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诊断羚羊轿车EGR阀U乐国际娱乐引起氮氧化物排放超标
2014-06-23 21:15:58 来源:汽车维修技术论坛 作者:雨云 【 】 浏览:3618次 评论:0
摘 要】:本文讲述了汽车用汽油机减少污染物排放中的氮氧化物(NOx)可以用两类技术:机内净化技术、机外净化技术。并诊断了羚羊轿车的步进电机式EGR阀。
 
关键词】: 氮氧化合物  步进电机式EGR阀  相线绕组线圈断路
 
前 言】:我国“十二五”时期新增氮氧化物作为受控大气污染物,而机动车排放是氮氧化物的主要贡献者之一。汽油车的主要排气污染物是一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)和氮氧化物(NOx),由于氮氧化物对光化学烟雾注1的生成具有重要作用,因此国家将氮氧化物削减作为“十二五”的约束性指标。如何减少机动车氮氧化物排放已成为各地关注的重点。
       珠海市从今年5月1日起取消机动车排气简易工况法检测过渡期整改措施,届时排气检测不达标的机动车将不能通过年检。此外,根据有关法规规定,对连续三个检测周期排气检测不达标的机动车将实行强制报废。
     下面谨以诊断并维修“长安铃木羚羊轿车年检时氮氧化物(NOx)排放超标”的U乐国际娱乐案例,来说明三元催化器与废气再循环(EGR)系统是降低氮氧化物(NOx)排放的有效办法。
                                           一、 U乐国际娱乐现象
        一辆长安铃木羚羊轿车,2002年出厂(LS5H2ABR92B06****),搭载JL474Q1U乐国际娱乐(原型号是G13B),其车辆外形(图1)。
        
                            图1  车辆外形   

        驾驶员提出的U乐国际娱乐现象是:今年1月份到期年审,进行汽车尾气检测时,结果车辆的CO和HC检测都处在正常值,但NOX值却超标(图2)注2,无法取得绿色环保标志。 仪表板上的U乐国际娱乐U乐国际娱乐灯不亮,用检测仪注3进入其控制系统,没有发现有U乐国际娱乐码记录注4。                                         
                
            图 2  初检 排气污染物检测报告单(截图2 
二、U乐国际娱乐分析与诊断
   目前,控制汽车用汽油机污染物排放中的氮氧化物(NOx)超标排放技术可以分为两类:
    ①、降低污染物生成量的技术,又称为机内净化技术,主要采用的是废气再循环;
    ②、净化或处理U乐国际娱乐排出后污染物的技术,又称为机外净化技术,主要采用的是三元催化器。三元催化器能同时控制碳氢化合物(HC)和一氧化碳(CO)排放。
    1、利用测量排气温度对三元催化器进行诊断
      启动U乐国际娱乐,将U乐国际娱乐转速维持在2500r/min左右,预热至正常工作温度,将车辆举升,用数字式温度计(我是使用非接触式红外线激光温度计)尽量靠近(50mm内)三元催化器的进口和出口,分别测量三元催化器进口和出口的温度。三元催化器在正常工作状态下“由于氧化反应会产生热量”因而其出口温度应高于入口温度,一般要高出2025%以上注5。如果出口温度值低于以上的范围,甚至比入口还低些,则三元催化器工作不正常,原因有两种:一是已失效、二是有堵塞;如果三元催化器出口温度值超过以上范围,必定有大量异常的COHC参与反应,则说明点火系或燃油系出了问题,需对U乐国际娱乐本身做进一步的检查。
                                                                
