鐘建國

摘要：汽車尾氣排放的物體，主要是一氧化碳（CO）、碳氫化合物（HC）、氮氧化合物（NOX）、二氧化碳（CO2）、氧氣（O2）等。通過用廢氣分析儀檢測到的數據與正常值進行對比，在不同工況下對尾氣進行分析，可以初步判斷發(fā)動機的故障，有利于一些無法讀取故障碼的故障排除。利用廢氣分析是汽車檢測與診斷的重要指標。

關鍵詞：發(fā)動機故障；廢氣分析；故障診斷

中圖分類號：U464 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）16-0084-02

一、引言

汽車是人類發(fā)展的必然產物，隨著汽車工業(yè)的發(fā)展和汽車保有量的急劇增加，汽車排放的污染物是嚴重的社會問題，影響著人類的生活和健康。檢測并控制汽車排氣污染物，已成為汽車檢測中重要的檢測項目。檢測人員通過用尾氣分析儀來檢測汽車尾氣CO、HC、NOX、CO2、O2等濃度，判斷是否符合環(huán)保要求[1]。

汽車發(fā)動機的有些故障不能通過診斷儀器檢測出來，但是可以通過尾氣找出故障所在。通過尾氣分析儀可以得到不同工況下的尾氣濃度，可以通過這些數據來檢測和診斷發(fā)動機的技術狀況，從而找出發(fā)動機的基本故障點。

二、利用汽車廢氣排放值分析發(fā)動機故障

汽車尾氣排放一般采用雙怠速測量法測量、怠速工況測量和高怠速工況測量，高怠速工況轉速是0.5倍發(fā)動機額定轉速，正常發(fā)動機尾氣排放標準值見表1。

1.尾氣中CO含量異常分析。汽車CO的產生是混合氣不完全燃燒導致的，發(fā)動機混合氣過濃或者燃燒的質量不佳，容易生成CO，按照標準汽車尾氣中的CO含量不超過0.1%。導致混合氣太濃的主要故障有燃油壓力過高、噴油嘴漏油、空氣濾清器堵塞、點火提前角過大等。我們可以用燃油壓力表檢查燃油的壓力，用噴油器檢測儀檢查噴油器的漏油情況和噴油量，更換空氣濾清器、調整點火提前角等措施來解決發(fā)動機故障所引起的CO含量異常。

2.尾氣中CO2含量異常分析。汽車CO2是可燃混合氣燃燒的正常產物，其含量的高低反映混合氣燃燒效率。當發(fā)動機混合氣出現過濃或者過稀時，CO2的濃度都將降低，一般不在13%～16%范圍里面。所以通過這個基本理論可知，導致CO2含量降低的原因有EGR閥泄漏，燃油壓力過高或者過低，噴油器的堵塞、濾清器的堵塞、燃油濾清器的堵塞、真空泄漏等。通過對這些故障點的排查，基本可以找出引起CO2含量降低的發(fā)動機故障。

3.尾氣中氮氧化合物含量異常分析。汽車NOX的產生是發(fā)動機工作過程中空氣中N2燃燒所得，混合氣燃燒越充分，所產生的NOX越多。燃燒廢氣的溫度越高，燃燒后燃燒室內過剩的氧氣，高溫度持續(xù)的時間越長，氮氧化合物的生成就越多。所以尾氣中氮氧化合物的含量主要和三元催化器及點火時間有關，催化器失效或者點火越提前，氮氧化合物的含量就越高。

4.尾氣中HC化合物含量異常分析。汽油機在任何工況條件下運轉，或多或少有HC化合物的存在。HC化合物是混合氣不完全燃燒的產物，當氧氣充足時HC化合物的含量就低于標準值，而當氧氣不足，HC化合物的含量遠遠大于標準值，對大氣污染很嚴重。發(fā)動機正常工作時HC化合物數值應不超過50ppm（50×10-6）。造成混合氣過濃的故障很多，主要是燃料供給系統(tǒng)和空氣供給系統(tǒng)相關部件的故障，還有點火系統(tǒng)的點火正時不正確、配氣相位不準、氣門和火花塞積炭嚴重等都是造成HC含量偏高的原因。

