有關(guān)尾氣檢測(cè)用于汽車排除故障的探討

摘 要：隨著我國(guó)汽車保有量的急速增大，汽車成為生產(chǎn)生活必不可少的工具。各類型號(hào)的汽車對(duì)故障排除也增加了困難，尾氣檢測(cè)應(yīng)用于汽車故障排除成為了當(dāng)前汽車維修的重要技術(shù)。文章從汽車尾氣組成入手，詳細(xì)分析了尾氣與發(fā)動(dòng)機(jī)排放的關(guān)系，并基于尾氣排放異常進(jìn)行了故障排除分析，最后以帕薩特2.0L為例進(jìn)行了案例分析。

關(guān)鍵詞：尾氣檢測(cè)；汽車；故障排除；帕薩特2.0

引言

汽車維修的經(jīng)濟(jì)效益與汽車的故障判斷和分析直接相關(guān)。準(zhǔn)確判斷和分析故障能提高維修工的作業(yè)效率。尾氣分析儀第一步是檢測(cè)，其次是分析，它是輔助診斷設(shè)備的一種。首先尾氣分析儀要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排放出來的尾氣進(jìn)行檢測(cè)。然后依據(jù)檢測(cè)到的氣體濃度的變化分析尾氣。這樣可以幫助電控汽油噴射發(fā)動(dòng)機(jī)故障的診斷。維修人員要想準(zhǔn)確快速地對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)故障進(jìn)行診斷和排除，就要深入分析混合氣形成原因及整個(gè)燃燒的過程。準(zhǔn)確的分析是建立在深刻了解發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒和供給原理的基礎(chǔ)上的。

1 汽車尾氣組成

C和H原子組成了烴化合物，多種烴化合物組成汽油。如果對(duì)汽油進(jìn)行充分燃燒，那么最終產(chǎn)物是CO2和H2O。然而，要達(dá)到汽油完全燃燒的理想狀態(tài)，在現(xiàn)實(shí)工作過程中是很困難的。實(shí)際上，電控汽車汽油機(jī)尾氣主要是由五種氣體、水蒸氣、微粒和少量雜氣體組成。五種氣體包含有O2、CO2、HC、NOx、CO。在尾氣成分中，有害排放物包括微粒和HC、NOx、CO這三種氣體。

2 尾氣排放與汽車發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的關(guān)系

（1）O2、CO2、HC、NOx、CO與空燃比的關(guān)系?？諝夂腿加偷谋壤凶隹杖急??？杖急鹊睦碚撝凳?4.7：1。正如濃的功率空燃比低于理論空燃比，稀的經(jīng)濟(jì)空燃比高于理論空燃比。過稀或過濃的混合氣都會(huì)極大地影響燃燒，會(huì)排放出更多的HC。過濃的混合氣因?yàn)槿狈諝饬繒?huì)引起燃燒不完全，排放出更多的CO。NOx在混合氣空燃比為 15.5：l 附近時(shí)生成的最多，因?yàn)榇藭r(shí)的燃燒效率最好。NOx的生成量會(huì)因?yàn)榭杖急鹊陀诨蚋哂诖酥刀鴾p小。發(fā)動(dòng)機(jī)沒有完全燃燒時(shí)，會(huì)排放出更多的CO，而當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)完全燃燒時(shí)，NOx的排放會(huì)增加。理論空燃比14.7：1附近的CO2生成量是最高的，因?yàn)榇藭r(shí)的燃燒是最為完全的；（2）HC、NOx、CO與點(diǎn)火正時(shí)的關(guān)系。點(diǎn)火時(shí)間的適當(dāng)推遲能減小CO的排放。同時(shí)還能降低HC的排放量。如果點(diǎn)火提前角加大，不管處于何種負(fù)荷和轉(zhuǎn)速都會(huì)增加NOx的排放量；（3）HC、NOx、CO與負(fù)荷的關(guān)系。只要保持好空燃比值，即使改變功率輸出，CO的排放量也是不會(huì)受到影響的。同樣，只要保持好空燃比值和轉(zhuǎn)速值，在最大功率下調(diào)節(jié)點(diǎn)火提前角，即使負(fù)荷發(fā)生變化，HC的排放量也不會(huì)受到影響。要減少NOx排放量可以減小發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷；（4）HC、NOx、CO與轉(zhuǎn)速的關(guān)系。CO的排放量不受轉(zhuǎn)速的影響。但是，轉(zhuǎn)速的變化會(huì)影響到HC的排放量。通常，前者升高的情況下后者會(huì)減少。NOx生成速度受不同轉(zhuǎn)速和不同空燃比的影響。對(duì)于稀混合氣而言，NOx的生成速度會(huì)隨著轉(zhuǎn)速的提高而減小。相反地，對(duì)于濃混合氣，NOx的生成速度又會(huì)隨著轉(zhuǎn)速的提高而增加。如果轉(zhuǎn)速迅速增加，會(huì)導(dǎo)致HC、NOx、CO的排放量一并增加；（5）HC、NOx、CO與水溫的關(guān)系。發(fā)動(dòng)機(jī)處于冷態(tài)時(shí)，CO和HC的排放量增加，而NOx下降。不過當(dāng)冷卻水溫處于80-90℃時(shí)，NOx的生成量會(huì)增加。

