汽車尾氣超標原因分析與解決辦法(高級工培訓用)

汽車尾氣超標原因分析與解決辦法(高級工培訓用)PAGEPAGE2汽車尾氣超標原因分析與解決辦法（僅供參考）汽車尾氣中含有一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物(NOx)、二氧化硫、鉛、碳微粒和其他雜質(zhì)粉塵等，這些物質(zhì)對人類和整個生態(tài)環(huán)境危害極大，其中CO、HC、NOx及微粒是主要的有害排放物。由于汽車尾氣成分與發(fā)動機的工況有最直接的聯(lián)系，所以通過汽車尾氣的檢測可初步分析發(fā)動機的工作狀況、性能好壞，可以檢查包括燃燒情況、點火能量、進氣效果、供油情況、機械情況等諸多方面。當發(fā)動機各系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，尾氣中某種成分必然偏離正常值，通過檢測發(fā)動機不同工況下尾氣中不同氣體成分的含量，可判斷發(fā)動機故障所在的部位。一、汽車尾氣成份分析1、一氧化碳（CO）：CO是燃料沒有完全燃燒的產(chǎn)物。CO含量過高主要是混合氣濃時，由于空氣量不足引起可燃混合氣的不完全燃燒。CO含量過高表明燃油供給過多、空氣供給過少，燃油供給系統(tǒng)和空氣供給系統(tǒng)有故障，如空氣濾清器不潔凈、混合氣不潔凈、活塞環(huán)膠結(jié)阻塞、燃油供應太多、空氣太少、點火提前角過大（點火太早）、曲軸箱通風系統(tǒng)受阻等。如果電噴發(fā)動機的CO過高，很可能是噴油器漏油、油壓過高、水溫傳感器和空氣流量計有故障或電控系統(tǒng)產(chǎn)生了故障。理論上，當混合氣空燃比≥14.7:1時，即在氧氣充足情況下，排氣中將不含CO而代之產(chǎn)生CO2和未參加燃燒的O2。但現(xiàn)實中由于混合氣的分布并不均勻，總會出現(xiàn)局部缺氧的情況，當空氣量不足，即混合氣空燃比≤14.7:1時，必然會有部分燃料不能完全燃燒而生成CO。比如發(fā)動機在怠速時，燃燒的混合氣偏濃，此時發(fā)動機工作循環(huán)中的氣體壓力與溫度不高，混合氣的燃燒速度減慢，就會引起不完全燃燒，使一氧化碳CO的濃度增加。發(fā)動機在加速和大負荷范圍工作、或點火時刻過分推遲時也會使尾氣中CO的濃度增高。即使燃料和空氣混合很均勻，由于燃燒后的高溫，已經(jīng)生成的CO2也會有小部分被分解成CO和O2。另外排氣中的H2和未燃烴HC也可能將排氣中的部分CO2還原成CO。C0的含量過低，則表明混合氣過稀，故障原因有：燃油油壓過低、噴油嘴堵塞、真空泄漏、EGR（廢氣再循環(huán)）閥泄漏等。

2、碳氫化合物（HC）：HC是燃料沒有完全燃燒或沒有燃燒的產(chǎn)物，包括燃油、潤滑油及其裂解產(chǎn)物和部分氧化物的200多種復雜成份。HC的讀數(shù)高，說明燃油沒有充分燃燒。HC偏高的原因是：的生成量都會減小。發(fā)動機越接近完全燃燒，NOx的生成量越多。相反，在發(fā)動機接近不完全燃燒，CO生成量增多時，NOx減少。當空燃比小于14.7:1時（混合氣變濃），由于空氣量不足引起不完全燃燒，CO、HC的排放量增大?？杖急仍浇咏碚摽杖急?4.7:1，燃燒越完全，HC、CO的值越低。當空燃比超過16.2:1時（混合氣變稀），由于燃料成分過少，用通常的燃燒方式已不能正常著火，產(chǎn)生失火，使未燃HC大量排出。過濃或過稀的空燃比都會降低燃燒速度和燃燒溫度，使NO的生成量都有所下降。2、點火正時對尾氣成分的影響點火提前角對CO的排放沒有太大影響，但對HC和NOx的影響較大，過分推遲點火會使CO沒有時間完全氧化而引起CO排放量增加，但適度推遲點火可減小CO排放。實際上當點火時間推遲時，為了維持輸出功率不變需要開大節(jié)氣門，這時CO排放明顯增加。隨著點火提前角的推遲，HC的排放降低，主要是因為增高了排氣溫度，促進了

