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汽车年审如何通过汽车尾气排放检测环保标准
时间:2010-09-15 10:54来源:影东汽车服务 作者:影东小顺 点击: 291次
汽车年审如何通过汽车尾气排放检测环保标准
1、汽车尾气排放物与空然比的关系·
排放状态与发动机的燃烧直接相关。通常有3种排放物被加以限制，CO, HC或THC, NOX，从图1可看到CO, co"HC, NOX及O：与空燃比A/F的关系。

概括地讲：
    ·当A/F等于理论空嫌比（化学计算值）时，HC最低。这是因为嫌油在燃烧过程中基本完全燃烧。偏浓或偏稀的混合气或点火问题均会因嫌烧未完成而增加HC,
    ·当A/F接近理论空燃比（化学计算值）时，因有足够的氧，且不易形成积
碳，使CO最低。这是由于在理论空燃比处燃烧比较彻底，比理论空燃比浓的混
合气将导致CO增加，而较稀的混合气对CO影响较小。    ，当A/F接近理论空燃比（化学计算值）时，C02最高。当混合气变浓或稀时，co,均会降低。
    ·当A/F接近理论空燃比（化学计掉值）时，OZ接近0。由于绝大多数OZ在漱烧过程被燃烧。当混合气变浓时，OZ减少，而混合气变稀时，OZ增加。
    ·当A/F（空燃比）非常浓或稀时，一混合气稍稀且发动机在一定负荷下，NOX最高。
数据分析说明：
·理论空，比CO和O，相等，CO，反映燃烧效率。在理论空燃比处最高，在稀或浓时均降低。NO,无EGR时，在有负荷下典型的读值约1700~2500ppm．当有EGR时，读数约500一l000ppm,
    ·稀空嫌比：高的HC表示混合气过稀或失火。02比HC能更好反映混合气过稀或失火高的OZ反映空燃比过稀。当CO或HC最低时，NOX最高。
    ·浓空燃比：低的O2表示混合气浓，高的CO通常表示混合气比理论空燃比浓，高的HC通常表示由于点火不足或有部分未燃烧而存在过A的未燃燃油，常见原因是点火系统故障、真空泄漏或混合气问题。
    ·空燃比过稀将引起发动机功率不足；在某些速度失火，气门和活塞烧损，缸筒拉伤．易产生爆震或砰砰声。空燃比稍稀将导致油耗降低．排放较低。发动机功率稍有减低有爆震的轻微趋向。空燃比稍浓将引起发动机功率最高，排放较高，油耗高．爆震趋向较低。空燃比过浓会导致发动机功率降低排放高。油耗很高：爆震趋向很低。
表1介绍了五气体尾气分析仪各读值间的相互关系和常见故障原因，内容是在断开空气喷射系统下获得的。（注： L=低，M=中等程度，H=高）

几种与排放相关的排放控制装置
   1．曲轴箱通风
强制曲轴箱通风系统有2种，一种是欧洲车型常用的固定量孔式，另一种是美国及一些亚洲车型上常用的PCV阀典型的PCV阀式曲轴箱通风系统如图2：

