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汽車的排放控制裝置

m.ciaranmcbreen.com 來源：互聯(lián)網(wǎng) 作者：wl04qc1b 類別：汽車構(gòu)造維修時間：2006-12-15

    1.曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)裝置（PCV）
    曲軸箱內(nèi)的竄缸混合氣中，70%-80%是未燃燒的氣體（HC），燃燒的副產(chǎn)品（水蒸氣和各種汽化的酸）則占20%-30%。所有這些都能破壞機(jī)油，產(chǎn)生油泥，使曲軸箱銹蝕。為防止這一情況，以前的車輛都是安裝從曲軸箱引出的通風(fēng)管道，讓這些氣體逸入大氣。但現(xiàn)在的大氣環(huán)保法規(guī)不允許這樣做，這些竄缸混合氣必須回到燃燒室重新燃燒。一般來說，發(fā)動機(jī)負(fù)荷越大，竄缸混合氣產(chǎn)生得越多。
    因此，氣門室罩和進(jìn)氣歧管只是簡單地用一根管子連接是不行的，必須要安裝一個曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)閥（PCV），使通過PCV閥的氣體總是多于竄缸混合氣體。經(jīng)過對PCV閥的優(yōu)化設(shè)計，PCV閥能根據(jù)進(jìn)氣歧管真空度，不斷改變允許進(jìn)入氣缸重新燃燒的竄缸混合氣的量，使曲軸箱總是保持微負(fù)壓狀態(tài)。
    2.燃油蒸汽排出控制裝置（EVAP）
    在這套裝置中，活性碳罐內(nèi)充有隙孔大小設(shè)計優(yōu)良的吸附性、脫附性非常好的活性碳。罐頂部有三根出管，一根經(jīng)單向閥或電磁閥通節(jié)氣門上方，一根經(jīng)外通風(fēng)控制閥（OVCV）通向化油器浮子室，還有一根經(jīng)并聯(lián)的且方向相反的兩個單向閥，用以平衡燃油箱和活性碳罐中的氣體壓力。碳罐下面有一個與大氣相通的氣孔，空氣挾帶汽油被吸入進(jìn)氣歧管。如是電噴車，發(fā)動機(jī)控制單元開啟電磁閥適時吸附碳罐內(nèi)汽油。化油器車隨著節(jié)氣門打開10°以后，進(jìn)氣管真空才與活性碳罐相通，汽油被吸附燃燒。
    3.阻風(fēng)門適度開啟器（CB）
    帶有自動阻風(fēng)門的化油器，發(fā)動機(jī)冷起動后，雙金屬卷簧被電加熱或冷卻水加熱后變形逐漸打開阻風(fēng)門，這一段時間會使混合氣過濃。阻風(fēng)門適度開啟器是一個真空膜片室，只要發(fā)動機(jī)起動后膜片室就進(jìn)入真空，開啟器將阻風(fēng)門打開一定角度，從而形成濃度合造的可燃混合氣。也可將真空膜片室制成二級，7℃以下第一級動作，17℃以上第二級動作，將阻風(fēng)門再打開一定角度。
    4.阻風(fēng)門強(qiáng)制開啟器
    發(fā)動機(jī)暖機(jī)過一段時間后，一般的化油器需要駕駛員踩一腳油門踏板，發(fā)動機(jī)才能由冷車高怠速降至中怠速或正常怠速。帶有阻風(fēng)門強(qiáng)制開啟器的化油器暖機(jī)后則不需駕駛員踩油門，當(dāng)冷卻水溫到達(dá)68℃以上，開啟器的膜片室自動將阻風(fēng)門完全打開，并使節(jié)氣門快怠速凸輪分離，發(fā)動機(jī)回到正常怠速轉(zhuǎn)速狀態(tài)。
    5.冷車輔助加速泵（AAP）
