淺析汽油車廢氣排放問(wèn)題與修理

【摘 要】筆者簡(jiǎn)述了影響汽車廢氣排放物的成份，同時(shí)介紹了影響各排放物排放量的因素，如空燃比、汽車的技術(shù)狀態(tài)等。提出了預(yù)防汽車廢氣排放造成污染的維修和保養(yǎng)措施，以及怠速時(shí)廢氣排放超標(biāo)時(shí)的診斷治理方法。

【關(guān)鍵詞】汽車廢氣污染；預(yù)防措施；診斷方法

工程概括

要預(yù)防汽車的廢氣排放污染，就要先了解汽車廢氣的成份及影響其含量的因素，才能正確地預(yù)防汽車廢氣排放污染。

汽油是由多種碳?xì)浠衔锝M成的，其完全燃燒生成H2O和CO2等成份。但由于氣缸內(nèi)的燃燒情況復(fù)雜多變，因此會(huì)有多種因不完全燃燒而產(chǎn)生的有害成份。主要有CO、HC、NOx（氧化合物，包括HO、HO2、H2O3、N2O等），還有少量SO2，顆粒（鉛化物、炭煙），臭氣（醛類），另外，曲軸箱也會(huì)有一些以HC為主，含少量CO的污染物，本文主要討論因燃燒而產(chǎn)生的CO和HC排放污染。

一、影響各排放污染物排放量的因素主要有以下幾個(gè)

1、空燃比的影響

由于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的廢氣污染成份是由汽油的不完全燃燒引起。因此，空燃比是影響廢氣污染成份的主要因素（圖1）

理論上，1kg汽油完全燃燒需要空氣14.7kg。當(dāng)過(guò)量空氣系數(shù)α=1（AF≈14.8）時(shí)，燃料完全燃燒，其產(chǎn)物為CO2和H2O。當(dāng)空氣不足，AF＜14.8時(shí)，則有部分燃料不能完全燃燒，生成CO。所以，CO的排出濃度基本上受空燃比所支配，圖1為汽油機(jī)空燃比與排氣濃度變化關(guān)系。但是當(dāng)α=1.2時(shí)（AF≈18），HC的排氣濃度又開(kāi)始增加，這是因?yàn)檫@樣稀薄的混合氣在一般發(fā)動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生丟火所致。所以從圖1可以看到，CO的排放量基本上由空燃比決定，HC的含量在一定范圍內(nèi)隨著空燃比的增大而下降，但在一定濃度后HC的含量會(huì)增加。

2、發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)狀態(tài)的影響。

2.1點(diǎn)火系統(tǒng)的影響。

（1）從理論上知道，不同的燃燒工況需要不同的點(diǎn)火時(shí)刻。因此，現(xiàn)代低污染發(fā)動(dòng)機(jī)采用電腦點(diǎn)火系統(tǒng)，以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)在不同工況下的點(diǎn)火要求。對(duì)于傳統(tǒng)點(diǎn)火系，適當(dāng)推遲點(diǎn)火，可降低HC排放，但對(duì)CO影響不大。

（2）點(diǎn)火能量的影響。

點(diǎn)火能量越高，則火花強(qiáng)度越高，持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，使混合氣燃燒充分，亦能使較稀的混合氣燃燒，因此點(diǎn)火能量高會(huì)使CO和HC排量減少。

2.2水溫的影響

水溫低，混合氣的燃燒速率低，影響混合氣的充分燃燒，使廢氣中的污染物增多，所以，發(fā)動(dòng)機(jī)的水溫要保持在合適的溫度。

2.3進(jìn)氣溫度的影響

進(jìn)氣溫度低，會(huì)使混合氣變稀，引起燃燒不良而造成廢氣污染增大。而進(jìn)氣溫度過(guò)高，會(huì)使混合氣過(guò)濃，引起不完全燃燒而使廢氣污染增大。

一般情況下，冬天氣溫可達(dá)-20℃以下，夏天在30℃以上，爬坡時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)罩內(nèi)To>80℃。隨著環(huán)境溫度的上升，空氣密度ρ變小，而汽油的密度幾乎可認(rèn)為不變，因此使化油器供給的混合比R（即AF）隨吸入空氣溫度的上升而變濃，圖2為一定運(yùn)轉(zhuǎn)條件下，進(jìn)氣空氣溫度與混合比的關(guān)系。

2.4怠速的影響

適當(dāng)調(diào)高怠速，會(huì)使CO和HC的含量降低，這是因?yàn)楣?jié)氣門開(kāi)度適當(dāng)增大，混合氣濃度降低。

圖3表示了怠速轉(zhuǎn)速和排氣中CO和HC濃度的關(guān)系。怠速轉(zhuǎn)速600r/min時(shí)，CO濃度為1.4%，700r/min時(shí)，降為1%左右，這說(shuō)明提高怠速轉(zhuǎn)速，可有效地降低排氣中CO濃度，但是，怠速過(guò)高會(huì)加大挺桿響聲，對(duì)液力變扭汽車，還可能發(fā)生溜車的危險(xiǎn)。如果這些問(wèn)題得到解決，一般從凈化的觀點(diǎn)，希望怠速轉(zhuǎn)速規(guī)定高一點(diǎn)較好。

2.5氣缸密封性的影響。

氣缸密封性不好會(huì)使混合氣不能充分燃燒，使廢氣污染增加，而且密封性不好，會(huì)使?jié)櫥瓦M(jìn)入氣缸內(nèi)燃燒，造成廢氣污染增加，以及混合氣失調(diào)。

