汽车尾气超标原因分析与解决办法

1 机动车尾气超标原因分析与解决办法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 碳微粒和其他杂质粉尘等 这些物质对人类和整个生态环境危害极大 其中 CO HC NOx 及微粒是主要的有害排放物 由于汽车尾气成分与发动 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 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的含量 可 判断发动机故障所在的部位 一 汽车尾气成份分析一 汽车尾气成份分析 1 1 一氧化碳 一氧化碳 CO CO 是燃料没有完全燃烧的产物 CO 含量过高主 要是混合气浓时 由于空气量不足引起可燃混合气的不完全燃烧 CO 含量过高表明燃油供给过多 空气供给过少 燃油供给系统和空气 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 如果电喷发动机的 CO 过高 很可能是喷油器漏油 油压过高 水 温传感器和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 和未参加燃烧的 O2 但现实中由于混合气的分布并不均匀 总会出现局部缺 氧的情况 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 燃烧的混合气偏浓 此时 发动机工作循环中的气体压力与温度不高 混合气的燃烧速度减慢 就会引 起不完全燃烧 使一氧化碳 CO 的浓度增加 发动机在加速和大负荷范围工 2 作 或点火时刻过分推迟时也会使尾气中 CO 的浓度增高 即使燃料和空气 混合很均匀 由于燃烧后的高温 已经生成的 CO2也会有小部分被分解成 CO 和 O2 另外排气中的 H2和未燃烃 HC 也可能将排气中的部分 CO2还原成 CO C0 的含量过低 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 碳氢化合物 HC HC 是燃料没有完全燃烧或没有燃烧的产物 包括燃油 润滑油及其裂解产物和部分氧化物的 200 多种复杂成份 HC 的 读数高 说明燃油没有充分燃烧 HC 偏高的原因是 偏高的原因是 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 在装有催化器的轿车上 如果发动机处于正常状态 排气中的 HC 读数 是很低的 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 排气中的 HC 是由未燃烧的燃料烃 不完全氧化产物以及燃烧过程中部分被 分解的产物所组成 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 3 火 这时 排气中的 HC 浓度会显著增加 碳氢化合物总称烃类 是发动机未燃尽的燃料分解产生的气体 汽车排 放污染物中的未燃烃的 20 25 来自曲轴箱窜气 20 来自化油器与燃油 箱的蒸发 其余 55 由排气管排出 3 3 氮氧化合物 氮氧化合物 NOx NOx 主要成份是燃烧过程中形成的多种氮氧 化合物 NOx 包含 NO NO2等多种气体 主要指一氧化氮 NO 和二氧化氮 NO2 它是由排气管排出 NOX 常常发生在高温大负荷的情况下 它的产生 第一要有足够高的温度 1000 度以上 第二要有高压 足够大的压力 第 三要有多余的氧才能反应 这三个条件任何一个不满足都不会产生氮氧化物 过多的过多的 NOx 排放可能性最大的原因是排放可能性最大的原因是 EGR 阀工作不好造成的或者是 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 这可能导致过多的 NOx 排放 而气缸的爆燃则可能是由于点火提前过 大 燃烧室中的积碳和点火控制系统故障造成 冷却水温度过高也会促成爆 燃 试验证明供给略稀的混合气 空燃比 15 5 会增大 NOx 的排放量 汽 油机排出的氮氧化物中 NO 占 99 而柴油机排出的氮氧化物中 NO2比例 稍大 4 4 微粒 微粒 微粒物质主要是化合物微粒及燃料没完全燃烧生成的炭粒 尾气呈黑色是混合气太浓 排气中有大量燃料没完全燃烧生成的炭粒 尾所 呈白色是排气中有大量水蒸气 如在白烟中有汽油味则是某缸混合气太浓 不能燃烧形成的油蒸气 仅在冷起动时可能 尾气呈蓝色则是有机油进入 气缸内参与燃烧 4 二 汽车排放污染物的途径及成份主要有 二 汽车排放污染物的途径及成份主要有 1 从排气管排出的废气 主要成分是 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和烟灰等组成 和硫化物等 2 曲轴箱窜气 其主要成分是 HC 还有少量的 CO NO 等 3 