    發(fā)動機(jī)處于冷機(jī)狀態(tài)，車輛突然加速時，由于有一部分未蒸發(fā)的汽油滴附在進(jìn)氣歧管內(nèi)壁，加速泵所提供的汽油不夠，為此安裝冷車輔助加速泵，可補(bǔ)充主加速泵的不足。冷車加速泵為膜片泵，膜片室經(jīng)水溫感知控制真空開關(guān)閥（TVSV）與進(jìn)氣歧管相通，水溫在50℃以下真空通道打開，進(jìn)氣歧管真空度高，膜片室動作，吸滿一腔汽油，加速時真空度降低，膜片室彈簧推動膜片將一腔汽油泵出。水溫到達(dá)60℃以上真空通道關(guān)閉，冷車輔助加速泵不再工作。
    6.海拔高度補(bǔ)償器（HAC）
    在山上和高海拔地區(qū)空氣稀薄，吸入氣缸的氧氣少，這就使得混合氣較之低海拔區(qū)濃些。當(dāng)車輛在海拔大約1000m以上地區(qū)行駛時，這個裝置可將額外空氣通入主空氣量孔，使流進(jìn)泡沫管的燃油變稀，減少HC和CO的排放量。這個裝置是一個波紋管，在低海拔地區(qū)，波紋管被大氣壓縮，促使閥門關(guān)閉阻斷通入主空氣量孔的空氣。在高海拔地區(qū)，波紋管膨脹，促使閥門接通進(jìn)入主空氣量孔的空氣。
    7.減速緩沖器（DP）
    車輛減速時，節(jié)氣門關(guān)閉，使進(jìn)氣歧管內(nèi)的負(fù)壓突然增加，附在歧管上的一些汽油因而蒸發(fā)，使混合氣變得過濃。同時，由于發(fā)動機(jī)減速而使壓縮壓力減弱，燃燒變得不穩(wěn)定（不完全燃燒、缺火），為了防止所產(chǎn)生的HC和CO大量增加，采用減速緩沖器使節(jié)氣門不要關(guān)閉得太突然。減速緩沖器通常采用串連真空延遲閥的一個真空膜片室，加速時膜片室內(nèi)快速充滿空氣，急減速時節(jié)氣門需把膜片室內(nèi)空氣壓出才能回到怠速位置，真空延遲閥就延長了節(jié)氣門回到怠速位置的時間。
    8.節(jié)氣門怠速開度控制器（TP）
    此裝置與減速緩沖器完全相同，只是將真空延遲閥的另一端接在節(jié)氣門（怠速位置）下方，在減速過程中，節(jié)氣門下方負(fù)壓通過真空延遲閥內(nèi)的量孔作用在膜片室內(nèi)，使節(jié)氣門逐漸關(guān)閉。
    9.減速燃油切斷閥
    在減速中，這一裝置阻止燃油進(jìn)入化油器怠速油路，防止在排氣消聲器內(nèi)復(fù)燃放炮。常規(guī)的怠速燃油切斷閥由點火開關(guān)控制，而此裝置卻由電子控制單元控制。當(dāng)發(fā)動機(jī)在1900r/min以上減速時，電子控制單元能判定出車輛正在減速，停止怠速燃油切斷閥的電流使怠速噴嘴燃油中斷，待轉(zhuǎn)速降至1900r/min時，恢復(fù)怠速燃油供給，以防止怠速熄火。
    10.減速空氣旁通閥（MC）
    發(fā)動機(jī)在高轉(zhuǎn)速節(jié)氣門突然關(guān)閉時，此閥打開數(shù)秒，使一部分外部空氣經(jīng)此閥直接進(jìn)入進(jìn)氣歧管，以稀釋混合氣，減少HC和CO的排放。此閥由兩個真空膜片室控制，兩個膜片室用不同內(nèi)徑的真空管與進(jìn)氣歧管相連，節(jié)氣門急關(guān)閉時，由于兩個膜片室存在壓差，膜片推動空氣旁通閥打開。數(shù)秒后，壓力經(jīng)兩個真空膜片室間的小孔平衡，促使減速空氣旁通閥關(guān)閉。
    11.高溫怠速空氣補(bǔ)償閥（HIC）