2.6汽油品質(zhì)的影響。

汽油的品質(zhì)主要指蒸發(fā)性和抗爆性，蒸發(fā)性好則易點(diǎn)火，燃燒好。抗爆性好，則不易發(fā)生爆震。

二、維修時(shí)的預(yù)防措施

1、定期保養(yǎng)更換空氣濾清器，使空氣濾清器保持清潔、暢通。

2、維修時(shí)徹底清潔進(jìn)氣管、燃燒室、火花塞、氣門等處的積炭，保證進(jìn)氣管道的暢通和密封，使各缸的混合氣分配均勻。

3、使化油器保持良好的工況，為發(fā)動(dòng)機(jī)的不同工況提供不同的混合氣。

4、適當(dāng)調(diào)高怠速。

5、高速點(diǎn)火時(shí)刻適當(dāng)延時(shí)，使點(diǎn)火提前裝置齊全有效，用電子點(diǎn)火代替觸點(diǎn)點(diǎn)火。

6、保持曲軸箱通風(fēng)系統(tǒng)和防止燃料蒸發(fā)系統(tǒng)的工作良好可靠。

7、檢查發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)溫器工作狀態(tài)，保持發(fā)動(dòng)機(jī)的正常水溫。

8、使發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣恒溫裝置工作正常。

9、使用高標(biāo)號(hào)清潔汽油。

三、怠速時(shí)的排氣超標(biāo)的分析診斷

1、CO示值偏高，HC示值正常；

這是由于混合氣過(guò)濃引起的。此時(shí)應(yīng)檢查阻風(fēng)門有否完全打開(kāi)，化油器調(diào)整是否適當(dāng)，空氣濾清器有否堵塞。對(duì)于電噴發(fā)動(dòng)機(jī)，應(yīng)讀取故障碼和數(shù)據(jù)流，檢查相應(yīng)混合氣變化的傳感器工況。

2、CO值正常，HC示值偏高。

這是由于混合氣過(guò)稀引起的。此時(shí)應(yīng)檢查點(diǎn)火系統(tǒng)是否工作正常，氣缸是否密封不嚴(yán)，進(jìn)氣系統(tǒng)和真空管路有否泄漏。

3、CO值HC值都超出規(guī)定；

這是由于混合氣過(guò)濃，或者有未燃燒的混合氣引起的。這是除了進(jìn)行1、2點(diǎn)的檢查外，還要檢查化油器油平面是否過(guò)高，空氣量孔是否堵塞，省油裝置是否漏油等。

四、維修實(shí)例

例一、有一臺(tái)凌志300轎車，搭載3VZ-FE尋機(jī)，故障燈亮，油耗增大，在年審檢測(cè)時(shí)，尾氣超標(biāo)。

進(jìn)廠檢查：廢氣CO5%、HC400PPM，屬混合氣過(guò)濃的情況，用自診斷讀取故障碼為21（主氧傳感器信號(hào)）25（空燃比過(guò)?。?/p>

為了防止誤診，再根據(jù)故障碼范圍和排氣超標(biāo)診斷進(jìn)行檢測(cè)。

檢測(cè)結(jié)果：

（1）點(diǎn)火系統(tǒng)正常，無(wú)斷火、缺火、點(diǎn)火提前角正常。

（2）缸壓正常11.5MPa，各缸差不超過(guò)0.4MPa。

（3）進(jìn)氣系統(tǒng)正常，無(wú)泄漏。

（4）燃油系統(tǒng)正常，油壓正常，（220KPa）噴嘴和燃油壓力調(diào)節(jié)器正常。

（5）各傳感器正常，（氧傳感器除外，電壓過(guò)低且無(wú)變化）。

故障判斷：

氧傳感器失效。更換氧傳感器，清除故障碼后，試車再檢查，無(wú)故障碼存在，尾氣正常。

故障原因分析：當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)ECH發(fā)現(xiàn)氧傳感器傳回的信號(hào)在正常行駛速度（低于60公里/小時(shí)和尋機(jī)轉(zhuǎn)速高于1500轉(zhuǎn)/分）時(shí)，氧傳感信號(hào)降至0.35-0.70伏之間，而且時(shí)間超過(guò)60秒時(shí)設(shè)定21號(hào)故障碼，在氧傳感器已熱（發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速2000轉(zhuǎn)/分，無(wú)負(fù)荷）時(shí)，且輸出信號(hào)低于0.45伏至少達(dá)到90秒時(shí)設(shè)定25號(hào)故障碼。

例二、有一臺(tái)金杯面包車，搭載491Q化油器發(fā)動(dòng)機(jī)，電子點(diǎn)火。路檢排氣超標(biāo)，CO8%、HC1400ppm，動(dòng)力正常。

按排氣分析是屬于混合氣過(guò)濃的表現(xiàn)，調(diào)整CO調(diào)整螺釘，CO和HC濃度變化不大，說(shuō)明故障在其它部位。

按混合氣過(guò)濃的故障范圍查找；

（1）點(diǎn)火系統(tǒng)正常。

（2）氣缸壓力正常。

判斷故障在化油器，拆檢化油器發(fā)現(xiàn)副腔節(jié)氣門因積炭嚴(yán)重，關(guān)閉不嚴(yán)，造成在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速時(shí)副腔也參加工作，使混合氣過(guò)濃，造成排放超標(biāo)。清洗化油器后調(diào)整，廢氣排放達(dá)標(biāo)。

五、結(jié)束語(yǔ)

排氣成份是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工況的反映，也是大氣污染的主要成分，了解影響汽車廢氣排放的原因和預(yù)防措施，不但對(duì)我們的維修工作有幫助，對(duì)于減少空氣污染，改善空氣質(zhì)量也有非常重要的作用。