5.尾氣中O2含量異常分析。理論混合氣可以用過量空氣系數和空燃比來表示，當過量空氣系數為1或者空燃比為14.7的混合氣是理論混合氣。當混合氣是理論混合氣時，發(fā)動機的動力性、經濟性和排放都會較好。空燃比和過量空氣系數的大小對汽車發(fā)動機中O2的排放量會產生影響，一般正常發(fā)動機O2含量在1%～2%之間，通過測量尾氣中氧氣含量可以判斷過量空氣系數和空燃比，也可以判斷發(fā)動機的基本工作狀況[2]。

當汽車尾氣中O2的含量大于2.0%時，說明過量空氣系數和空燃比太大，混合氣過稀，易于導致點火困難，發(fā)動機缺火。造成這種現象的原因有很多，如燃油濾清器堵塞、燃油壓力過低、噴油器堵塞、噴油器線束損壞、真空管路泄漏、EGR閥泄漏等都可能導致混合氣過稀?？梢酝ㄟ^對各個環(huán)節(jié)的檢測與排查找到發(fā)動機的故障點。

當汽車尾氣中O2的含量小于1.0%時，說明過量空氣系數和空燃比太小，混合氣太濃，以致燃油與空氣混合比失調，實際空燃比遠遠小于理論空燃比，發(fā)動機燃燒時嚴重缺氧，燃燒不充分。造成這種現象的原因有很多，如節(jié)氣門積炭嚴重，空氣濾清器堵塞，噴油器漏油導致的噴油量過多，氧傳感器反饋信號不正常導致發(fā)動機ECU大量噴油，燃油壓力調節(jié)器不正常導致燃油壓力過高，發(fā)動機控制單元ECU故障使得燃油控制量不準等[3]。

三、檢測結果總結分析

在汽油發(fā)動機尾氣分析中，一般是對CO、HC、CO2、O2四種成分進行分析。根據尾氣成分形成機理，尾氣測量值與發(fā)動機系統(tǒng)故障判斷分析通則如表2，其讀數具有以下規(guī)律[4]。

1.HC和O2的讀數高，是燃油不盡和過稀的混合氣失火而引起的。

2.CO和HC讀數高，CO2和O2讀數低，表明發(fā)動機工作混合氣濃。如果燃燒室中有足夠的氧氣保證正常燃燒，通常情況下，燃燒越完全，CO2讀數就越高，其最大值應該為14.8%～16%，此時CO的讀數接近或等于零。

3.O2的讀數是最有用的診斷數據之一，O2的讀數和其他三個讀數一起，能幫助找出診斷問題的難點。通常，裝有三元催化器的汽車O2的讀數應該是1%～2%，說明發(fā)動機燃燒好，如果偏離了這個數值，發(fā)動機就會有故障產生。

4.利用功率平衡試驗和尾氣分析儀的讀數，可以指出每個缸的工作狀況。

5.如果每個缸CO和CO2的讀數都下降，HC和O2讀數都上升，且上升和下降的量都一樣，則證明每個缸都工作正常；如果只有一個缸的變化很小，而其他缸都一樣，則表明這個缸點火和燃燒不正常。

6.當發(fā)動機中有一個缸不工作時，尾氣含量將上升到4.759%～7.259%，若有兩個缸不工作時，則會上升到9.5%～12.5%.

四、結語

通過上述的分析，我們可以通過汽車尾氣分析儀檢測出尾氣中各成分的含量，通過對比可以初步分析出發(fā)動機的工作狀況和性能，并且可以通過數據的分析，初步找到大致故障點的位置，對這些懷疑的部件進行檢測與維修就可以解決發(fā)動機的故障了。現代汽車運用尾氣分析儀作為診斷設備是越來越普遍了，因為現在有的發(fā)動機故障通過診斷儀器是無法判斷的，所以利用廢氣分析發(fā)動機的故障在汽車維修與檢測中運用在逐步的加強。

參考文獻：

[1]婁云，楊洪慶.汽車檢測與診斷技術[M].北京大學出版社，2010：274-275.

[2]談黎虹.汽車發(fā)動機構造與檢修[M].杭州：浙江大學出版社，2011：143-144.

[3]吳凱，張莉.發(fā)動機廢氣分析儀測試結果故障與分析[J].交通科技與經濟，2009，（1）：39-41.

[4]謝劍.汽車檢測與診斷技術[M].長沙：國防科技大學出版社，2011：196-197.endprint