它们都是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阀进人进气歧管，再进入燃烧室参与燃烧，避免将未燃气体（HC）直接排入大气中。对不同年代或不同发动机的流量标定是不同的，若安装不正确会导致排放不合格和发动机性能不良。
当通风系统被堵塞或卡滞在关闭位置时，曲轴箱的压力会增高，导致发动机机油泄漏，且混合气会变浓。若通风系统泄漏或PCV阀卡滞在打开位置或过度磨损，则会导致进气歧管真空度下降。对化油器车辆会造成怠速混合气过稀；对使用MAF系统的汽油喷射车辆也会造成混合气过稀，而对于使用MAP系统的汽油喷射车辆则会造成混合气浓。
·检查内容：在PCV阀系统正确连接的情况下，读取CO和0,值，然后断开PCV阀进气口，在盘孔或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读值。co值应降低，02值应增加．若无变化，应清洗PCV系统，或按要求进行修理。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，02应降低，若读值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中的数据来分析（如空气流量，歧管压力，发动机的负荷等参数）。
2.碳罐．
早期叫燃油蒸发系统， HC排放中碳罐约占20--25%，曲轴箱占20％多，其余部分归入尾气中，新车型中多个认证实验均于碳罐有关。进入碳罐的HC将吸附在活性碳颗粒表面，过滤后通过滤网再排到大气中，避免了HC对大气的污染。
碳罐的工作原理和故障：发动机启动后，空气上行至罐内，而将活性碳中的HC托付出来。进人进气管后参与燃烧。如果滤网阻塞，空气无法进人，大量HC聚集在碳罐内。当进气管燃烧时就可能吸入油箱的油而导致混合气失控。而油箱液面过低时，负压可能将油箱底吸起，堵住油泵口导致汽油泵烧毁。
3.EGR系统
大气中约有78％的氮气（N2）和21%的氧气（02）。在燃烧室温度达到2000一25000F（约1000 C）时，形成氮氧化物（NOx ），其中主要是NO，还有一些NO2统称为NOx。实际上在燃烧过程中主要形成NO，而在排气过程中，由于添加的氧气（O,）而形成NO2。虽然NOX不会影响发动机的性能，但某些可防止NOx形成的装置会影响发动机的性能，当其功能不正常时，还会导致CO和HC的增加。
EGR是废气再循环系统，目的是降低NOx。在发动机怠速和全负荷状态下，EGR不工作，而在通常负荷情况下，EGR均将参与废气循环。
a、影响NOx的因素
EGR会冲淡和稀释进人缸内的混合气，降低燃烧室温度，减小火焰传播速度。在40一50km/h车速稳定行驶时，5%的EGR可减少40%以上的NOx 10％的EGR可减少80％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）。
·配气相位会影响进气的状态和燃烧室的温度，如同EGR的作用一样。
·点火正时：在任何运转状态下，增加点火提前和负荷，将会增加NOx.
·进气歧管真空的降低将提高发动机负荷和燃烧室温度，降低剩余废气的含量和燃烧时间，从而提高最大循环的温度，导致NO,的增加。相反，歧管真空的增加将降低发动机的负荷和燃烧室温度，增加剩余废气的含量和燃烧时间，从而降低最大循环的温度，导致NOx的减少。
·发动机转速增加，由于涡流的影响将提高火焰传播速度，从而减小每循环的热损失，提高了实际压缩比、燃烧温度和燃烧压力。当混合气较浓时，燃烧加快，导致NO,增加；而当混合气较稀时，由于燃烧速度降低，减少了NO,的形成。
·进气温度：高的进气温度将提高NOx
·冷却液温度冷却液温度高将提高
汽缸和气体的温度，从而增加NOx。过高或过低的冷却液温度将引起汽缸和燃烧室沉积物的形成，提高高了实际压缩比，也会增加NOx浓度。
·积碳：燃烧室积碳减小了燃烧室的容积，提高了实际压缩压力和混合气的温度，增加NOx浓度。
·燃油的辛烷值：低辛烷值燃油由于爆震导致燃烧失控，也会增加NOx浓度。
·混合气：稀的发动机状态：若发动机有爆震声，表示发动机工作在稀的状态，会增加NOx浓度。若混合气和排气  和排气过稀，催化转化器虽可降低CO和HC，但不能降低NOx浓度。
稀的发动机状态：浓的混合气和高的CO会掩盖NOx的问题。当发动机内部由于过浓而形成积碳以及由于对过浓状态的修正，导致稀燃状态也会增加NOx的形成。
混合气和排气过浓：催化转化器虽可降低NOx，但不能降低HC和CO浓度。
·催化转化器工作正常的催化转化器可减少NOx，但当混合气和排气过浓时，催化转化器虽可降低NOx，但不能降低HC和CO浓度。当混合气和排气过稀时，催化转化器虽可降低CO和HC，但不能降低全部NOx浓度。
·湿度：混合气湿度增加，由于减低了燃烧室内的最大火焰温度，也会减少NOx的形成。
·空气泵的工作减速时若空气泵压力超过催化器内的压力，由于空气被泵入催化器（正常时是切换至大气中）导致空气的回流，减少了催化器的有效部分，也将导致NOx增加。
·喷油器问题：在多点喷射发动机上，若一个汽缸喷油器阻塞，将导致该缸在较稀状态工作，提高了汽缸温度，增加NOx浓度。由于此时其他汽缸还正常，在排气尾管测量的NOx值仅稍有提高．
b, EGR系统的监侧（机械和电气）
位置监测一位置传感器（福特车）；温度监测一温度传感器（日本车和韩国车），压力监测一压力传感器(DPFE或PFE)。
压力传感器监测方式：发动机怠速时，用手或合适的工具提升EGR阀，发动机怠速应不稳甚至失速。因在怠速时，EGR系统不工作，不能检测EGR系统的状态。可用ASM工况方式进行检查，即在一定负荷、一定车速下检查未断开和断开EGR系统下的NO读值，并进行比较。若前后读值一样或差别很小，说明EGR未正常工作。
4、二次空气系统（美国车及部分欧洲车）
二次空气系统在压力升至5psi（合34.5kPa）时将新鲜空气泵人排气系统用于降低CO和HC。这些附加的O2进人热的废气中继续燃烧，降低尾管处CO和HC。该燃烧发生在然烧室外。该系统包括一个由皮带驱动的空气泵、空气旁通或切换阀、防止反喷的单向阀以及连接  管路，结构如图所示。

