第九章發(fā)動機(jī)尾氣排放超標(biāo)的診斷與分析

1、第九章 發(fā)動機(jī)尾氣排放超標(biāo)的診斷與分析一、發(fā)動機(jī)尾氣排放不合格1.故障現(xiàn)象：汽車排放的有害氣體的量超過國家排放標(biāo)準(zhǔn)。排放不合格可能只有一種尾氣超標(biāo)，也可能兩種或兩種以上。2.尾氣排放超標(biāo)的常見原因(1)hc排放量過大的常見原因：1）點火系統(tǒng)缺火或點火能量不足，使混合氣燃燒不充分，應(yīng)檢查點火系統(tǒng)。2）點火時間不準(zhǔn)確，檢查調(diào)整點火正時。3）混合氣過濃或過稀，可用co和o2含量來判定到底時過濃或是過??；4）氣缸密封性不良，檢查氣缸壓縮壓力是否正常。5）配氣相位不正確，檢查調(diào)整配氣相位。6）三元催化轉(zhuǎn)化器有故障，應(yīng)修理或更換。7）二次空氣噴射系統(tǒng)有故障。8）evap系統(tǒng)不能正常工作，造成混合氣過濃。（

2、2）co排放量過大的常見原因：1）混合氣過濃。檢查空濾器是否過臟，檢查燃油壓力，噴油器的工作性能，測試輸入的傳感器的數(shù)據(jù)，檢查噴油控制系統(tǒng)的運行情況2）噴油器有漏油的地方。檢查噴油器的密封性。3）三元催化轉(zhuǎn)化器存在故障4）二次空氣噴射系統(tǒng)存在故障5）evap系統(tǒng)不能正常工作6）pcv系統(tǒng)有古裝那個、竄缸混合氣過多，或機(jī)油受燃油污染（3）nox排放量過大的常見原因：1）egr系統(tǒng)不能正常工作2）檢查點火提前角及點火正時系統(tǒng)3）輸入信號的傳感器有故障導(dǎo)致混合氣過稀，檢查輸入信號4）燃燒室內(nèi)有積炭，檢查發(fā)動機(jī)壓縮情況，看是否高于規(guī)定值5）發(fā)動機(jī)工作溫度過高，觀察診斷儀上的發(fā)動機(jī)溫度是否過高6）檢查配

3、氣正時記號、氣門間隙、cvvt系統(tǒng)。（4）o2讀書比正常值低，而co讀數(shù)比正常值高的常見原因：一般由混合氣過濃引起，應(yīng)主要檢查造成混合氣過濃的原因。1）噴油器有漏油2）燃油壓力過高3）與噴油有關(guān)的傳感器及pcm有故障4）pcv系統(tǒng)存在故障，使過多的曲軸箱竄氣參與燃燒5）evap系統(tǒng)不能正常工作（5）o2讀書比正常值高，而co讀數(shù)比正常值低的常見原因：一般由混合氣過稀引起，應(yīng)主要檢查造成混合氣過稀的原因。1）檢查是否有真空泄漏、燃油壓力是否過低、噴油器是否堵塞、控制系統(tǒng)是否存在故障2）二次空氣噴射系統(tǒng)工作不正常3）排氣系統(tǒng)是否有泄漏的地方，檢查排氣系統(tǒng)的密封性3.尾氣排放超標(biāo)的一般檢查步驟（1）

4、用五氣分析儀檢測發(fā)動機(jī)尾氣排放。初步分析排放超標(biāo)的大的方面的故障原因，如混合氣稀、混合氣濃、氣缸缺火等。（2）讀取故障碼和數(shù)據(jù)流。（3）評定氧傳感器的工作好壞，結(jié)合信號波形與尾氣排放作對比分析（4）對各執(zhí)行器作動作試驗，并進(jìn)一步檢查其性能。（5）檢查機(jī)械系統(tǒng)可能的原因，如積炭、氣缸密封性等。二、故障診斷的相關(guān)技巧1.了解尾氣排放物（1）hc本質(zhì)上是未燃燒的燃油，可被工作良好的三元催化轉(zhuǎn)化器幾乎完全轉(zhuǎn)化。廢氣分析儀的hc讀數(shù)一般表示在尾氣中hc體積占尾氣總體積的百萬分比?；旌蠚膺^濃或過稀都會使hc排放超標(biāo)，另外氣缸壓力過低也會導(dǎo)致。（2）co是燃燒的副產(chǎn)品，通常在混合氣較濃時較易產(chǎn)生，任何造成混

