汽油機尾氣排氣不達標的故障診斷與排除

周向華

摘 要：汽油機是一個極為復雜的系統，涉及到多個方面的專業技術，最為常見的使用汽油機的設備就是汽車，在使用汽車時，汽車的狀況將會受到多種原因的影響，隨著汽車行駛里程的增長而愈發降低，導致汽車的可靠性、動力性與安全性會迅速下降，進而汽油機尾氣排放不達標現象頻發，環境污染加劇，同時也會直接影響著汽車運行安全，甚至會因為汽油機使用壽命的下降而降低汽車的使用壽命。因此，研究汽油機尾氣排氣的規律并了解尾氣成分對排除汽油機尾氣排氣不達標的故障來說很有必要。本文就是針對汽油機尾氣排氣不達標的故障診斷與排除進行的討論。

關鍵詞：汽油機 尾氣排氣 故障診斷

1 引言

對于汽車等設備而言，汽油機是主要的運行動力來源，直接決定著汽車的可靠性、安全性與使用壽命。眾所周知，汽油機的結構是極為復雜的，并且汽油機的使用環境不夠穩定，汽油機長時間的處于轉速變化的狀態與負荷變化的狀態下，尤其是當汽油機處于高溫高壓的環境下時，極容易出現零部件故障的情況，因此，汽油機尾氣排氣不達標的故障診斷與排除成為了重點的研究內容。

2 汽油機尾氣分析的概念

2.1 汽油機尾氣基本概念

所謂的尾氣分析指的是在汽油機處于不同的工作狀態時，通過對排出廢氣中各種氣體成本的含量檢測，判斷出汽油機各個系統中發生的故障類型。進行汽油機尾氣分析的主要目的就是對汽油機的綜合燃燒情況進行評價，并且根據評價的結果制定有效的故障排除方案，進而達到延長汽油機使用壽命的效果。

2.2 尾氣分析在汽油機尾氣排氣不達標故障診斷中的應用

隨著我國科學技術水平與計算機水平的日益進步，相關的檢測技術也開始得到了快速的提升，例如汽車故障診斷儀與紅外線測溫儀等先進的設備在檢測過程中得到了較為普及的應用，但是目前對尾氣分析在汽油機尾氣排氣不達標故障診斷中應用的相關文獻較少，尾氣分析技術僅僅被環保部門在進行環保檢查時進行應用。實際上，尾氣分析技術是對排放污染物進行治理效果檢驗的唯一有效途徑，更是對汽油機真實工作狀況與工作性能判斷的重要標準。

3 汽油機尾氣的成分及影響因素

3.1 汽油機尾氣的主要成分

汽油機尾氣的主要成分有六種，分別是CO（一氧化碳）、HC（碳化氫）、NOx（氧化氮）、CO2（二氧化碳）、H2O（水）、O2（氧氣），其中，一氧化碳、碳化氫與氧化氮這三種物質將會對環境造成巨大的危害，甚至還會影響到人類的生命健康，因此我們將其稱為尾氣排氣污染物。

3.2 汽油機尾氣污染物的生成

一氧化碳的生成主要原因就是燃燒反應不完全，碳化氫的生成是因為未完全燃燒與未燃燒，氧化氮的生成是因為汽油機在進行大負荷的運轉時，與高溫富氧發生反應。

3.3 汽油機尾氣的影響因素

3.3.1 空燃比

空燃比對汽油機尾氣成分的影響是較為明顯的，對排出尾氣的成分進行分析可以發現，空燃比的增加往往伴隨著一氧化碳含量值的下降，同時碳化氫的含量值兩頭高于中間，而二氧化碳的含量值中間高于兩頭。實踐研究表明，如果空燃比的值小于14.7時，空氣含量處于不足的狀態，因此空氣量難以引起充分燃燒，進而導致一氧化碳含量與碳化氫含量值迅速增加。也就是說，當空燃比的值越接近14.7時，燃燒反應就會越完全，相應的一氧化碳含量與碳化氫含量值降低，氧氣含量接近零，產生的二氧化碳含量更高。當空燃比值超過16.2時，燃料的成分不足以滿足完全燃燒的需求，此時采用的傳統燃燒方式并不能保證汽油機的正常著火，產生失火現象，導致未被燃燒的碳化氫大量排出。在理論最優空燃比的附近，一氧化碳曲線上會存在一個明顯的拐點，如果混合可燃氣濃度過高，將無法實現燃油的充分燃燒，進而生成數量巨大的一氧化碳生成物。如果氧氣的含量充足，此時燃油可以得到較為充分的燃燒，導致一氧化碳的生成量降低，相對穩定性更強。具體的空燃比技術參數與指令如圖所示：

