汽车检测与故障分析：课题十一 柴油机尾气检测与分析

汽车检测与故障分析章节11课题十一柴油机尾气检测与分析一辆大众柴油轿车行驶中发动机加速无力，并且在尾气大量的黑烟排出，车主到了汽车维修厂，王师傅用烟度计来检测它，如果是你，你会使用烟度计来检测汽车吗？并且从检测的数据分析汽车的故障吗？如果不会，请按照老师检测示范要求去实习，上述的回答就不难了。1.仪器结构示图FTY-100不透光烟度计由显示仪表和光学平台组成。（1）内置打印机：可以打印测量数据，包括车牌号码，日期时间。（2）转速模块用于测量汽车发动机转速。（3）油温传感器：用于测量汽车发动机曲轴箱内机油的温度。——项目一FTY-100佛分不透光烟度计的认知2.仪表和光学平台结构与连接步骤：（1）将油温传感器线一端连在油温插座上，一端插在机油尺口里。（2）将转速传感器线一端连在油温插座上，传感器一端固定在第一缸喷油嘴的进油管上。（3）将显示仪表的平台接口连接到光学平台串口插座，接上平台电源，打开电源开关，仪器进入预热状态。（4）连接探头到尾气管时，探头应位于烟气分布大致均匀的断面上，探头伸入尾管约30cm，除非尾气管有弯曲，且弯曲端到末端不30cm。在这种情况下，平行伸入探头尽可能深。伸入探头后，将它夹紧在尾气管管壁上。1.预热屏仪器打开电源后，由于光学平台的管温必须恒定在75℃±3℃才能准确测量，故一般需要预热2～5分钟，当温度达到要求后自动退出预热屏。时间视用户所处环境温度而定。预热屏界面如图所示。——项目二FTY-100佛分不透光烟度计的使用仪器退出预热之前会自动进行清零，然后进入测量屏。强烈建议用户不要强制退出预热屏，应该让仪器自动退出。2.菜单屏主菜单界面如图所示。此界面是菜单的顶层，可以通过“↑”“↓”选择子菜单，按OK进入。子菜单可以通过ESC按键，最终返回主菜单。快捷键：测量屏、稳态屏、加速屏三个界面可以通过“←”“→”两个按键实现快速切换。3.测量屏所有数值都是瞬态值。“RPM”表示当前每分钟转速。“Ns”表示折算成国际通用光路长度（0.43m）后的不透光度。0～100%,0即无任何烟气吸收（完全透过），100%即完全遮断（完全不透过）。“k”表示光吸收系数，单位是米的倒数，m-1。Ns值和k值的转换关系式为：k=-ln（1-Ns%）/L。式中：L=0.43m。“模式”表示当前所用的数据过滤模式。根据国标要求，一般用户应设置为模式B。提示：由于本仪器的光学平台所用光路长度是0.215m，而国际通用光路长度是0.43m，故在测量屏测量滤光片，测量的Ns值大约为标称值的2倍。提示：由于本仪器的光学平台所用光路长度是0.215m，而国际通用光路长度是0.43m，故在测量屏测量滤光片，测量的Ns值大约为标称值的2倍。4.稳态屏稳态屏用来测量发动机在稳态工况下发动机的排气可见污染物。“管温”表示当前光学平台检测管道温度。“气温”表示当前排气温度。“油温”在没有接油温传感器时，表示显示仪表内部的温度；接油温传感器就表示传感器探头所处位置的温度。“↓”键有两个作用：停止和开始。稳态屏提供RPM，k，N的当前值和最大值其中当前值与测量屏的瞬态值一样），最大值可以打印和保存。一次完整的加速过程描述如下：预触发。仪器进入加速屏后，光学平台就处于预触发状态。所谓“预触发状态”是指光学平台以50Hz的频率采样（20毫秒一次），保存最近1秒的数据（50个）。开始触发。采集开始触发后9秒钟的数据，再加上预触发1秒钟，构成完整的10秒加速数据。触发结束。临时保存10秒，共500个加速数据，工作计算最大值并显示。k1，k2，…，k16就是每次加速过程的最大值。触发结束后，又进入预触发状态，等待下一次触发。自由加速烟度测量要领：①不应长时间怠速，只要确保机油油温达到80℃。②做三次以上自由加速过程对排气系统进行吹拂。③踩油门动作必须在1秒内完成，必须快速、连续地完全踩到底，使喷油泵在最短时间内供给最大油量。④油门踏板到底保持时间至少2秒。6.加速屏当测试次数超过3次（含3次），仪器会显示最后3次的平均值和偏差值。每次采样时间是10秒，采样结束后在“加速曲线绘制区”显示当次采样的光吸收系数的变化趋势。提示：如果测试次数少于3而锁定屏幕，保存和打印结果只有当次的一组数据。7.锁定屏幕，打印数据当锁定屏幕后，会出现“锁定状态”（见图），同时出现，，3个图标。在锁定状态下烟度值的变化不能触发仪器的采样。在此状态下，可以查询前面数据的N值，可以打印测量结果。需要继续采样，可以再按下OK，回到“触发状态”，继续测量。若加速超过16次，仪器将自动冲掉最早的加速数据。8.在用柴油车排气烟度限值柴油车危害最严重是碳烟排放。由于柴油车本身工作在富氧状态，所以CO，HC的产生量相对于汽油车少得多，在目前技术状态下环保没提出更高的要求，NOx的环保指标已经贯彻到发动机的生产厂家。（1）碳烟燃料雾化燃烧时，高温使燃料分解后剩碳粒子，慢慢聚合成碳烟（2）NOx高温下O2和N2反应的产物（3）CO燃料燃烧时氧气不足产生（4）HC燃料未完全燃烧的产物

