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1、尾气分析在汽车故障检测诊断中的应用1尾气分析的项目和基本规则n尾气分析尾气分析n不不仅仅是是检检查查排排放放污污染染物物治治理效果的唯一途径理效果的唯一途径n而而且且还还是是对对发发动动机机工工作作状状况及性能判定的重要手段况及性能判定的重要手段2n尾气分析n是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n其目的是对发动机的燃烧状况进行综合评价3n尾气分析主要分析内容n有混合气空燃比点火正时及催化转化器转化效率等n尾气分析主要分析的参数n一氧化碳（CO）n碳氢化合物（HC）n二氧化碳（CO2）n氧（02）n空燃比（A/F）或相对空燃比4尾气分析项目5废气
2、分析的基本规则n碳氢化合物(HC)和氧(02)的读数高n是由点火系统不良和过稀的混合气失火而引起n一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)高，二氧化碳(C02)、氧(02)低n表明发动机工作混合气很浓6n如果燃烧室中没有足够的空气(氧气)保证正常燃烧n通常情况下，C02的读数和CO、02的读数相反n燃烧越完全，C02的读数就越高，其最大值在13.5%14.8%之间，此时CO的读数应该是或接近0%7nO2的读数是最有用的诊断数据之一nO2的读数和其他3个读数一起，能帮助找出诊断问题的难点n通常，装有催化转换器的汽车的02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
3、8n如果02的读数小于1.0%n则说明混合气太浓，不利于很好的燃烧n如果02的读数超过2%n则说明混合气太稀n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 9n利用功率平衡试验(根据制造厂的使用说明)和四气体排气分析仪的读数，可以指出每个缸的工作状况。10n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n则证明每个缸都工作正常n如果只有一个缸的变化很小，而其他缸都一样n则表明这个缸点火或(和)燃烧不正常11尾气测试值与系统故障的判断分析 COHCCO2O2故障原因低很高低低间歇性失火低很高低低缸压
4、不正常很高 很高/高低低混合气浓12COHCCO2O2故障原因很低很高/高低很高/高混合气稀高低正常正常点火太迟低高正常正常点火太早变化变化低正常EGR阀泄漏很低很低很低很高空气喷射系统有故障低低低高排气管漏气13尾气分析仪在故障检测诊断中的应用n汽车尾气分析仪有两气、四气和五气等多种类型 n两气尾气分析仪n两气尾气分析仪是用来测量汽车尾气排放中CO和HC的。 14n但是如果一辆车的排气管或尾气分析仪的测量管路有泄漏n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，自然就不能反映尾气的真实浓度。15n目前国内所用的两气尾气分析仪绝大多数都不具有检查自身泄漏的功能n因此即使用两气
5、尾气分析仪测得的车辆尾气排放结果达标，空气中的有害物质仍不一定能得到控制 16四气尾气分析仪 n随着装有三效催化转化器和电子控制系统的汽车的增多，汽车的排放标准也更加严格n因此需要更精确地测量排气和诊断排放超标的原因。17n四气尾气分析仪不仅具备两气尾气分析仪的所有功能，而且还能进行故障诊断和分析n四气尾气分析仪除了测量CO和HC外，还能测最CO2和02、发动机油温、转速以及计算过量空气系数和空燃比A/F等18n所以四气尾气分析仪不仅可作为环保检测仪器使用，还可以作为发动机故障检测的辅助诊断工具。n这无疑将大大地提高汽车故障检测诊断的准确性，简化维修工序，加快检修速度19n通过对汽车排气中的H
6、C、CO、CO2和O2成因的深入了解n可以帮助人们熟练使用四气尾气分析仪n上述四种气体的成因如下： 20CO2：n当混合气充分燃烧时，CO2的浓度将达到峰值。不管是否装有三效催化转化器，峰值均为13.8%15%n在点火失灵或发动机故障被排除之后，通过C02的读数，便可以检测出混合气燃烧的好坏，当混合气变浓或变稀时，CO2值均会降低 尾气中CO2的浓度可反映出燃烧的效率。21O2n燃烧正常排气中应含有1%2%的O2nO2的读数小于l%说明混合气太浓nO2的读数大于2%表示混合气太稀n造成这种现象的原因很多，燃油滤芯太脏、燃油油压低、喷油器堵塞、真空泄漏、EGR阀泄漏等，都可能导致混合气过稀O2是