CO和

HC的氧化。

隨著點火提前角的增大，HC和NOx生成物都會急劇增加，其原因與燃燒時的速度、壓力、溫度等有關(guān)，當點火提前角增大到一定值后，由于燃燒時間過短，HC和NOx生成量便有所下降。當然，正確的調(diào)整點火正時是非常必要的，過遲的點火提前角會使發(fā)動機動力下降，油耗增大，工作不穩(wěn)。3、發(fā)動機轉(zhuǎn)速和負荷的影響由于NOx是高溫燃燒時的生成物，當發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和負荷提高時，使氣缸的燃燒溫度升高，NOx生成量隨之增大，CO和HC的生成量稍有增加，但影響較小。對CO來說，空燃比不變，功率輸出的大小對CO排放沒有影響。當空燃比和轉(zhuǎn)速保持不變，并按最大功率調(diào)節(jié)點火提前角時改變負荷對HC的排放影響不大。發(fā)動機負荷小時，可使NOx排放濃度下降。轉(zhuǎn)速的變化對CO的排放濃度沒有多少影響。轉(zhuǎn)速升高時，HC的排放有明顯的降低。對于不同空燃比的混合氣、轉(zhuǎn)速下，NOx生成速度有不同的影響。稀混合氣，在轉(zhuǎn)速提高時，NOx的生成速度減小。濃混合氣提高轉(zhuǎn)速時，NOx的生成速度有所增大。在任何負荷和轉(zhuǎn)速下，加大點火提前角，均使NOx排放增加。急加速時，CO、HC、NOx增加。4、溫度與CO、HC、NOx關(guān)系發(fā)動機冷態(tài)時，CO量增加，HC增加,NOx減少。冷卻水溫達到正常（如80-90℃）時，NOx的生成量增多。

