畢業(yè)論文尾氣分析在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷中的應(yīng)用

目錄摘要………………………2第一章緒論………………31.1尾氣分析的基本概念……………31.2尾氣分析在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷中應(yīng)用的背景………………3第二章尾氣分析概述……………………32.1尾氣的主要成分及尾氣分析參數(shù)………………32.2汽車尾氣排放物的影響因素…………………42.2.1空燃比對(duì)尾氣成分的影響………………42.2.2點(diǎn)火正時(shí)對(duì)尾氣成分的影響……………42.2.3發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷對(duì)尾氣成分的影響…………5第三章尾氣與發(fā)動(dòng)機(jī)故障之間的關(guān)系…………………63.1發(fā)動(dòng)機(jī)不同工況下發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排放濃度值……63.2發(fā)動(dòng)機(jī)各部分技術(shù)狀況與尾氣成分間的關(guān)系…63.3尾氣分析的基本結(jié)論……………7第四章尾氣分析在發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷中應(yīng)用的實(shí)例分析………………84.1實(shí)例1……………84.2實(shí)例2……………84.3實(shí)例3……………94.4實(shí)例4……………9結(jié)束語………………………10參考文獻(xiàn)……………………11 摘要論文題目：尾氣分析在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷中的應(yīng)用汽車尾氣成分與發(fā)動(dòng)機(jī)的工況有著密切聯(lián)系，所以通過汽車尾氣的檢測(cè)可初步分析發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況、性能好壞。更為重要的是，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)各系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，尾氣中某種成分必然偏離正常值，通過檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)不同工況下尾氣中不同氣體成分的含量，可判斷發(fā)動(dòng)機(jī)故障所在的部位。在多種排放成分中HC是未燃燃料、可燃混合氣不完全燃燒或裂解的碳?xì)浠衔锛吧倭康难趸磻?yīng)的中間產(chǎn)物。CO主要來自在空氣不足的情況下可燃混合氣的不完全燃燒，是汽油機(jī)尾氣中有害成分濃度最大的物質(zhì)。CO2是可燃混合氣燃燒的產(chǎn)物，它能夠反映出燃燒的效率。尾氣分析法就是通過對(duì)汽車尾氣中的CO，HC，CO2和O2等排放成分作為主要分析參數(shù)來對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)故障進(jìn)行診斷的一種方法。關(guān)鍵詞：尾氣分析故障診斷第一章緒論1.1尾氣分析的基本概念尾氣分析是在發(fā)動(dòng)機(jī)不同工作狀況下，通過檢測(cè)廢氣中不同成分氣體的含量來判斷發(fā)動(dòng)機(jī)各系統(tǒng)故障的方法。其目的是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒狀況進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。1.2尾氣分析在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷中應(yīng)用的背景在汽車發(fā)展的早期，人們主要是通過有經(jīng)驗(yàn)的維修人員發(fā)現(xiàn)汽車的故障并作有針對(duì)性的修理。即過去人們常講的“望”〔眼看)、“聞”(耳聽)、“切”(手摸)方式。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，特別是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，汽車檢測(cè)技術(shù)也飛速發(fā)展?；谶@幾年對(duì)本地區(qū)汽車維修企業(yè)和維修人員的調(diào)查,目前人們已能依靠各種先進(jìn)的儀器設(shè)備，如汽車故障診斷儀、示波器、紅外線測(cè)溫儀等設(shè)備對(duì)汽車進(jìn)行不解體檢測(cè)，而且安全、迅速、準(zhǔn)確。但是將汽車尾氣分析應(yīng)用于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷中上還是很少，尾氣分析大都還是環(huán)保部門做檢查環(huán)保，對(duì)修理廠修車用的不是很多。然而這種方法的運(yùn)用是對(duì)車的動(dòng)力、經(jīng)濟(jì)和排放整體的一個(gè)綜合檢測(cè)，對(duì)它的檢測(cè)結(jié)果分析可知汽車總體性能和技術(shù)狀況。