    如果車輛在環(huán)境溫度很高時慢速行駛，發(fā)動機(jī)艙內(nèi)的溫度也會很高，這就使化油器浮子室的汽油蒸發(fā)，汽油蒸汽經(jīng)浮子室通風(fēng)管進(jìn)入進(jìn)氣歧管，混合氣就會變得過濃，使發(fā)動機(jī)熄火或怠速運(yùn)轉(zhuǎn)不良。更有甚者，如果發(fā)動機(jī)在停車時汽油蒸汽進(jìn)入進(jìn)氣歧管，發(fā)動機(jī)就會難以起動。在喉管上方和節(jié)氣門下方設(shè)置了一個空氣通道，通道中間裝有高溫怠速空氣補(bǔ)償閥。隨著發(fā)動機(jī)艙溫度的升高，補(bǔ)償閥的雙金屬元件因熱變形將閥打開，空氣就不經(jīng)喉管和節(jié)氣門直接進(jìn)入進(jìn)氣歧管，使混合氣變稀，當(dāng)發(fā)動機(jī)艙溫度降低，補(bǔ)償閥保持關(guān)閉狀態(tài)。
    12.浮子室外通風(fēng)控制閥（OVCV）
    此閥與活性碳罐配合使用，當(dāng)關(guān)閉點火開關(guān)，此閥的電磁線圈斷電而閥卻打開，化油器浮子室的汽油蒸汽可經(jīng)此閥流入活性碳罐。當(dāng)打開點火開關(guān)，此閥關(guān)閉，此時浮子室汽油蒸汽可直接吸入進(jìn)氣歧管，活性碳罐內(nèi)吸附的汽油也被吸入進(jìn)氣歧管。
    13.電控化油器
    如果根據(jù)水溫、廢氣含氧量等因素不斷調(diào)整主油量孔的孔徑就可使空燃比變得精確。電控化油器配置了電子控制單元和一些傳感器，使得排放污染物降低，但其效果低于電控燃油噴射系統(tǒng)。
    14.電控補(bǔ)氣閥（EBCV）
    這個裝置和三元催化器一起使用。其主要組件是電控單元、氧傳感器、水溫傳感器和補(bǔ)氣閥。補(bǔ)氣閥一端通向空氣濾清器，另一端通向節(jié)氣門下方，電控單元借助氧傳感器等信號，補(bǔ)氣閥作為執(zhí)行元件，化油器進(jìn)氣量得到調(diào)節(jié)，使空燃比根據(jù)當(dāng)前行車條件，保持最佳比值，從而減少HC、CO和NOx的排放并改善了行駛性能，節(jié)省燃油。
    15.廢氣再循環(huán)閥（EGR）
    加速或發(fā)動機(jī)大負(fù)荷時，燃燒室內(nèi)的溫度便升高，NOx的生成也隨之增加，這是因為高溫促使氮和空氣中的氧化合。所以減少NOx生成的最好辦法是降低燃燒室的溫度。廢氣主要成分是CO2和水蒸氣，這些都是非常穩(wěn)定的氣體，不和氧反應(yīng)，EGR裝置將廢氣合理地再循環(huán)進(jìn)入進(jìn)氣歧管，由于這部分氣體不能燃燒，降低了燃油在混合氣中的比例，又能帶走燃燒室的熱量，從而使燃燒室最高溫度下降，減少了NOx的排放。再循環(huán)廢氣量可由EGR調(diào)節(jié)器控制，新型電噴車多為發(fā)動機(jī)電控單元直接控制。
    16.進(jìn)氣自動加熱裝置（HAI）
    環(huán)境溫度低時，汽油不易揮發(fā)，所以與之混合的空氣必須首先被加熱。另外，當(dāng)進(jìn)氣歧管和發(fā)動機(jī)其他部件溫度低時，汽油易附著在歧管壁等處，使混合氣變得過稀，為防止這一情況發(fā)生，進(jìn)氣空氣必須被加熱至暖機(jī)階段結(jié)束。在進(jìn)氣自動加熱裝置中，空氣濾清器處有一個進(jìn)氣溫度補(bǔ)償閥，通過開斷真空，使進(jìn)氣總管中的HAI閥動作，以確定是讓外面的冷空氣進(jìn)入還是讓被排氣歧管加熱過的空氣進(jìn)入，這樣能使吸入的空氣隨時都保持最佳溫度。在冷起動發(fā)動機(jī)時，確保燃油充分蒸發(fā)，縮短發(fā)動機(jī)暖機(jī)時間以及改善怠速運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性，所有這些都有助于減少廢氣中CO和HC的含量。
    17.冷混合氣加熱器（CMH）