3.3.2 點火正時

點火正時對尾氣成分的影響也是不可忽略的，無論點火提前還是過分推遲點火都會對汽油機尾氣的成分含量產生影響。其中，提前點火并不會對一氧化碳的含量產生明顯的影響，但是卻會對碳化氫與氧化氮產生巨大的影響，而過分推遲點火會導致一氧化碳沒有時間進行完全氧化，進而一氧化碳排放量顯著增加，但是這并不代表不可以推遲點火，因為適當的推遲點火反而可以起到減少一氧化碳排放量的效果。實際上，如果推遲了點火時間，為了保持汽油機的輸出功率不發生變化，需要將節氣門大開，此時我們可以發現一氧化碳排放量顯著增加。隨著不斷推遲點火提前角，碳化氫的含量會逐漸降低，出現這種情況的主要原因就是排氣的溫度升高，使一氧化碳與碳化氫的氧化過程得到促進。點火提前角的變化不會對一氧化碳的生成量產生影響，但是隨著增大點火提前角，碳化氫生成物與氧化氮生成物含量會增大，出現這種情況的主要原因與燃燒速度，所受壓力，環境溫度有著直接的關系，當點火提前角的數值增加到一個臨界值時，因為發生燃燒反應的時間過短，所以生成的碳化氫含量與氧化氮含量會得到一定程度的下降。雖然適當的延遲點火會對汽油機尾氣排氣的成分產生正面的作用，但是，正確的調整點火正時仍然是有著重要意義的，過于延遲點火提前角將會導致汽油機的動力下降，增大油耗。

4 汽油機尾氣排氣不達標的故障診斷與排除

4.1 碳化氫濃度過大

1.故障診斷：汽油機內的燃油沒有得到充分燃燒。

2.故障排除：首先應當對汽油機的點火系統進行詳細的檢查，包括檢查點火系統是否存在缺火現象、點火燃料是否充足、點火時間是否精準、氣缸密封是否符合標準、電控系統傳感器是否存在故障等等，通過對相關環節的逐一檢查，排除造成汽油機尾氣中碳化氫濃度過大的因素。

4.2 一氧化碳濃度過高

1.故障診斷：汽油機中的混合氣體濃度過高。

2.故障排除：應當檢查汽油機噴油嘴是否存在漏油情況，檢查汽油機的燃油壓力、是否堵塞了空氣濾清、點火提前角是否過大以及是否出現了水溫傳感器的故障問題等等。如果排出的尾氣中一氧化碳的濃度過低，就可以表明尾氣中的混合氣體過稀，此時需要檢查燃油壓力是否能夠滿足汽油機運行需求，并判斷是否出現噴油嘴堵塞的問題。

4.3 氧化氮濃度過高

1.故障診斷：汽油機的運行過程中與高溫富氧發生反應。

2.故障排除：需要檢查汽油機的點火提前角是否合理、點火控制系統是否發生故障、傳感器是否出現異常、氣缸壓力是否超高、發動機溫度是否過高以及進氣溫度是否合理等等，進而找到具有針對性的故障排除方法。

4.4 氧氣濃度過低

1.故障診斷：如果氧氣濃度過低伴隨著一氧化碳濃度的降低，說明尾氣中的混合氣濃度過高。

2.故障排除：檢查噴油器是否發生泄露故障、燃油壓力是否存在過高現象、燃油蒸發系統是否發生故障以及傳感器是否正常運行等等，以此為依據判斷具體的故障點。

4.5 氧氣濃度過高

1.故障診斷：如果氧氣濃度過高伴隨著一氧化碳濃度的降低，說明尾氣中的混合氣濃度過低。

2.故障排除：檢查是否出現真空泄漏情況、是否出現燃油壓力過低問題、噴油器是否存在堵塞現象，以及控制系統與排氣系統是否故障等等，通過故障的判定達到排除故障的目的。

4.6 汽油機尾氣排氣不達標的常用檢查步驟

一般情況下，我們可以將汽油機尾氣排氣不達標的常用檢查方法概括為以下六個步驟：首先是用先進的五氣體廢氣分析儀對汽油機尾氣排放的物質含量進行檢測，對汽油機尾氣排氣不達標的故障原因進行初步的判斷，例如確定是不是混合氣濃度過高、過稀以及氣缸缺火等等。第二步是進行汽油機故障碼的讀取，檢查汽油機運行過程中是否存在與尾氣排氣超標有關的故障碼，如果發現了故障碼，則需要按照故障碼的提示進行下一步操作。第三步，利用專用的診斷儀對動態的數據流進行讀取，進而更進一步的對汽油機的故障原因進行分析。第四步，對氧傳感器進行觀察，評定好壞，結合信號的波形，分析對比尾氣排放含量結果，對故障原因進行分析。第五步是對各個執行器的性能進行動作試驗，保證執行器能夠高質量的完成相應工作。最后一步是分析汽油機的機械部分，例如分析氣缸密封性等等。

5 結束語

總而言之，汽油機尾氣排氣不達標是汽油機常見的故障問題之一，但是導致尾氣排氣不達標的故障因素有很多，為了更好的排除故障，必須要對故障因素進行分析，按照規范且全面的檢查步驟對各個構件進行檢查，分析尾氣不達標的具體誘因，排除故障，降低尾氣排氣不達標對汽油機的損傷與環境的危害，增加汽油機的使用壽命，保證汽油機的使用安全性。

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