汽车尾气超标原因分析与解决办法

PAGEPAGE4汽车尾气超标原因分析与解决办法（仅供参考）汽车尾气中含有一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物(NOx)、二氧化硫、铅、碳微粒和其他杂质粉尘等，这些物质对人类和整个生态环境危害极大，其中CO、HC、NOx及微粒是主要的有害排放物。由于汽车尾气成分与发动机的工况有最直接的联系，所以通过汽车尾气的检测可初步分析发动机的工作状况、性能好坏，可以检查包括燃烧情况、点火能量、进气效果、供油情况、机械情况等诸多方面。当发动机各系统出现故障时，尾气中某种成分必然偏离正常值，通过检测发动机不同工况下尾气中不同气体成分的含量，可判断发动机故障所在的部位。一、汽车尾气成份分析1、一氧化碳（CO）：CO是燃料没有完全燃烧的产物。CO含量过高主要是混合气浓时，由于空气量不足引起可燃混合气的不完全燃烧。CO含量过高表明燃油供给过多、空气供给过少，燃油供给系统和空气供给系统有故障，如空气滤清器不洁净、混合气不洁净、活塞环胶结阻塞、燃油供应太多、空气太少、点火提前角过大（点火太早）、曲轴箱通风系统受阻等。如果电喷发动机的CO过高，很可能是喷油器漏油、油压过高、水温传感器和空气流量计有故障或电控系统产生了故障。理论上，当混合气空燃比≥14.7:1时，即在氧气充足情况下，排气中将不含CO而代之产生CO2和未参加燃烧的O2。但现实中由于混合气的分布并不均匀，总会出现局部缺氧的情况，当空气量不足，即混合气空燃比≤14.7:1时，必然会有部分燃料不能完全燃烧而生成CO。比如发动机在怠速时，燃烧的混合气偏浓，此时发动机工作循环中的气体压力与温度不高，混合气的燃烧速度减慢，就会引起不完全燃烧，使一氧化碳CO的浓度增加。发动机在加速和大负荷范围工作、或点火时刻过分推迟时也会使尾气中CO的浓度增高。即使燃料和空气混合很均匀，由于燃烧后的高温，已经生成的CO2也会有小部分被分解成CO和O2。另外排气中的H2和未燃烃HC也可能将排气中的部分CO2还原成CO。C0的含量过低，则表明混合气过稀，故障原因有：燃油油压过低、喷油嘴堵塞、真空泄漏、EGR（废气再循环）阀泄漏等。

