汽车尾气超标原因分析与解决办法.doc

机动车尾气超标原因分析与解决办法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、碳微粒与其她杂质粉尘等，这些物质对人类与整个生态环境危害极大，其中CO、HC、NOx及微粒就是主要得有害排放物。由于汽车尾气成分与发动机得工况有最直接得联系，所以通过汽车尾气得检测可初步分析发动机得工作状况、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得含量，可判断发动机故障所在得部位。一、汽车尾气成份分析1、一氧化碳（CO）：CO就是燃料没有完全燃烧得产物。CO含量过高主要就是混合气浓时，由于空气量不足引起可燃混合气得不完全燃烧。CO含量过高表明燃油供给过多、空气供给过少，燃油供给系统与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。如果电喷发动机得CO过高，很可能就是喷油器漏油、油压过高、水温传感器与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与未参加燃烧得O2。但现实中由于混合气得分布并不均匀，总会出现局部缺氧得情况，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，燃烧得混合气偏浓，此时发动机工作循环中得气体压力与温度不高，混合气得燃烧速度减慢，就会引起不完全燃烧，使一氧化碳CO得浓度增加。发动机在加速与大负荷范围工作、或点火时刻过分推迟时也会使尾气中CO得浓度增高。即使燃料与空气混合很均匀，由于燃烧后得高温，已经生成得CO2也会有小部分被分解成CO与O2。另外排气中得H2与未燃烃HC也可能将排气中得部分CO2还原成CO。C0得含量过低，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就是燃料没有完全燃烧或没有燃烧得产物，包括燃油、润滑油及其裂解产物与部分氧化物得200多种复杂成份。HC得读数高，说明燃油没有充分燃烧。HC偏高得原因就是：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。在装有催化器得轿车上，如果发动机处于正常状态，排气中得HC读数就是很低得。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。排气中得HC就是由未燃烧得燃料烃、不完全氧化产物以及燃烧过程中部分被分解得产物所组成。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，排气中得HC浓度会显著增加。碳氢化合物总称烃类，就是发动机未燃尽得燃料分解产生得气体，汽车排放污染物中得未燃烃得20-25来自曲轴箱窜气；20来自化油器与燃油箱得蒸发；其余55由排气管排出。3、氮氧化合物（NOx）：NOx主要成份就是燃烧过程中形成得多种氮氧化合物。NOx包含NO、NO2等多种气体，主要指一氧化氮NO与二氧化氮NO2，它就是由排气管排出。NOX常常发生在高温大负荷得情况下。它得产生第一要有足够高得温度（1000度以上），第二要有高压，足够大得压力，第三要有多余得氧才能反应，这三个条件任何一个不满足都不会产生氮氧化物。过多得NOx排放可能性最大得原因就是：EGR阀工作不好造成得或者就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，这可能导致过多得NOx排放。而气缸得爆燃则可能就是由于点火提前过大、燃烧室中得积碳与点火控制系统故障造成。冷却水温度过高也会促成爆燃。试验证明供给略稀得混合气（空燃比15、5）会增大NOx得排放量。汽油机排出得氮氧化物中，NO占99，而柴油机排出得氮氧化物中NO2比例稍大。4、微粒：微粒物质主要就是化合物微粒及燃料没完全燃烧生成得炭粒。尾气呈黑色就是混合气太浓，排气中有大量燃料没完全燃烧生成得炭粒。尾所呈白色就是排气中有大量水蒸气，如在白烟中有汽油味则就是某缸混合气太浓，不能燃烧形成得油蒸气（仅在冷起动时可能）。尾气呈蓝色则就是有机油进入气缸内参与燃烧。二、汽车排放污染物得途径及成份主要有：1、从排气管排出得废气，主要成分就是：一氧化碳CO、碳氢化合物HC、氮氧化合物NO、SO2以及铅化物、微粒物（由碳烟、铅氧化物等重金属氧化物与烟灰等组成）与硫化物等；2、曲轴箱窜气，其主要成分就是HC，还有少量得CO、NO等；3、从油箱、化油器浮子室以及油管接头等处蒸发得汽油蒸气，成分就是HC。三、汽车废气排放物得影响因素1、空燃比对尾气成分得影响空燃比即空气与燃油得比例，理论空燃比为14、7：1。高于理论空燃比就是稀得经济空燃比，低于理论空燃比就是浓得功率空燃比。