尾氣分析不僅是檢查排放污染物治理效果的唯一途徑，而且還是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)工作狀況及性能判定的重要手段。第二章尾氣分析概述2.1尾氣的主要成分及尾氣分析參數(shù)根據(jù)燃燒理論，進(jìn)入汽車燃燒室的成分是空氣和燃油，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)可燃混合氣在燃燒過程中產(chǎn)生汽車排放尾氣中含有一氧化碳、碳?xì)浠衔?、氮氧化合?NOx)、二氧化硫、鋁、碳微粒和其他雜質(zhì)粉塵等，這些物質(zhì)對(duì)人類和整個(gè)生態(tài)環(huán)境危害極大，另外含有CO2、H20、O2等氣體。由于尾氣成分與發(fā)動(dòng)機(jī)的工況有最直接的聯(lián)系，所以通過汽車尾氣的檢測(cè)可初步分析發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀況、性能好壞，可以檢查包括燃燒情況、點(diǎn)火能量、進(jìn)氣效果、供油情況、機(jī)械情況等諸多方面。更為重要的是，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)各系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，尾氣中某種成分必然偏離正常值，通過檢測(cè)發(fā)動(dòng)機(jī)不同工況下尾氣中不同氣體成分的含量，可判斷發(fā)動(dòng)機(jī)故障所在的部位。尾氣分析主要內(nèi)容有混合氣空燃比、點(diǎn)火正時(shí)及催化器轉(zhuǎn)化效率等，主要分析的參數(shù)有CO、HC、CO2和氧（O2），還有空燃比（A/F）或相對(duì)空燃比（λ）。汽車尾氣排放物的影響因素汽車尾氣中CO、HC和NOx三種有害氣體的影響因素比較多，主要為可燃混合氣的空燃比，點(diǎn)火提前角、發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷和轉(zhuǎn)速以及發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)等?？杖急葘?duì)尾氣成分的影響HC是未燃燃料、可燃混合氣不完全燃燒或裂解的碳?xì)浠衔锛吧倭康难趸磻?yīng)的中間產(chǎn)物。CO主要來自在空氣不足的情況下可燃混合氣的不完全燃燒，是汽油機(jī)尾氣中有害成分濃度最大的物質(zhì)。CO2是可燃混合氣燃燒的產(chǎn)物，它能夠反映出燃燒的效率。隨著空燃比的增加，CO的排放濃度逐漸下降，HC的排放濃度兩頭高、中間低，CO2的排放濃度中間高、兩頭低。當(dāng)空燃比小于14.7:1時(shí)（混合氣變濃），由于空氣量不足引起不完全燃燒，CO、HC的排放量增大?？杖急仍浇咏碚摽杖急?4.7:1，燃燒越完全，HC、CO的值越低，O2越接近于零，而CO2的值越高（最大值在13.5%~14.8%之間）。而當(dāng)混合氣空燃比超過16.2:1時(shí)（混合氣變?。?，由于燃料成分過少，用通常的燃燒方式已不能正常著火，產(chǎn)生失火，使未燃HC大量排出。在理論空燃比附近，CO曲線有一個(gè)拐點(diǎn)，當(dāng)A/F減少時(shí)，可燃混合氣過濃，燃油無法充分燃燒，CO生成物便急劇增加；當(dāng)A/F增大時(shí)，氧含量充足，燃油可以充分燃燒，使CO生成量減少，而且比較穩(wěn)定。點(diǎn)火正時(shí)對(duì)尾氣成分的影響點(diǎn)火提前角對(duì)CO的排放沒有太大影響，但對(duì)HC和NOx的影響較大，過分推遲點(diǎn)火會(huì)使CO沒有時(shí)間完全氧化而引起CO排放量增加，但適度推遲點(diǎn)火可減小CO排放。實(shí)際上當(dāng)點(diǎn)火時(shí)間推遲時(shí)，為了維持輸出功率不變需要開大節(jié)氣門，這時(shí)CO排放明顯增加。隨著點(diǎn)火提前角的推遲，HC的含量降低，主要是因?yàn)樵龈吡伺艢鉁囟?，促進(jìn)了CO和HC的氧化，也由于減小了燃燒室內(nèi)的激冷面積。火提前角對(duì)CO的生成量影響不大，但對(duì)HC和NOx的影響較大。4.2實(shí)例2一輛北京現(xiàn)代索納塔2.O，冷機(jī)啟動(dòng)困難，隨著溫度的升高發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)抖動(dòng)現(xiàn)象，行駛時(shí)加速無力。讀取故障代碼和數(shù)據(jù)流，一切正常。但用尾氣分析儀檢查，CO為0.23%，HC高達(dá)1100×10-6，CO2為13.2%、O2為2.35%。HC、O2的數(shù)值偏高，一般是由點(diǎn)火不良或混合氣過稀失火而引起的。對(duì)點(diǎn)火系統(tǒng)部件進(jìn)行全面檢查，未發(fā)現(xiàn)異常。于是，重點(diǎn)檢查供油系。首先檢測(cè)燃油壓力，檢測(cè)結(jié)果正常；逐缸進(jìn)行斷油試驗(yàn)，將1、4缸斷油時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速無明顯下降，推斷1、4缸噴油器可能處于堵塞狀態(tài)。