2、碳氢化合物（HC）：HC是燃料没有完全燃烧或没有燃烧的产物，包括燃油、润滑油及其裂解产物和部分氧化物的200多种复杂成份。HC的读数高，说明燃油没有充分燃烧。HC偏高的原因是：混合气过稀：气缸压力不足、发动机温度过低、混合气由燃烧室向曲轴箱泄漏、燃油管泄漏、燃油压力调节器损坏。混合气过浓：油箱中油气蒸发、燃油回油管堵塞、燃油压力调节器损坏。点火正时不准确、点火间歇性不跳火、温度传感器不良、喷油嘴漏油或堵塞、油压过高或过低等因素都将导致HC读数过高。在装有催化器的轿车上，如果发动机处于正常状态，排气中的HC读数是很低的。如果一个气缸失火，气缸中所有未燃汽油都进入排气系统，会导致HC排放增加。混合气过浓或过稀、点火不正时、点火间歇性不跳火、温度传感器不良、喷油器漏油或堵塞、油压过高或过低等均会导致HC值上升。排气中的HC是由未燃烧的燃料烃、不完全氧化产物以及燃烧过程中部分被分解的产物所组成。当混合气过稀或缸内废气过多时会出现火焰传播不充分，即燃烧室部分地区由于混合气过稀或缸内残余废气过高而不能燃烧，出现断火。这时，排气中的HC浓度会显著增加。碳氢化合物总称烃类，是发动机未燃尽的燃料分解产生的气体，汽车排放污染物中的未燃烃的20％-25％来自曲轴箱窜气；20％来自化油器与燃油箱的蒸发；其余55％由排气管排出。3、氮氧化合物（NOx）：NOx主要成份是燃烧过程中形成的多种氮氧化合物。NOx包含NO、NO2等多种气体，主要指一氧化氮NO和二氧化氮NO2，它是由排气管排出。NOX常常发生在高温大负荷的情况下。它的产生第一要有足够高的温度（1000度以上），第二要有高压，足够大的压力，第三要有多余的氧才能反应，这三个条件任何一个不满足都不会产生氮氧化物。过多的NOx排放可能性最大的原因是EGR阀工作不好造成的或者是气缸里面有炽热点造成爆燃现象。当燃烧室内产生爆燃时，气缸温度大幅提高，这可能导致过多的NOx排放。而气缸的爆燃则可能是由于点火提前过大、燃烧室中的积碳和点火控制系统故障造成。冷却水温度过高也会促成爆燃。试验证明供给略稀的混合气（空燃比≥15.5）会增大NOx的排放量。汽油机排出的氮氧化物中，NO占99％，而柴油机排出的氮氧化物中NO2比例稍大。4、微粒：微粒物质主要是化合物微粒及燃料没完全燃烧生成的炭粒。尾气呈黑色是混合气太浓，排气中有大量燃料没完全燃烧生成的炭粒。尾所呈白色是排气中有大量水蒸气，如在白烟中有汽油味则是某缸混合气太浓，不能燃烧形成的油蒸气（仅在冷起动时可能）。尾气呈蓝色则是有机油进入气缸内参与燃烧。二、汽车排放污染物的途径及成份主要有：1、从排气管排出的废气，主要成分是：一氧化碳CO、碳氢化合物HC、氮氧化合物NOｘ、SO2以及铅化物、微粒物（由碳烟、铅氧化物等重金属氧化物和烟灰等组成）和硫化物等；2、曲轴箱窜气，其主要成分是HC，还有少量的CO、NOｘ等；3、从油箱、化油器浮子室以及油管接头等处蒸发的汽油蒸气，成分是HC。三、汽车废气排放物的影响因素1、空燃比对尾气成分的影响空燃比即空气和燃油的比例，理论空燃比为14.7：1。高于理论空燃比是稀的经济空燃比，低于理论空燃比是浓的功率空燃比。CO主要是混合气浓时，由于空气量不足引起可燃混合气的不完全燃烧，CO的排放量增大。CO是汽油机尾气中有害成分浓度最大的物质。HC是未燃燃料、可燃混合气不完全燃烧或裂解的碳氢化合物及少量的氧化反应的中间产物。混合气过浓或过稀，均会使燃烧不良，导致HC的排放增多。当空燃比为15.5：l附近燃烧效率最高时，NOx生成量达到最大，混合气空燃比高于或低于此值，NOx的生成量都会减小。发动机越接近完全燃烧，NOx的生成量越多。相反，在发动机接近不完全燃烧，CO生成量增多时，NOx减少。当空燃比小于14.7:1时（混合气变浓），由于空气量不足引起不完全燃烧，CO、HC的排放量增大。空燃比越接近理论空燃比14.7:1，燃烧越完全，HC、CO的值越低。当空燃比超过16.2:1时（混合气变稀），由于燃料成分过少，用通常的燃烧方式已不能正常着火，产生失火，使未燃HC大量排出。过浓或过稀的空燃比都会降低燃烧速度和燃烧温度，使NO的生成量都有所下降。2、点火正时对尾气成分的影响点火提前角对CO的排放没有太大影响，但对HC和NOx的影响较大，过分推迟点火会使CO没有时间完全氧化而引起CO排放量增加，但适度推迟点火可减小CO排放。实际上当点火时间推迟时，为了维持输出功率不变需要开大节气门，这时CO排放明显增加。随着点火提前角的推迟，HC的排放降低，主要是因为增高了排气温度，促进了

CO和

HC的氧化。

随着点火提前角的增大，HC和NOx生成物都会急剧增加，其原因与燃烧时的速度、压力、温度等有关，当点火提前角增大到一定值后，由于燃烧时间过短，HC和NOx生成量便有所下降。当然，正确的调整点火正时是非常必要的，过迟的点火提前角会使发动机动力下降，油耗增大，工作不稳。3、发动机转速和负荷的影响由于NOx是高温燃烧时的生成物，当发动机的转速和负荷提高时，使气缸的燃烧温度升高，NOx生成量随之增大，CO和HC的生成量稍有增加，但影响较小。对CO来说，空燃比不变，功率输出的大小对CO排放没有影响。当空燃比和转速保持不变，并按最大功率调节点火提前角时改变负荷对HC的排放影响不大。发动机负荷小时，可使NOx排放浓度下降。转速的变化对CO的排放浓度没有多少影响。转速升高时，HC的排放有明显的降低。对于不同空燃比的混合气、转速下，NOx生成速度有不同的影响。稀混合气，在转速提高时，NOx五、汽车尾气检测结果分析通过尾气分析，可以检测到以下几个主要方面的故障：混合气过浓或过稀、二次空气喷射系统失灵、喷油器故障、进气歧管真空泄漏、汽缸盖衬垫损坏、EGR阀故障、排气系统泄漏、点火提前角过大等。

