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怎么利用汽車(chē)廢氣分析發(fā)動(dòng)機(jī)的故障
一、引言
汽車(chē)是人類(lèi)發(fā)展的必然產(chǎn)物，隨著汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展和汽車(chē)保有量的急劇增加，汽車(chē)排放的污染物是嚴(yán)重的社會(huì)問(wèn)題，影響著人類(lèi)的生活和健康。檢測(cè)并控制汽車(chē)排氣污染物，已成為汽車(chē)檢測(cè)中重要的檢測(cè)項(xiàng)目。檢測(cè)人員通過(guò)用尾氣分析儀來(lái)檢測(cè)汽車(chē)尾氣CO、HC、NOX、CO2、O2等濃度，判斷是否符合環(huán)保要求。
汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的有些故障不能通過(guò)診斷儀器檢測(cè)出來(lái)，但是可以通過(guò)尾氣找出故障所在。通過(guò)尾氣分析儀可以得到不同工況下的尾氣濃度，可以通過(guò)這些數(shù)據(jù)來(lái)檢測(cè)和診斷發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)狀況，從而找出發(fā)動(dòng)機(jī)的基本故障點(diǎn)。
二、利用汽車(chē)廢氣排放值分析發(fā)動(dòng)機(jī)故障
汽車(chē)尾氣排放一般采用雙怠速測(cè)量法測(cè)量、怠速工況測(cè)量和高怠速工況測(cè)量，高怠速工況轉(zhuǎn)速是0.5倍發(fā)動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速，正常發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)值。
1.尾氣中CO含量異常分析。
汽車(chē)CO的產(chǎn)生是混合氣不完全燃燒導(dǎo)致的，發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣過(guò)濃或者燃燒的質(zhì)量不佳，容易生成CO，按照標(biāo)準(zhǔn)汽車(chē)尾氣中的CO含量不超過(guò)0.1%。導(dǎo)致混合氣太濃的主要故障有燃油壓力過(guò)高、噴油嘴漏油、空氣濾清器堵塞、點(diǎn)火提前角過(guò)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(cè)儀檢查噴油器的漏油情況和噴油量，更換空氣濾清器、調(diào)整點(diǎn)火提前角等措施來(lái)解決發(fā)動(dòng)機(jī)故障所引起的CO含量異常。
2.尾氣中CO2含量異常分析。
汽車(chē)CO2是可燃混合氣燃燒的正常產(chǎn)物，其含量的高低反映混合氣燃燒效率。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)混合氣出現(xiàn)過(guò)濃或者過(guò)稀時(shí)，CO2的濃度都將降低，一般不在13%~16%范圍里面。所以通過(guò)這個(gè)基本理論可知，導(dǎo)致CO2含量降低的原因有EGR閥泄漏，燃油壓力過(guò)高或者過(guò)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(guò)對(duì)這些故障點(diǎn)的排查，基本可以找出引起CO2含量降低的發(fā)動(dòng)機(jī)故障。
3.尾氣中氮氧化合物含量異常分析。
汽車(chē)NOX的產(chǎn)生是發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中空氣中N2燃燒所得，混合氣燃燒越充分，所產(chǎn)生的NOX越多。燃燒廢氣的溫度越高，燃燒后燃燒室內(nèi)過(guò)剩的氧氣，高溫度持續(xù)的時(shí)間越長(zhǎng)，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(diǎn)火時(shí)間有關(guān)，催化器失效或者點(diǎn)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(jī)在任何工況條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，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(chǎn)物，當(dāng)氧氣充足時(shí)HC化合物的含量就低于標(biāo)準(zhǔn)值，而當(dāng)氧氣不足，HC化合物的含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于標(biāo)準(zhǔn)值，對(duì)大氣污染很?chē)?yán)重。發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)HC化合物數(shù)值應(yīng)不超過(guò)50ppm (5010-6)。造成混合氣過(guò)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(guān)部件的故障，還有點(diǎn)火系統(tǒng)的點(diǎn)火正時(shí)不正確、配氣相位不準(zhǔn)、氣門(mén)和火花塞積炭嚴(yán)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(guò)量空氣系數(shù)和空燃比來(lái)表示，當(dāng)過(guò)量空氣系數(shù)為1或者空燃比為14.7的混合氣是理論混合氣。當(dāng)混合氣是理論混合氣時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和排放都會(huì)較好。空燃比和過(guò)量空氣系數(shù)的大小對(duì)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)中O2的排放量會(huì)產(chǎn)生影響，一般正常發(fā)動(dòng)機(jī)O2含量在1%~2%之間，通過(guò)測(cè)量尾氣中氧氣含量可以判斷過(guò)量空氣系數(shù)和空燃比，也可以判斷發(fā)動(dòng)機(jī)的基本工作狀況。