             图3  催化器入口的温度                 图4  催化器出口的温度   

      据上述U乐国际娱乐,对此车氮氧化物(NOX)超标的U乐国际娱乐进行诊断时,我使用了非接触式数字红外线激光温度计,测量了三元催化器入口的温度(图3),其表面温度为摄氏135.3; 测量了三元催化器出口的温度(图4),其表面温度为摄氏173.3度。经过上述的测量排气温度的检测方法,说明此车的三元催化器处在正常的工作状态。
      2、废气再循环的作用
      氮氧化物(NOx)发生在高温大负荷的情况下。它的产生第一要有足够高的温度1600度以上(图5)、第二要有高压足够大的压力、第三要有多余的氧才能反应,这三个条件任何一个不满足都不会产生氮氧化物。这三个条件:1、高温; 2、高压; 3、混合气稀燃,处于富氧状态(主要说是前壹个,后面两个是在U乐国际娱乐设计过程中会尽量避免的)。为了破坏这三个条件,①、压力基本无法控制;②、U乐国际娱乐在设计过程中已精确控制喷油量,尽量避免稀燃。③、目前在用的U乐国际娱乐主要做的只有壹个:就是使用废气再循环(EGR)系统,目的是使缸内燃烧温度降低,减少氮氧化物(NOx)产生。     
 
              图5  燃烧温度与NOx排放量的关系
 
3、废气再循环在U乐国际娱乐工作过程
      为了使燃烧温度降低,该系统是将一部分废气引到吸入的新鲜混合气,返回气缸内部进行再循环参与燃烧的方法,其作用是用来减少NOx的排放量。氮氧化物NOx其主要是在高温富氧的条件下生成的。在U乐国际娱乐工作过程种,如适时、适量地将部分废气再次引入气缸内,因废气中的主要成分CO2比热容比较大,所以废气可将燃烧产生的部分热量吸收并带出气缸,并对混合气有一定的稀释作用,因此降低了U乐国际娱乐燃烧的最高温度和氧含量,从而减少了NOx化合物的生成量。但是过度的废气再循环将会影响U乐国际娱乐的正常工作,特别是在怠速、低转速小负荷及U乐国际娱乐处于冷态运行时,以及在全负荷(节气门全开)要求U乐国际娱乐动力性时,再循环的废气将对U乐国际娱乐的性能产生严重的影响。因此,应根据U乐国际娱乐的实际工况及工作条件的变化,能够自动调整参与再循环的废气量。实践证明,根据U乐国际娱乐结构的不同,参与再循环的废气量一般在6%~13%之间变化为宜。为了使废气再循环量对U乐国际娱乐性能不产生过度影响,现代电控U乐国际娱乐对废气再循环也采用了闭环控制策略,对实际的废气再循环量进行闭环修正反馈控制。
      4、步进电机式EGR阀工作U乐国际娱乐
      此款羚羊轿车是采用步进电机式废气再循环EGR阀,包括阀体、阀座、阀杆、驱动装置(图6所示),其特征在于驱动装置为旋转式步进电机极向右方向移动,转子随之正转 反之,欲使步进电动机反转时,相线控制脉冲极向右方向移动,转子随之正转 反之,欲使步进电动机反转时,相线控制脉冲按4相、3相、2相、1相的相顺序依次超前90o相位角,定子上N极向左方向移动,转子随之反转。
 
                  6   EGR阀 结构图                 图7  相线绕组的控制电路
 

三、检查羚羊轿车的步进电机式EGR阀
         首先使用诊断仪注3进入U乐国际娱乐系统,观察废气再循环EGR阀的数据流。 废气再循环EGR阀通常在下列条件下开启:1.U乐国际娱乐暖机运转。2.转速超过怠速。ECU根据U乐国际娱乐冷却水温传感器、节气门位置传感器和空气流量传感器来控制废气再循环EGR阀的开度. 在观察U乐国际娱乐的数据流过程中,无论节气门的开度增大还是减少,其废气再循环EGR阀的开度都是处在0%(图8)
    
                   图8   U乐国际娱乐的数据流(截图)
 
         在怠速状态下用诊断仪注3进入测试功能,打开废气再循环EGR阀。因为U乐国际娱乐在怠速、低速、小负荷 及冷机时,废气参与再循环,轻则U乐国际娱乐抖动厉害,重则U乐国际娱乐熄火。但是此车用诊断仪注3进入测试功能打开废气再循环EGR阀时,U乐国际娱乐都在正常的怠速状态无变化。说明废气再循环EGR阀并没有被打开参加工作(图9)。
       
