汽車尾氣超標原因分析與解決辦法 高階工培訓用

2022-04-27 08:03:04 字數 4827 閱讀 7323

汽車尾氣超標原因分析與解決辦法(僅供參考)

汽車尾氣中含有一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化合物(nox)、二氧化硫、鉛、碳微粒和其他雜質粉塵等,這些物質對人類和整個生態環境危害極大,其中co、hc、nox及微粒是主要的有害排放物。由於汽車尾氣成分與發動機的工況有最直接的聯絡,所以通過汽車尾氣的檢測可初步分析發動機的工作狀況、效能好壞,可以檢查包括燃燒情況、點火能量、進氣效果、供油情況、機械情況等諸多方面。當發動機各系統出現故障時,尾氣中某種成分必然偏離正常值,通過檢測發動機不同工況下尾氣中不同氣體成分的含量,可判斷發動機故障所在的部位。

一、汽車尾氣成份分析

1、一氧化碳(co):co是燃料沒有完全燃燒的產物。co含量過高主要是混合氣濃時,由於空氣量不足引起可燃混合氣的不完全燃燒。

co含量過高表明燃油供給過多、空氣供給過少,燃油供給系統和空氣供給系統有故障,如空氣濾清器不潔淨、混合氣不潔淨、活塞環膠結阻塞、燃油**太多、空氣太少、點火提前角過大(點火太早)、曲軸箱通風系統受阻等。如果電噴發動機的co過高,很可能是噴油器漏油、油壓過高、水溫感測器和空氣流量計有故障或電控系統產生了故障。理論上,當混合氣空燃比≥14.

7:1時,即在氧氣充足情況下,排氣中將不含co而代之產生co2和未參加燃燒的o2。但現實中由於混合氣的分布並不均勻,總會出現區域性缺氧的情況,當空氣量不足,即混合氣空燃比≤14.

7:1時,必然會有部分燃料不能完全燃燒而生成co。比如發動機在怠速時,燃燒的混合氣偏濃,此時發動機工作迴圈中的氣體壓力與溫度不高,混合氣的燃燒速度減慢,就會引起不完全燃燒,使一氧化碳co的濃度增加。

發動機在加速和大負荷範圍工作、或點火時刻過分推遲時也會使尾氣中co的濃度增高。即使燃料和空氣混合很均勻,由於燃燒後的高溫,已經生成的co2也會有小部分被分解成co和o2。另外排氣中的h2和未燃烴hc也可能將排氣中的部分co2還原成co。

c0的含量過低,則表明混合氣過稀,故障原因有:燃油油壓過低、噴油嘴堵塞、真空洩漏、egr(廢氣再迴圈)閥洩漏等。

2、碳氫化合物(hc):hc是燃料沒有完全燃燒或沒有燃燒的產物,包括燃油、潤滑油及其裂解產物和部分氧化物的200多種複雜成份。hc的讀數高,說明燃油沒有充分燃燒。

hc偏高的原因是:

混合氣過稀:氣缸壓力不足、發動機溫度過低、混合氣由燃燒室向曲軸箱洩漏、燃油管洩漏、燃油壓力調節器損壞。

混合氣過濃:油箱中油氣蒸發、燃油回油管堵塞、燃油壓力調節器損壞。

點火正時不準確、點火間歇性不跳火、溫度感測器不良、噴油嘴漏油或堵塞、油壓過高或過低等因素都將導致hc讀數過高。

在裝有催化器的轎車上,如果發動機處於正常狀態,排氣中的hc讀數是很低的。如果乙個氣缸失火,氣缸中所有未燃汽油都進入排氣系統,會導致hc排放增加。混合氣過濃或過稀、點火不正時、 點火間歇性不跳火、溫度感測器不良、噴油器漏油或堵塞、油壓過高或過低等均會導致hc值上公升。

排氣中的hc是由未燃燒的燃料烴、不完全氧化產物以及燃燒過程中部分被分解的產物所組成。當混合氣過稀或缸內廢氣過多時會出現火焰傳播不充分,即燃燒室部分地區由於混合氣過稀或缸內殘餘廢氣過高而不能燃燒,出現斷火。這時,排氣中的hc濃度會顯著增加。

