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汽车尾气分析仪的诊断方法

文章出处:河北谱云科技有限公司 人气:发表时间:2019-01-21 14:55

汽车尾气分析仪采用了欧美先进技术,可测量以汽油、石油 液化气、天然气及酒精等为燃料的车辆,分析在怠速、双怠速及工况法下汽车的尾气排放浓度;可分析在自由加速工况和瞬态测量下的柴油车 排放的状况。


汽车尾气分析仪的诊断方法


一、目测尾气判断


1、排气管冒黑烟


汽车在行驶中,如果排气管冒黑烟,排气管或消声器伴随有异常响声,故障原因下。


(1)混合气过浓。如果发动机过量空气系数过小,混合气燃烧不完全。


(2)点火正时失准。点火正时不当也会使混合气燃烧不完全。而发动机少数缸不工作,也会有少量黑烟从排气管排出。


2、排气管冒蓝烟


汽车行驶中,发动机排气管排蓝烟或灰烟,并闻到焦臭的气味。这有可能是机油窜入气缸燃烧室参与燃烧所致。拆下火花塞即可发现严重的积炭,机油消耗量很高。


二、尾气分析数据-五气分析仪


尾气分析不仅是当前检测排放污染物治理效果的基本途径,而且还是对发动机工作状况及性能判定的重要手段。


主要分析内容有混合气空燃比、点火正时及催化转化器转化效率等。主要分析的参数有一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、二氧化碳(CO2)和氧(02)等的含量,还有空燃比(A/F)或过量空气系数等。


1、尾气主要组分的成分


(1)尾气中CO2可以反映出燃烧的效率。当混合气充分燃烧时,CO2将达到峰值,不管是否装有三元催化转化器, CO2峰值均为13.8%~14.8%。当混合气变浓或变稀时, CO2均会降低。


(2)O2是反映空燃比的最好指标。燃烧正常时,排气中应含有1%~2%的O2。燃油滤清器滤芯太脏、燃油压力低、喷油器堵塞、真空泄漏以及EGR阀泄漏等,都可能导致混合气过稀。如果混合气浓,O2的读数就低,CO的读数就高。反之,混合气稀, O2的读数就高, CO的读数就低。若混合气偏向失火点,O2的读数就会上升得很快,同时, CO值低,HC值高,而且不稳定。


(3)HC的读数高说明燃油没有充分燃烧。尾气中的HC主要由燃烧室内壁的冷激而形成。气缸压力不足、发动机温度过低、油箱中的燃油蒸发、混合气由燃烧室向曲轴箱泄漏、混合气过浓或过稀、点火正时不对、间歇性失火、冷却液温度传感器不良、喷油器泄漏或堵塞以及油压过高或过低等因素都将导致HC读数过高。


(4)CO是因为燃烧不完全引起的。混合气过浓将产生大量的CO。高的CO值表示燃油系统发生了故障,如混合气不洁净、活塞环胶结阻塞、燃油供应太多、空气太少以及点火太迟等。如果电喷发动机CO过高,很可能是喷油器漏油、燃油压力过高或电控系统产生了故障。


(5)过量空气系数”入”可以直观地告诉人们空燃比的情况, ”入”为0.97%~1.04%,可以看成是理想的匹配。大于该值,说明空燃比过大,混合气过稀;小于该值,则为空燃比过小,混合气过浓。


2、尾气基本项目分析


—个车况良好的电喷车,在主要的尾气排放组分中, HC大约为 55×10-6以下(100/150);CO 低于0.5%(0.3/0.8);O2为标准值:0.5~2%; CO2为13.8%~14.8%,”入”为0.97%~1.04%。


3、尾气数据与故障原因之间的关系


1)当气门有故障如烧蚀或磨损,尾气中的HC含量较高。


2)如果活塞过度磨损或有其他类似损伤, HC和CO含量均偏高,但HC含量相对CO含量更高一些。为了区分是气门的故障还是活塞的故障,通常采用的方法是向火花塞孔里注入机油以检测缸压能否回升。


3) 在正时不良时,所排放的尾气中都会存在大量的HC和O2,另外真空度也会有所下降。应分析点火二次波形或检测真空度,以正确地分析故障原因。


4) 无高压火时,尾气中HC含量较高, O2含量较高,混合气没有燃烧而直接排放出去。

三. 借助尾气数据诊断故障。


在此列举一个通过尾气数据分析来诊断故障的实例。—辆1992年款装备5S-FE发动机的丰田佳美轿车,发动机怠速不稳,经常熄火。该车无故障码,用四气分析仪进行检测,显示的结果如下:HC:256*10-6;CO:0.46﹪;CO2:14.6﹪;O2:2.56﹪;转速:820rpm;温度:80℃;入: 1.12。


