【文章內(nèi)容簡介】 本途徑，是通過不斷開發(fā)和應(yīng)用汽車排放控制技術(shù)。汽車排放控制技術(shù)可分為三類：以發(fā)動機(jī)為核心的機(jī)內(nèi)控制技術(shù)；在排放系統(tǒng)中，對排放有害氣體凈化的后處理技術(shù)；來自曲軸箱和供油系統(tǒng)的排氣污染控制技術(shù)，后兩者統(tǒng)稱機(jī)外控制技術(shù)。機(jī)內(nèi)控制技術(shù)主要包含電子控制燃油噴射系統(tǒng)、廢氣再循環(huán)系統(tǒng)和推遲點(diǎn)火提前角。這些控制技術(shù)是機(jī)內(nèi)燃燒達(dá)到最佳狀態(tài)，從而減少了汽車尾氣中有害氣體的排放。 電子控制燃油噴射系統(tǒng)汽油機(jī)降低排氣污染和提高熱效率的關(guān)鍵問題之一是精確的控制空燃比。電子控制汽油噴射系統(tǒng)簡稱EFI，它能利用各種傳感器檢測發(fā)動機(jī)不同工況下的狀態(tài)，再經(jīng)過計(jì)算機(jī)的判斷、計(jì)算，是發(fā)動機(jī)在不同狀態(tài)下均能獲得合適得空燃比的混合氣。 EFI系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)電控燃油噴射系統(tǒng)主要由三個(gè)系統(tǒng)組成，即進(jìn)氣系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)和電子控制系統(tǒng)。進(jìn)氣系統(tǒng)由空氣流量計(jì)、節(jié)氣門位置傳感器、燃油壓力傳感器、空氣閥等。燃油系統(tǒng)由燃油泵、燃油濾清器、燃油壓力調(diào)節(jié)器、噴油器、冷啟動噴油器、油管等。電子控制系統(tǒng)由電子控制裝置、各種傳感器、執(zhí)行器等。電子控制單元是整個(gè)系統(tǒng)的核心，它要根據(jù)進(jìn)氣管、轉(zhuǎn)速、溫度及氧傳感器的信號，進(jìn)行運(yùn)算、處理和分析判斷后，向執(zhí)行器發(fā)出指令控制噴油器。 EFI系統(tǒng)工作原理 EFI雖然被稱為電控燃油噴射系統(tǒng)，實(shí)際上它主要實(shí)現(xiàn)三項(xiàng)基本控制，即噴油控制、點(diǎn)火控制和怠速控制。EFI系統(tǒng)的基本工作流程為新鮮空氣由空氣濾清器進(jìn)入，經(jīng)過空氣流量計(jì)、節(jié)氣門，與噴油器噴出的燃油蒸汽混合，再進(jìn)入發(fā)動機(jī)內(nèi)燃燒，最后再通過排氣管消除。在這一過程中，ECU通過熱線式空氣溫度計(jì)和節(jié)氣門控制傳感器計(jì)算空氣量，再通過排氣管上的氧傳感器及原來提供的空氣量計(jì)算噴油量，使燃油與空氣組成最佳空燃比進(jìn)入發(fā)動機(jī)，最后通過發(fā)動機(jī)上溫度傳感器和爆震傳感器控制火花塞點(diǎn)火，是燃料完全燃燒。若汽車?yán)鋯?，ECU通過冷起動電磁噴油器、溫度時(shí)間繼電器和冷起動空氣補(bǔ)償器提高汽油機(jī)起動和加熱所需要的噴油量和進(jìn)氣量。（1） 噴油控制 噴油控制包括噴油時(shí)間控制和噴油量控制，而噴油的時(shí)間控制又包括同時(shí)噴射、分組噴射和獨(dú)立噴射。同時(shí)噴射是指噴油器在同一時(shí)間噴射。它們的控制電路連在一起，每個(gè)工作循環(huán)分為兩次噴射，這種方式影響各缸的均勻性；分組噴射是指多缸發(fā)動機(jī)分成2到3組，相鄰的缸為一組，在每個(gè)工作循環(huán)中，各組分別噴射一次。這種方式各缸的時(shí)間的可控性得到改善；順序噴射是指各缸的噴油器被ECU當(dāng)獨(dú)控制，分別在最佳噴油定時(shí)條件下噴射，因此各缸混合氣的均勻性最好。但是，這種控制系統(tǒng)復(fù)雜，故障不易被檢測，而且成本很高。（2） 空燃比控制 空燃比控制為滿足發(fā)動機(jī)各種工況的要求，混合氣的空燃比不能采用閉環(huán)控制，而是采用閉環(huán)和開環(huán)相結(jié)合的策略。其主要的三種控制方式為：冷起動和冷卻水溫低時(shí)，采用開環(huán)控制，彌補(bǔ)燃油的不足；部分負(fù)荷和怠速運(yùn)行時(shí)，采用開環(huán)與閉環(huán)相結(jié)合的控制方式，為了獲得最佳經(jīng)濟(jì)性和較低的排放，主要采用閉環(huán)控制；節(jié)氣門全開時(shí)，為了獲得最大的發(fā)動機(jī)功率和防止發(fā)動機(jī)過熱，采用開環(huán)控制。