CO主要就是混合气浓时，由于空气量不足引起可燃混合气得不完全燃烧，CO得排放量增大。CO就是汽油机尾气中有害成分浓度最大得物质。HC就是未燃燃料、可燃混合气不完全燃烧或裂解得碳氢化合物及少量得氧化反应得中间产物。混合气过浓或过稀，均会使燃烧不良，导致HC得排放增多。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得生成量都会减小。发动机越接近完全燃烧，NOx得生成量越多。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得排放量增大。空燃比越接近理论空燃比14、7:1，燃烧越完全，HC、CO得值越低。当空燃比超过16、2:1时（混合气变稀），由于燃料成分过少，用通常得燃烧方式已不能正常着火，产生失火，使未燃HC大量排出。过浓或过稀得空燃比都会降低燃烧速度与燃烧温度，使NO得生成量都有所下降。2、点火正时对尾气成分得影响点火提前角对CO得排放没有太大影响，但对HC与NOx得影响较大，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。随着点火提前角得推迟，HC得排放降低，主要就是因为增高了排气温度，促进了CO与HC得氧化。随着点火提前角得增大，HC与NOx生成物都会急剧增加，其原因与燃烧时得速度、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与NOx生成量便有所下降。当然，正确得调整点火正时就是非常必要得，过迟得点火提前角会使发动机动力下降，油耗增大，工作不稳。3、发动机转速与负荷得影响由于NOx就是高温燃烧时得生成物，当发动机得转速与负荷提高时，使气缸得燃烧温度升高，NOx生成量随之增大，CO与HC得生成量稍有增加，但影响较小。对CO来说，空燃比不变，功率输出得大小对CO排放没有影响。当空燃比与转速保持不变，并按最大功率调节点火提前角时改变负荷对HC得排放影响不大。发动机负荷小时，可使NOx排放浓度下降。转速得变化对CO得排放浓度没有多少影响。转速升高时，HC得排放有明显得降低。对于不同空燃比得混合气、转速下，NOx生成速度有不同得影响。稀混合气，在转速提高时，NOx得生成速度减小。浓混合气提高转速时，NOx得生成速度有所增大。在任何负荷与转速下，加大点火提前角，均使NOx排放增加。急加速时，CO、 HC 、NOx增加。4、温度与CO、 HC、 NOx 关系发动机冷态时，CO量增加，HC增加, NOx减少。冷却水温达到正常（如80-90）时，NOx得生成量增多。四、故障排除车辆得使用保养、燃油质量以及环境条件等许多因素都会影响汽车得排放状况。主要有以下几大类因素： （1）车辆与燃料特性：如发动机得类型与技术、尾气曲轴箱蒸发排放控制系统、发动机得机械状态与保养情况、汽车空调得使用情况、车用燃料得特性与品质等等。（2）车辆得运行特性：如使用规律、驾驶习惯、交通堵塞得程度、交通得管理模式。造成汽车一氧化碳、碳氢化物排放不合格得原因与故障主要表现在：发动机工况不良、空气滤清器未及时更换、空燃比调整不良、化油器故障、火花塞与高压线故障、怠速调整不良等等。尾气不合格得主要原因就就是混合气过浓或过稀。建议检查高压线电阻不能过大；再查火花塞，间隙就是否偏大；接着拆下喷油嘴检测雾化状态及密封情况；还要检查三元催化器与氧传感器就是否出现故障，造成排放中得各项数值均不达标。如果进气系统与发动机燃烧室内积存了大量得积碳，积碳将在汽缸内形成多处明火，使汽缸内出现多点点火得现象，混合气在相对短得时间内快速爆燃，汽缸内得燃烧温度升高，容易促进氮氧化物得生成。建议彻底清洗进气系统与发动机内部得积碳；还可以将点火正时延迟一些也会使氮氧化物得排放减少。由于点火时间推迟，在燃烧室内得燃烧时间将缩短，燃烧最高温度降低，使排出得碳氢与氮氧化物减少。但将会导致发动机功率得下降。但过分推迟点火，也会使CO在燃烧室内没有时间完全氧化，而引起排放量增加。故障排除可以从以下几方面入手：1、关闭点火开关，检查空气滤芯就是否太脏；如果太脏，则应更换；如果空气滤芯正常，则进行下一步。2、电喷发动机就是否漏气。3、检查各缸喷油器得工作情况。4、检查各缸得点火情况。5、检查发动机各传感器得工作情况。车辆进气系统、排气系统、燃油系统过脏：这种情况一般情况下出现在车辆还比较新，但就是检测结果却超标，或者超标并不严重只超了百分之几或零点几，这种情况说明我们得车辆得尾气处理系统即三元催化器与氧传感并没有出现大得问题，造成尾气超标得原因大多因为车辆三大系统过脏。只要发动机正常，尾气超标就是进、排气系统出了问题，对燃油系统得进气道，喷油嘴及节气门要定期清洗，三元催化器就是排气系统得关键部件，所以必须定期清洗三元催化器、否则会造成三元催化器积炭堵塞失效，导致尾气排放超标。发机机就是否正常，简单检查可做到：取下火花塞瞧有无机油、很干净说明点火正常，发动机没有窜油，加大油门时观察，运转就是否平稳有力，如果以上检查没问题即正常。