文档介绍：尾气分析在汽车发动机故障诊断中的应用
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摘要:汽车发动机尾气会排放HC、CO、NOX等有害气体和CO2、H20、O2等无害气体。由于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。
关键词:尾气发动机故障诊断燃烧应用
随着汽车工业的高速发展,汽车排放污染对人类环境的危害已成为一种严重的社会公害。汽车的排放污染主要来源于发动机排除的废气。目前,在许多汽车维修企业,尾气分析仪只是作为车辆年检前调整尾气、测试简单参数的普通设备,而忽略了它在汽车故障诊断中的重要作用,尾气分析不仅是检查汽车排放污染物治理效果的唯一途径,而且还是对发动机工作状况及性能判定的重要手段。科学有效地使用尾气分析仪进行尾气分析,在一定程度上能够解决很多维修难题,此外对于维修人员的维修技术、分析思路也将得到提升与拓展。因此,加强尾气分析在汽车故障诊断中的应用十分必要。
一、尾气分析的基本常识
尾气分析是指在发动机不同工作状况下,通过检测废气中不同成分气体的含量来判断发动机各系统故障的方法。汽车发动机可燃混合气在燃烧过程中会产生HC、CO、NOX等有害气体和CO2、H20、O2等无害气体。由于尾气成分与发动机的工况有着直接的联系,所以通过汽车尾气的检测可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、机械状况等诸多方面。当发动机各系统出现故障时,尾气中某一种或几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,可判断发动机的故障所在。尾气分析主要内容有混合气空燃比、点火正时及催化器转化效率等,主要分析的参数有CO、HC、CO2、O2和空燃比(A/F)或相对空燃比(λ)。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。CO主要来自在空气不足的情况下可燃混合气的不完全燃烧,是汽油机尾气中有害成分浓度最大的物质。CO2是可燃混合气燃烧的产物,它能够反映出燃烧的效率。NOX常常发生在高温大负荷的情况下,在没有底盘测功机时只能靠路试去测量,一般不作分析。
二、尾气成分与发动机各部分技术状况的关系
1、尾气排放与发动机机械部分的关系
进排气门、气缸衬垫的密封性,活塞、活塞环、缸套的磨损与密封性等因素,与之有关的尾气成分有HC、CO。相关的检测项目有气缸压力、气缸漏气率和进气真空度。
2、尾气排放与发动机电控燃油喷射系统的关系
空气流量、水温、进气温度、节气门位置、转速等信号、燃油压力调节器的技术状况及电子控制单元(ECU) 等影响喷油时间与压力的因素;喷油器、进气管内壁状况等影响喷油雾化质量的因素,与之有关的尾气成分有HC、CO。相关的检测项目有燃油压力、空燃比(A/F)、相关电路信号、空气流量计信号(L型)、进气压力传感器信号(D型)、转速信号、温度信号、负荷信号、氧传感器信号等。
3、尾气排放与发动机电控点火系统的关系
点火线圈初级绕组的断电电流、点火初级电路电阻、电容器等影响点火能量的因素,真空提前装置、点火模块、与点火有关的传感器信号等影响点火正时的因素,火花塞、高压线、分电器等影响失火率的因素,与之有关的尾气成分有HC。相关的检测项目有点火波形、漏电试验、导通试验。
4、尾气排放与发动机排放控制系统的关系
曲轴箱强制通风系统(PCV)、燃油箱蒸汽排放控制系统(EVAP)的工作状况与HC的生成有关;二次空气供给系统、进气预热系统的工作状况与HC、CO的排放有关;废气再循环(EGR)控制系统的工作状况与NOx的排放有关;三元催化转换装置(TWC)的工作温度、转化效率、使用寿命则影响HC、CO、NOx的排放量。
以上相关内容可以得出: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(包括电控燃油喷射系统、机械故障等)、点火正时不准或失火(主要是电控点火系统)、排放控制系统等。
三、尾气成分异常的原因分析
1、HC的读数高,说明燃油没有充分燃烧。气缸压力不足、发动机温度过低、油箱中油气蒸发、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。
2、CO的读数是零或接近零,只说明混合气充分燃烧;C0 的含量过高,表明燃油供给过多、空气供给过少,造成混合气过浓。多系燃油供给系统和空气供给系统有故障,如喷油嘴漏油、燃油压力过高、空气滤清器不洁净。其它方面问题,如活塞环胶结阻塞、曲轴箱强制通风系统受阻、点火提前角过大或水温传感器有故障等;C0的含量过低,则表明混合气过稀