汽车排放控制系统的检修方法

一、催化转换器的检查与测试
    发动机工作时会产生一些有害的燃烧产物,因此,当今汽车普遍安装三元催化转换器,这个装置串联在排气系统中,目的是在排气气流中的一系列化学反应中起催化作用,促使发动机排出的废气中的有害气体转换成无害气体。三元催化转换器中主要起作用的是三元催化剂,它是铂(或钯)和铑的混合物,它促使有害气体HC、CO和NOx发生反应,生成无害的CO2、N2和H2O。但是只有当混合气的空燃比保持稳定时,三元催化转换器的转换效率才能得到精确控制。

    1.使用与维修注意事项
    催化转换器不需要定期维护,但装有催化转换器的车辆要长久的保持良好的排放就必须做到正确的使用。一般使用或维修中要注意以下几个方面。
    ①因为铅能使催化剂中毒、活性下降、催化转换效率降低,所以装有三元催化转换器的汽车严禁使用含铅汽油。
    ②不要在易燃路面上行驶或停车。因为催化转换器表面温度很高,如有干草、酒精或其它有机溶剂等易燃物附在催化转换器上时,有可能燃烧使其过热。
    ③在崎岖不平的道路上行驶时一定要多加注意。因为催化转换器装在汽车底部,路况不好时很容易造成托底,损坏催化转换器。
    ④对发动机着车困难的故障一定要及时维修。因为发动机起动时,喷油器可能一直在喷油,但如果燃油没有燃烧,就会积聚在催化转换器中。当发动机运行温度上升时,这些燃油的燃烧会使转换器温度过高而损坏。
    ⑤在维修中尽量不要用拔下高压线的方法试火或断缸试验,因为这种情况下火花塞不点火,而喷油器还在喷油,没有燃烧的燃油会积聚在催化转换器中燃烧,造成转换器温度过高而损坏。

    2.三元催化转换器的外观检查
    催化转换器一旦出现碰伤、破裂、失效或堵塞时,就会造成发动机动力性下降、燃油消耗量增大,尤其是排放性能恶化等现象。当怀疑三元催化转换器有问题时,首先要进行外观检查,即将汽车升起后观察催化转换器是否有隆起、变形、泄漏、裂纹,各连接件是否牢固;拍打并晃动催化转换器,催化器内是否有物体移动的声音;排气管是否有颗粒状物质排出,若有,则说明催化器内部载体破碎,需要更换催化器。此外,还要检查催化器表面是否有凹陷,若有则说明催化转换器的载体可能受到损伤。检查催化转换器外壳上是否有严重的褪色斑点或略有青色或紫色的痕迹,在隔热罩上是否有明显有暗灰斑点,如有则说明催化转换器曾处于过热状态,应做进一步检查。

    注意:在催化转换器内的氧化反应过程中会释放大量的热,所以在催化转换器和其它排气系统部件及其周围作业时应特别注意,防止烫伤。

    3.三元催化转换器的测试
    若检查催化转换器的外观没有问题,则可用以下三种方法对催化转换器进行测试。

    ①温度测试法。催化转换器在正常的工作状态下,由于氧化反应产生了大量的热量,因此可以通过温差对比来检测催化转换器性能的好坏。用高温测试仪测试三元催化转换器进气口和出气口的温度,正常情况下转换器出气口应该至少比进气口温度高30℃~100℃,否则表明该转换器工作不良,应进行更换或修理。转换器工作不良时,应检查空气泵系统,以确保在发动机处于正常工作温度时能保持向转换器泵入空气。如果没有出现空气流,也会使催化转换器工作失效。

    ②氧传感器信号测试法。有些车辆在三元催化转换器前后各安装了1个加热型氧传感器,发动机控制模块就是利用这2个氧传感器的信号来监测三元催化转换器的工作性能。因此,我们可以用这2个氧传感器的性能来判断三元催化转换器的工作性能。确认氧传感器没有故障的前提下,可以用双通道示波器获取2个氧传感器的信号波形。在发动机正常的工作温度条件下,如果2个氧传感器的信号波形变化基本同步,则说明三元催化转换器已经失效,必须进行更换。