解决方案-拉高速高速对清洗发动机得油路与气缸有相当大得作用。原因就是发动机高速运转时，供油量加大，燃油得流速也加大，有助于把油路中污垢与杂质冲刷出去，达到清洗得效果。而且由于活塞得高速运动，汽缸内温度更高，气流进出气门得流量与速度也很高，燃烧会更加充分，有利于清除气门得积碳，使堵塞得通道变得顺畅。所以，拉过高速后，发动机得动力会有所增强，这就是不言而喻得。三元催化器中毒：三元催化转换器安装在汽车排气系统内，其作用就是减少发动机排出得大部分废气污染物，可除去HC(碳氢化合物)、CO(一氧化碳)与NOx(氮氧化合物)三种主要污染物质得90%，就是最重要得机外净化装置。当废气经过净化器时，它可将汽车尾气排出得CO、HC与NOx等有害气体通过氧化与还原作用转变为无害得二氧化碳、水与氮气。由于这种催化器可同时将废气中得各种主要有害物质转化为无害物质，故称三元。这些氧化反应与还原反应只有在温度达到250时才开始进行。如果汽油或润滑油添加剂选用不当，使用了含铅得燃油添加剂或硫、磷、锌含量超标得机油添加剂，就会使磷、铅等物质覆盖于三元催化转换器得催化层表面，阻止废气中得有害成分与之接触而失去催化作用，这就就是人们常说得三元催化器“中毒”。闭环电喷发动机很容易产生进气系统、燃烧室沉积物，氧传感器，三元催化器积炭过多中毒失效，三元催化器堵塞，EGR(废气再循环系统)阀阻塞卡滞等问题，导致发动机空燃比反馈控制三元催化净化系统不能正常工作，尾气排放超标。三元催化器中毒就是汽车尾气超标得最主要原因： 燃油标号低、油质差：标号低、油质差得燃油由于不完全燃烧会吸附在三元催化器表面，时间一长便会使三元中毒失效。燃油含硫量高：硫吸附在氧传感器与三元催化器表面，不仅造成三元中毒失效，还给汽车动力带来一系列问题。 在影响尾气达标得原因中机油就是不可忽视得一方面。旧机油由于品质得下降或者由于机油里边得含杂量太多，导致密封变差。如果机油里含杂量太高， 包括含磷含硫金属颗粒太多，会随着燃烧、随着机油得蒸汽一块排到三元催化器里，长时间以后会把三元催化器得表面金属得颗粒给它堵死，会降低排放效果，也就就是三元催化器中毒。而尾气中携带得沉积物，比如来自机油中得灰分，也会覆盖在催化器表面、阻碍或者降低催化效率， 因此，为了保证三元催化器持久稳定地发挥功能，必须对润滑油得性能提出更高得要求，将机油对三元催化器得影响降至最低，才能满足目前得排放要求；另外要定期更换机油，在选购机油时尽量选择高级别得机油，对于自身得环保也就是有利得。道路拥堵严重：汽车开开停停会使燃油不完全燃烧而产生大量得一氧化碳，它极易吸附在三元催化剂活性表面造成三元中毒失效，所以汽车长期在低速、加速、减速状况下行驶也就是造成三元失效得主要原因。 解决方案尾气超标就是因为燃烧室沉积物，氧传感器，三元催化器积炭过多中毒失效，只要三元催化器活性未丧失，没有完全堵塞，对三元催化器进行清洗，就可恢复三元催化器得活性，通过对喷油嘴及节气门清洗保养，一般来说经过保养就可达标。一旦发生三元催化器中毒，最彻底得解决方案就就是更换新得三元催化器。氧传感器损坏： 尾气超标不一定就就是三元催化器中毒，氧传感器损坏也就是一个重要得且容易被忽视得原因，在使用三元催化转换器以减少排气污染得发动机上，氧传感器就是必不可少得元件。由于混合气得空燃比一旦偏离理论空气燃烧比例，三元催化剂对CO、HC与NOx得净化能力将急剧下降，故在排气管中安装氧传感器，用以检测排气中氧得浓度，并向ECU发出反馈信号，再由ECU控制喷油器喷油量得增减，从而将混合气得空燃比控制在理论值附近。由于氧传感器也就是由陶瓷制成，也就是比较容易损坏得，损坏严重时一般可以通过电脑检测出来，但损坏不严重时电脑无法检测出来就需要专业人员得判断了。解决方案一般氧传感损坏就直接更换。由于氧传感起着空燃比控制得作用，使得燃油得燃烧更加充分，一旦氧传感器损坏，油耗会明显上升，所以更换坏得氧传感器对车辆得燃油经济性有着不可忽略得作用。汽车老化：这种情况就很难解决了，汽车各个部件都已经老化，车辆得各个部件得效率都下降了。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得故障：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可能得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得排放物泄漏；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与O2得读数高，就是由点火系统不良与过稀得混合气失火而引起。CO、HC高， CO2、O2低，表明发动机工作混合气很浓。通常情况下，CO2得读数与CO、O2得读数相反。燃烧越完全，CO2得读数就越高。