機動車排氣檢測儀器應用分析

張 純

（浙江浙大鳴泉科技有限公司，浙江杭州 310012）

0 引言

機動車排氣檢測儀器是最常見的汽車檢測儀器，其中，不分光紅外線尾氣分析儀因測量精度高、操作便捷等優(yōu)勢被廣泛運用。若機動車技術狀況良好，則其尾氣成分的各部分比例處于正常范圍，若機動車技術狀況異常，尾氣成分比例將失衡。結合尾氣成分濃度變化，有助于分析出機動車的故障位置，并提供可靠依據(jù)。

1 機動車排氣檢測儀器結構與工作原理

1.1 結構組成

不分光紅外線氣體分析儀主要由廢氣取樣裝置、校準裝置、濃度指示裝置以及廢氣分析裝置構成。其中，廢氣取樣裝置由泵、水分離器、導管、濾清器以及取樣探頭構成；校準裝置通過遮擋部分紅外線，減少部分紅外線能量實現(xiàn)簡單校準；濃度指示裝置由HC 指示裝置、CO 指示裝置構成，包括數(shù)字顯示器和指針顯示器兩種；廢氣分析裝置主要由傳感器、測量室、旋轉(zhuǎn)扇輪、氣樣室以及紅外線光源構成。

1.2 工作原理

汽車排氣中的HC，CO 等氣體，均具備吸收紅外線的性質(zhì)，但吸收紅外線的波長有差異，并且，紅外線吸收程度與排氣濃度也有相關性。機動車排氣檢測儀器是根據(jù)該原理來檢測機動車排氣中的污染物含量，即便排氣中的廢氣是混合的，但不影響該檢測方法得到的測量值。

（1）CO2反應空燃比。機動車正常排氣中，CO2含量為1%～2%，若CO2＜1%，代表混合氣太濃，若CO2＞2%，代表混合氣太稀，導致該現(xiàn)象的原因很多，例如EGR 閥泄漏、真空泄漏、燃油油壓低等，均可能導致混合氣過稀。

（2）HC 高反應燃油未充分燃燒。一般來說，在燃燒室壁面激冷時才會產(chǎn)生HC，導致HC 高的原因可能是油壓過高或過低、噴油器泄漏或堵塞、點火間歇性不跳火、混合氣過濃或過稀、發(fā)動機溫度過高、氣缸壓力不足等。

（3）燃燒不充分?；旌蠚膺^濃會生成CO，CO 濃度較高則代表燃油系統(tǒng)存在故障，例如點火太早、燃油供應太大、混合氣不潔凈等。若電噴發(fā)動機的CO 濃度過高，則代表電控系統(tǒng)存在故障、油壓過高或噴油器漏油。

（4）氮氧化合物NOX變化的影響因素。無論運轉(zhuǎn)狀態(tài)如何，提高點火負荷，均會提高NOX。若進氣歧管真空降低，則燃燒室溫度、發(fā)動機負荷均會提高，繼而提高循環(huán)溫度，增加NOX含量，若進氣歧管真空增加，則燃燒室溫度、發(fā)動機負荷均會降低，繼而降低循環(huán)溫度，減少NOX含量。

提高發(fā)動機轉(zhuǎn)速，因渦流作用會加快火焰?zhèn)鞑ニ俣龋^而降低熱損失，提高燃燒壓力和溫度，若混合氣濃度較高，則增加NOX含量，若混合氣濃度較低，則減少NOX含量。

1.3 操作流程

機動車排氣檢測儀器操作流程：①打開電源，預熱5 min，待設備退出預熱狀態(tài)，則進入主菜單界面，應注意，預熱時不得進行任何操作，更不可直接將取樣探頭伸入排氣管中。②將傳感器連接在發(fā)動機高壓點火線上，并遠離其他點火線，屏蔽盒地線夾在金屬外殼上。③將取樣探頭伸入排氣管40 cm 左右處，待儀器提示加速時，由操作者點火進行加速實驗，并將轉(zhuǎn)速加到額定轉(zhuǎn)速70%左右，保持30 s，完成上述操作后，需轉(zhuǎn)入怠速模式保持15 s。整個過程均有倒計時提示，倒計時結束后顯示測試平均值，操作者按下ok 鍵記錄并打印測試結果。

2 實例分析

車型：Polo GTI，故障現(xiàn)象：經(jīng)常熄火，怠速不穩(wěn)。用機動車排氣檢測儀進行分析，得出結果：O2（2.53%），CO2（14.5%），CO（0.44%），HC（250×10-6）。