                   图9   用诊断仪打开废气再循环EGR阀
 
            步进电机式EGR阀的就车检查:
       ①、检查步进电机式EGR阀的电源电压:将点火开关置于“ON”位置,然后分别测量从ECU电源来的端子b、e 与搭铁之间的电压值(应为电池电源电压),如无电压,则步进电机式EGR阀的电源有U乐国际娱乐。实测此车的电源电压为12.3V(图10)。结论:步进电机式EGR阀的供电电源线正常
 
                             图10   实测此车的电源电压 

 
       ②、检查A定子绕组的第3相线圈之间的电阻:断开蓄电池上的负极线;断开EGR阀插接件;检查EGR阀插头b与a之间的电阻,检阅维修手册得知:在20℃时上述插头之间的电阻应为22~26Ω。实测此车EGR阀插头b与a之间的电阻为24.4Ω(图11)。结论:步进电机式EGR阀的3相绕组线圈电阻正常
 
                       图11  实测3相绕组线圈电阻     

      ③、用上述方法,检查A定子绕组的第1相线圈之间的电阻;检查B定子绕组的第2相线圈之间的电阻。都与维修手册的数据相符,结论:步进电机式EGR阀的1相绕组线圈电阻与2相绕组线圈电阻都正常
     ④、当检查到B定子绕组的第4相线圈之间的电阻时:实测此车EGR阀插头e与f之间的电阻为无穷大(图12)。结论:步进电机式EGR阀的4相绕组线圈电阻断路。
 
                 图12    实测4相绕组线圈电阻(电阻为无穷大)

四、U乐国际娱乐排除
      从上面的检测中可知,为步进电机式EGR阀的第4相绕组线圈断路,由于此车的步进电机式废气再循环EGR阀的阀体与驱动步进电机是不能分开出售,所以要一整体更换EGR阀总成(图13)。EGR阀总成后,再次读取数据流:起动U乐国际娱乐暖机,在U乐国际娱乐电动电动冷却风扇运转,并等待冷却风扇停转后,把U乐国际娱乐转速提高到2500转/每分钟时,其废气再循环EGR阀的开度为49%(图14)。可知,废气再循环EGR阀已参加工作。
 
    图13     EGR阀                    图14  EGR阀后的数据流(截图

    再次到检测站进行汽车尾气检测时,结果车辆的CO、HC和NOX都处在正常值(图15)注2,取得绿色环保标志。
 
                                  图15   复检排气污染物检测报告单(截图)2


                                                            五、结束语
       综上所述,通过对“长安铃木羚羊轿车年检时氮氧化物(NOx)排放超标”的U乐国际娱乐排除 有如下体会:减少机动车染物的排放有两项技术:为机内净化技术,主要采用的是废气再循环;机外净化技术,主要采用的是三元催化器。
      这次我把这些维修过程总结出来,供同行们参考,不当之处,请批评指正




参考U乐国际娱乐
    [1]、 长安铃木羚羊轿车维修手册                  电子网络版
    [2]、 现代汽车维修   黄虎  夏令伟  主编       上海交通大学出版社  








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1: 光化学烟雾:氮氧化物(NOx)主要是指NO和NO2。NO和NO2都是对人体有害的气体。氮氧化物和碳氢化合物(HC)在大气环境中受强烈的太阳紫外线照射后产生一种新的二次污染物----光化学烟雾,在这种复杂的光化学反应过程中,主要生成光化学氧化剂(主要是O3)及其他多种复杂的化合物,统称光化学烟雾。
注2:原自 新港机动车检验站  出具的《珠海市机动车排气污染物检测报告单
注3 :【车王1号 全车系检测仪】     生产单位:北京5053汽车工作室
 


注4:   U乐国际娱乐码的设码:设码条件是根据排放标准设计的,2002年出厂的长安铃木羚羊轿车为:国1排放标准。2002年出厂的羚羊轿车U乐国际娱乐电脑板(ECU)的型号采用的是日立电装D6,为8位数CPU,此U乐国际娱乐电脑(ECU)没有把执行器列入U乐国际娱乐码的设码,(废气再循环EGR阀为执行器)。
注5:  三元催化器出入口温度差:车用三效催化转化器工作效率的温度监控模型及其试验验证(长安大学汽车学院) 
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Tags:诊断 羚羊 轿车 EGR U乐国际娱乐 引起 氮氧化物 排放 超标 责任编辑:rong
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