速、怠速不稳或排气管冒黑烟
当活性炭罐下端空气入口处的过滤器被灰尘和杂质等堵塞后，活性炭吸附的燃油整齐可达到饱和状态而成为燃油液体，它会通过化油器节气门上方的气孔进入汽缸，从而造成发动机混合气过浓，热起动困难、无怠速、怠速不稳或排气管冒黑烟等。
对于电子控制EVAP，由于从真空通道阀进入发动机进气歧管的管路的供气量没有通过空气流量的计量，所以在管路漏气或真空通道阀失效时，会使发动机怠速不稳、加速滞后或大负荷下动力不足。
（2）汽车尾气排放超标，耗油量增加
在EVAP正常工作的情况下，若活性炭罐下端的空气入口处堵塞而不能正常吸入新鲜空气，带走吸附在活性炭罐内的染油蒸气，空气只能从油箱盖的进气阀进入，从而造成油箱内经常处于负压条件下供油，加大了油箱内燃油蒸发的速度，从而使耗油量增加，甚至在中小负荷下排气管冒黑烟，尾气排放超标。
2、废气再循环控制系统诱发的故障
故障现象：
本田雅阁2．4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。
据驾驶员反映，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，系统中有故障代码存储，故应首先读取故障代码。
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，从故障灯读出故障代码为“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系不大，且多数电喷车，不管发动机故障灯是否亮，只要调取故障代码，基本上都会有两组码，包括这个“12”和关于氧传感器的，但对发动机运行的影响不明显。
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熔丝消码后，故障依旧存在。
怠速故障常见原因为怠速控制阀积炭卡死，或怠速调整通道积炭阻塞。
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是正常的。
单缸工作不良有油路、电路和机械方面的原因。
但是此车经检查油路、电路各方面均正常。
既然油、电路均正常，气缸压力也正常，原因只可能为怠速时混合气不良。
从怠速时排气有轻微黑烟，且拆出的第四缸火花塞有较严重积炭的现象看，与混合气过稀，导致压缩后燃烧不完全有些类似。
以往的维修中也确实出现过因真空管漏气引发单缸怠速工作不良。
但检查结果，所有真空管密封良好，进气管结合部也无漏气现象。
那么会不会是废气漏人进气管，使第四缸混合气质量下降，导致工作不良呢？
本田公司为了环保需求，各种车型基本上都装备了废气再循环装置。
联想到故障代码内容，并从结构上观察到废气再循环阀靠近第四缸进气管，估计故障与该阀有关。
拆下该阀，发现其积炭严重，清洗后装复并再次消码，发动机工作恢复正常，故障排除。
故障分析：
本田雅阁2．4电喷车装备了废气再循环装置，引入部分废气进入进气管，从而降低了燃烧终了温度，有效减少了氮氧化合物排放。
该装置主要由发动机温度传感器、发动机转速传感器及发动机负荷传感器收集信号，由ECU控制真空电磁阀使废气再循环阀工作。
在发动机温度正常，转速达2000r／min以上且非怠速或大负荷工作时，该装置投入工作，引人部分废气以达到减少排放的目的。
废气再循环阀使用时间过长后，因积炭严重，使该阀密封性能下降，发动机工作时，在排气压力作用下，少部分废气“挤”入进气管，怠速时大部分被结构上靠近它的第四缸“利用”，导致怠速时第四缸工作不良，产生抖动。
其他工况时，进气气流速度加快，废气分配较均匀，且发动机工作达到一定条件时，废气再循环系统投入正常使用，故对发动机的动力性、经济性影响不大。
因积炭使阀体的位置被垫高，再循环阀位置传感器感应的位置信号和电脑中的参照信号不符，发动机的故障指示灯亮，指示废气再循环系统故障。
由本例可见，故障代码“12”所示内容与故障内容关联似乎并不大，但从以上的分析过程可见，故障的真实原因实际上与它有很大关系。
结束语
通过这篇论文，使我对本田雅阁的排放控制系统有了进一步的认识，对三元催化反应器，EGR废气再循环系统、曲轴箱强制通风装置以及燃油蒸发排放控制系统的结构和原理都有了一定的了解。
随着汽车技术的发展在汽车上的排放系统将会越来越先进，世界各国为了有效的减少污染，采取了各种对策和措施。
多数国家在控制汽车污染时主要是围绕新生产车的排放控制、在用车的排放控制、提高燃油质量、改善交通状况和发展公共交通等方面采取综合性措施。
本文主要介绍了汽车排放控制系统的个部分组成及功用，也希望可以引起人们对大气污染的注意。
参考文献
1、排放控制系统韩玉敏主编化学工业出版社2005.7
2、|本田雅阁系列轿车故障速查手册《轿车故障速查丛书》编委会编2005.2
3、广州本田雅阁03款轿车电控与电气系统检修图解李强金松编2004.9
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