7、反映空燃比的最好指标22n如果混合气浓，02的读数就低，CO的读数就高n反之混合气稀，02的读数就高，CO的读数就低n若混合气偏向失火点，02的读数就会上升得很快，同时，CO值低，HC值高而且不稳定23HCnHC主要由燃烧室壁面的激冷而形成。HC的读数高则说明燃油没有充分燃烧导致HC读数过高的因素：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24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25COn混合气过浓将产生大量的CO，混合气过稀引起失火将生成过多HCn高CO表示燃油系统有故障，如混合气不洁净、活塞环胶结阻塞、燃油供应
8、太多、空气太少、点火太早等n如果电喷发动机的CO过高，很可能是喷油器漏油、油压过高或电控系统产生了故障 CO是因燃烧引起的26n为0.971.04，可以看成是理想的匹配n大于该值，说明空燃比过大,混合气过稀n小于该值，则为空燃比过小，混合气过浓n理想的空燃比为14.7。过量空气系数可以直观地告诉我们空燃比的情况27四气尾气分析仪还可提供发动机转速(RPM)和发动机温度(TEMP)作为故障诊断时的参考数据。28五五气气尾尾气气分分析析仪仪n当当CO和HC降低时n可能会引起尾气中氮氧化物（NOx）浓度的升高n为了监测Noxn就得有五分气尾气分析仪29n在四气尾气分析仪的基础上升级到五分气尾气分析仪
9、比较容易n四气尾气分析仪中的02传感器和五气尾气分析仪中的NOx传感器都是单纯的电化学传感器n因此只要在四气尾气分析仪中加上一个NOx传感器就可以方便地将四气尾气分析仪升级为五分气尾气分析仪 n n而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五五气气尾尾气气分分析析仪仪30n通过长期实践发现，尾气分析仪作为一种辅助诊断设备，确实是一种方便、快捷的检测工具，如果维修人员能够熟练地运用发动机原理，对混合气成因及燃烧过程进行深入分析，那么尾气分析仪一定会在汽车故障检测诊断中发挥很大的作用31尾气分析在汽车故障检测诊断中的应用实例n故障现象：故障现象：n丰田佳美5S-FE轿
10、车怠速不稳n四气尾气分析仪检测结果：HCCOCO2O2RPM TEMP256 0.4614.62.56820801.12132检测结果分析nHC和02都较高，这是空燃比失衡的一个重要特征nCO值较低，而CO2在峰值，这说明可燃混合气已充分燃烧，点火系统应该不会有什么问题；较高n综合分析表明，该车发动机工作时的混合气偏稀n因此,应从进气系统和供油系统着手故障检查。 33故障检修n检测发现真空管无漏气、错插现象;PCV阀密封良好;机油尺插口良好n起动发动机，用化油器清洗剂在进气管垫和EGR阀周围喷洒，检查EGR阀时，发现随着转速上升，怠速逐渐均匀。34n取下EGR阀，发现针阀周围有少量积炭、EGR
11、阀通道上有很多积炭,使针阀不能落入阀座，致使进气歧管的混合气被废气稀释，从而怠速不稳，发动机容易熄火n经对EGR阀进行彻底清洗，并换上新垫，起动发动机，一切恢复正常35故障排除后的尾气检测结果HCCOCO2O2RPM TEMP500.2314.81.43880831.01所有数据都在标准之内，故障排除。从这个故障检测诊断实例可以看出，在对有故障的车辆做完必要的常规检查之后，使用尾气分析仪可以很快发现故障的本质原因，缩小检修范围36故障现象n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 2故障检测用VAG1552微机故障检测仪检查，无故障代码输出。用VAG1552微机故障检测仪
12、进行数据流检测，发动机控制模块运行参数正常。点火波形基本正常，但稍有不稳37n尾气测量结果nCO约0.3%0.5%nHC为200l0-650010-6，且在此范围内波动。38检测结果分析：COCO值正常，值正常，HCHC值虽然符合排放污染物的限制值虽然符合排放污染物的限制标准，但该车装有氧传感器和催化转化器，标准，但该车装有氧传感器和催化转化器，其其COCO值应低于值应低于0.5%,HC0.5%,HC应低于应低于1001010010-6-6而检测结果表明该车HC值却高于此标准且有波动，从出厂标准考虑为不正常因此应考虑发动机可能有失火现象,应进一步检查点火系统是否有轻微断路或短路，特别是短路故障
13、39故障检修：n经检查发现：n有一个缸的高压线有轻微短路(漏电)现象，为此更换高压线。n因火花塞间隙偏大且已使用2万km，也同时更换n清洗喷油器，观察各缸喷油器的雾化状态和流量的均匀性40n复检发现n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n分析认为u故障仍可能是失火原因所致。41n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的尾气检测口(该口通常是用一个螺栓密封的)进行尾气检测。n结果发现n左侧气缸排出尾气的CO值在0.5%左右，HC值在12510-6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42n而右侧气缸排出尾气的CO值也在0