5、合氣偏濃的因素都會造成co排放量增加。一般用體積百分比表示。當(dāng)發(fā)動機(jī)缺火、個別缸不工作時，會引起氧傳感器檢測混合氣過稀而使pcm增加噴油脈寬，使總體混合氣過濃，co排放也會增加。（3）o2是混合氣空燃比的很好的指示劑，當(dāng)個別缸不工作時，排氣中o2會增加（4）co2是燃燒的產(chǎn)物，燃燒不好，排放就低。若空燃比由9:1上升到14.7:1，則其排放從大約6%上升到16%（5）nox只有在汽缸的溫度高，且氧濃度充足的情況下才易產(chǎn)生，降低排放的措施就是降低燃燒溫度。一般單位是百萬分之一容積2.空燃比對尾氣排放的影響怠速時co排放量最多，nox最少；行駛時，nox排放量最多，hc最少；加速時，各種有害氣體的

6、排放量都會增加，其中nox增加最顯著；減速時，nox最少，hc缺顯著增加。3.使用五氣分析儀檢查尾氣的一般步驟（1）確保發(fā)動機(jī)處于正常工作溫度（2）將排放物分析儀連接到正確的供電電源上（3）讓排放物分析儀進(jìn)行自動標(biāo)定（4）若有二次空氣噴射系統(tǒng)，使air泵不工作（5）將分析儀探頭與汽車尾管相連（6）起動發(fā)動機(jī)，在發(fā)動機(jī)怠速時記錄五氣的各自讀數(shù)（7）保持發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為2500r/min,記錄此時五氣的各自讀數(shù)（8）將實際的排放量與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比，分析發(fā)動機(jī)工作是否正常4.理解各種尾氣成分不同組合的形成機(jī)理表9-1尾氣排放不正常及其原因尾氣排放量可能引起故障的原因coco2hco2低低低高三元催化轉(zhuǎn)化器

7、之后的排氣管漏氣高低高高發(fā)動機(jī)混合氣過濃，同時個別氣缸缺火或個別氣缸不工作導(dǎo)致在閉狀態(tài)下其他缸混合氣過濃高低正常低混合氣偏濃高低高低混合氣過濃低正常低高噴油器缺火且三元催化器工作正常低低高高點火缺火、混合氣過稀、真空泄漏高正常高高三元催化器之前的排氣管漏氣、混合氣過濃或噴油器引起的氣缸工作不良、三元催化轉(zhuǎn)化器不工作低正常低偏高所有系統(tǒng)在誤差許可范圍內(nèi)工作，讀書正常低正常低低燃燒效率高，三元催化器工作良好表9-3廢氣排放與空燃比的關(guān)系空燃比發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速廢氣排放hccoco2o2在所有轉(zhuǎn)速混合氣均很濃：空燃比低于10:1怠速250×10-63%7%-9%0.2%離開怠速275×1

8、0-63%7%-9%0.2%巡航（常速）300×10-63%7%-9%0.2%存在的其他故障現(xiàn)象冒黑煙或有二氧化硫臭味、燃油經(jīng)濟(jì)性差、喘振或斷續(xù)工作、熄火、怠速不穩(wěn)、發(fā)動機(jī)不能升溫到正常工作溫度、連續(xù)開環(huán)工作可能的故障原因（1）maps電壓過高（真空泄漏或電氣故障）（2）噴油器漏油（3）燃油壓力過高（4）發(fā)動機(jī)連續(xù)在很低溫度下工作空燃比發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速廢氣排放hccoco2o2僅在低速時混合氣過濃:空燃比為10:112:1怠速150×10-61.5%7%-9%0.5%離開怠速150×10-61.5%7%-9%0.5%巡航（常速）100×10-61.5%7%-9

9、%1.0%存在的其他故障癥狀燃油經(jīng)濟(jì)性差、喘振和斷續(xù)工作、冒黑煙且火花塞積炭、怠速不穩(wěn)、活性碳罐內(nèi)燃油飽和或pscv閥損壞可能的故障原因（1）maps電壓過高（2）噴油器漏油（3）發(fā)動機(jī)機(jī)油被燃油污染（4）曲軸箱竄氣過重（5）燃油壓力過高（6）發(fā)動機(jī)連續(xù)在很低溫度下工作空燃比發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速廢氣排放hccoco2o2在所有轉(zhuǎn)速時混合氣均過?。嚎杖急却笥?6:1怠速200×10-60.5%7%-9%4%5%離開怠速205×10-60.5%7%-9%4%5%巡航（常速）250×10-61.0%7%-9%4%5%存在的其他故障癥狀怠速不穩(wěn)、高速缺火、過熱、喘振和斷續(xù)工作、常速

