汽车排放与故障诊断.ppt

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汽车排放与故障诊断汽车排放与故障诊断深圳职业技术学院深圳职业技术学院刘可湘刘可湘讲座提纲一、现代汽车故障诊断方法综述一、现代汽车故障诊断方法综述二、汽车排气中主要成份的成因二、汽车排气中主要成份的成因三、现代汽车的主要排放控制系统三、现代汽车的主要排放控制系统四、怎样从废气成份诊断汽车故障四、怎样从废气成份诊断汽车故障现代汽车故障诊断方法综述现代汽车故障诊断方法综述1、经验判断法2、仪器化验法3、自我诊断法4、计算机仿真分析法学习排放控制系统的意义学习排放控制系统的意义v在用车I/M制度即将实施I表示检测（Inspection）M表示维护（Maintenance）北京市实行I/M制度后汽修厂业务量增加了三倍v排放控制系统故障对发动机性能的影响对怠速稳定性的影响对加速性与动力性的影响对燃油经济性的影响v诊断与维修分家，七分诊断、三分修理。

v学习诊断技术是降低汽修厂成本的最佳途径汽车有哪些排放污染物汽车有哪些排放污染物?

vHC碳氢化合物vCO一氧化碳vNOX氮氧化合物v微粒碳烟汽车主要排放污染物的危害COCO浓度浓度浓度浓度（1010-6-6）对人体健康的影响对人体健康的影响对人体健康的影响对人体健康的影响510对呼吸道患者有影响30人滞留8h，视力及神经机能出现障碍40人滞留8h，出现气喘1201h接触，中毒，血液中CO-Hb5%2502h接触，头痛，血液中CO-Hb=40%5002h接触，剧烈心痛、眼花、虚脱300030min即死亡汽车主要排放污染物的危害NONO22浓度浓度浓度浓度（1010-6-6）对人体健康的影响对人体健康的影响对人体健康的影响对人体健康的影响1闻到臭味5闻到强臭味101510min眼、鼻、呼吸道受到刺激501min内人呼吸困难803min感到胸痛、恶心100150在3060min内因肺水肿而死亡250很快死亡汽车主要排放污染物的危害微粒直径微粒直径微粒直径微粒直径（mm）对人体健康的影响对人体健康的影响对人体健康的影响对人体健康的影响5常在鼻腔处受阻，不能深入呼吸道10可排出体外。

注：

柴油机的微粒直径大多0.3m，数量比汽油机高3060倍汽车主要排放污染物的危害HC排放的危害排放的危害v饱和烃的危害不大，不饱和烃的危害性很大v当甲醛、丙烯醛等醛类气体超过1ppm时，就会对眼、呼吸道和皮肤有强刺激作用；v浓度超过25ppm时，会引起头晕、呕吐、红白球减少、贫血；v超过1000ppm时，会急性中毒。

v苯并芘及硝基烯，是强致癌物。

vHC和NOx在强阳光照射下会生成臭氧和过氧酰基酸盐（PAN），即浅蓝色的光化学烟雾。

汽车主要排放污染物的危害OO33浓度浓度浓度浓度（1010-6-6）对人体健康的影响对人体健康的影响对人体健康的影响对人体健康的影响0.02开始嗅到臭味0.21h就感到胸紧0.20.536h视力下降11h会引起气喘，2h就感头痛510全身痛、麻卑引起肺气肿5030min即死亡柴油机与汽油机排放污染物的比较污染物污染物污染物污染物汽油机汽油机汽油机汽油机柴油机柴油机柴油机柴油机CO（%）0.10.60.050.5HC（10-6）20002001000NOx（10-6）200040007002000微粒（g/m3）0.0050.150.30汽车排气中主要成份的成因汽车排气中主要成份的成因污染物污染物vHC碳氢化合物vCO一氧化碳vNOX氮氧化合物v微粒碳烟本质原因本质原因v未燃烧（蒸发、淬冷层）v缺氧、还原v高温、富氧v雾化不良、过浓有害气体浓度与空燃比的关系有害气体浓度与空燃比的关系汽车主要的排气净化装置汽车主要的排气净化装置净化装置净化装置作用作用二次空气喷射与热反应器燃烧排气中残留的HC,CO进气加热与节气门缓冲器减少HC、CO的排放量三元催化转换器还原NOx氧化HC、CO废气再循环系统（EGR）降低NOx的含量曲轴箱强制通风装置减少HC排放量燃料蒸发控制装置减少HC排放量怎样通过废气成分判断故障怎样通过废气成分判断故障COHC故障现象可能原因正常高怠速不平稳1、点火故障：