    ③尾气分析测试法。三元催化转换器的工作正常与否可以用废气分析仪来测试。当发动机怠速运转、变速器在空挡时,把分析仪的探测头插入排气尾管进行快速检测。观察读数,如果读数在发动机说明书的范围内,说明催化剂仍在工作,如1个或2个(HC和CO)读数超过规定,说明催化剂可能已经失效。某些汽车在三元催化转换器前的排气系统中,有1个可插入废气分析仪测头的连接装置。这样可以通过测量三元催化转换器前、后废气中的有害气体量,来判断催化转换器的有效性。如在三元催化转换器前、后测得的读数相同。说明催化转换器已不起作用,应查出其失效的原因,然后再进行维修或更换。

    注意:排放检测前要先预热。由于三元催化转换器只有达到正常温度后才能发挥催化作用,因此在对车辆作排放检测前,一定要对发动机进行充分的预热(水温达到90℃)。

    二、废气再循环控制系统检修
    为降低电控发动机尾气排放中的NOx,目前,大多数汽车上均装有废气再循环控制系统,它由电脑、三通电磁阀、废气再循环阀、废气调整阀、废气管道和真空管道等组成。系统中的任一部件损坏都会造成系统工作不正常,导致发动机功率下降、排放污染增加、怠速运转不稳,甚至熄火。

    1.废气再循环控制系统的初步检查
    对于废气再循环控制系统,应首先检查其真空软管有无破损,接头处有无松动、漏气等;若无,再进行下一步检查。

    2.废气再循环控制系统的就车检查
    废气再循环控制系统的就车检查可按下列步骤进行:
    ①起动发动机,使发动机怠速运转。
    ②将手指伸入废气再循环阀,按在膜片上,检查废气再循环阀有无动作。
    ③在冷车状态下,踩下加速踏板,使发动机转速上升至2000r/min左右,此时手指上应感觉不到废气再循环阀膜片动作。
    ④在发动机热车(水温高于50℃)后,再踩下加速踏板,使发动机转速上升至2000r/min左右,此时手指应能感觉到废气再循环阀膜片的动作。
若废气再循环阀不能按上述规律动作,则废气再循环控制系统工作不正常,应进一步检查该系统的各零部件。

    3.废气再循环控制电磁阀的检查
    废气再循环控制电磁阀可按下述步骤检查:
    ①将点火开关置于“OFF”位置,拔下废气再循环控制电磁阀线束连接器,用万用表Ω挡测量电磁阀线圈的电阻,其电阻值应符合规定(一般为20~500Ω);否则,应更换废气再循环控制电磁阀。
    ②拔下与废气再循环控制电磁阀相连的各真空软管,从发动机上拆下废气再循环控制电磁阀。
    ③在废气再循环控制电磁阀的电磁线圈不接电源时检查各管口之间是否通气。此时,电磁阀上的管接口A与B、A与C之间应不通气,但管接口B与C之间应通气;否则,废气再循环控制电磁阀损坏,应更换。
    ④给废气再循环控制电磁阀线圈接上电源。此时,电磁阀管接口A与B之间应通气,而管接口A与C、B与 C之间应不通气;否则,废气再循环控制电磁阀损坏,应更换。
    4.废气再循环阀的检查
    废气再循环阀的检查步骤为:
    ①起动发动机,使发动机怠速运转。
    ②拔下连接废气再循环阀与废气调整阀的真空软管。
    ③用手动真空泵对废气再循环阀真空室施加19.95kPa的真空度。若此时发动机怠速运转情况变坏甚至熄火,说明废气再循环阀工作正常;若发动机运转情况无变化,则是废气再循环阀损坏,应更换。
    ④对设有位置传感器的废气再循环阀,可在发动机停机情况下拔下废气再循环阀位置传感器的导线连接器,用万用表Ω挡测量连接器端子B与C间的电阻,其电阻值应符合规定。
    然后,拔下连接废气再循环阀与废气调整阀的真空软管,并在用手动真空泵对废气再循环阀真空室施加真空的同时,用万用表Ω挡测量废气再循环阀位置传感器连接器端子A与C之间的电阻值。电阻值应随着真空度的增大而连续增大,不允许有间断现象(电阻值变为∞后又回落);否则,废气再循环阀损坏,应更换。

