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1、项目六-任务2 排气系统课件 中职汽车发动机构造与检修工信版项目二 曲柄连杆机构检修项目三 配气机构检修项目四 燃料供给系统检修项目五 冷却与润滑系统检修项目六 进、排气系统检修项目七 点火系统检修项目一 发动机总体构造认知项目六 进、排气系统检修任务1 进气系统检修 任务2 排气系统检修 任务2 学习任务描述 王先生驾驶着一辆2015年产雪佛兰科鲁兹1.6L型汽车，在进行车辆年检时工作人员告诉王先生他的汽车尾气排放不合格。造成尾气排放超标的原因有很多，若排气系统、点火系统、发动机机械系统等这些系统当中任何一部分出现异常都会导致排放不合格，学完这个任务以后你就会明白王先生的汽车尾气排放不合格的
2、原因是什么？并试着给王先生提出合理化的建议。一、排气系统的功用任务准备汽车排气系统的功用是收集发动机工作过程中所产生的废气并排出到气缸外，随着现代社会对环保要求的不断提高，发动机排出的废气污染要尽最大可能降低，噪声也要减小。二、排气系统的组成任务准备 一般由排气歧管、排气管、三元催化转换器、氧传感器、排气消声器和排气尾管等组成1排气歧管 安装位置及设计要求：排气歧管安装在发动机气缸盖上，如下图所示。排气歧管的设计要求尽量减少排气阻力，并避免各气缸之间相互干扰。若排气歧管的结构设计不合理，则各气缸排气之间会产生相互干涉或者废气回流现象，影响发动机的排气顺畅度，进而影响发动机的动力性。排气歧管任务
3、准备二、排气系统的组成二、排气系统的组成任务准备1排气歧管 工作条件及制造材料：因排气系统工作条件比较恶劣（高温、循环交变温度状态下工作），要求排气歧管材料具有良好的高温性能和良好的铸造性能。良好的高温抗氧化性能、稳定的显微组织、热膨胀系数小、优良的高温强度、良好的工艺性能和低成本。制造排气歧管的材料主要有铸铁和不锈钢。任务准备二、排气系统的组成 2三元催化转换器 三元催化转换器靠着排气歧管安装，是汽车排气系统中最重要的机外净化装置，它的功用是利用转换器中的催化剂将废气中的有害气体转变为无害气体。一般为整体不可拆卸式。三元催化转换器内部的催化剂一般是铂（或钯）与铑贵重金属的混合物。三元催化转换
4、器2三元催化转换器 三元催化转换器的工作原理：当高温的汽车尾气通过净化装置时，三元催化转换器中的净化剂将增强CO、HC和NOx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在高温下氧化成为无色、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。二、排气系统的组成 任务准备二、排气系统的组成 3氧传感器 作用：测定发动机燃烧后的排气中的氧气含量，并把氧气含量转换成电压信号传递到ECU，使发动机能够实现闭环控制；确保三元催化转换器对排气中的碳氢化合物（HC）、一氧化碳（CO）和氮氧化合物（NOx）
5、有最大的转化效率，最大程度地进行排放污染物的转化和净化。类型：氧化锆式（ZrO2）和氧化钛式（TiO2）。其中应用广泛的是氧化锆式。氧化锆式氧传感器主要由锆管、加热元件、电极引线、护管、壳体等组成。任务准备二、排气系统的组成 3氧传感器 工作原理：高温下部分氧分子发生电离，形成氧离子。氧离子可以渗过固体电解质（二氧化锆、氧化钛等）。当电解质两表面之间的氧离子浓度不同时，浓度高处的氧离子就会向浓度低的一侧扩散，如果在电解质两个表面之间设置电极，就可以得到电动势，氧传感器就是根据这个原理制成的，其电解质材料为二氧化锆，锆管内侧与氧离子浓度较高的大气相通，外侧与氧离子浓度较低的废气相通，锆管的内、外
6、侧之间存在氧离子浓度差，因而会产生电动势，该电动势即为传感器的输出信号。任务准备二、排气系统的组成 4排气软管排气软管又称排气波纹管，如下图。排气波纹管可以起到减振降噪、方便安装和延长排气消声系统寿命的功用。并且可以吸收和补偿排气歧管的热胀冷缩、防止刚性件破裂。任务准备任务准备二、排气系统的组成 5排气管 排气管是发动机排气系统的一部分，是位于排气歧管和三元催化转换器或消声器之间的连接管。排气管在排气系统中起连接功用。二、排气系统的组成 6排气消声器 汽车排气消声器的功用是降低发动机工作时产生的噪声，并使高温废气能安全有效地排出。排气消声器作为排气管道的一部分，应保证其排气畅通、阻力小及足够的