10、時出現(xiàn)爆燃可能的故障原因（1）斷續(xù)出現(xiàn)的點火故障引起缺火（2）噴油器堵塞（3）燃油壓力過低（4）真空泄漏（5）主要傳感器信號失準(zhǔn)造成混合氣過?。?）氣缸密封性差（7）點火正時不正確（8）發(fā)動機(jī)連續(xù)工作在很高溫度下空燃比發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速廢氣排放hccoco2o2在高速時混合氣過?。嚎杖急却笥?6:1怠速100×10-62.5%7%-9%2%3%離開怠速80×10-61.0%7%-9%2%3%巡航（常速）50×10-60.8%7%-9%2%3%存在的其他故障癥狀怠速不穩(wěn)、缺火、喘振、斷續(xù)工作可能的故障原因（1）斷續(xù)出現(xiàn)的點火故障引起缺火（2）噴油器堵塞（3）燃油壓力過低（4

11、）真空泄漏（5）主要傳感器信號失準(zhǔn)造成混合氣過稀空燃比發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速廢氣排放hccoco2o2空燃比正常或空燃比為13:115:1，但發(fā)動機(jī)不能完全升溫怠速100×10-60.3%10%-12%2.5%離開怠速80×10-60.3%10%-12%2.5%巡航（常速）50×10-60.3%10%-12%2.5%存在的其他故障癥狀發(fā)動機(jī)冷態(tài)排放檢測不合格，三元催化轉(zhuǎn)化器不能升溫表9-3不同故障的廢氣排放發(fā)動機(jī)故障原因hccoco2o2nox發(fā)動機(jī)故障混合氣濃中度增加大幅增加有所下降有所下降中度下降混合氣稀中度增加大幅下降有所下降有所增加中度增加混合氣過稀大幅增加大幅下降有

12、所下降大幅增加大幅增加點火缺火大幅增加有所下降有所下降中度增加中度下降提前點火有所增加無變化或略有下降無變化無變化大幅增加推遲點火有所下降無變化或略有增加無變化無變化大幅下降點火過遲有所增加無變化中度下降無變化有所增加發(fā)動機(jī)故障壓縮壓力過低中度增加有所下降有所下降有所增加中度下降排氣泄漏有所下降有所下降有所下降有所增加無變化進(jìn)排氣凸輪磨損無變化或有所下降有所下降有所下降無變化或有所下降無變化或有所下降發(fā)動機(jī)一般磨損有所下降有所下降有所下降有所下降無變化或略有下降二次空氣噴射有故障有所增加大幅增加中度下降中度下降無變化egr泄漏有所增加無變化無變化或有所下降無變化無變化或有所下降排放控制系統(tǒng)正常

13、發(fā)動機(jī)故障原因hccoco2o2noxegr工作正常無變化無變化有所下降無變化大幅下降二次空氣噴射工作正常大幅下降大幅下降中度下降大幅增加無變化5.排放控制系統(tǒng)及其常見部件的檢查診斷（1）二次空氣噴射系統(tǒng)一般采用空氣泵式，實際應(yīng)用中有兩種：一種是只在冷啟動暖機(jī)時把二次空氣引入排氣歧管，二次空氣噴射在氧傳感器前方、三元催化轉(zhuǎn)化器前方，即只有上游空氣模式（或稱逆流空氣模式），如奧迪a8所用；另一種是在起動初期一定時間內(nèi)位旁通模式，暖機(jī)期間將二次空氣泵派入排氣歧管的上游空氣模式，而在正常工作溫度下將二次空氣引入前氧傳感器后方的三元催化轉(zhuǎn)化器中，稱為下游（或稱順流空氣模式）空氣模式，如福特車系所用。1