3 尾氣排放異常的原因進(jìn)行分析

對(duì)尾氣進(jìn)行分析主要是分析點(diǎn)火、混合氣空燃比和催化器轉(zhuǎn)化效率。O2、CO2、HC、NOx、CO和過量空氣系數(shù)是分析時(shí)會(huì)用到的參數(shù)。它們的變化規(guī)則如下：不良的點(diǎn)火系統(tǒng)和過稀的混合氣失火會(huì)造成HC和O2偏高。一旦出現(xiàn)CO2、O2低而CO、HC高的情況，說明這時(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣已經(jīng)很濃。通常CO、O2的讀數(shù)相反于CO2的讀數(shù)。CO2的讀數(shù)最大值介于13.5%-14.8%。越是完全的燃燒，CO2的讀數(shù)越高，而CO的讀數(shù)會(huì)近似0%?；旌蠚鉂獾那闆r下，CO的讀數(shù)高而O2的讀數(shù)低；混合氣稀的情況相反。一旦混合氣向失火點(diǎn)偏移，O2的讀數(shù)會(huì)迅速上升，CO會(huì)降低，HC升高并呈現(xiàn)出不穩(wěn)定現(xiàn)象。斷火試驗(yàn)：如果每個(gè)缸正常，那么每個(gè)缸CO和CO2讀數(shù)的下降量與HC和O2讀數(shù)的上升量是相同的。在其他缸都正常的情況下，仍然有缸發(fā)生變化則說明這個(gè)缸可能發(fā)生了斷火，也可能是燃燒不正常。在測(cè)量管路或者是排氣管發(fā)生泄漏的情況下檢測(cè)到的尾氣是不準(zhǔn)確的，濃度會(huì)偏低。這時(shí)O2值升高而CO和HC值下降。診斷問題的難點(diǎn)可以依靠O2的值和其他3個(gè)數(shù)值。

4 對(duì)帕薩特2.0進(jìn)行分析

2013款帕薩特2.0長(zhǎng)時(shí)間油耗較高。發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)為EA888，沒有明顯的癥狀。

（1）分析儀所得尾氣檢測(cè)結(jié)果：轉(zhuǎn)速為800r/min時(shí)，尾氣各成分的濃度含量為：CO213.6%、CO4.6%、O20.56%、HC356ppm；通常，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在800r/min時(shí)，尾氣各氣體濃度分別為：CO214.8%、CO0.34%、O21.46%、HC45ppm；（2）檢測(cè)結(jié)果分析：從CO2、O2含量低，而HC、CO量高的情況分析得到混合氣偏濃。混合氣偏濃是因?yàn)楣膺^少和噴油。因此檢查空氣和燃油供給系統(tǒng)是非常必要的；（3）故障檢修：混合氣濃的原因很多。注意空氣濾清器的清潔。保持燃油壓力在250Kpa。依靠元征X-431讀取無故障碼后讀取發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)流。將發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，慢速運(yùn)轉(zhuǎn)并熱車?？梢钥吹睫D(zhuǎn)速、節(jié)氣門、水溫、進(jìn)氣壓力、點(diǎn)火提前角等信號(hào)的讀數(shù)均正常。但是噴油脈寬的讀數(shù)是3.6ms，已經(jīng)超出了正常的2.4ms。將該傳感器從進(jìn)氣總管上拆下來后再對(duì)其阻值進(jìn)行測(cè)量。測(cè)量同時(shí)用電吹風(fēng)加熱。測(cè)量的數(shù)值顯示為2300，但是正常情況阻值應(yīng)逐漸降低，這說明傳感器已損壞。換用新件后，噴油脈寬顯示數(shù)值為2-4ms，達(dá)到正常范圍。再次對(duì)尾氣進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果顯示所有數(shù)據(jù)均符合標(biāo)準(zhǔn)，證明故障得以排除。進(jìn)氣溫度信號(hào)的主要作用是修正噴油量。一旦被損壞，發(fā)動(dòng)機(jī)電腦所顯示的修正值就不正確，直接導(dǎo)致油量噴射錯(cuò)誤。在進(jìn)氣溫度為20℃的情況下，傳感器電阻值為2300。熱車后，該信號(hào)本來應(yīng)該在40-60范圍之間，但是由于溫度信號(hào)偏低，所以發(fā)動(dòng)機(jī)電腦依據(jù)低溫油量進(jìn)行修正，這就增加了噴油量，造成了混合氣濃。

5 結(jié)束語

作為一種輔助診斷設(shè)備，尾氣分析儀既能檢測(cè)汽車排放的尾氣，還能對(duì)尾氣中各成分氣體濃度的變化進(jìn)行分析，對(duì)于準(zhǔn)確快速地幫助維修人員找到并分析發(fā)動(dòng)機(jī)的故障起到了有效的作用。尾氣分析故障診斷方法在當(dāng)今的汽車維修作業(yè)中有著舉足輕重的地位。

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