7、强度。排气消声器要经受500700 高温排气，保证在汽车规定的行驶里程内，不损坏、不失去消声效果。汽车消声器按消声原理与结构可分为：（1）抗性消声器。（2）阻性消声器。（3）阻抗复合型消声器。任务准备二、排气系统的组成 7排气尾管排气尾管的功用是将废气从消声器中输送到汽车尾部。尾管由一系列挂钩支撑，使排气系统在汽车行驶时可以弯曲和移动，避免发生干涉造成排气管的损坏。排气尾管 任务准备三、排气系统的类型 任务准备四、排气系统的净化装置 1三元催化转换器 三元催化转换器外形与消声器类似如右图所示。它的外面用双层不锈薄钢板制成筒形。在双层薄板夹层中装有绝热材料石棉纤维毡。内部在网状隔板中间装有净化剂
8、。净化剂由载体和催化剂组成。载体一般由三氧化二铝制成。净化剂实际上是起催化功用的，也称为催化剂。催化剂用的是金属铂、铑、钯。三元催化转换器结构图任务准备四、排气系统的净化装置 2废气再循环（EGR）系统 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等，这些气体可使气缸中混合气的燃烧温度降低，减少NOx的生成量。混合气中引入废气，燃烧时的热值降低，发动机的有效功率下降。为了保证即降低NOx的排放，又兼顾发动机的动力性，需根据发动机的实际工况对引入的废气量加以控制。EGR系统任务准备2废气再循环（EGR）系统 废气再循环的引入原则是
9、：在暖机期间或者怠速时，NOx的生成量不多，为了保持发动机运转的稳定性，不进行废气再循环；在全负荷或高转速下工作时，为了让发动机有足够的动力性，也不进行废气再循环。四、排气系统的净化装置 任务准备四、排气系统的净化装置 3汽油蒸发排放控制系统（EVAP）由于汽油是极易挥发的燃料，产生的油蒸气如果排入大气中将会污染环境，同时也会降低燃油的经济性，所以现在在采用汽油发动机的车辆上均使用了汽油蒸发排放控制系统（EVAP），如右图所示，实现对油蒸气的回收以及再利用，既解决了环境污染又提高了车辆的燃油经济性。EVAP任务准备五、氧传感器的拆装与外观检查 1氧传感器的拆装（1）车辆处于熄火状态，断开氧传感
10、器线束连接器。（2）用专用工具拆下氧传感器。（3）安装新的氧传感器，若使用维修后的氧传感器，则在螺纹上涂抹螺纹胶。（4）用扭力扳手按照维修手册规定的力矩（42Nm）紧固。2氧传感器的外观检查（1）顶端工作面呈棕色 铅中毒。（2）顶端工作面呈白色 在维修过程中使用硅密封胶、硅密 封圈等引起的硅中毒。（3）顶端工作面呈黑色 积碳引起的。应加以避免。任务准备六、三元催化转换器的拆装（1）打开发动机舱盖。（2）断开蓄电池负极电缆。（3）断开加热型氧传感器线束插头。（4）拆下机油尺套管。（5）拆下线束托架螺栓和线束托架，如右图所示。（6）拆下排气歧管隔热罩螺栓，如右图所示。（7）拆下排气歧管隔热罩，如右
11、图所示。检查催化转换器的外观是否有锈蚀、漏气等现象。任务准备六、三元催化转换器的拆装（8）用专用工具拆下氧传感器，如图所示。（9）按如下顺序预松并拆下三元催化转换器至挠性排气管螺母、排气歧管撑杆螺栓、三元催化转换器至气缸盖螺母，如图所示。（10）取下三元催化转换器。（11）三元催化转换器的安装与拆卸的顺序相反，在安装过程中要按照维修手册规定力矩对各螺栓进行紧固。任务准备（4）按照软件的提示进行检漏操作，检漏完成后将取样探头插入排气管中，注意深度不少于400mm。（5）数据读取，至少读取两次CO、HC的数值并记录。（6）测量完成后先拔出取样探头，清洁探头并复位。（7）先关闭测量软件，再关闭分析仪