由上述检测结果可以看出:HC和O2都较高,这是空燃比失衡的一个重要特征;CO值较低,而CO2在峰值,这说明可燃混合气已充分燃烧,点火系统应该不会有什么问题;入值较高。表明该车发动机工作时的混合气偏稀,因此应从进气系统和供油系统着手进行故障检查。


检查EGR阀时,发现随着转速上升,怠速逐渐稳定。取下EGR阀,发现针阀周围有少量积炭,EGR阀通道上有很多积炭,使针阀不能落入阀座,致使进气岐管的混合气被废气稀释,从而怠速不稳,发动机容易熄火。对EGR阀进行彻底清洗,并换上新垫,起动发动机,一切恢复正常。所有数据都在标准之内: HC:50*10-6;CO:0.23﹪;CO2:14.8﹪;O2:1.43﹪;转速:880rpm;温度:83℃;入: 1.01;故障排除。


四、将尾气分析仪和其他设备结合便用诊断故障


一辆1996年产现代100面包车,在使用尾气分析仪检测时,尾气中的CO严重超标。连接汽车电脑故障诊断分析仪( AUTOB0SS )(汽车诊断座在驾驶座仪表板左下方米色14PlN),读取发动机系统故障码,显示系统正常。读取发动机动态数据流,发动机转速为790~820r/min,喷油脉宽为358 ms。CO电位计为2577mv。发动机转速基本正常,喷油脉宽、CO电位计这2个数据比标准值偏高。用一字改锥缓慢地旋转CO电位计的调整螺栓,逆时针旋转,尾气中的CO的排放量下降。调整后的数据流测试结果显示,发动机转速为750~78Ormin,啧油脉宽为3.58ms,CO电位计为1344mv,同时尾气中的 CO达到了标准值,各项数据恢复正常。


五、设备操作使用


1、操作使用技巧


(1)既要重视检查结果,更要重视原因分析


如果只检查HC、CO的显示数据是否符合排放要求,忽略了发动机运行中的一些特殊情况如排气管漏气等,这样往往会直接影响检查分析过程的有效性。只有将多项数据结合起来进行全面分析,才有助于诊断。


(2)按正确方法使用


在尾气分析仪使用方法上,汽油车尾气分析仪不能应用于检测柴油机。发动机暖机后才能使用尾气分析仪进行尾气检测。读取测量数据前,不要让发动机怠速运转时间过长。在进行变工况测试中,要让加速踏板稳住后再读取数据。


(3)正确使用自校系统


尾气分析仪的标定周期为每年一次。


在实际使用中,厂家一般要求用户视检测量的大小酌情每月或每半月自我校验—次。相关机构检查。


为了保证发动机具有良好的排放性能,现代发动机装备了与尾气排放相关的控制装置,它们性能状况的好坏与尾气的排放有着密不可分的联系。


1、燃油蒸发排放控制系统EVAP


燃油蒸发排放控制系统诱发的常见故障为发动机热起动困难、无怠速、怠速不稳或排气管冒黑烟,还有一种情况是汽车尾气排放超标,耗油量增加。要检查燃油蒸发排放控制系统EVAP是否泄漏,可用尾气分析仪进行如下测试。


① 在汽油泵处测试 HC。


② 在活性炭罐处测试 HC。


③ 在油箱盖处测试 HC。


④ 在油管接头处测试 HC。


⑤ 在油箱密封处测试 HC。根据相应数值的变化,即可确定哪里出现异常。


2、曲轴箱通风 PCV


曲轴箱通风系统在一定负荷下将曲轴箱的废气通过固定量孔或可变流通截面的PCV阀进入进气岐管,再进入燃烧室参与燃烧。进行检查时,在PCV阀系统正确连接的情况下,读取CO和O2值,然后断开PCV阀进气口,在量孔或PCV阀处应有真空的吸力。此时会吸进发动机室的热空气,注意CO和O2读数。CO值应降低, O2值应增加。若无变化,应清洗或修理PCV系统。当用手指堵住PCV阀进气口时,发动机的运转状态应有一定的变化,再读取此时的CO和O2值。此时CO值应增加, O2应降低,若读数与断开吸进空气时一样,或稍有增加,则表示PCV阀系统未工作。对采用PCV阀的系统,堵住时还应听到阀被吸动的声音。另外,还可使用真空表及系统诊断仪器的数据来分析(如空气流量、进气歧管压力以及发动机的负荷等参数)。


3、废气再循环EGR


废气再循环系统主要是为了控制NOX排放。EGR可以冲淡和稀释进入缸内的混合气,降低燃烧室的温度,减小火焰传播速度。在车辆以4O~5O kmh的车速稳定行驶时,5%的EGR可减少4O%以上的NOX,10%的EGR可减少8O%的 NOX。但若控制不正常时,随着EGR的增加,HC也会迅速增加(失火)。


