汽车发动机尾气排放及在故障诊断中的应用

杨亚萍

0 引言

汽车发动机排放的尾气不仅仅影响着城市的大气环境，汽车排放的尾气中包含有害气体对人们的身体健康造成极大危害。汽车尾气的组成部分会根据发动机运行工况的不同而发生改变，通过尾气的监测可以分析发动机的运行工况、工作环境、性能等，同时可以检查发动机内部的运行情况。

1 尾气的主要成分与形成原因

汽车发动机推动汽车运行的主要动力来自空气与燃油，其在燃烧过程中产生的排放尾气有CO、固体悬浮颗粒物、CO2、碳氢（烃）与NOx以及SCN等。其中CO、碳氢与NOx是对环境和身体健康产生最大影响的3种[1]。

CO是在发动机内部空气不足或者其他原因造成不完全燃烧时产生的，是汽车尾气中成分最大的一项。

碳氢化合物是发动机废气中的未燃部分，同时包括供油系统油料的蒸发与滴漏等。

碳氧化合物是在发动机在有一定负荷时产生的，其中NO的比例占大部分，NO2只有少部分，其是N2在高温时燃烧形成的。

2 尾气排放与故障诊断的联系

由于发动机排放的尾气与发动机的运行工况有直接的联系，尾气成分能够显现出当前发动机工作性能的优劣。当发动机出现故障时，尾气中的一种或几种成分必定会出现异常，通过检测发动机在不同运行工况下，尾气中不同成分的配比，可以分析出其是否正常工作。如果不是正常工作，可以判断出其出现故障的位置或原因[2]。

(1)CO异常，CO浓度过高时，表明发动机运行中空气供给量不足或者燃油供给过多，燃油与空气供给系统出现故障。比如喷油嘴漏油、空气滤清器堵塞、点火提前角异常及水温传感器异常等。反之说明油气稀薄，可能出现的故障原因包括：EGR故障、真空泄露和油压过低等。

(2)HC异常，HC浓度过高时，说明燃烧不充分。可能出现的故障包括：传感器故障、发动机温度低、压力不足、点火时间不准确和喷油嘴故障等。

(3)CO2异常，CO2浓度的变化反应燃烧效率。燃烧完全时，

其浓度高，反之其浓度变低。汽车排放的尾气中CO2的浓度在13～16%。当浓度变低时，要根据其他排放物的浓度来判定油气的浓度。出现故障的原因包括：喷油嘴堵塞、EGR泄露、燃油滤芯长时间不换或油压低等，造成油气浓度变低。当空气滤清器脏，压力多高等，造成浓度过高。

3 尾气排放在故障诊断中的应用

故障现象：发动机怠速时不稳定，时常出现熄火现象。汽车自诊断系统检测，读取故障码为00 525，根据参考得出是氧传感器故障。

故障检测：对其进行检测是，检测结果显示信号电压变化频率达到8 Hz，变化范围在0～0.3 Hz与0.7～1.0 Hz，证明其没有出现故障。对于为其进行采样分析，分别得到碳氢化合物、CO、CO2与O2的数值为200×10-6，0.43%，14.6%与2.54%。

根据检测结果可以看出碳氢化合物与O2的浓度明显偏离正常值，但是从CO和CO2的浓度来说，油气已经充分燃烧，这表明发动机在工作时油气浓度稀薄，因此应该检查燃油与空气供给系统。

排除故障：通过检测得知，空气流量计的进气软管发生故障，供油系统一切正常。更换过软管之后通过再次对尾气进行检测，碳氢化合物为50×10-6，CO为0.23%，CO2为14.5%，O2为1.33%，数据恢复到正常值，故障消除。

4 结束语

通过汽车尾气不同成分的差异性与浓度的不同，可以判别汽车在不同工况下的运行情况及可能出现的故障。在当前的汽车故障诊断与维修行业中，通过尾气诊断故障仍然处于摸索过程中。现在，经过人们的不断努力，通过尾气排查故障，已经在一些故障诊断案例中得到成功运用。通过尾气诊断故障的不断发展，现代汽车维修行业必将迎来新的明天。

[1]马春阳.汽车尾气分析与发动机故障诊断[J].客车技术,2007(4):42-44.

[2]薛华.尾气分析在汽车故障检测诊断中的应用[J].中国科技信息,2006(8):321-321.