发动机排放污染物主要来自发动机工作时气缸内可燃混合气燃烧后排出的废气,以及发动机气缸向曲轴箱中窜气的泄漏、汽车燃油箱中燃油蒸气的泄漏等,汽油机的排放污染物主要有一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化合物(NOx)等。汽车尾气排放“三害”气体如图2-33所示。

图2-33 汽车排放“三害气体”
一、尾气排放的控制
为了达到控制尾气污染问题,汽车生产厂商采用了闭环控制技术,即在排气管上安装氧传感器的办法。氧传感器闭环控制过程中向ECU发送反馈信号,起到监测尾气的作用,也就可以间接知道混合气体燃烧的状况。如图2-35所示。

图2-35 尾气排放闭环控制框图
二、废气再循环(EGR)
(一)EGR控制系统的基本原理
废气再循环(EGR)就是将废气中的一部分引入燃烧室中,参与燃烧过程。由于废气的主要成分是惰性气体(CO2、H2O、N2等),它们具有较高的比热容,废气与新鲜混合气混合后,热容量增大,可降低最高的燃烧温度,同时再循环的废气对新鲜混合气的稀释,也相应的降低了氧的浓度,从而使NOX在燃烧过程中的生成量受到抑制。如图2-43所示。
废气再循环量的多少可用EGR率表示,它是指再循环的废气量在进入气缸内的气体中所占的比率,即
EGR率=[EGR量/(进气量+EGR量)]×100%

图2-43 废气再循环(EGR)控制系统
(二)普通开环电子控制EGR系统
在发动机工作时,ECU根据各个传感器送来的信号,确定发动机目前在哪一种工况下工作,以输出指令,控制废气再循环电磁阀打开或关闭,从而控制废气再循环控制阀打开或关闭,使废弃再循环进行或停止,EGR开环系统控制原理如图2-44所示。

图2-44 EGR开环控制系统原理
(三)可变EGR废气再循环控制系统
可变EGR废气再循环控制系统如图所示,根据发动机台架试验确定的EGR率先与发动机转速、进气量的对应关系,将有关数据存入发动机的ECU内的ROM中,发动机工作时,ECU根据各种传感器送来的信号,确定发动机在哪一种工况工作,经过查表和计算修正,输出适当的指令,控制电磁阀的开度,以调节废弃再循环的EGR率。
(四)闭环式废气再循环控制系统
闭环式废气再循环控制系统的EGR阀上部装有一个可以检测EGR阀升程的位置传感器,用来检测EGR阀的开度,并利用电位计将其位移转换为相应的电压信号反馈到ECU,作为ECU控制废气再循环的参考信号。如图2-45所示。

图2-45 EGR闭环控制系统
三、燃油蒸气排放控制系统
随着汽车工业的飞速发展,汽车保有量急剧膨胀,汽车排放问题受到极大关注。因为汽车排放严重影响着生态环境、人身健康,制约着经济的发展,所以世界上各发达国相继投入大量的人力、物力和财力控制环境污染,保护生态平衡。为了能更好地治理环境污染,满足越来越严格的排放法规要求,在现代汽车发动机上装用了多种排放控制系统。燃油蒸气排放控制系统EVAP是为防止燃油箱内的燃油蒸气排入大气产生污染而设定的。如图2-46所示。

图2-46 燃油蒸发
四、曲轴箱通风系统
发动机在工作时,进气管的真空度作用到PVC阀上,此真空度还吸引新鲜空气经空气滤清器、软管、气缸盖罩上的孔道进入曲轴箱与窜缸气体进行混合,混合后在进气管真空度的作用下经气缸盖罩上的孔道、PVC阀、软管时和新鲜空气混合后进入气缸燃烧掉。基本原理如图2-50所示。

图2-50 曲轴箱强制通风系统工作原理