要實(shí)現(xiàn)上述空燃比控制方式，首先，由進(jìn)氣歧管絕對壓力傳感器、進(jìn)氣溫度和發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速信號計(jì)算空氣質(zhì)量流量，通過測量發(fā)動機(jī)在不同工況下各種傳感器的信號，根據(jù)測的數(shù)據(jù)獲得最佳空燃比，從而得出每缸理想的燃油質(zhì)量；然后根據(jù)噴油器的流量系數(shù)計(jì)算噴油脈寬；最后，ECU中驅(qū)動器根據(jù)點(diǎn)火順序及上面計(jì)算得到噴油脈寬使噴油器工作，通過上述控制步驟，就可使發(fā)動機(jī)在不同工況下獲得最佳空燃比，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)的高效率、低油耗、零排放等功效、（3） 怠速控制 當(dāng)發(fā)動機(jī)怠速負(fù)荷增大時(shí)，ECU控制怠速控制閥使進(jìn)氣量增大，從而使怠速轉(zhuǎn)速提高，防止發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)或熄火；當(dāng)發(fā)動機(jī)怠速負(fù)荷減小時(shí)，ECU控制怠速控制閥使進(jìn)氣量減少，從而使怠速轉(zhuǎn)速降低，以免怠速轉(zhuǎn)速過高。（4） 爆震控制 爆燃是汽油機(jī)的一種不正常燃燒狀態(tài)，嚴(yán)重的爆燃會導(dǎo)致汽油機(jī)的各項(xiàng)性能惡化。推遲點(diǎn)火提前角可以有效控制爆燃，但是，點(diǎn)火提前角的推遲會帶來功率和燃油消耗率的損失。爆燃控制的原則是使點(diǎn)火提前角處于最佳狀態(tài)（剛剛不發(fā)生爆震的狀態(tài)），因此，這就需要一個(gè)類似控制空燃比的閉環(huán)控制系統(tǒng)一樣的反饋系統(tǒng)。爆震傳感器裝在發(fā)動機(jī)的缸體上（也有傳感器與火花塞墊片做成一體），一旦爆燃發(fā)生，高能量的燃?xì)鉀_擊氣缸壁面引起氣缸發(fā)出高頻震音，這種異常振動信號傳入爆震傳感器中。信號由爆震傳感器傳入ECU，在濾波電路中對爆燃時(shí)振幅與原設(shè)定的振幅進(jìn)行對比，若振幅已經(jīng)超過了原設(shè)定的峰值，再根據(jù)爆燃強(qiáng)度推遲點(diǎn)火提前角，直至爆燃消失為止。爆震控制系統(tǒng)在現(xiàn)代汽車應(yīng)用中，有的也采用分缸控制的方法。在汽車的實(shí)際應(yīng)用中，是否采用爆震控制系統(tǒng)，要根據(jù)發(fā)動機(jī)的性能及強(qiáng)化程度等因素綜合考慮確定。對于發(fā)動機(jī)的強(qiáng)化程度要求不高時(shí)，或所用汽車的辛烷值足夠高和已采取有效的抗燃措施的發(fā)動機(jī)，可以不采用爆震控制系統(tǒng)。 EFI系統(tǒng)分類（1） 按噴油氣數(shù)量分為多點(diǎn)噴射和單點(diǎn)噴射。多點(diǎn)噴射簡稱MPFI，每一個(gè)氣缸有一個(gè)噴油器，安置在進(jìn)氣門附近。單點(diǎn)噴射簡稱TBI，是幾個(gè)缸公用一個(gè)噴油器。（2） 按控制方式分為開環(huán)控制系統(tǒng)和閉環(huán)控制系統(tǒng)。兩者的差別是閉環(huán)控制系統(tǒng)需根據(jù)輸出結(jié)果對控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整。汽車在穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)采用閉環(huán)控制，即在汽車怠速和勻速行駛時(shí)，由氧傳感器進(jìn)行性信息反饋。從而使內(nèi)燃機(jī)在最佳狀態(tài)下運(yùn)行；當(dāng)汽車在非穩(wěn)定工況下運(yùn)行，采用開環(huán)控制，這時(shí)氧傳感器及爆震傳感器不工作。 EFI系統(tǒng)的作用 EFI系統(tǒng)根據(jù)各種傳感器輸送的信號，能夠有效地控制混合氣的空燃比，使發(fā)動機(jī)在各種工況下空燃比達(dá)到最佳值，從而實(shí)現(xiàn)高功率、低油耗以及減少污染物排放的功效。