      当该系统正常工作时，HC, CO, CO,读值降低，而O2读值升高。因此在监测尾气时，应将空气泵的工作因素考虑进去。某些空气系统在某些状态会将泵入的空气切换至空滤或大气中，可能或导致错误的检测结果，因此应对被检系统的工作原理有所了解。
检查：a．在发动机1500r/min时记录尾气的读值．b．断开空气管出口处胶管，并用适当工具卡住以堵住出口，记录此时的尾气读值。c．当空气泵工作时，O2的读值应比断开空气泵时高约3~8%。当断开或堵塞空气泵时，O2应降低，而CO,HC, CO：应升高。
5、催化转化器
在发动机的控制和改进达到一定排放水平时，如要满足进一步严格的排放法规，就必须使用催化转化器。通常汽油机和柴油机所用的催化转化器是不同的。汽油机早期的催化转化器仅是两效（两床）的，即仅对CO和HC加以处理。随着各国排放法规的严格和对NOx的限制，现在都采用三效催化转化器（三元催化转换器）。

它是在封装的壳体内烧结或安装一定形状，如陶瓷蜂窝状，金属等载体，再根据匹配的发动机，在载体上涂刷不同含A的贵金属铂（Pt）、把(Pd)及佬(Rh)的水涂层，即催化剂。其中Pt负责HC和CO的氧化，Rh负责NO,的还原。催化剂是一种能改变化学反应速率而本身的质A和组成在化学反应前后保持不变的物质。当排气通过催化转化器时，在这些催化剂的催化作用下，CO和HC与O2发生化学反应（被称为氧化反应），使HC生成H2O, CO变成CO2，而NOx被还原为O2和N2。催化转化器的转化效率对A/F变化十分敏感，只有在理论空燃比附近才会保持较高的效率。
转化效率与空燃比的关系：

从上图中可看出，在理论空燃比附近时，各污染物的转化效率均比较高：当向浓（贫氧）侧偏离理论空燃比时，各污染物的转化效率均降低，其中CO和HC表现更加明显．当向稀（富氧）侧偏离理论空燃比时，CO和HC的转化效率都很高，而NO,的转化效率却明显下降。
催化转换器的匹配应注意以下几点：
催化转化器与发动机特性的匹配；催化转化器与电子控制燃油喷射系统的匹配。催化转化器与进排气系统的匹配。催化转化器的流动特性改善与优化设计；催化转化器与燃料和润滑油的匹配；催化转化器与整车设计的匹配。
催化器的检测和诊断：由于安装了催化器，用通常的两气分析仪很难诊断发动机的故障。因为CO和HC经催化转化后都与直接燃烧后不同，故需要4或5气尾气分析仪。下面仅介绍一些催化器和控制系统的简单诊断方法。（若单纯诊断发动机的燃烧状态，最好在催化器前方测量，这样可更好的接近实际燃烧结果）。

·废气分析诊断：定期检测，对比数值，若有明显恶化，应对催化剂进行进一步检查，或用冷、热车怠速的方法检查各值的不同，若几乎一样，则表示催化器可能不良。
·排气温度测量诊断：在催化器进、出口分别测盘温度，一般两者应相差20一100℃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量。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。
·车载控制系统诊断（OBDII )
利用空燃比的反馈控制、氧传感器（前、后）工作状态，以及失火监测等方法。，具体见网站汽车服务网
下面是利用主、副氧传感器系统的诊断判断催化器状态的方法。若前后氧传感器的波形变化频率接近，则表示催化器可能不良。
另外应注意当催化器不良时，往往会提高排气背压，影响发动机性能。经验数据是当发动机在2000一2500r/min时，排气背压应不大于2psi (I psi = 6. 89kPa,下同)，一般在0.5一1.5 psi。
6、空燃比氧传感器
A/F传感器被设计在理论空燃比处，无电流流过，此时检测电路产生的电压为3.3V（根据结构）。当混合气浓时，由于排气中只残留很少的氧，将产生一个负的电流，检测电路将产生一个低于3.3V的电压。当混合气稀时，由于排气中残留较多的氧，将产生一个正的电流，检测电路将产生一个高于3.3V的电压