从油箱 化油器浮子室以及油管接头等处蒸发的汽油蒸气 成分是 HC 三 三 汽车废气排放物的影响因素汽车废气排放物的影响因素 1 1 空燃比对尾气成分的影响 空燃比对尾气成分的影响 空燃比即空气和燃油的比例 理论空燃比为 14 7 1 高于理论空燃比 是稀的经济空燃比 低于理论空燃比是浓的功率空燃比 CO 主要是混合气浓时 由于空气量不足引起可燃混合气的不完全燃烧 CO 的排放量增大 CO 是汽油机尾气中有害成分浓度最大的物质 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 混合气过浓或过稀 均会使燃烧不良 导致 HC 的排放 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 的生成量都会减小 发动机越接近完全燃烧 NOx 的生成量越多 相反 在发动机接近不完全燃烧 CO 生成量增多时 NOx 减少 5 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 的排放量增大 空燃比越接近理论空燃比 14 7 1 燃烧越完 全 HC CO 的值越低 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 的燃烧方式已不能正常着火 产生失火 使未燃 HC 大量排出 过浓或过稀的空燃比都会降低燃烧速度和燃烧温度 使 NO 的生成量都 有所下降 2 2 点火正时对尾气成分的影响 点火正时对尾气成分的影响 点火提前角对 CO 的排放没有太大影响 但对 HC 和 NOx 的影响较大 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 随着点火提前角的推迟 HC 的 排放降低 主要是因为增高了排气温度 促进了 CO 和 HC 的氧化 随着点火提前角的增大 HC 和 NOx 生成物都会急剧增加 其原因与燃 烧时的速度 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 和 NOx 生成量便有所下降 当然 正确的调整点火正时是非 常必要的 过迟的点火提前角会使发动机动力下降 油耗增大 工作不稳 3 3 发动机转速和负荷的影响 发动机转速和负荷的影响 由于 NOx 是高温燃烧时的生成物 当发动机的转速和负荷提高时 使 气缸的燃烧温度升高 NOx 生成量随之增大 CO 和 HC 的生成量稍有增加 但影响较小 对 CO 来说 空燃比不变 功率输出的大小对 CO 排放没有影响 当空燃比和转速保持不变 并按最大功率调节点火提前角时改变负荷对 6 HC 的排放影响不大 发动机负荷小时 可使 NOx 排放浓度下降 转速的变化对 CO 的排放浓度没有多少影响 转速升高时 HC 的排放有明显的降低 对于不同空燃比的混合气 转速下 NOx 生成速度有不同的影响 稀混 合气 在转速提高时 NOx 的生成速度减小 浓混合气提高转速时 NOx 的 生成速度有所增大 在任何负荷和转速下 加大点火提前角 均使 NOx 排 放增加 急加速时 CO HC NOx 增加 4 4 温度与温度与 CO HC NOx 关系关系 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 的生成量增多 四 故障排除四 故障排除 车辆的使用保养 燃油质量以及环境条件等许多因素都会影响汽车的排 放状况 主要有以下几大类因素 1 车辆与燃料特性 如发动机的类型和技术 尾气曲轴箱蒸发排放控制 系统 发动机的机械状态和保养情况 汽车空调的使用情况 车用燃料的特 性和品质等等 2 车辆的运行特性 如使用规律 驾驶习惯 交通堵塞的程度 交通 的管理模式 造成汽车一氧化碳 碳氢化物排放不合格的原因和故障主要表现在 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 7 花塞和高压线故障 怠速调整不良等等 尾气不合格的主要原因就是混合气过浓或过稀 尾气不合格的主要原因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和氧传感器是否出现故障 造成排放中的各项数值 均不达标 如果进气系统和发动机燃烧室内积存了大量的积碳 积碳将在汽 缸内形成多处明火 使汽缸内出现多点点火的现象 混合气在相对短的时间 内快速爆燃 汽缸内的燃烧温度升高 容易促进氮氧化物的生成 建议彻底 清洗进气系统和发动机内部的积碳 还可以将点火正时延迟一些也会使氮氧化物的排放减少 由于点火时间 推迟 在燃烧室内的燃烧时间将缩短 燃烧最高温度降低 使排出的碳氢和 氮氧化物减少 但将会导致发动机功率的下降 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 故障排除可以从以下几方面入手 1 关闭点火开关 检查空气滤芯是否太脏 如果太脏 