有關尾氣檢測用于汽車排除故障的探討

摘 要：隨著我國汽車保有量的急速增大，汽車成為生產生活必不可少的工具。各類型號的汽車對故障排除也增加了困難，尾氣檢測應用于汽車故障排除成為了當前汽車維修的重要技術。文章從汽車尾氣組成入手，詳細分析了尾氣與發動機排放的關系，并基于尾氣排放異常進行了故障排除分析，最后以帕薩特2.0L為例進行了案例分析。

關鍵詞：尾氣檢測；汽車；故障排除；帕薩特2.0

引言

汽車維修的經濟效益與汽車的故障判斷和分析直接相關。準確判斷和分析故障能提高維修工的作業效率。尾氣分析儀第一步是檢測，其次是分析，它是輔助診斷設備的一種。首先尾氣分析儀要對發動機排放出來的尾氣進行檢測。然后依據檢測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動機故障的診斷。維修人員要想準確快速地對發動機故障進行診斷和排除，就要深入分析混合氣形成原因及整個燃燒的過程。準確的分析是建立在深刻了解發動機的燃燒和供給原理的基礎上的。

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。如果對汽油進行充分燃燒，那么最終產物是CO2和H2O。然而，要達到汽油完全燃燒的理想狀態，在現實工作過程中是很困難的。實際上，電控汽車汽油機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 尾氣排放與汽車發動機運行的關系

（1）O2、CO2、HC、NOx、CO與空燃比的關系。空氣和燃油的比例叫做空燃比。空燃比的理論值是14.7：1。正如濃的功率空燃比低于理論空燃比，稀的經濟空燃比高于理論空燃比。過稀或過濃的混合氣都會極大地影響燃燒，會排放出更多的HC。過濃的混合氣因為缺乏空氣量會引起燃燒不完全，排放出更多的CO。NOx在混合氣空燃比為 15.5：l 附近時生成的最多，因為此時的燃燒效率最好。NOx的生成量會因為空燃比低于或高于此值而減小。發動機沒有完全燃燒時，會排放出更多的CO，而當發動機完全燃燒時，NOx的排放會增加。理論空燃比14.7：1附近的CO2生成量是最高的，因為此時的燃燒是最為完全的；（2）HC、NOx、CO與點火正時的關系。點火時間的適當推遲能減小CO的排放。同時還能降低HC的排放量。如果點火提前角加大，不管處于何種負荷和轉速都會增加NOx的排放量；（3）HC、NOx、CO與負荷的關系。只要保持好空燃比值，即使改變功率輸出，CO的排放量也是不會受到影響的。同樣，只要保持好空燃比值和轉速值，在最大功率下調節點火提前角，即使負荷發生變化，HC的排放量也不會受到影響。要減少NOx排放量可以減小發動機負荷；（4）HC、NOx、CO與轉速的關系。CO的排放量不受轉速的影響。但是，轉速的變化會影響到HC的排放量。通常，前者升高的情況下后者會減少。NOx生成速度受不同轉速和不同空燃比的影響。對于稀混合氣而言，NOx的生成速度會隨著轉速的提高而減小。相反地，對于濃混合氣，NOx的生成速度又會隨著轉速的提高而增加。如果轉速迅速增加，會導致HC、NOx、CO的排放量一并增加；（5）HC、NOx、CO與水溫的關系。發動機處于冷態時，CO和HC的排放量增加，而NOx下降。不過當冷卻水溫處于80-90℃時，NOx的生成量會增加。

3 尾氣排放異常的原因進行分析

對尾氣進行分析主要是分析點火、混合氣空燃比和催化器轉化效率。O2、CO2、HC、NOx、CO和過量空氣系數是分析時會用到的參數。它們的變化規則如下：不良的點火系統和過稀的混合氣失火會造成HC和O2偏高。一旦出現CO2、O2低而CO、HC高的情況，說明這時的發動機混合氣已經很濃。通常CO、O2的讀數相反于CO2的讀數。CO2的讀數最大值介于13.5%-14.8%。越是完全的燃燒，CO2的讀數越高，而CO的讀數會近似0%。混合氣濃的情況下，CO的讀數高而O2的讀數低；混合氣稀的情況相反。一旦混合氣向失火點偏移，O2的讀數會迅速上升，CO會降低，HC升高并呈現出不穩定現象。斷火試驗：如果每個缸正常，那么每個缸CO和CO2讀數的下降量與HC和O2讀數的上升量是相同的。在其他缸都正常的情況下，仍然有缸發生變化則說明這個缸可能發生了斷火，也可能是燃燒不正常。在測量管路或者是排氣管發生泄漏的情況下檢測到的尾氣是不準確的，濃度會偏低。這時O2值升高而CO和HC值下降。診斷問題的難點可以依靠O2的值和其他3個數值。

4 對帕薩特2.0進行分析

2013款帕薩特2.0長時間油耗較高。發動機型號為EA888，沒有明顯的癥狀。

（1）分析儀所得尾氣檢測結果：轉速為800r/min時，尾氣各成分的濃度含量為：CO213.6%、CO4.6%、O20.56%、HC356ppm；通常，當發動機轉速在800r/min時，尾氣各氣體濃度分別為：CO214.8%、CO0.34%、O21.46%、HC45ppm；（2）檢測結果分析：從CO2、O2含量低，而HC、CO量高的情況分析得到混合氣偏濃。混合氣偏濃是因為供氣過少和噴油。因此檢查空氣和燃油供給系統是非常必要的；（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動機數據流。將發動機啟動后，慢速運轉并熱車。可以看到轉速、節氣門、水溫、進氣壓力、點火提前角等信號的讀數均正常。但是噴油脈寬的讀數是3.6ms，已經超出了正常的2.4ms。將該傳感器從進氣總管上拆下來后再對其阻值進行測量。測量同時用電吹風加熱。測量的數值顯示為2300，但是正常情況阻值應逐漸降低，這說明傳感器已損壞。換用新件后，噴油脈寬顯示數值為2-4ms，達到正常范圍。再次對尾氣進行檢測，結果顯示所有數據均符合標準，證明故障得以排除。進氣溫度信號的主要作用是修正噴油量。一旦被損壞，發動機電腦所顯示的修正值就不正確，直接導致油量噴射錯誤。在進氣溫度為20℃的情況下，傳感器電阻值為2300。熱車后，該信號本來應該在40-60范圍之間，但是由于溫度信號偏低，所以發動機電腦依據低溫油量進行修正，這就增加了噴油量，造成了混合氣濃。

5 結束語

作為一種輔助診斷設備，尾氣分析儀既能檢測汽車排放的尾氣，還能對尾氣中各成分氣體濃度的變化進行分析，對于準確快速地幫助維修人員找到并分析發動機的故障起到了有效的作用。尾氣分析故障診斷方法在當今的汽車維修作業中有著舉足輕重的地位。

參考文獻

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