    5.废气调整阀的检查
   废气调整阀的检查步骤为:
    ①起动发动机,并将其预热至正常工作温度。
    ②拔下连接废气调整阀与废气再循环阀的真空软管,查管接口内是否有真空吸力。在发动机怠速运转时,管接口内应无真空吸力;当踩下加速踏板使发动机转速上升至2000r/min左右时,管接口内应有真空  吸力。如废气调整阀的状态与上述情况不符,则为废气调整阀工作不正常,应拆下该阀作进一步检查。
    ③拆下废气调整阀,在连接废气再循环控制电磁阀的接口处接上手动真空泵,再用手指堵住连接废气再循环阀真空管的接口。

④向连接排气管的管接口内泵入空气,与此同时,用手动真空泵向废气再循环控制电磁阀的接口内抽真空。此时,在连接废气再循环阀真空管的管接口处应能感到有真空吸力;在停止抽真空后,真空吸力应能保持住,无明显下降;释放连接排气管的管接口内的压力后,真空吸力也应随之消失。如废气调整阀的状态与所述情况不符,应更换。
  三、二次空气喷射系统检修
    1.系统测试如果二次空气喷射系统发生故障,则发动机温度升高时,它不向排气口泵入空气,HC的排放量也会升高。进行二次空气喷射系统的测试时,应注意以下几点:
    ①诊断二次空气喷射系统,首先要检查该系统上所有真空软管和电路连接。
    ②此外空气泵在皮带轮的后面有1个离心式滤清器,空气通过滤清器将灰尘过滤后流入气泵。皮带轮与滤清器用螺栓连接在泵轴上,可分别检修。如果皮带轮或滤清器弯曲、磨损或损坏,应将其更换。
    ③空气泵的皮带必须有特定的张力。带轮松动会导致二次空气喷射系统不能正常工作,最终导致废气成分升高或燃油消耗过量。
    ④二次空气喷射系统的泄压阀(其作用是当系统堵塞或阻力过大时,释放压力以防止空气泵压力过高)有的连在旁通阀和分流阀上,也有的连在空气泵上。如果泄压阀卡在开启位置,来自空气泵的空气流将通过该阀连续排出,导致有害气体的排放量增加。
    ⑤如果二次空气喷射系统中的软管有烧坏迹象,这表明单向阀有泄漏,使排气进入该系统。
    ⑥空气歧管和管道的泄漏会导致废气漏出和产生大量噪声。
    ⑦如果旁通电磁阀、分流电磁阀或相应的导线有故障,或者是来自空气泵的气流连续逆流(从空气泵流至排气口)或顺流(从空气泵流至催化转换器),二次空气喷射系统可能会在发动机控制单元内设置故障码。应使用故障诊断仪检查与二次空气喷射系统有关的所有故障代码。在对系统进行进一步诊断之前,应查明产生这些代码的原因。

    2.旁通阀和分流阀的诊断
    ①旁通阀的诊断
    在起动发动机时,听一听短时间内是否有空气从旁通阀排出。如果没有空气排出,则从旁通阀上拆下真空软管,再起动发动机。如果现在从旁通阀排出了空气,应检查旁通电磁阀和连接导线。当旁通阀仍无空气排出时,应检查从气泵至该阀的空气输送情况,如果有空气输送,需更换旁通阀。

    ②分流阀的诊断
    在发动机温度升高时,从分流阀处拆下至空气泵排气口的软管,检查是否有来自该软管的气流。如果有气流,表明系统工作正常。如果没有气流,应从分流阀上拆下真空软管,再将真空表连接到该软管上。如果真空度高于3.38kPa,则应更换分流阀。如果真空度为零,应检查至分流电磁阀的真空软管、旁通电磁阀和连接导线。当发动机处于正常工作温度时,将分流阀至催化转换器间的空气软管拆下,检查是否有来自于该软管的气流。如果有气流,表明在顺流模式下系统工作是正常的。如果没有气流,则从分流阀上拆下真空软管,再将真空表连接到该软管上。如果真空表指示真空度为零,应更换分流阀。如果在真空表上指示有一定的真空度,应检查至分流电磁阀的软管管路、旁通电磁阀和连接导线。