    為減少冷機(jī)狀態(tài)發(fā)動機(jī)排氣污染并改善行駛性能，在暖機(jī)階段對進(jìn)氣歧管中的加熱器通電使歧管受熱，以使汽油迅速蒸發(fā)。加熱器可由電控單元控制，也可使用正溫度系數(shù)的電阻材料，隨著溫度升高加熱器電阻值增大，電流自動減小。
    18.點火正時控制真空延時間（VTV）
    點火提前角的滯后能降低燃燒過程中所能達(dá)到的最高溫度，從而減少所產(chǎn)生的NOx。但點火提前角的滯后也會降低發(fā)動機(jī)輸出功率，增加了燃油消耗。這種裝置是利用分電器真空點火提前膜片室，與節(jié)氣門上方（怠速位置）相連的真空管道中接入真空延遲閥，當(dāng)加速時，由于此閥中的單向閥關(guān)閉，真空只能通過與單向閥并聯(lián)的定直徑小孔作用給膜片室，這樣使加速中點火提前角得到延遲，勻速行駛時提前角恢復(fù)到正常。
    19.二次空氣吸入裝置（AS）
    如果迫使空氣進(jìn)入排氣歧管，且廢氣溫度足夠高，廢氣中的CO和HC與氧氣重新燃燒，就會轉(zhuǎn)化成無污染的CO2和H2O。二次空氣吸入裝置是在空氣濾清器里安裝一個片簧閥，利用廢氣的波動使片簧閥打開和關(guān)閉，讓空氣斷續(xù)地被吸入排氣歧管，由于吸入的空氣量較少，故此裝置只用于排量較小的發(fā)動機(jī)。
    20.二次空氣噴射裝置（AI）
    此方法是使用空氣泵，迫使空氣進(jìn)入排氣歧管，這種方法能提供重新燃燒所需要的足夠的空氣。但由于電噴發(fā)動機(jī)、三元催化器的成功應(yīng)用，以上這兩種方法現(xiàn)在已不再使用。
    21.氧化催化器（OC）
    催化劑本身在形態(tài)和質(zhì)量上均無變化，卻能促使一些物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。氧化催化器使用鉑、銠等物質(zhì)涂在蜂窩狀的陶瓷載體表面上，以增加其與廢氣接觸的表面積。在氧化催化器中，CO與O2生成CO2，HC與O2應(yīng)生成CO2和H2O。要使氧化催化器有效地工作，必須要有過量的氧氣。因此，氧化催化器要與二次空氣吸入或二次空氣噴射裝置結(jié)合在一起，但這種方法對NOx沒有催化作用，所以電控化油器車和電噴車都采用三元催化器。
    22.三元催化器（TWC）
    三元催化器可將三種有害物質(zhì)轉(zhuǎn)換成無害物質(zhì)，NO與O2發(fā)生氧化反應(yīng)，CO和HC發(fā)生還原反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)方程式如下：
    NOx+CO→N2+CO2
    NOx+HC→N2+CO2+H2O
    O2+CO→CO2
    O2+HC→H2O+CO2
    由化學(xué)方程式看出，三種有害物質(zhì)要全部轉(zhuǎn)化，空燃比必須非常接近理論比值，如能做到這一點，三種污染物都能達(dá)到很高的轉(zhuǎn)換。如若空燃比高于理論空燃比，廢氣中含氧量高，則NOx轉(zhuǎn)換率很低。如若空燃比低于理論比值，廢氣中不含氧，CO和HC轉(zhuǎn)換率很低。由此可見，三元催化器必須要與電控燃油噴射系統(tǒng)配套使用。
    23.三元氧化催化器（TWC-OC）
    這種裝置是將三元催化器與氧催化器組合在一起，廢氣先進(jìn)入三元催化器，然后加入二次空氣，吸入或噴射進(jìn)入的新鮮空氣，經(jīng)氧化催化器以進(jìn)一步降低排氣污染。由于發(fā)動機(jī)電控技術(shù)的廣泛應(yīng)用，三元催化器可以完成此項工作。