系數(shù)和空燃比太大，混合氣過(guò)稀，易于導(dǎo)致點(diǎn)火困難，發(fā)動(dòng)機(jī)缺火。造成這種現(xiàn)象的原因有很多，如燃油濾清器堵塞、燃油壓力過(guò)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(dǎo)致混合氣過(guò)稀。可以通過(guò)對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的檢測(cè)與排查找到發(fā)動(dòng)機(jī)的故障點(diǎn)。
當(dāng)汽車(chē)尾氣中O2的含量小于1.0%時(shí)，說(shuō)明過(guò)量空氣系數(shù)和空燃比太小，混合氣太濃，以致燃油與空氣混合比失調(diào)，實(shí)際空燃比遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于理論空燃比，發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒時(shí)嚴(yán)重缺氧，燃燒不充分。造成這種現(xiàn)象的原因有很多，如節(jié)氣門(mén)積炭嚴(yán)重，空氣濾清器堵塞，噴油器漏油導(dǎo)致的噴油量過(guò)多，氧傳感器反饋信號(hào)不正常導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)ECU大量噴油，燃油壓力調(diào)節(jié)器不正常導(dǎo)致燃油壓力過(guò)高，發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元ECU故障使得燃油控制量不準(zhǔn)等。
三、檢測(cè)結(jié)果總結(jié)分析
在汽油發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣分析中，一般是對(duì)CO、HC、CO2、O2四種成分進(jìn)行分析。根據(jù)尾氣成分形成機(jī)理，尾氣測(cè)量值與發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)故障判斷分析通則如表2，其讀數(shù)具有以下規(guī)律。
1.HC和O2的讀數(shù)高，是燃油不盡和過(guò)稀的混合氣火而引起的。
2.CO和HC讀數(shù)高，CO2和O2讀數(shù)低，表明發(fā)動(dòng)機(jī)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(shù)就越高，其最大值應(yīng)該為14.8%~16%，此時(shí)CO的讀數(shù)接近或等于零。
3.O2的讀數(shù)是最有用的診斷數(shù)據(jù)之一，O2的讀數(shù)和其他三個(gè)讀數(shù)一起，能幫助找出診斷問(wèn)題的難點(diǎn)。通常，裝有三元催化器的汽車(chē)O2的讀數(shù)應(yīng)該是1%~2%，說(shuō)明發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒好，如果偏離了這個(gè)數(shù)值，發(fā)動(dòng)機(jī)就會(huì)有故障產(chǎn)生。
4.利用功率平衡試驗(yàn)和尾氣分析儀的讀數(shù)，可以指出每個(gè)缸的工作狀況。
5. 如果每個(gè)缸CO和CO2的讀數(shù)都下降，HC和O2讀數(shù)都上升，且上升和下降的量都一樣，則證明每個(gè)缸都工作正常;如果只有一個(gè)缸的變化很小，而其他缸都一樣，則表明這個(gè)缸點(diǎn)火和燃燒不正常。
6.當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)中有一個(gè)缸不工作時(shí)，尾氣含量將上升到4.759%~7.259%，若有兩個(gè)缸不工作時(shí)，則會(huì)上升到9.5%~12.5%.
四、結(jié)語(yǔ)
通過(guò)上述的分析，我們可以通過(guò)汽車(chē)尾氣分析儀檢測(cè)出尾氣中各成分的含量，通過(guò)對(duì)比可以初步分析出發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況和性能，并且可以通過(guò)數(shù)據(jù)的分析，初步找到大致故障點(diǎn)的位置，對(duì)這些懷疑的部件進(jìn)行檢測(cè)與維修就可以解決發(fā)動(dòng)機(jī)的故障了�，F(xiàn)代汽車(chē)運(yùn)用尾氣分析儀作為診斷設(shè)備是越來(lái)越普遍了，因?yàn)楝F(xiàn)在有的發(fā)動(dòng)機(jī)故障通過(guò)診斷儀器是無(wú)法判斷的，所以利用廢氣分析發(fā)動(dòng)機(jī)的故障在汽車(chē)維修與檢測(cè)中運(yùn)用在逐步的加強(qiáng)。
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