四、故障排除車輛的使用保養(yǎng)、燃油質(zhì)量以及環(huán)境條件等許多因素都會影響汽車的排放狀況。主要有以下幾大類因素：（1）車輛與燃料特性：如發(fā)動機的類型和技術(shù)、尾氣曲軸箱蒸發(fā)排放控制系統(tǒng)、發(fā)動機的機械狀態(tài)和保養(yǎng)情況、汽車空調(diào)的使用情況、車用燃料的特性和品質(zhì)等等。（2）車輛的運行特性：如使用規(guī)律、駕駛習慣、交通堵塞的程度、交通的管理模式。造成汽車一氧化碳、碳氫化物排放不合格的原因和故障主要表現(xiàn)在：發(fā)動機工況不良、空氣濾清器未及時更換、空燃比調(diào)整不良、化油器故障、火花塞和高壓線故障、怠速調(diào)整不良等等。尾氣不合格的主要原因就是混合氣過濃或過稀。建議檢查高壓線電阻不能過大；再查火花塞，間隙是否偏大；接著拆下噴油嘴檢測霧化狀態(tài)及密封情況；還要檢查三元催化器和氧傳感器是否出現(xiàn)故障，造成排放中的各項數(shù)值均不達標。如果進氣系統(tǒng)和發(fā)動機燃燒室內(nèi)積存了大量的積碳，積碳將在汽缸內(nèi)形成多處明火，使汽缸內(nèi)出現(xiàn)多點點火的現(xiàn)象，混合氣在相對短的時間內(nèi)快速爆燃，汽缸內(nèi)的燃燒溫度升高，容易促進氮氧化物的生成。建議徹底清洗進氣系統(tǒng)和發(fā)動機內(nèi)部的積碳；還可以將點火正時延遲一些也會使氮氧化物的排放減少。由于點火時間推遲，在燃燒室內(nèi)的燃燒時間將縮短，燃燒最高溫度降低，使排出的碳氫和氮氧化物減少。但將會導致發(fā)動機功率的下降。但過分推遲點火，也會使CO在燃燒室內(nèi)沒有時間完全氧化，而引起排放量增加。故障排除可以從以下幾方面入手：1、關(guān)閉點火開關(guān)，檢查空氣濾芯是否太臟；如果太臟，則應更換；如果空氣濾芯正常，則進行下一步。2、電噴發(fā)動機是否漏氣。3、檢查各缸噴油器的工作情況。4、檢查各缸的點火情況。5、檢查發(fā)動機各傳感器的工作情況?！镘囕v進氣系統(tǒng)、排氣系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)過臟：這種情況一般情況下出現(xiàn)在車輛還比較新，但是檢測結(jié)果卻超標，或者超標并不嚴重只超了百分之幾或零點幾，這種情況說明我們的車輛的尾氣處理系統(tǒng)即三元催化器和氧傳感并沒有出現(xiàn)大的問題，造成尾氣超標的原因大多因為車輛三大系統(tǒng)過臟。只要發(fā)動機正常，尾氣超標是進、排氣系統(tǒng)出了問題，對燃油系統(tǒng)的進氣道，噴油嘴及節(jié)氣門要定期清洗，三元催化器是排氣系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，所以必須定期清洗三元催化器、否則會造成三元催化器積炭堵塞失效，導致尾氣排放超標。發(fā)機機是否正常，簡單檢查可做到：取下火花塞看有無機油、很干凈說明點火正常，發(fā)動機沒有竄油，加大油門時觀察，運轉(zhuǎn)是否平穩(wěn)有力，如果以上檢查沒問題即正常。解決方案--拉高速高速對清洗發(fā)動機的油路和氣缸有相當大的作用。原因是發(fā)動機高速運轉(zhuǎn)時，供油量加大，燃油的流速也加大，有助于把油路中污垢和雜質(zhì)沖刷出去，達到清洗的效果。而且由于活塞的高速運動，汽缸內(nèi)溫度更高，氣流進出氣門的流量和速度也很高，燃燒會更加充分，有利于清除氣門的積碳，使堵塞的通道變得順暢。所以，拉過高速后，發(fā)動機的動力會有所增強，這是不言而喻的?！锶呋髦卸荆喝呋D(zhuǎn)換器安裝在汽車排氣系統(tǒng)內(nèi)，其作用是減少發(fā)動機排出的大部分廢氣污染物，可除去HC(碳氫化合物)、CO(一氧化碳)和NOx(氮氧化合物)三種主要污染物質(zhì)的90%，是最重要的機外凈化裝置。當廢氣經(jīng)過凈化器時，它可將汽車尾氣排出的CO、HC和NOx等有害氣體通過氧化和還原作用轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害的二氧化碳、水和氮氣。由于這種催化器可同時將廢氣中的各種主要有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，故稱三元。這些氧化反應和還原反應只有在溫度達到250℃時才開始進行。如果汽油或潤滑油添加劑選用不當，使用了含鉛的燃油添加劑或硫、磷、鋅含量超標的機油添加劑，就會使磷、鉛等物質(zhì)覆蓋于三元催化轉(zhuǎn)換器的催化層表面，阻止廢氣中的有害成分與之接觸而失去催化作用，這就是人們常說的三元催化器“中毒”。閉環(huán)電噴發(fā)動機很容易產(chǎn)生進氣系統(tǒng)、燃燒室沉積物，氧傳感器，三元催化器積炭過多中毒失效，三元催化器堵塞，EGR(廢氣再循環(huán)系統(tǒng))閥阻塞卡滯等問題，導致發(fā)動機空燃比反饋控制三元催化凈化系統(tǒng)不能正常工作，尾氣排放超標。三元催化器中毒是汽車尾氣超標的最主要原因：

燃油標號低、油質(zhì)差：標號低、油質(zhì)差的燃油由于不完全燃燒會吸附在三元催化器表面，時間一長便會使三元中毒失效。

燃油含硫量高：硫吸附在氧傳感器和三元催化器表面，不僅造成三元中毒失效，還給汽車動力帶來一系列問題。在影響尾氣達標的原因中機油是不可忽視的一方面。舊機油由于品質(zhì)的下降或者由于機油里邊的含雜量太多，導致密封變差。如果機油里含雜量太高，包括含磷含硫金屬顆粒太多，會隨著燃燒、隨著機油的蒸汽一塊排到三元催化器里，長時間以后會把三元催化器的表面金屬的顆粒給它堵死，會降低排放效果，也就是三元催化器中毒。而尾氣中攜帶的沉積物，比如來自機油中的灰分，也會覆蓋在催化器表面、阻礙或者降低催化效率，因此，為了保證三元催化器持久穩(wěn)定地發(fā)揮功能，必須對潤滑油的性能提出更高的要求，將機油對三元催化器的影響降至最低，才能滿足目前的排放要求；另外要定期更換機油，在選購機油時盡量選擇高級別的機油，對于自身的環(huán)保也是有利的。