碳氫化合物總稱烴類,是發動機未燃盡的燃料分解產生的氣體,汽車排放汙染物中的未燃烴的20%-25%來自曲軸箱竄氣;20%來自化油器與燃油箱的蒸發;其餘55%由排氣管排出。

3、氮氧化合物(nox):nox主要成份是燃燒過程中形成的多種氮氧化合物。nox包含no、no2等多種氣體,主要指一氧化氮no和二氧化氮no2,它是由排氣管排出。

nox常常發生在高溫大負荷的情況下。它的產生第一要有足夠高的溫度(1000度以上),第二要有高壓,足夠大的壓力,第三要有多餘的氧才能反應,這三個條件任何乙個不滿足都不會產生氮氧化物。

過多的nox排放可能性最大的原因是egr閥工作不好造成的或者是氣缸裡面有熾熱點造成爆燃現象。當燃燒室內產生爆燃時,氣缸溫度大幅提高,這可能導致過多的nox排放。而氣缸的爆燃則可能是由於點火提前過大、燃燒室中的積碳和點火控制系統故障造成。

冷卻水溫度過高也會促成爆燃。試驗證明供給略稀的混合氣(空燃比≥15.5)會增大nox的排放量。

汽油機排出的氮氧化物中,no佔99%,而柴油機排出的氮氧化物中no2比例稍大。

4、微粒:微粒物質主要是化合物微粒及燃料沒完全燃燒生成的炭粒。尾氣呈黑色是混合氣太濃,排氣中有大量燃料沒完全燃燒生成的炭粒。

尾所呈白色是排氣中有大量水蒸氣,如在白煙中有汽油味則是某缸混合氣太濃,不能燃燒形成的油蒸氣(僅在冷起動時可能)。尾氣呈藍色則是有機油進入氣缸內參與燃燒。

二、汽車排放汙染物的途徑及成份主要有:

1、從排氣管排出的廢氣,主要成分是:一氧化碳co、碳氫化合物hc、氮氧化合物nox、so2以及鉛化物、微粒物(由碳煙、鉛氧化物等重金屬氧化物和菸灰等組成)和硫化物等;

2、曲軸箱竄氣,其主要成分是hc,還有少量的co、nox等;

3、從油箱、化油器浮子室以及油管接頭等處蒸發的汽油蒸氣,成分是hc。

三、汽車廢氣排放物的影響因素

1、空燃比對尾氣成分的影響

空燃比即空氣和燃油的比例,理論空燃比為14.7:1。高於理論空燃比是稀的經濟空燃比,低於理論空燃比是濃的功率空燃比。

co主要是混合氣濃時,由於空氣量不足引起可燃混合氣的不完全燃燒,co的排放量增大。co是汽油機尾氣中有害成分濃度最大的物質。

hc是未燃燃料、可燃混合氣不完全燃燒或裂解的碳氫化合物及少量的氧化反應的中間產物。混合氣過濃或過稀,均會使燃燒不良,導致hc的排放增多。

當空燃比為15.5:l附近燃燒效率最高時,nox生成量達到最大,混合氣空燃比高於或低於此值,nox的生成量都會減小。

發動機越接近完全燃燒,nox的生成量越多。相反,在發動機接近不完全燃燒,co生成量增多時,nox減少。

當空燃比小於14.7:1時(混合氣變濃),由於空氣量不足引起不完全燃燒,co、hc的排放量增大。空燃比越接近理論空燃比14.7:1,燃燒越完全,hc、co的值越低。

當空燃比超過16.2:1時(混合氣變稀),由於燃料成分過少,用通常的燃燒方式已不能正常著火,產生失火,使未燃hc大量排出。

過濃或過稀的空燃比都會降低燃燒速度和燃燒溫度,使no的生成量都有所下降。

2、點火正時對尾氣成分的影響

點火提前角對co的排放沒有太大影響,但對hc和nox的影響較大,過分推遲點火會使co沒有時間完全氧化而引起co排放量增加,但適度推遲點火可減小co排放。實際上當點火時間推遲時,為了維持輸出功率不變需要開大節氣門,這時co排放明顯增加。隨著點火提前角的推遲,hc的排放降低,主要是因為增高了排氣溫度,促進了co和hc的氧化。

