汽車發動機尾氣排放及在故障診斷中的應用

楊亞萍

0 引言

汽車發動機排放的尾氣不僅僅影響著城市的大氣環境，汽車排放的尾氣中包含有害氣體對人們的身體健康造成極大危害。汽車尾氣的組成部分會根據發動機運行工況的不同而發生改變，通過尾氣的監測可以分析發動機的運行工況、工作環境、性能等，同時可以檢查發動機內部的運行情況。

1 尾氣的主要成分與形成原因

汽車發動機推動汽車運行的主要動力來自空氣與燃油，其在燃燒過程中產生的排放尾氣有CO、固體懸浮顆粒物、CO2、碳氫（烴）與NOx以及SCN等。其中CO、碳氫與NOx是對環境和身體健康產生最大影響的3種[1]。

CO是在發動機內部空氣不足或者其他原因造成不完全燃燒時產生的，是汽車尾氣中成分最大的一項。

碳氫化合物是發動機廢氣中的未燃部分，同時包括供油系統油料的蒸發與滴漏等。

碳氧化合物是在發動機在有一定負荷時產生的，其中NO的比例占大部分，NO2只有少部分，其是N2在高溫時燃燒形成的。

2 尾氣排放與故障診斷的聯系

由于發動機排放的尾氣與發動機的運行工況有直接的聯系，尾氣成分能夠顯現出當前發動機工作性能的優劣。當發動機出現故障時，尾氣中的一種或幾種成分必定會出現異常，通過檢測發動機在不同運行工況下，尾氣中不同成分的配比，可以分析出其是否正常工作。如果不是正常工作，可以判斷出其出現故障的位置或原因[2]。

(1)CO異常，CO濃度過高時，表明發動機運行中空氣供給量不足或者燃油供給過多，燃油與空氣供給系統出現故障。比如噴油嘴漏油、空氣濾清器堵塞、點火提前角異常及水溫傳感器異常等。反之說明油氣稀薄，可能出現的故障原因包括：EGR故障、真空泄露和油壓過低等。

(2)HC異常，HC濃度過高時，說明燃燒不充分。可能出現的故障包括：傳感器故障、發動機溫度低、壓力不足、點火時間不準確和噴油嘴故障等。

(3)CO2異常，CO2濃度的變化反應燃燒效率。燃燒完全時，

其濃度高，反之其濃度變低。汽車排放的尾氣中CO2的濃度在13～16%。當濃度變低時，要根據其他排放物的濃度來判定油氣的濃度。出現故障的原因包括：噴油嘴堵塞、EGR泄露、燃油濾芯長時間不換或油壓低等，造成油氣濃度變低。當空氣濾清器臟，壓力多高等，造成濃度過高。

3 尾氣排放在故障診斷中的應用

故障現象：發動機怠速時不穩定，時常出現熄火現象。汽車自診斷系統檢測，讀取故障碼為00 525，根據參考得出是氧傳感器故障。

故障檢測：對其進行檢測是，檢測結果顯示信號電壓變化頻率達到8 Hz，變化范圍在0～0.3 Hz與0.7～1.0 Hz，證明其沒有出現故障。對于為其進行采樣分析，分別得到碳氫化合物、CO、CO2與O2的數值為200×10-6，0.43%，14.6%與2.54%。

根據檢測結果可以看出碳氫化合物與O2的濃度明顯偏離正常值，但是從CO和CO2的濃度來說，油氣已經充分燃燒，這表明發動機在工作時油氣濃度稀薄，因此應該檢查燃油與空氣供給系統。

排除故障：通過檢測得知，空氣流量計的進氣軟管發生故障，供油系統一切正常。更換過軟管之后通過再次對尾氣進行檢測，碳氫化合物為50×10-6，CO為0.23%，CO2為14.5%，O2為1.33%，數據恢復到正常值，故障消除。

4 結束語

通過汽車尾氣不同成分的差異性與濃度的不同，可以判別汽車在不同工況下的運行情況及可能出現的故障。在當前的汽車故障診斷與維修行業中，通過尾氣診斷故障仍然處于摸索過程中。現在，經過人們的不斷努力，通過尾氣排查故障，已經在一些故障診斷案例中得到成功運用。通過尾氣診斷故障的不斷發展，現代汽車維修行業必將迎來新的明天。

[1]馬春陽.汽車尾氣分析與發動機故障診斷[J].客車技術,2007(4):42-44.

[2]薛華.尾氣分析在汽車故障檢測診斷中的應用[J].中國科技信息,2006(8):321-321.