道路擁堵嚴重：汽車開開停停會使燃油不完全燃燒而產(chǎn)生大量的一氧化碳，它極易吸附在三元催化劑活性表面造成三元中毒失效，所以汽車長期在低速、加速、減速狀況下行駛也是造成三元失效的主要原因。

解決方案

尾氣超標是因為燃燒室沉積物，氧傳感器，三元催化器積炭過多中毒失效，只要三元催化器活性未喪失，沒有完全堵塞，對三元催化器進行清洗，就可恢復三元催化器的活性，通過對噴油嘴及節(jié)氣門清洗保養(yǎng)，一般來說經(jīng)過保養(yǎng)就可達標。一旦發(fā)生三元催化器中毒，最徹底的解決方案就是更換新的三元催化器?！镅鮽鞲衅鲹p壞：尾氣超標不一定就是三元催化器中毒，氧傳感器損壞也是一個重要的且容易被忽視的原因，在使用三元催化轉(zhuǎn)換器以減少排氣污染的發(fā)動機上，氧傳感器是必不可少的元件。由于混合氣的空燃比一旦偏離理論空氣燃燒比例，三元催化劑對CO、HC和NOx的凈化能力將急劇下降，故在排氣管中安裝氧傳感器，用以檢測排氣中氧的濃度，并向ECU發(fā)出反饋信號，再由ECU控制噴油器噴油量的增減，從而將混合氣的空燃比控制在理論值附近。由于氧傳感器也是由陶瓷制成，也是比較容易損壞的，損壞嚴重時一般可以通過電腦檢測出來，但損壞不嚴重時電腦無法檢測出來就需要專業(yè)人員的判斷了。解決方案一般氧傳感損壞就直接更換。由于氧傳感起著空燃比控制的作用，使得燃油的燃燒更加充分，一旦氧傳感器損壞，油耗會明顯上升，所以更換壞的氧傳感器對車輛的燃油經(jīng)濟性有著不可忽略的作用?！锲嚴匣哼@種情況就很難解決了，汽車各個部件都已經(jīng)老化，車輛的各個部件的效率都下降了。五、汽車尾氣檢測結(jié)果分析通過尾氣分析，可以檢測到以下幾個主要方面的故障：混合氣過濃或過稀、二次空氣噴射系統(tǒng)失靈、噴油器故障、進氣歧管真空泄漏、汽缸蓋襯墊損壞、EGR閥故障、排氣系統(tǒng)泄漏、點火提前角過大等。

尾氣測試值與系統(tǒng)故障COHCNOxCO2O2可能的故障偏高偏高正常偏低偏高混合氣偏濃時失火偏低偏高正常偏低偏低點火系統(tǒng)故障（間歇性失火）；氣缸壓力低偏低偏高正常偏低偏高混合氣偏稀時失火偏低偏高偏高正常正常點火過早偏高正常正常正常偏低點火過遲偏高偏高正常偏低偏低混合氣濃偏高正常/偏低正常偏低偏低混合偏濃變化變化正常偏低正常EGR閥漏氣偏低偏低偏低偏低偏高催化轉(zhuǎn)化器之后的排放物泄漏；排氣管漏氣偏低偏低偏低偏高偏低燃燒效率高，催化轉(zhuǎn)化器作用良好HC和O2的讀數(shù)高，是由點火系統(tǒng)不良和過稀的混合氣失火而引起。CO、HC高，CO2、O2低，表明發(fā)動機工作混合氣很濃。通常情況下，CO2的讀數(shù)和CO、O2的讀數(shù)相反。燃燒越完全，CO2的讀數(shù)就越高。如果混合氣濃，O2的讀數(shù)就低，CO的讀數(shù)就高；反之混合氣稀，O2的讀數(shù)就高，CO的讀數(shù)就低；若混合氣偏向失火點，O2的讀數(shù)就會上升得很快，同時，CO值低，HC值高而且不穩(wěn)定。斷火試驗：如果每個缸CO和CO2的讀數(shù)都下降，HC和O2的讀數(shù)都上升，且上升和下降的量都一樣則證明每個缸都工作正常。如果只有一個缸的變化很小，而其他缸都一樣，則表明這個缸點火不正?；蛉紵徽?。如果一輛車的排氣管或尾氣分析儀的測量管路有泄漏，那么所檢測的就是被外部空氣稀釋的尾氣，CO和HC的測量值將降低，O2的值將上升。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3個讀數(shù)一起，能幫助找出診斷問題的難點。通常，裝有催化轉(zhuǎn)換器的汽車的O2的讀數(shù)應該是1.0%－2.0%，說明發(fā)動機燃燒很好，只有少量末燃燒的O2通過氣缸。如果O2的讀數(shù)小于1.0%，則說明混合氣太濃，不利于很好的燃燒。如果O2的讀數(shù)超過2%，則說明混合氣太稀。燃油濾清器堵塞、燃油壓力低、噴油器阻塞、真空系統(tǒng)漏氣、廢氣再循環(huán)(EGR)閥泄漏等都可能導致混合氣過稀失火。