则应更换 如果 关闭点火开关 检查空气滤芯是否太脏 如果太脏 则应更换 如果 空气滤芯正常 则进行下一步 空气滤芯正常 则进行下一步 2 电喷发动机是否漏气 电喷发动机是否漏气 3 检查各缸喷油器的工作情况 检查各缸喷油器的工作情况 4 检查各缸的点火情况 检查各缸的点火情况 5 检查发动机各传感器的工作情况 检查发动机各传感器的工作情况 车辆进气系统 排气系统 燃油系统过脏 车辆进气系统 排气系统 燃油系统过脏 8 这种情况一般情况下出现在车辆还比较新 但是检测结果却超标 或者超 标并不严重只超了百分之几或零点几 这种情况说明我们的车辆的尾气处理 系统即三元催化器和氧传感并没有出现大的问题 造成尾气超标的原因大多 因为车辆三大系统过脏 只要发动机正常 尾气超标是进 排气系统出了问 题 对燃油系统的进气道 喷油嘴及节气门要定期清洗 三元催化器是排气 系统的关键部件 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 发机机是否正常 简单检查可做到 取下火花塞看有无机油 很干净说 明点火正常 发动机没有窜油 加大油门时观察 运转是否平稳有力 如果 以上检查没问题即正常 解决方案解决方案 拉高速拉高速 高速对清洗发动机的油路和气缸有相当大的作用 原因是发动机高速运 转时 供油量加大 燃油的流速也加大 有助于把油路中污垢和杂质冲刷出 去 达到清洗的效果 而且由于活塞的高速运动 汽缸内温度更高 气流进 出气门的流量和速度也很高 燃烧会更加充分 有利于清除气门的积碳 使 堵塞的通道变得顺畅 所以 拉过高速后 发动机的动力会有所增强 这是 不言而喻的 三元催化器中毒 三元催化器中毒 三元催化转换器安装在汽车排气系统内 其作用是减少发动机排出的大 部分废气污染物 可除去 HC 碳氢化合物 CO 一氧化碳 和 NOx 氮氧化 合物 三种主要污染物质的 90 是最重要的机外净化装置 当废气经过净化 器时 它可将汽车尾气排出的 CO HC 和 NOx 等有害气体通过氧化和还原 作用转变为无害的二氧化碳 水和氮气 由于这种催化器可同时将废气中的 9 各种主要有害物质转化为无害物质 故称三元 这些氧化反应和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 使用了含铅的燃油添加剂或硫 磷 锌含量超 标的机油添加剂 就会使磷 铅等物质覆盖于三元催化转换器的催化层表面 阻止废气中的有害成分与之接触而失去催化作用 这就是人们常说的三元催 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 三元催化器中毒是汽车尾气超标的最主要原因 三元催化器中毒是汽车尾气超标的最主要原因 燃油标号低 油质差 燃油标号低 油质差 标号低 油质差的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 燃油含硫量高 硫吸附在氧传感器和三元催化器表面 不仅造成三元中 毒失效 还给汽车动力带来一系列问题 在影响尾气达标的原因中机油是不可忽视的一方面 旧机油由于品质的 下降或者由于机油里边的含杂量太多 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 随着机油的蒸汽一块排到 三元催化器里 长时间以后会把三元催化器的表面金属的颗粒给它堵死 会 降低排放效果 也就是三元催化器中毒 而尾气中携带的沉积物 比如来自 机油中的灰分 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 必须对润滑油的性能提出更高的 要求 将机油对三元催化器的影响降至最低 才能满足目前的排放要求 另 10 外要定期更换机油 在选购机油时尽量选择高级别的机油 对于自身的环保 也是有利的 道路拥堵严重 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的一氧化 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 减速状况下行驶也是造成三元失效的主要原因 解决方案解决方案 尾气超标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的活性 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 最彻底的解决方案就是更换新 的三元催化器 氧传感器损坏 氧传感器损坏 尾气超标不一定就是三元催化器中毒 氧传感器损坏也是一个重要的且 容易被忽视的原因 在使用三元催化转换器以减少排气污染的发动机上 氧 传感器是必不可少的元件 由于混合气的空燃比一旦偏离理论空气燃烧比例 三元催化剂对 CO HC 和 NOx 的净化能力将急剧下降 故在排气管中安装 氧传感器 用以检测排气中氧的浓度 并向 ECU 发出反馈信号 