如果混合气浓，O2得读数就低，CO得读数就高；反之混合气稀，O2得读数就高，CO得读数就低；若混合气偏向失火点，O2得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与CO2得读数都下降，HC与O2得读数都上升，且上升与下降得量都一样则证明每个缸都工作正常。如果只有一个缸得变化很小，而其她缸都一样，则表明这个缸点火不正常或燃烧不正常。如果一辆车得排气管或尾气分析仪得测量管路有泄漏，那么所检测得就就是被外部空气稀释得尾气，CO与HC得测量值将降低，O2得值将上升。O2得读数就是最有用得诊断数据之一。O2得读数与其她3个读数一起，能帮助找出诊断问题得难点。通常，装有催化转换器得汽车得O2得读数应该就是1、0%2、0%，说明发动机燃烧很好，只有少量末燃烧得O2通过气缸。如果O2得读数小于1、0%，则说明混合气太浓，不利于很好得燃烧。如果O2得读数超过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，再配合相应得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，相信能快速得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。前两种就是汽车年检时得检测方法。在维修时，我们使用普通测试来实时测试发动机尾气成份得变化。现在得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（在催化器前得排气管上通常有一个用螺栓堵住得专用得取样孔，可拆下螺栓，把尾气分析仪得探头从此插入）。装有二次空气喷射得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得汽车，如果催化剂工作正常，会使CO与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得排气或在EGR阀得排气口检测。必要时，使空气泵与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。进行数据流与点火波形检测，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26010-650010-6间变化。初步分析就是混合气过稀，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得可能性被排除，可能就是点火系统得故障。进一步检查电子点火系统，当检查到右侧汽缸得高压线与火花塞时，发现一个缸得高压线短路，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：CO 4、6%、HC 356 ppm、CO2 13、6% 、 O2 0、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：导致混合气浓得因素较多，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2300不变，证明已损坏。更换新件后，喷油脉宽在2、4ms，故障排除。因为进气温度信号就是喷油修正信号，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：CO 0、34%、HC 45 ppm、CO2 14、8% 、 O2 1、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V6 2、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200500 ppm，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：有一个缸得高压线有轻微短路(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，观察各缸喷油器得雾化状态与流量得均匀性。复检发现：发动机抖动稍有改善，但末彻底消除；尾气检查HC值下降不大，并仍有波动。分析认为：故障仍可能就是失火原因所致。为了进一步诊断故障，分别在左右两侧排气歧管氧传感器旁边得尾气检测口(该口通常就是用一个螺栓密封得)进行尾气检测。结果发现：左侧气缸排出尾气得CO值在0、5%左右，HC值在125 ppm左右(因在催化器前测量，其值会比在排气尾管测量值稍高)，且波动极小。而右侧气缸排出尾气得CO值也在0、5%左右，但HC值却在125250 ppm且时有波动。因此问题应在右侧气缸中。为此又检查了右侧气缸得高压线与火花塞，发现2缸得火花塞3个电极中有一个间隙过小。经调整后，重新安装，故障完全消除，尾气检测值也符合出厂标准。阜新鹏城机动车排气检测有限公司