    四、曲轴箱通风控制系统检修
    若曲轴箱通风(PCV)系统工作不正常,则有可能使有害的燃气留在发动机中引起腐蚀、加速磨损,缩短发动机的寿命。还会引起发动机不易起动、怠速不稳、加速无力或机油消耗量过大等故障。所以出现这些故障时,应考虑是否由PCV系统工作不良引起的。
    系统测试方法:
    1.转速下降测试法
    接上转速表,使发动机达到正常工作温度,在怠速情况下,夹住PCV阀与真空源之间的管路,发动机转速应下降50r/min或更多。否则,要检查PCV阀和管路是否堵塞,必要时进行清洗或更换。
    2.真空测试法
    ①使发动机在正常工作温度下怠速运转,将PCV阀从气门室盖上拔下。拔下PCV阀后,应能听到空气流过时产生的“咝咝”声。手指放在PCV阀的进气口上,应能感觉到很强的真空吸力。
    ②装好PCV阀,将曲轴箱通风孔或机油加油口盖取下。在发动机处于怠速运转时,将一张轻薄的硬纸轻轻放在开口上,在60s内,应能感觉到真空将纸吸附在开口上。
    ③熄灭发动机,取下PCV阀,摇动PCV阀,应能听到“喀喀”声。否则,更换该PCV阀。
    ④如果上述测试结果正确,则说明PCV系统工作正常。如果任一项测试结果不正确,则需更换相应元件并重新做测试。

    五、燃油蒸发控制(EVAP)系统检修
    1.燃油蒸发控制(EVAP)系统的
    一般诊断注意:在EVAP系统元件附近不要吸烟,也不要让其它火源接近;如果在汽车内或汽车附近有汽油气味,应立即检查EVAP系统的软管是否有裂纹或断开,并检查燃油系统是否有泄漏。若有燃油泄漏或燃油蒸发泄漏,应立即维修处理。在发动机怠速时或在很低速度下工作时,如果EVAP系统将燃油蒸气注入进气歧管,发动机将出现工作不稳定。EVAP系统的一般诊断方法如下:
    ①检查EVAP系统中所有软管是否泄漏、堵塞和连接松动。检查EVAP系统中的电路连接是否松动、接线端是否腐蚀、绝缘部分是否磨损。如果碳罐控制电磁阀和相关电路发生故障,常常会在发动机控制单元存储器内存储相应故障码。
    ②可使用扫描检测仪诊断EVAP系统。在正确的故障诊断模式下,故障诊断仪可指示碳罐控制电磁阀是接通还是断开。将故障诊断仪连接到诊断插座上,再起动发动机。当发动机怠速时,碳罐控制电磁阀应该断开。
    ③继续着车直到满足电磁阀接通的条件。如果在此条件下电磁阀没有接通,应检查该电磁阀的供电导线、电磁阀以及从该电磁阀至ECU的导线。
    2.EVAP系统元件的诊断EVAP系统元件的诊断方法如下:
    ①将发动机预热至正常工作温度,然后使发动机怠速运转。
    ②脱开活性碳罐上的真空软管,用手触摸软管开口端感觉有无真空吸力。怠速时电磁阀不通电,软管内应无真空吸力;若此时有吸力,则检查电磁阀线束插头内的电源电压,若有电压,则检查ECU;若无电压,则检查电磁阀是否泄漏。
    ③踩下加速踏板,使发动机转速升高到2000r/min以上,检查软管内有无真空吸力,若有吸力则为正常,若没有吸力,则检查电磁阀线束插头内电源电压,若电压正常,说明电磁阀有故障;若电压不正常或没有电压,则进一步检查线路和ECU。
    ④检查活性碳罐电磁阀
    a、脱开电磁阀插头,用万用表测量电磁阀两插头间的电阻,应符合要求,如桑塔纳2000Gsi时代超人汽车电磁阀电阻为22Ω~30Ω。
    b、脱开电磁阀插头,向活性碳罐进气孔吹气时应不导通,将蓄电池电压加在电磁阀的两端子上,再向活性碳罐进气孔吹气应能通气。否则说明电磁阀有故障,应更换。
   ⑤检查活性碳罐(以雷克萨斯LS400为例)a、检查活性碳罐表面应无损坏或裂开。
    b、用低压空气吹入油箱接管,空气应无阻的从其它管子流出。用低压空气吹入排污接管,空气应不能从其它接管流出。如有问题,更换活性碳罐。
    ⑥清洗活性碳罐中滤清器,清洗时要注意不要用水清洗滤清器,并且应该去掉没有活性的碳。