再由 ECU 控制喷油器喷油量的增减 从而将混合气的空燃比控制在理论值附近 由于氧传感器也是由陶瓷制成 也是比较容易损坏的 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 的判断了 解决方案解决方案 11 一般氧传感损坏就直接更换 由于氧传感起着空燃比控制的作用 使得 燃油的燃烧更加充分 一旦氧传感器损坏 油耗会明显上升 所以更换坏的 氧传感器对车辆的燃油经济性有着不可忽略的作用 汽车老化汽车老化 这种情况就很难解决了 汽车各个部件都已经老化 车辆的各个部件的效 率都下降了 五 汽车尾气检测结果分析五 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的故障 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可能的故障 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 12 偏低偏低偏低偏低偏高催化转化器之后的排放物泄漏 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 和 O2的读数高 是由点火系统不良和过稀的混合气失火而引起 CO HC 高 CO2 O2低 表明发动机工作混合气很浓 通常情况下 CO2的读数和 CO O2的读数相反 燃烧越完全 CO2的 读数就越高 如果混合气浓 O2的读数就低 CO 的读数就高 反之混合气 稀 O2的读数就高 CO 的读数就低 若混合气偏向失火点 O2的读数就会 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 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则证明每个缸都工作正常 如果只有一个缸的 变化很小 而其他缸都一样 则表明这个缸点火不正常或燃烧不正常 如果一辆车的排气管或尾气分析仪的测量管路有泄漏 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 O2的值将上升 O2的读数是最有用的诊断数据之一 O2的读数和其他 3 个读数一起 能帮助找出诊断问题的难点 通常 装有催化转换器的汽车的 O2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 如果 O2的读数小于 1 0 则说明混合气太浓 不利于很好的燃烧 如果 O2 的读数超过 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 13 参照上表 再配合相应的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 相信能快速的诊断电控汽油喷射发动机故障 六 六 尾气检测注意事项尾气检测注意事项 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 前两种是汽车年检时的检测方法 在维修时 我们使用普通测试来 实时测试发动机尾气成份的变化 现在的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 在催化器前的排气管上通常有一个 用螺栓堵住的专用的取样孔 可拆下螺栓 把尾气分析仪的探头从此插入 装有二次空气喷射的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的汽车 如果催化剂工作正常 会使 CO 和 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的排气或在 EGR 阀的排气口检测 必要时 使空气泵和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 案例分析七 案例分析 案例一 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 进行数据流和点火波形检测 运行参数正常 点火波形也基本正常 14 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 260 10 6 500 10 6 间变化 初步分析是混合气过稀 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 火的可能性被排除 可能是点火系统的故障 进一步检查电子点火系统 当 检查到右侧汽缸的高压线和火花塞时 发现一个缸的高压线短路 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 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 故障