尾气测试值与系统故障COHCNOxCO2O2可能的故障偏高偏高正常偏低偏高混合气偏浓时失火偏低偏高正常偏低偏低点火系统故障（间歇性失火）；气缸压力低偏低偏高正常偏低偏高混合气偏稀时失火偏低偏高偏高正常正常点火过早偏高正常正常正常偏低点火过迟偏高偏高正常偏低偏低混合气浓偏高正常/偏低正常偏低偏低混合偏浓变化变化正常偏低正常EGR阀漏气偏低偏低偏低偏低偏高催化转化器之后的排放物泄漏；排气管漏气偏低偏低偏低偏高偏低燃烧效率高，催化转化器作用良好HC和O2的读数高，是由点火系统不良和过稀的混合气失火而引起。CO、HC高，CO2、O2低，表明发动机工作混合气很浓。通常情况下，CO2的读数和CO、O2的读数相反。燃烧越完全，CO2的读数就越高。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。断火试验：如果每个缸CO和CO2的读数都下降，HC和O2的读数都上升，且上升和下降的量都一样则证明每个缸都工作正常。如果只有一个缸的变化很小，而其他缸都一样，则表明这个缸点火不正常或燃烧不正常。如果一辆车的排气管或尾气分析仪的测量管路有泄漏，那么所检测的就是被外部空气稀释的尾气，CO和HC的测量值将降低，O2的值将上升。O2的读数是最有用的诊断数据之一。O2的读数和其他3个读数一起，能帮助找出诊断问题的难点。通常，装有催化转换器的汽车的O2的读数应该是1.0%－2.0%，说明发动机燃烧很好，只有少量末燃烧的O2通过气缸。如果O2的读数小于1.0%，则说明混合气太浓，不利于很好的燃烧。如果O2的读数超过2%，则说明混合气太稀。燃油滤清器堵塞、燃油压力低、喷油器阻塞、真空系统漏气、废气再循环(EGR)阀泄漏等都可能导致混合气过稀失火。

参照上表，再配合相应的其它测试如故障码分析、数据流分析、点火波形分析、真空及压力分析，相信能快速的诊断电控汽油喷射发动机故障。六、尾气检测注意事项一般五气体尾气分析仪均具有怠速测试、双怠速测试及普通测试三种测试方法。前两种是汽车年检时的检测方法。在维修时，我们使用普通测试来实时测试发动机尾气成份的变化。现在的汽车多数装有催化转化器，分析发动机故障时，尾气取样应在催化器之前（在催化器前的排气管上通常有一个用螺栓堵住的专用的取样孔，可拆下螺栓，把尾气分析仪的探头从此插入）。装有二次空气喷射的发动机尾气测试时应让该系统暂时停止工作。测试尾气前，应使发动机达到正常工作温度，取样探头插入深度不低于40cm（400mm）。对于装有催化转化器的汽车，如果催化剂工作正常，会使CO和HC减少。因此，将取样探头插到催化转化器之前测量未经转换的排气或在EGR阀的排气口检测。必要时，使空气泵和二次空气喷射系统停止工作。读取测量数据前，不要让发动机怠速运转时间过长。在发动机暖机后，才能使用尾气分析仪进行尾气检测。在进行变工况测试中，要让加速踏板稳住后再读取测量数据。七、案例分析案例一：

一辆丰田凌志300，怠速时有轻微抖动，且加速迟缓，无故障码输出。进行数据流和点火波形检测，运行参数正常，点火波形也基本正常。用四气分析仪进行尾气检测，CO为0.4%、O2为2.12%、CO2为14.1%、HC在260×10-6～500×10-6间变化。初步分析是混合气过稀，导致失火。首先检修燃油供给部分，各部件工作正常。清洗喷油器后，HC值虽然有所下降但仍较高。再检查空气供给系统，无漏气现象。至此，混合气过稀而导致失火的可能性被排除，可能是点火系统的故障。进一步检查电子点火系统，当检查到右侧汽缸的高压线和火花塞时，发现一个缸的高压线短路，火花塞电极间隙过小。更换高压线，调整火花塞电极间隙，启动发动机，故障消失，尾气检测值完全在标准范围之内。案例二：本田雅阁CD4，发动机型号为F22B1，费油四气尾气分析仪检测结果：CO4.6%、HC356ppm、CO213.6%、O20.56%、800转/分检测结果分析：HC及CO高，而CO2、O2低说明混合气浓。应重点从检查空气及燃油供给系故障检修：导致混合气浓的因素较多，应排查。用元征X-431读取无故障码，检查空气滤清器清洁，检查燃油压力为250KPa正常。起动发动机，怠速运转，读取喷油脉宽为3.6ms,此类发动机正常喷油脉宽在2.4ms，很明显该值超标。读取水温、节气门、点火提前角、进气压力、转速等信号均在正常范围，仔细检查，发现进气温度信号固定在20℃不变，而热车后该信号应在40-60℃之间。从进气总管上拆下该传感器，用电吹风边加热边测量其阻值，始终在2300Ω不变，证明已损坏。更换新件后，喷油脉宽在2.4ms，故障排除。因为进气温度信号是喷油修正信号，它损坏后，使发动机电脑误修正，导致混合气浓。尾气复测结果：CO0.34%、HC45ppm、CO214.8%、O21.46%、800转/分所有数据都在标准之内，故障排除。案例三：奥迪A6轿车V62.8L电控发动机怠速时有轻微抖动，加速迟缓尾气测量结果：CO约0.3%—0.5%，HC为200－500ppm，且在此范围内波动。检测结果分析：CO值低，而HC值不稳定，说明有间歇性失火故障。故障检修：经检查发现：有一个缸的高压线有轻微短路(漏电)现象，为此更换高压线。因火花塞间隙偏大且已使用2万Km，也同时更换。清洗喷油器，观察各缸喷油器的雾化状态和流量的均匀性。复检发现：发动机抖动稍有改善，但