对废气再循环系统进行机械检查,可以用手或合适的工具提升EGR阀,发动机怠速应不稳甚至失速。另外,由于在怠速时EGR系统不工作,故可用ASM方式进行检查,即在一定负荷、一定车速下检查未断开和断开EGR系统下的NOX读数,加以比较。若前后读数一样或差别很小,说明EGR未正常工作。


4、催化转化器


随着各国排放法规的严格和对NOX的限制,现在都采用三元催化转化器。下面介绍一些判断催化器和控制系统是否有故障的简单诊断方法。


(1)排气温度测量诊断。在催化器进出口分别测量温度,一般两者应相差20~100℃以上。在此范围内,相差越大,说明催化剂的转化效率越高。但温度过高也不正常;因有大量的 CO和 HC进行反应才会产生大量的反应热,这通常说明燃烧过程或控制系统出现了问题,如燃烧不完全、混合气控制失调、点火不正确甚至失火等。


5、车载控制系统诊断。空燃比的反馈控制,氧传感器(前、后)失火的监测等。


将尾气分析仪的测试探头在汽车各个可能产生气体的地方进行检测,能进一步发挥尾气分析仪的功用,给维修诊断工作带来意想不到的效果。


当发动机某个气缸或个别气缸燃烧状况不佳时,如果通过断缸试验法也很难检测出具体哪个气缸存在问题时,可以借助尾气分析仪对O2浓度的检测来确认。完成这个工作的前提是使用能够测量CO、CO2、O2和CH等几种气体的尾气分析仪,绝大多数汽车维企业都有这样的尾气分析仪。很多人都知道,空气中的O2的含量为21%。而一个正常工作的发动机,在尾气分析仪中检测到的通常是10%左右O2浓度,那么参加燃烧的O2的比例大约是20%。


如果是4缸的发动机,每一个气缸在燃烧中用掉的比例就是“2O%÷4 =5.0 %” , 如果是6缸的发动机,每一个气缸在燃烧中用掉的比例就是“2O%÷ 6≈ 3.3%”。这只是大致的比例计算,而不是燃烧使用量的精确计算。


进行检测时,接好尾气分析仪,逐个断开然后再复原每个气缸的喷油器,观察尾气分析仪上显示的O2数值,即可判断出哪个气缸燃烧不好。比如测试4缸的发动机,如果断掉任伺一个气缸的燃油供应,那么进入这个气缸的氧气就会没有被消耗而直接进入排气管,那么就会发现O2值有一定程度的增加。理想的增加值应是5.O%。如果每个气缸都达不到正常的情况,但又变化一致,就说明该发动机还有其他问题。


6、检测缸垫是否断裂


当发动机的缸垫裂损之后,常会出现的情况是气道和水道相窜,或相邻2缸之间相互窜气。对于缸垫的轻微裂损,借助尾气分析仪,则可快速方便地确认故障。


打开水箱盖,起动发动机,将尾气分析仪探头放置到水箱加水口前(注意不要进入水中,防止将冷却液吸入到尾气分析仪内)。如果气道和水道已经窜气,检测会发现CH数值在伸入探头的前后有较大变化。还有—种情况是气缸垫裂损之后燃烧室的气体进入曲轴箱,用同样的方法将探头伸入机油标尺口内也可以帮助我们进行准确的判断。如果相邻2缸之间发生窜气,我们可以采用如下方法不起动发动机,拆掉全部火花塞,盘转曲轴,使怀疑的2个相邻的气缸中的任意一个气缸的进排气门全关,向气门已经关闭的气缸中倒入—点汽油,然后将火花塞孔堵住,将尾气分析仪探头伸入相邻气缸的火花塞孔中。如果等一会儿之后看到尾气分析仪检出的CO数值有明显变化,就说明的确发生了缸垫窜气的现象。


7、判断气缸密封状况


用尾气分析仪判断缸筒和活塞的密封状况,需要如下操作:拔出机油标尺,打开机油盖,用压缩空气吹扫曲轴箱废气,将尾气分析仪探头插入机油标尺孔。插入的深度以100毫米以内为宜,防止吸入大量机油。也可以取下尾气分析仪探头,直接将软管套在机油标尺孔的铁管上(当然不是每个机油尺孔的铁管都那么合适,如不合适可以用塑料薄膜适配,以保证不漏气)。如果起动发动机后很快就看到了大量的CH、CO等数值显示,说明缸筒与活塞密封不严。即使气缸筒与活塞、活塞环密封良好,也可以看到一些数值变化,只是非常小罢了。


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此文关键字:汽车尾气分析仪
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