14、.5%左右，但HC值却在12510-625010-6且时有波动。因此问题应在右侧气缸中。n为此又检查了右侧气缸的高压线和火花塞，发现2缸的火花塞3个电极中有一个间隙过小。n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。43特别提醒n今后随着排放法规的日益严格，安装催化转化器的车型会越来越多，故在进行尾气测量时，应尽可能在催化转化器前方测量，这样更可能真实反映发动机的排放情况n同时还应将催化转化器前和后的测量结果加以比较，以便判断催化转化器的转化效率是否正常44n对装有OBD-系统的车型，可从读取的故障代码和数据参数中分析其催化转化器的转化效率。45n92款奔驰S320轿车发动机怠
15、速不稳、抖动严重 3故障现象故障检测该车采用LH-SFI电控燃油喷射系统系统，调取故障代码，为正常代码；用FLUKE-98测试点火二次波形，结果正常；用FLUKE-98对各缸气缸压力进行测试，均在标准之内，进气及真空系统不漏气。46n用四气尾气分析仪检测尾气，经测试发现怠速时数据很不稳定，第一组数据如下 HCCOCO2O2RPM TEMP2683.614.83.4883830.42HCCOCO2O2RPM TEMP450.288.83.3883891.18四种气体的检测数值全都较高，再次测试一组数据如下 47检测结果分析n n将上述检测结果进行对比分析发现n nHC和CO总是同时升高或降低，C
16、O2时高时低，燃烧效率很不稳定，剧烈变化，O2不能充分参与反应，数值一直较高，从而可以判定为混合气的形成与燃烧环境十分恶劣n n推测是喷油器堵塞、导致喷油器针阀与阀座配合不密，各缸喷油器在应该喷油时不喷油或少喷油，而在不需喷油时，却持续喷油，因而造成供油不正常，致使四气数据极不稳定 48n n再用FLUKE-98做喷油脉冲宽度实验，怠速时为3.5ms，在正常范围内，拆下各缸喷油器检查发现，果然每个喷油器都有不同程度的堵塞，经过彻底清洗、装复试车，一切恢复正常。 n n从上该故障的检修过程可以看出，尾气分析仪在燃油系统的检查中，可以使人们省去了一些检修环节。如油压的测试，汽油泵、油压调节器、燃油
17、滤清装置的检测。n n换个角度来考虑，假如在应急修理中，在末做相关检查之前，就用尾气分析仪进行检测，也许在诊断一开始就能找到故障点 49n奥迪100轿车V6 2.6L发动机严重抖动、加速无力、排气呛人 4故障现象用VAG1552诊断仪对发动机控制系统进行检测，存在故障代码，故障代码的含义是指右侧燃油自适应修正已达极限。故障检测50用VAG1552诊断仪对发动机控制系统进行数据流检测，发现左右两侧的燃油修正系数相差 过 大 ， 左 侧 为 0%3.8%， 而 右 侧 为10%12.9%。用发动机综合分析仪检查点火系统并进行气缸压力分析，发现第3缸点火波形的击穿电压较低，且该缸气缸压力偏低(因气缸
18、压力相差过大也会导致发动机抖动)。用尾气分析仪检测尾气发现：CO为0.9%1.3%，而HC高达280010-6290010-651检测结果分析 n根据前两项的检测结果，可认为右侧混合气过稀，控制电脑对右侧燃油系统进行连续加浓且已达到修正极限。n n但为判断是否由于右侧气缸氧传感器的信号导致这种结果，先对左右两侧的氧传感器信号及其对空燃比变化的反应、控制电脑对氧传感器信号变化的响应能力进行测试。n n为此认为地制造混合气过浓和过稀的状态，发现氧传感器和控制电脑的功能均正常。n n因此认为故障应是控制系统以外的原因导致的。 52n但HC过高则表示失火，因此可认为这种失火很可能是由于混合气过稀，超出着火界限所致。n但从尾气中的CO值看，实际混合气并不过稀，因此判断故障很可能是进气系统漏气所致。n根据后两项的检测结果，点火波形基本正常，可认为点火系统正常n进行实际气缸压力测量:发现第3缸气缸压力比其他缸低约l00kPa。 53故障检修n n在拆解到进气歧管时发现进气歧管垫的实际压合面只有1mm左右(应至少有4mm5mm)，其原因是进气歧管的安装面为V形，在先安装密封垫后，当再安装进气歧管时，由于不小心，使该垫下滑，从而减小了密封带，导致严重漏气。n即使燃油修正已到极限但仍无法完全补偿。第3缸气缸压力偏低是机械原因所致。将上述故障点彻底排除后试车故障排除。 54谢谢谢谢55