——知识一柴油车排放的污染物成分柴油车排出的烟色有黑烟、蓝烟和白烟三种。其中，以柴油机在全负荷和加速工况时排出的黑色碳烟最为常见。黑烟的发暗程度用排气烟度表示，排气烟度用烟度计检测。烟度计可分为滤纸式、透光式、重量式等多种形式。滤纸烟度法（波许烟度法）是指利用滤纸式烟度计对柴油车排烟{碳烟}浓度进行监测的方法。不透光烟度法是指利用不透光烟度计对柴油车排气的可见污染物浓度进行监测的方法。滤纸式烟度计的测量原理是，用一个活塞式抽气泵，从柴油机排气管中抽取一定容积的废气，使它通过一张一定面积的白色滤纸，废气中的炭烟存留在滤纸上，使其染黑。用检测装置测定滤纸的染黑度，再由指示装滤纸式烟度计的结构：滤纸式烟度计是应用最广的烟度计之一，其结构都是由废气取样装置、染黑度检测与指示装置和控制装置等组成，如图所示。置指示出来。该染黑度即代表柴油车的排气烟度。——知识二滤纸式烟度计废气取样装置由取样探头5，活塞式抽气泵3（由活塞泵、手柄、回位弹簧、锁止装置、电磁阀和滤纸夹持机构等组成）和取样软管等组成。取样探头在活塞式抽气泵的作用下抽取废气，其结构形状应能保证在取样时不受排气动压的影响。取样前，手动或自动压下抽气泵手柄，直至克服回位弹簧的张力使活塞到达最下端，并由锁止机构锁紧。当需要取样时，踩下脚踏开关或按下“手动抽气”按钮，可操纵电磁阀使压缩空气解除锁止机构对活塞的锁紧作用，活塞在回位弹簧张力作用下上升到顶端，完成取样过程。滤纸夹持机构在取样时实现对滤纸的夹紧和密封，使取样过程中的排气经滤纸进入泵筒内，炭烟存留在滤纸上并将其染黑，并能保证滤纸的有效工作面直径为φ32mm。

取样软管把取样探头和活塞式抽气泵连接在一起。染黑度检测与指示装置由光电传感器9，指示仪表或数字式显示器10，滤纸8和标准烟样等组成。光电传感器由光源（白炽灯泡）、光电元件（环形硒光电池）等组成。其工作原理如图所示。电源接通后白炽灯泡发亮，其光亮通过带有中心孔的环形硒光电池照射到滤纸上，当滤纸的染黑度不同时，反射给环形硒光电池感光面的光线强度也不同，因而环形硒光电池产生的光电流强度也就不同。指示电表是一块微安表10，是滤纸染黑度亦即排气烟度的指示装置。当环形硒光电池送来的光电流强度不同时，指示仪表指针的位置也不同。检测装置一般都备有供标定或校准用的标准烟样和符合规定的滤纸。滤纸有带状和圆片状两种。带状滤纸4，在进给机构7的作用下能实现连续传送，适用于半自动式和全自动式烟度计。圆片状滤纸，仅适用于手动式烟度计。控制装置包括用脚操纵1的抽气泵电磁脚踏开关2，滤纸进给机构7和压缩空气清洗机构等。压缩空气清洗机构能在废气取样前，用压缩空气清洗取样头和取样软管内的残留废气炭粒。滤纸被染黑的程度称为滤纸烟度，滤纸烟度用SF表示，单位是量纲为1的量，用符号FSN表示。当污染滤纸为全黑时，滤纸值为10；当滤纸无污染时，为0。1.发动机检查配气机构，喷油正时，汽缸压力，汽缸串油、串气，发动机有无异响和发抖，怠速是否稳定，提速是否正常。确定对发动机作调校或作维修作业。2.供气系统检修清洁或视情况更换空气滤芯，对带涡轮增压器的发动机还要检查滤清器与增压器之间进气管的通畅情况，如果进气管内层的书塑管老化脱落，受涡轮增压器真空吸附作用致管路收窄或粘合而影响供气，要更换该进气管。——知识三柴油车排放污染治理（1）喷油器检修先用简单的探缸法，切断某一缸供油，观察发动机工作状况，逐一判断。性能欠佳的喷油器予以拆检，检查喷油器压力是否符合标准，同时观察雾化效果。经调校仍不能达到要求以及由于喷油器针阀和偶件磨损或粘死引起雾化欠佳的，则必须对该喷油器进行整体更换。（2）高压油泵检修先判断高压油泵是否该拆下调试或检修。如出现行车无力、起油或收油慢等现象，不符合行车要求，必须拆下调试。经调试无效则要进行维修。维修时应检查柱塞损蚀情况，必要时更换柱塞和出油阀偶件。同时检查凸轮轴两端轴承等连接部件松旷情况及调速器部分的配重件间隙，通过加减垫片进行修复，使之符合标准。测试高压油泵时要认真检测其在怠速、高速、全负荷等几个工作状态的油量是否符合标准。4.涡轮增压器检修涡轮增压器较常发生出气管上机油的现象。拆开涡轮增压器的压气机进气管和出气管，检查压气机叶轮的工作情况。若有如下情况应