14、）奧迪a8：應(yīng)用二次空氣噴射的目的主要是通過二次空氣噴射系統(tǒng)可以在冷啟動后實現(xiàn)更快的加熱，并進(jìn)而使三元催化轉(zhuǎn)化器更早進(jìn)入運行準(zhǔn)備狀態(tài)。由于在冷啟動時易產(chǎn)生較高比例的hc，通過二次空氣噴射可以改善三元催化轉(zhuǎn)化器的再氧化并進(jìn)而減少有害物質(zhì)的排放值。同時再氧化產(chǎn)生的熱量又可以顯著縮短三元催化器的起動時間，因而冷態(tài)運轉(zhuǎn)階段的廢氣質(zhì)量得以改善。如果二次空氣泵電機(jī)運轉(zhuǎn)正常，但空氣供應(yīng)量不足，可能是濾芯被污染，應(yīng)清潔濾芯。檢查二次空氣噴射電磁閥的電阻，應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)值。這種上游式僅在冷態(tài)運轉(zhuǎn)階段工作，正常工作溫度下不工作，否則排氣歧管處的二次空氣會造成氧傳感器信號失準(zhǔn)，ecu會接收到氧傳感器所傳送的稀空燃比信號

15、，會增加噴油脈寬，從而使混合氣變濃，油耗增加，排放性能下降。2）福特車系。（2）egr系統(tǒng)有真空驅(qū)動型和電驅(qū)動型。在維修時可用診斷儀讀取egr的動態(tài)數(shù)據(jù)流。在檢查egr系統(tǒng)時，除檢查egr閥是否能正常動作、egr閥關(guān)閉是否嚴(yán)密之外，還應(yīng)注意egr通道是否堵塞。若堵塞，應(yīng)清除其內(nèi)的積炭。若egr閥在怠速或低速時是打開的，則會使發(fā)動機(jī)怠速不穩(wěn)或低速喘振，也可能出現(xiàn)加速時喘氣、減速后過載熄火或冷啟動后過載熄火的現(xiàn)象。（3）曲軸箱強制通風(fēng)系統(tǒng)（pcv系統(tǒng)）發(fā)動機(jī)在從壓縮到做功行程時，未燃燒的氣體經(jīng)活塞環(huán)、氣缸間隙竄入曲軸箱，導(dǎo)致機(jī)油與廢氣混合使機(jī)油變稀，發(fā)動機(jī)潤滑性能下降，機(jī)油變熱產(chǎn)生油泥，使金屬零件

16、加速磨損。竄氣使活塞和氣缸過熱，積炭造成早燃，引起活塞環(huán)膠著，造成氣缸擦傷等，因此曲軸箱內(nèi)必須有新鮮空氣不斷循環(huán)，并帶走其內(nèi)的廢氣。竄氣的主要成分是hc。pcv工作原理：在發(fā)動機(jī)節(jié)氣門部分開啟時，進(jìn)氣歧管通過pcv閥吸入曲軸箱竄氣。正常情況下，pcv閥通氣量足夠完全吸入曲軸箱竄氣和少量通風(fēng)空氣，通風(fēng)空氣從進(jìn)氣管吸入曲軸箱。但在曲軸箱竄氣很嚴(yán)重時，pcv閥滿足不了要求。因為在任何情況下，都會有一部分氣體通過軟管到達(dá)進(jìn)氣管，此時泄漏的氣體可能將機(jī)油帶入空濾器。當(dāng)pcv閥堵塞時也會使部分機(jī)油帶入空濾器。當(dāng)pvc閥和軟管堵塞時，將造成怠速不穩(wěn)、失速或怠速過低、漏機(jī)油和曲軸箱及氣門室罩油泥增加；當(dāng)pvc閥和軟管泄漏時，將造成怠速不穩(wěn)、怠速失速和怠速過高的故障。pcv的測試：在發(fā)動機(jī)處于正常工作溫度且怠速運轉(zhuǎn)時，用廢氣分析儀檢測尾氣，觀察o2和co的讀數(shù)。拆下pcv閥，但仍連接在進(jìn)氣歧管側(cè)管路上，讓該閥吸入新鮮空氣。此時o2讀數(shù)應(yīng)增加，而co讀數(shù)應(yīng)減小。若o2讀數(shù)未發(fā)生變化，說明pcv系統(tǒng)已堵塞。若o2讀數(shù)增加多于1%，或co讀數(shù)減少多于1%，表面竄缸混合氣過多，或機(jī)油受燃油污染。pcv閥的檢測：當(dāng)發(fā)動機(jī)怠速運轉(zhuǎn)時，從氣門室罩上拆下pcv閥。工作正常的pcv閥應(yīng)能聽到氣流經(jīng)過的噪音。當(dāng)手指放在閥入口處，會立刻感受到真空吸力。拆下?lián)u動時應(yīng)能聽到閥內(nèi)有“咔喇“勝，否則應(yīng)更換pcv閥。（4