換上兩個(gè)新的噴油器，發(fā)動(dòng)機(jī)工作恢復(fù)正常，冷機(jī)啟動(dòng)迅速、熱機(jī)工作穩(wěn)定、加速有力，尾氣中HC下降至150×10-6。本例是由于噴油器堵塞，使實(shí)際噴入1、4缸的燃油量偏少，從而造成兩缸混合氣過稀而失火，致使發(fā)動(dòng)機(jī)工作失常。4.3實(shí)例3一輛桑塔納2000GSi，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)，經(jīng)常熄火。調(diào)取故障代碼，顯示為00525，表明氧傳感器有故障。對(duì)氧傳感器進(jìn)行檢測(cè)，信號(hào)電壓在0~0.3V和0.7~1.0V之間變化,且變化頻率達(dá)到8Hz以上，這說明氧傳感器正常。用四氣尾氣分析儀進(jìn)行檢測(cè)，HC、CO、CO2、O2分別為250×10-6、0.43%、14.6%、2.54%。由此看出HC和O2都較高，這是空燃比嚴(yán)重偏離正常值的一個(gè)重要特征。CO值較低而CO2在最大值，說明可燃混合氣已充分燃燒，點(diǎn)火系統(tǒng)正常。綜合分析表明，該車發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)混合氣偏稀，因此應(yīng)從空氣供給系和燃油供給系著手檢修。檢查燃油供給系統(tǒng)，一切正常。檢查空氣供給系統(tǒng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)空氣流量計(jì)后面的進(jìn)氣軟管有破損、裂紋。更換進(jìn)氣軟管，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，一切恢復(fù)正常。再次用尾氣分析儀進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果HC為50×10-6、CO為0.23%、CO2為14.5%、O2為1.33%，數(shù)據(jù)正常，故障排除。本例是由于進(jìn)氣管漏氣，使額外的空氣進(jìn)入汽缸，造成混合氣過稀，發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)，經(jīng)常熄火。這部分未經(jīng)過ECU檢測(cè)的空氣經(jīng)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒后，造成排氣中剩余大量氧氣，氧傳感器將此信號(hào)反饋給ECU，ECU根據(jù)這一信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)地加濃。由于氧傳感器一直輸出要求加濃的信號(hào)，自診斷系統(tǒng)則認(rèn)為氧傳感器有故障，便輸出相應(yīng)的故障碼。4.4尾氣分析注意事項(xiàng)對(duì)于裝有催化轉(zhuǎn)化器的汽車，如果催化劑工作正常，會(huì)使CO和HC減少。因此，將取樣探頭插到催化轉(zhuǎn)化器之前測(cè)量未經(jīng)轉(zhuǎn)換的排氣或在EGR閥的排氣口檢測(cè)。必要時(shí)，使空氣泵和二次空氣噴射系統(tǒng)停止工作。讀取測(cè)量數(shù)據(jù)前，不要讓發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間過長。在發(fā)動(dòng)機(jī)暖機(jī)后，才能使用尾氣分析儀進(jìn)行尾氣檢測(cè)。在進(jìn)行變工況測(cè)試中，要讓加速踏板穩(wěn)住后再讀取測(cè)量數(shù)據(jù)。結(jié)束語目前，在許多汽車維修企業(yè)，尾氣分析儀只是作為車輛年檢前調(diào)整尾氣、測(cè)試簡單參數(shù)的普通設(shè)備，沒有發(fā)揮出它在汽車故障診斷中的作用，由此造成了資金的浪費(fèi)和設(shè)備的閑置。綜上所述，在對(duì)有故障的車輛做完必要的常規(guī)檢查之后，使用尾氣分析儀可以很快發(fā)現(xiàn)故障的本質(zhì)原因，縮小檢修范圍。此外，尾氣分析在對(duì)燃油系統(tǒng)的檢查，可以精簡檢修環(huán)節(jié)。假如是應(yīng)急修理，則在未做相關(guān)檢查之前，就用尾氣分析儀進(jìn)行檢測(cè)，也許在診斷一開始就能找到故障點(diǎn)。尾氣分析儀作為一種輔助診斷設(shè)備，確實(shí)是一種方便、快捷的檢測(cè)工具，如果維修人員能夠熟練地運(yùn)用發(fā)動(dòng)機(jī)原理，對(duì)混合氣成因及燃燒過程進(jìn)行深入分析，那么尾氣分析一定會(huì)在汽車故障檢測(cè)診斷，發(fā)揮更大的作。隨著汽車檢測(cè)設(shè)備智能化和汽車檢測(cè)管理網(wǎng)絡(luò)化及技術(shù)和管理的進(jìn)步，今后汽車檢測(cè)站將實(shí)現(xiàn)真正的網(wǎng)絡(luò)化(局域網(wǎng))，從而做到信息資源共享、硬件資源共享、軟件資源共享。因此，結(jié)合我國當(dāng)前的技術(shù)水平和以后的發(fā)展，很有必要進(jìn)行推廣應(yīng)用尾氣分析在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)故障診斷中的應(yīng)用。參考文獻(xiàn)1<<汽車維修與保養(yǎng)>>2006年第10期作者:曹紅兵,2張健俊<<汽車檢測(cè)