12、。注意顺序不能搞反。（8）车辆熄火，取下尾排和各防护物品，整理、回复、清洁工位。（1）车辆在工位内停放周正，安放车轮挡块，铺设内饰三件套和外部的防护三件套。（2）启动发动机并怠速运转至发动机温度达正常值。（3）启动尾气分析仪并打开计算机上相应的尾气分析软件，如图所示。七、汽车尾气排放检测流程图 尾气分析仪检测界面任务准备任务实施一、任务名称 排气系统的拆装与检修二、任务目标 1掌握氧传感器和三元催化转换器的拆装与检修方法；2规范使用相关工具、量具、仪表等。三、技术标准 1正确、熟练的拆装排气系统各零部件；2正确熟练的检测氧传感器和三元催化转换器，根据检测数值判断元件异常。任务实施四、任务操作流
13、程1连接故障诊断仪；2读取静态和动态故障码、读取数据流等，根据测量值初步判断故障范围；3连接尾气分析仪，检查尾气排放，确诊具体故障部位；4拆卸氧传感器并做外观检查；5用万用表、示波器等对氧传感器进行详细检测；（1）氧传感器加热器电阻的检测。（2）氧传感器加热器电源电压的检测。（3）氧传感器加热器与ECU之间的线路检测。（4）氧传感器信号的检测。6填写检测记录表，制定维修方案。任务实施五、安全注意事项1实训区域内严格遵守实训室要求、规范着装、穿戴好防护用品，不嬉戏打闹，不乱丢杂物，服从指导教师安排；2操作过程中，有不会的、不懂的可以组内讨论或请教老师，严禁随意拆卸、不按要求操作或者暴力操作；3工
14、位污物及时清洁，工具、零件及设备有序摆放；4操作完毕，工具、设备及时归位，清洁工位，及时完成相关数据和实训报告的填写。学习拓展（1）三元催化转换器的失效形式有哪些？。（2）如何避免三元催化转换器失效？（3）观察身边车辆的排气系统，在结构上、安装位置、形状等与课堂上学习的有无差别。自我测试1 对废气起着净化功用的重要部件是（）。A 排气消声器 B 涡轮增压器及增压器 C 三元催化转换器 D 排气尾管2 废气再循环控制主要是为了减少（）。A NOxB CO C HC DSO2 3 行驶时（）排放量最多，（）排放量最少。A NOx HC B NOx CO CHC CO DCO HC4 减速时（）排放
15、量最少，（）排放量显著增加。A NOx HC B NOx CO C HC CO D CO HC5 发动机过热将使（）。A EGR 系统工作不良 B 燃油蒸发量急剧增多 C三元催化转换器容易损坏 D曲轴箱窜气增加6 在（）时废气再循环控制系统不工作。A 行驶 B 怠速 C 高转速 D 热车7 采用三元催化转换器必须安置（）。A 前氧传感器 B 后氧传感器 C 前、后氧传感器 D 都错8 如果三元催化转换器良好，后氧传感器信号波动（）。A 频率高 B 增加 C 没有 D 缓慢9 在发动机冷启动及暖机阶段，可采用的排气净化措施是（）。A 三元催化转化 B 二次空气喷射 C 废气再循环 D 汽油蒸发污
16、染控制10（2019 年真题）发动机设置废气再循环系统的主要目的是（）。A 减少碳颗粒的排放量 B 减少CO的排放量大本 C 减少CH 的排放量 D 减少NOx的排放量统参考答案1 对废气起着净化功用的重要部件是（C）。A 排气消声器 B 涡轮增压器及增压器 C 三元催化转换器 D 排气尾管2 废气再循环控制主要是为了减少（A）。A NOxB CO C HC DSO2 3 行驶时（B）排放量最多，（）排放量最少。A NOx HC B NOx CO CHC CO DCO HC4 减速时（B）排放量最少，（）排放量显著增加。A NOx HC B NOx CO C HC CO D CO HC5 发动
17、机过热将使（B）。A EGR 系统工作不良 B 燃油蒸发量急剧增多 C三元催化转换器容易损坏 D曲轴箱窜气增加6 在（B）时废气再循环控制系统不工作。A 行驶 B 怠速 C 高转速 D 热车7 采用三元催化转换器必须安置（A）。A 前氧传感器 B 后氧传感器 C 前、后氧传感器 D 都错8 如果三元催化转换器良好，后氧传感器信号波动（D）。A 频率高 B 增加 C 没有 D 缓慢9 在发动机冷启动及暖机阶段，可采用的排气净化措施是（B）。A 三元催化转化 B 二次空气喷射 C 废气再循环 D 汽油蒸发污染控制10（2019 年真题）发动机设置废气再循环系统的主要目的是（D）。A 减少碳颗粒的排放量 B 减少CO的排放量大本 C 减少CH 的排放量 D 减少NOx的排放量统项目小结