隨著點火提前角的增大,hc和nox生成物都會急劇增加,其原因與燃燒時的速度、壓力、溫度等有關,當點火提前角增大到一定值後,由於燃燒時間過短,hc和nox生成量便有所下降。當然,正確的調整點火正時是非常必要的,過遲的點火提前角會使發動機動力下降,油耗增大,工作不穩。

3、發動機轉速和負荷的影響

由於nox是高溫燃燒時的生成物,當發動機的轉速和負荷提高時,使氣缸的燃燒溫度公升高,nox生成量隨之增大,co和hc的生成量稍有增加,但影響較小。

對co來說,空燃比不變,功率輸出的大小對co排放沒有影響。

當空燃比和轉速保持不變,並按最大功率調節點火提前角時改變負荷對hc的排放影響不大。

發動機負荷小時,可使nox排放濃度下降。

轉速的變化對co的排放濃度沒有多少影響。

轉速公升高時,hc的排放有明顯的降低。

對於不同空燃比的混合氣、轉速下,nox生成速度有不同的影響。稀混合氣,在轉速提高時,nox的生成速度減小。濃混合氣提高轉速時,nox的生成速度有所增大。

在任何負荷和轉速下,加大點火提前角,均使nox排放增加。

急加速時,co、 hc 、nox增加。

4、溫度與co、 hc、 nox 關係

發動機冷態時,co量增加,hc增加, nox減少。

冷卻水溫達到正常(如80-90℃)時,nox的生成量增多。

四、故障排除

車輛的使用保養、燃油質量以及環境條件等許多因素都會影響汽車的排放狀況。主要有以下幾大類因素:

(1)車輛與燃料特性:如發動機的型別和技術、尾氣曲軸箱蒸發排放控制系統、發動機的機械狀態和保養情況、汽車空調的使用情況、車用燃料的特性和品質等等。

(2)車輛的執行特性:如使用規律、駕駛習慣、交通堵塞的程度、交通的管理模式。

造成汽車一氧化碳、碳氫化物排放不合格的原因和故障主要表現在:發動機工況不良、空氣濾清器未及時更換、空燃比調整不良、化油器故障、火花塞和高壓線故障、怠速調整不良等等。

尾氣不合格的主要原因就是混合氣過濃或過稀。建議檢查高壓線電阻不能過大;再查火花塞,間隙是否偏大;接著拆下噴油嘴檢測霧化狀態及密封情況;還要檢查三元催化器和氧感測器是否出現故障,造成排放中的各項數值均不達標。如果進氣系統和發動機燃燒室內積存了大量的積碳,積碳將在汽缸內形成多處明火,使汽缸內出現多點點火的現象,混合氣在相對短的時間內快速爆燃,汽缸內的燃燒溫度公升高,容易促進氮氧化物的生成。

建議徹底清洗進氣系統和發動機內部的積碳;還可以將點火正時延遲

一些也會使氮氧化物的排放減少。由於點火時間推遲,在燃燒室內的燃燒時間將縮短,燃燒最高溫度降低,使排出的碳氫和氮氧化物減少。但將會導致發動機功率的下降。

但過分推遲點火,也會使co在燃燒室內沒有時間完全氧化,而引起排放量增加。

故障排除可以從以下幾方面入手:

1、關閉點火開關,檢查空氣濾芯是否太髒;如果太髒,則應更換;如果空氣濾芯正常,則進行下一步。

2、電噴發動機是否漏氣。

3、檢查各缸噴油器的工作情況。

4、檢查各缸的點火情況。

5、檢查發動機各感測器的工作情況。

★車輛進氣系統、排氣系統、燃油系統過髒:

這種情況一般情況下出現在車輛還比較新,但是檢測結果卻超標,或者超標並不嚴重隻超了百分之幾或零點幾,這種情況說明我們的車輛的尾氣處理系統即三元催化器和氧感測並沒有出現大的問題,造成尾氣超標的原因大多因為車輛三大系統過髒。只要發動機正常,尾氣超標是進、排氣系統出了問題,對燃油系統的進氣道,噴油嘴及節氣門要定期清洗,三元催化器是排氣系統的關鍵部件,所以必須定期清洗三元催化器、否則會造成三元催化器積炭堵塞失效,導致尾氣排放超標。

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