該系統(tǒng)分為開環(huán)和閉環(huán)兩種控制，閉環(huán)控制是在開環(huán)控制的基礎(chǔ)上，由計(jì)算機(jī)根據(jù)氧傳感器輸送的氧濃度信號修正燃油的供油量，使混合氣的空燃比保持在理想狀態(tài)。 點(diǎn)火控制隨著電噴系統(tǒng)不斷完善，發(fā)動機(jī)的點(diǎn)火控制系統(tǒng)也在不斷改進(jìn)。點(diǎn)火系統(tǒng)在對排放污染物控制有著不可忽視的作用。微機(jī)控制點(diǎn)火系統(tǒng)通過控制點(diǎn)火提前角，實(shí)現(xiàn)最大限度降低污染物的排放。 點(diǎn)火系統(tǒng)分類由傳統(tǒng)的蓄電池式點(diǎn)火系統(tǒng)發(fā)展到現(xiàn)在的無觸點(diǎn)電子點(diǎn)火、微機(jī)控制點(diǎn)火、無分電器點(diǎn)火系統(tǒng)。而無觸點(diǎn)點(diǎn)火系統(tǒng)根據(jù)觸發(fā)方式不同，可分為磁感應(yīng)式、光電式、電磁振蕩式和霍爾效應(yīng)式；無分點(diǎn)點(diǎn)火系統(tǒng)又稱直接點(diǎn)火，分為同時(shí)點(diǎn)火和獨(dú)立點(diǎn)火；微機(jī)點(diǎn)火控制系統(tǒng)在各種工況下調(diào)整點(diǎn)火時(shí)刻，使點(diǎn)火提前到發(fā)動機(jī)剛好不發(fā)生爆震的范圍，有效地提高了發(fā)動機(jī)的經(jīng)濟(jì)性、動力性、加速性，而且降低了排放污染。該系統(tǒng)是目前最為先進(jìn)點(diǎn)火系統(tǒng)。 推遲點(diǎn)火提前角 點(diǎn)火提前角一直是最簡單也是最普遍應(yīng)用的排放控制系。點(diǎn)火系統(tǒng)可使發(fā)動機(jī)在不同轉(zhuǎn)速、進(jìn)氣量等因素影響下，實(shí)現(xiàn)最佳點(diǎn)火提前角，使發(fā)動機(jī)發(fā)出最大功率或扭矩，而油耗和排放降低到最低程度。該系統(tǒng)分為開環(huán)控制和閉環(huán)控制。閉環(huán)控制是在開環(huán)控制基礎(chǔ)上，增加一個(gè)爆震傳感器進(jìn)行反饋控制，其點(diǎn)火時(shí)刻精確度比開環(huán)控制高，但是，排氣中污染物的濃度稍高一些。點(diǎn)火提前角為上止點(diǎn)（即將要發(fā)生爆震時(shí)的角度），平均有效壓力和燃油消耗率處于最佳狀態(tài)。此時(shí)就是以發(fā)動機(jī)動力性、經(jīng)濟(jì)性為目標(biāo)時(shí)最常用的點(diǎn)火提前角。隨著點(diǎn)火提前角的減少，即推遲點(diǎn)火提前角，氮氧化合物和碳?xì)浠衔锱欧胖饾u降低。氮氧化合物的降低是因?yàn)殡S著點(diǎn)火提前角的推遲，最高燃燒溫度程直線下降，燃燒室內(nèi)溫度達(dá)不到氮氧化合物化合時(shí)的溫度，即排放氣體中濃度明顯降低，最高可降低原來的30%；碳?xì)浠衔锏呐欧艥舛冉档停且驗(yàn)榕艢鉁囟壬仙?，使HC在燃燒室內(nèi)和排氣管中不斷的被氧化。點(diǎn)火提前角不能被無限制的推遲。隨著點(diǎn)火提前角的推遲，會導(dǎo)致平均有效壓力下降和燃油消耗率上升，嚴(yán)重的還會引起氣缸的爆震，所以，靠推遲點(diǎn)火提前角來降低排放是有限的。在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)該綜合考慮排放特性、動力性和經(jīng)濟(jì)性來確定最佳點(diǎn)火提前角的大小。 三元催化器三元催化器主要是用來氧化CO和HC，它安裝在汽車發(fā)動機(jī)的排氣裝置上（工作溫度通常不能超過800℃），可以除去90%以上的有害物質(zhì)，是現(xiàn)代汽車上一種新的排氣凈化裝置。 三元催化器的結(jié)構(gòu)三元催化器主要由殼體、減振層、載體和涂層構(gòu)成。殼體的作用是保證催化器的反應(yīng)溫度以及減少對外的熱輻射，所以，許多催化轉(zhuǎn)換器的殼體做成雙層結(jié)構(gòu)；減震層一般有膨脹墊片和鋼絲網(wǎng)兩種，它的作用是減振、緩解熱應(yīng)力、固定載體、保溫和密封；目前90%的載體有陶瓷制成；在涂層