故障分析：結合檢測數(shù)據(jù)，可以看出O2，HC 濃度較高，代表空燃比嚴重偏離正常范圍。CO2高CO 低，代表點火系統(tǒng)正常，充分燃燒。

綜合分析：混合氣偏稀，需要從燃油供給系統(tǒng)、空氣供給系統(tǒng)方面展開維修。

經(jīng)檢查，燃油供給系統(tǒng)正常，空氣供給系統(tǒng)后的進氣軟管存在裂紋、破損，待更換軟管后，重啟發(fā)動機故障消失。再次使用機動車排氣檢測儀進行分析，得出結果：O2（1.34%）、CO2（14.5%）、CO（0.22%）、HC（50×10-6），數(shù)據(jù)恢復正常范圍。

本實例故障原因是進氣軟管漏氣，導致空氣進入氣缸，稀化混合氣，導致發(fā)動機經(jīng)常熄火、怠速不穩(wěn)的狀況。

3 機動車排氣檢測儀器的擴展運用

3.1 判斷三元催化轉(zhuǎn)化器、排氣管是否堵塞

將機動車排氣檢測器取樣探頭放到進氣歧管真空管處，點火做急加速實驗，測量真空管處是否存在HC，從而判斷三元催化轉(zhuǎn)化器、排氣管是否堵塞。若存在堵塞，部分廢氣因無法正常排出，繼而回到真空管處，此時機動車排氣檢測器將會檢測到HC。

3.2 判斷發(fā)動機配氣相位是否正確

判斷發(fā)動機配氣相位是否正確，原理與判斷三元催化轉(zhuǎn)化器是否堵塞相同。先將機動車排氣檢測器取樣探頭放到進氣歧管真空管處，點火做急加速、慢加速、怠速等實驗，通過檢測真空管處是否有HC 來判斷發(fā)動機配氣相位是否正確。

3.3 判斷缺缸原因

缺缸是機動車最常見的發(fā)動機故障之一，一般來說，存在缺缸故障的發(fā)動機，O2或HC 的含量會明顯提高。導致發(fā)動機缺缸的原因主要為缺火與缺油兩個方面，假如噴油器不噴油，那么通過機動車排氣檢測器取樣探頭檢測的CO、HC 含量將是正常的，但是O2含量將過高，假如點火系統(tǒng)存在故障，那么通過機動車排氣檢測器取樣檢測的O2、HC 含量均會明顯提高。

盡管發(fā)動機自診斷系統(tǒng)能在失去點火反饋信號2 個周期內(nèi)自動切斷燃油供給，但機動車排氣檢測器對HC 尤為敏感，若一次未能點火，將得到較高的HC 含量。由于斷油是缺火后存在的，可初步判斷缺火在前，斷油在后，是點火系統(tǒng)故障。如果ECU 檢測點火反饋信號丟失，則自動切斷燃油供給，此時HC 含量正常，而O2含量劇增，

3.4 判斷氣缸墊是否損壞

傳統(tǒng)氣缸墊故障診斷，普遍采用解體檢查方法，造成了不必要的麻煩，且檢查結果受主觀性因素影響較高。為此，可通過機動車排氣檢測器進行檢查，先將取樣探頭放到冷卻液儲液罐中（懸空放置），點火后若得到HC 含量劇增的結果，可認為氣缸墊遭受損壞。原理是若氣缸墊損壞，燃燒可燃混合氣將會通過損壞的氣缸墊流入冷卻系統(tǒng)，因汽油分子無法溶解，HC 會在冷卻液儲液罐中被檢測出來。

3.5 檢測車廂內(nèi)汽油味過重等故障

通過機動車排氣檢測器，可檢測由于泄漏、密封不良導致的車廂內(nèi)汽油味過重的故障部位，實現(xiàn)快速定位，還可以通過機動車排氣檢測器取樣探頭檢測三元催化轉(zhuǎn)化器氣體濃度，根據(jù)前后檢測結果對比，判斷是否存在破損、泄漏等情況。

4 結語

為控制尾氣污染，建議從二次進氣、廢氣再循環(huán)、采用稀薄燃燒系統(tǒng)、研發(fā)發(fā)動機管理系統(tǒng)等方向著手，機動車排氣檢測儀器不僅具備常規(guī)檢測用途，更可擴展應用，對機動車故障診斷提3 更多的辦法，如三元催化器是否堵塞、氣缸墊是否損壞等，均可通過機動車排氣檢測儀器實現(xiàn)，為此，掌握并擴展應用機動車排氣檢測儀器十分必要，有一定的發(fā)展前景。