參照上表，再配合相應的其它測試如故障碼分析、數(shù)據(jù)流分析、點火波形分析、真空及壓力分析，相信能快速的診斷電控汽油噴射發(fā)動機故障。六、尾氣檢測注意事項一般五氣體尾氣分析儀均具有怠速測試、雙怠速測試及普通測試三種測試方法。前兩種是汽車年檢時的檢測方法。在維修時，我們使用普通測試來實時測試發(fā)動機尾氣成份的變化?，F(xiàn)在的汽車多數(shù)裝有催化轉(zhuǎn)化器，分析發(fā)動機故障時，尾氣取樣應在催化器之前（在催化器前的排氣管上通常有一個用螺栓堵住的專用的取樣孔，可拆下螺栓，把尾氣分析儀的探頭從此插入）。裝有二次空氣噴射的發(fā)動機尾氣測試時應讓該系統(tǒng)暫時停止工作。測試尾氣前，應使發(fā)動機達到正常工作溫度，取樣探頭插入深度不低于40cm（400mm）。對于裝有催化轉(zhuǎn)化器的汽車，如果催化劑工作正常，會使CO和HC減少。因此，將取樣探頭插到催化轉(zhuǎn)化器之前測量未經(jīng)轉(zhuǎn)換的排氣或在EGR閥的排氣口檢測。必要時，使空氣泵和二次空氣噴射系統(tǒng)停止工作。讀取測量數(shù)據(jù)前，不要讓發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)時間過長。在發(fā)動機暖機后，才能使用尾氣分析儀進行尾氣檢測。在進行變工況測試中，要讓加速踏板穩(wěn)住后再讀取測量數(shù)據(jù)。七、案例分析案例一：

一輛豐田凌志300，怠速時有輕微抖動，且加速遲緩，無故障碼輸出。進行數(shù)據(jù)流和點火波形檢測，運行參數(shù)正常，點火波形也基本正常。用四氣分析儀進行尾氣檢測，CO為0.4%、O2為2.12%、CO2為14.1%、HC在260×10-6～500×10-6間變化。初步分析是混合氣過稀，導致失火。首先檢修燃油供給部分，各部件工作正常。清洗噴油器后，HC值雖然有所下降但仍較高。再檢查空氣供給系統(tǒng)，無漏氣現(xiàn)象。至此，混合氣過稀而導致失火的可能性被排除，可能是點火系統(tǒng)的故障。進一步檢查電子點火系統(tǒng)，當檢查到右側(cè)汽缸的高壓線和火花塞時，發(fā)現(xiàn)一個缸的高壓線短路，火花塞電極間隙過小。更換高壓線，調(diào)整火花塞電極間隙，啟動發(fā)動機，故障消失，尾氣檢測值完全在標準范圍之內(nèi)。案例二：本田雅閣CD4，發(fā)動機型號為F22B1，費油四氣尾氣分析儀檢測結(jié)果：CO4.6%、HC356ppm、CO213.6%、O20.56%、800轉(zhuǎn)/分檢測結(jié)果分析：HC及CO高，而CO2、O2低說明混合氣濃。應重點從檢查空氣及燃油供給系故障檢修：導致混合氣濃的因素較多，應排查。用元征X-431讀取無故障碼，檢查空氣濾清器清潔，檢查燃油壓力為250KPa正常。起動發(fā)動機，怠速運轉(zhuǎn)，讀取噴油脈寬為3.6ms,此類發(fā)動機正常噴油脈寬在2.4ms，很明顯該值超標。讀取水溫、節(jié)氣門、點火提前角、進氣壓力