点火不正时；火花塞积炭、短路或间隙不对；高压线开路或漏电。

2、进排气门或气缸漏气。

低高HC读数波动（怠速不平稳）1、真空管不密封：

如曲轴箱强制通风软管、废气再循环、进气歧管、节气门体、怠速控制阀、制动助力器等真空管路。

2、混合气过稀引起缺火。

高高排气冒黑烟（怠速不平稳）1、空气滤清器堵塞。

2、电控燃油喷射系统：

如压力调节器、回油管堵塞、水温传感器、ECU、喷油嘴、节气门位置传感器、空气流量计等有故障。

案例之一有一辆94款2.0排量的三菱格兰特，排放不合格，怠速不良，检查不出原因。

在有负荷状态下测试尾气勉强合格，HC为175ppm（标准为220ppm），CO为0.7（标准为1.2）。

但怠速时却多次检测不合格，HC为270350ppm，CO为1.33.5。

该汽修厂有一台二气体尾气分析仪。

修理厂量过汽缸压力，各缸压力正常,也做过汽缸功率平衡测试，各缸工作都正常。

而且，各个缸在断缸测试时，HC和CO值变化都一样。

根据以往维修这款车的经验，该厂技术人员认为点火线圈有间歇性故障。

但用示波器测试时却没发现问题。

这款车的点火线圈是一体的（价格不菲），所以拿不定主意。

因此他们又请人测试点火系统，以找出准确的原因。

经初步目视检查，无明显故障。

再用示波器检测点火系统，点火电压和火花持续时间都基本正常。

检测点火线圈和喷油嘴也显示正常。

而且没有故障码，氧传感器在怠速、有负荷、急开、急闭节气门时工作都正常（电压在0.10.9V之间变化）。

用五气体分析仪测得该车尾气曲线图。

以下是78秒时所记录的读数：

第一条曲线是碳氢化合物，读数为266ppm；第二条曲线是一氧化碳，读数为0.91%合格，但偏高；关键是第四条曲线，氧的读数为1.81%。

正常情况下，燃烧以后所剩余的氧应该小于l%，注意是燃烧以后所剩余的氧，必须排除排气系统中其它氧的来源，如二次空气喷射、排气系统漏气等等。

废气排放曲线图废气排放曲线图92秒刻度以后的尾气曲线图是将发动机提速到2000r/min，并保持这个转速所记录的，注意，读数稳定以后，碳氢勉强合格，大约200ppm，一氧化碳比怠速时低，大约0.73，氧下降至1。

这些读数意味着什么?

缺火或氧传感器漏气？

导致一氧化碳、氧和碳氢的读数高？

有负荷时，缺火现象通常会变得更严重，而排气系统漏气的影响则会在有负荷时变小。

怠速时堵住排气尾管（哇，真烫啊）。

发动机居然没有熄火，排气隔热罩下发出很大的咝咝声。

拆除排气隔热罩后，故障原因一目了然，排气歧管尽是裂纹（箭头所指之处）。

换了排气歧管后，一氧化碳降至0.1，碳氢降至35ppm，氧降至0.5，发动机怠速平稳。

尾气分析仪上氧的读数非常有用，从诊断二次空气喷射系统、催化转化器到发动机其它故障（排气系统漏气会稀释尾气的其它成份，但氧的含量会增高）。

有些技工看见一氧化碳和碳氢的读数低、氧含量在20，就认定车已修好，到最后才发现尾气检测的取样管掉出了排气管。

排气歧管处的裂纹案例之二一辆奥迪A6轿车，V6，2.8L发动机,怠速运转时轻微的抖动，加速迟缓。

故障检测a点火波形基本正常，但稍有不稳。

b尾气测量结果：

CO为0.3%0.5%，HC为200500，且在此范围内波动。

c用VAGl552故障诊断仪检查，无故障代码输出。

d用VAGl552进行数据流检测，发动机电控系统运行参数正常。

检测结果分析a根据对客户的询问和加速迟缓的症状，考虑先对喷油器进行清洗。

bCO值正常，HC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，其CO值应低于0.5%，HC应低于100。

