从尾气排放分析汽车发动机的故障

科技创新导报

２０１１　　ＮＯ．０４

Technology Innovation Herald

工　业　技　术

从尾气排放分析汽车发动机的故障①

姚天国　　章燕　　吴小红　　吴秋红

（浙江师范大学职业技术教育学院　　浙江金华　　３２１０１９

）

摘　

要

：汽车发动机工作时会产生ＨＣ、

ＣＯ、

ＮＯＸ等有害气体，不同工况下将有不同成份的尾气排放，通过分析尾气中的ＨＣ、ＣＯ、ＮＯＸ等成份比例，可以为快速分析发动机故障提供便捷的途径。通过实车故障案例分析，证明通过尾气检测来分析发动机故障是切实可行的。关键词：汽车尾气　　排放标准　　故障诊断中图分类号：Ｘ７３４．２文献标识码：Ａ文章编号：１６７４－０９８Ｘ（２０１１）０２（ａ）－００７４－０１

１　引言

汽车发动机混合气在燃烧过程中会产生HC、CO、NOX等有害气体,尾气成分与发动机的工况有最直接的联系,当发动机各系统出现故障时,尾气中某种成分必然偏离正常值,通过检测发动机不同工况下尾气中不同气体成分的含量,可判断发动机故障所在的部位。尾气分析主要参数有CO、HC、CO2和氧O2,还有空燃比A/F或过量空气系数λ。

２　汽车尾气的成分与成因

汽车尾气的主要污染物有一氧化碳CO、氮氧化物NOx、碳氢化合物HC等。这些污染物在直接污染危害人体的同时,也对环境造成严重的污染。

一氧化碳CO是由于燃油在气缸中燃烧不充分所致,是氧气不足而生成的中间产物。

氮氧化合物NOx是NO和NO2的总称,是混合气空气中的N2和O2在燃烧室内通过高温高压的火焰时化合而成的。

碳氢化合物HC生成的主要是燃烧室壁局部温度偏低形成猝冷,导致部份混合气失火而形成的。

值一般在13.8～15% Vol,其高低反映出发动机燃烧的好坏。CO2的读数就越高表明混合气燃烧越完全。若数值偏低,则说明是燃烧不完全,所有引起HC和CO排放不正常的原因都有可能引起此值偏低。

O2的含量是反映混合气空燃比的最好指标,是最有用的诊断数据之一。其正常浓度应在1.0～2.0% Vol间。O2的读数小于1.0%,说明混合气过浓;O2的读数大于2.0%,表示混合气太稀。导致混合气过稀的原因有燃油滤芯太脏、燃油油压低、喷油嘴堵塞、真空泄漏、EGR阀泄漏等。而空气滤清器阻塞、燃油压力过高等都可能导致混合气过浓。

过量空气系数λ正常值应在0.97～1.04之间,若其数值偏大,则说明空燃比过大,混合气过稀;数值偏小说明空燃比偏小,混合气过浓。

４　实践验证

４．１维修实例一

某一辆进气道喷射独立点火的丰田佳美汽车,起机会后发现怠速时有发动机会有轻微抖动,尾气味较浓,并且加速迟缓无力。维修时用五气分析仪进行尾气检测,结果如表1所示。

由结果可以看出,尾气排放中HC浓度明显偏高、氧浓度偏大、CO2浓度偏小。初步分析是发动机燃烧不良,有失火现象。因为HC数值偏大,说明有过多的燃油没有燃烧,发动机内有明显的失火现象或喷油过多;氧浓度偏大λ值偏大,说明有过多的氧气没有参加燃烧,一般是由于混合气过稀或燃烧严重不良;CO2浓度偏小说明此车燃烧不完全,由于CO基本正常,故是由于HC偏高而引起CO2浓度偏小。因此综合以上分析,估计发动机可能有以下故障:进气道阻力过大造成进气量不足眀严重影响燃烧、燃油系统故障造成喷油量严重过大、EGR阀泄漏、、火花塞点火故障造成个别气缸失火等。

首先检修燃油供给部分,各部件工作

３　尾气分析的基本理论

发动机工作正常时HC正常数值应不超过55×10-6% Vol。若此数值偏高,则说明燃油没有充分燃烧。主要可能原因是气缸压力不足、发动机温度过低、曲轴箱窜气严重、混合气过浓或过稀、点火正时不准确、火花塞间歇性跳火、温度传感器不良、喷嘴不良等。

CO正常数值应不超过0.5% Vol。CO的含量过高,则表明燃油过多空气过少,燃油供给系统或空气供给系统有故障,造成燃烧不充分。主要可能原因是喷油嘴漏油、燃油压力过高、空气滤清器不洁净、EGR阀泄漏等。

CO2是混合气完全燃烧的产物,正常数

正常。再检查空气供给系统,无脏堵漏气现象。估计最大可能是点火系统的故障。进一步检查电子点火系统,当检查到3缸的火花塞时,发现其接头松脱,接上后启动发动机,故障消失,尾气检测值完全在标准范围之内。

４．２维修实例二

某桑塔纳2000GSI发动机发现怠速不稳且经常熄火。维修时用解码仪检测显示氧传感器故障。后对氧传感器检测,发现信号电压正常,即检测氧传感器正常。再用尾气分析仪检测HC、CO2、CO、O2分别为230×-610、14.8%、0.43%、2.04%。与标准值比较后发现HC和O2都偏高,计算空燃比后发现严重偏离正常值。由于此检测结果中CO值较低而CO2偏高,说明混合气已充分燃烧,点火系统应该正常。因此初步分析此车极可能是因混合气偏稀造成的故障。故从空气供给系和燃油供给系统开始检修。

先检查燃油供给系统发现正常。再检查空气供给系统,发现空气流量计后部的进气管有局细小裂纹。进而更换后软管后再进行尾气检测,结果HC为52×10-6、CO为0.25%、CO2为14.5%、O2为1.35%,结果正常,说明故障排除。后分析其故障原因应该是进气管漏气造成混合气过稀,造成发动机怠速不稳而引起 …… 此处隐藏：587字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……