而检测结果表明该车HC值高于此标准且有波动，从原厂标准考虑为不正常。

因此，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。

故障检修a清洗喷油器，观察各缸喷油器的雾化状态和流量的均匀性，均良好。

b进一步检查点火系统。

检查发现有一个缸的高压线有轻微短路（漏电）现象，为此更换高压线。

并因火花塞间隙偏大且已使用2万km，也同时更换。

c复检发现：

发动机抖动稍有改善，但未彻底消除；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的尾气检测口进行尾气检测。

结果左侧气缸排出尾气中CO值在0.5%左右，HC值在125左右（在催化转化器前测量，会比在排气尾管处测量值稍高），且波动极小；而右侧气缸排出尾气中CO值也在0.5%左右，但HC值却在125250，且时有波动。

因此问题应在右侧气缸中。

检查右侧气缸的高压线和火花塞，发现第2缸火花塞的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。

案例之三一辆1992年款装备5S-FE发动机的丰田佳美轿车，发动机怠速不稳，经常熄火。

故障检测无故障代码，仪表板上的发动机故障指示灯显示为正常。

用四气体尾气分析仪检测，检测结果如下：

HCCOCO2O2RPMTEMP2560.4614.62.56820801.12检测结果分析HC和O2都较高，这是空燃比失衡的一个重要特征；CO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。

综合分析表明：

该车发动机工作时的混合气偏稀，因此应从进气系统和供油系统着手进行故障检查。

故障检修对车辆进行检测发现：

真空管无漏气、错插现象；PCV阀密封良好，机油尺插口良好。

起动发动机，用化油器清洗剂在进气管垫和EGR阀周围喷雾，检查到EGR阀时，发现随着转速上升，怠速逐渐稳定，取下EGR阀，发现针阀周围有少量积碳、EGR阀通道上有很多积碳，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。

故障检修经对EGR阀进行彻底清洗，并换上新垫，起动发动机，一切恢复正常。

再次用尾气分析仪进行检测，结果如下：

HCCOCO2O2RPMTEMP500.2314.81.43880831.01所有数据都符合标准，故障排除。

从这个实例可以看出：

在对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。

案例之四一辆1992年款的奔驰S320直列六缸发动机怠速不稳，抖动厉害，加速正常。

故障检测该车采用LH-SFI电控燃油喷射系统，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。

用四气体尾气分析仪检测，经测试发现怠速时数据很不稳定。

第1组数据如下：

HCCOCO2O2RPMTEMP2683.614.83.4883830.424种气体的检测数值全都较高。

再次测试，第2组数据如下：

HCCOCO2O2RPMTEMP450.288.83.3883891.18检测结果分析将上述检测结果进行对比分析发现，HC和CO总是同时升高或降低，CO2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。

推测是喷油器脏污，导致喷油器针阀与阀座配合不密封，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4种气体的检测数据极不稳定。

故障检修用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，发现每个喷油器都有不同程度的脏堵，经过彻底清洗、装复试车，一切恢复正常。

从该故障的检修过程可以看出，在燃油系统的检查中，利用尾气分析仪可以使人们省去一些检修环节，如油压的测试，燃油泵、油压调节器和燃油滤清装置的检测。

应急修理时，在未做相关检查之前，就用尾气分析仪进行检测，可以在诊断一开始就找到故障点。

废气值与系统故障表废气值与系统故障表COHCCO2O2可能原因可能原因低高/变化低高间歇性失火低很高低高气缸压力很高很高/高低低混合比浓很低很高/高低很高/高混合比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阀漏气很低很低很低很高