畢業(yè)論文尾氣分析在汽車發(fā)動機故障診斷中的應用

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)動機故障診斷中應用的背景………………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空燃比對尾氣成分的影響………………42.2.2點火正時對尾氣成分的影響……………42.2.3發(fā)動機負荷對尾氣成分的影響…………5第三章尾氣與發(fā)動機故障之間的關(guān)系…………………63.1發(fā)動機不同工況下發(fā)動機尾氣排放濃度值……63.2發(fā)動機各部分技術(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)動機故障診斷中應用的實例分析………………84.1實例1……………84.2實例2……………84.3實例3……………94.4實例4……………9結(jié)束語………………………10參考文獻……………………11 摘要論文題目：尾氣分析在汽車發(fā)動機故障診斷中的應用汽車尾氣成分與發(fā)動機的工況有著密切聯(lián)系，所以通過汽車尾氣的檢測可初步分析發(fā)動機的工作狀況、性能好壞。更為重要的是，當發(fā)動機各系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，尾氣中某種成分必然偏離正常值，通過檢測發(fā)動機不同工況下尾氣中不同氣體成分的含量，可判斷發(fā)動機故障所在的部位。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氫化合物及少量的氧化反應的中間產(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)來對發(fā)動機故障進行診斷的一種方法。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)動機不同工作狀況下，通過檢測廢氣中不同成分氣體的含量來判斷發(fā)動機各系統(tǒng)故障的方法。其目的是對發(fā)動機的燃燒狀況進行綜合評價。1.2尾氣分析在汽車發(fā)動機故障診斷中應用的背景在汽車發(fā)展的早期，人們主要是通過有經(jīng)驗的維修人員發(fā)現(xiàn)汽車的故障并作有針對性的修理。即過去人們常講的“望”〔眼看)、“聞”(耳聽)、“切”(手摸)方式。隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的進步，特別是隨著計算機技術(shù)的進步，汽車檢測技術(shù)也飛速發(fā)展?；谶@幾年對本地區(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的儀器設備，如汽車故障診斷儀、示波器、紅外線測溫儀等設備對汽車進行不解體檢測，而且安全、迅速、準確。但是將汽車尾氣分析應用于汽車發(fā)動機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，對修理廠修車用的不是很多。然而這種方法的運用是對車的動力、經(jīng)濟和排放整體的一個綜合檢測，對它的檢測結(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，而且還是對發(fā)動機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，進入汽車燃燒室的成分是空氣和燃油，汽車發(fā)動機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、碳氫化合物、氮氧化合物(NOx)、二氧化硫、鋁、碳微粒和其他雜質(zhì)粉塵等，這些物質(zhì)對人類和整個生態(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)動機的工況有最直接的聯(lián)系，所以通過汽車尾氣的檢測可初步分析發(fā)動機的工作狀況、性能好壞，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。更為重要的是，當發(fā)動機各系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，尾氣中某種成分必然偏離正常值，通過檢測發(fā)動機不同工況下尾氣中不同氣體成分的含量，可判斷發(fā)動機故障所在的部位。尾氣分析主要內(nèi)容有混合氣空燃比、點火正時及催化器轉(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，點火提前角、發(fā)動機的負荷和轉(zhuǎn)速以及發(fā)動機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)等?？杖急葘ξ矚獬煞值挠绊慔C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(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。當空燃比小于14.7:1時（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）。而當混合氣空燃比超過16.2:1時（混合氣變稀），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曲線有一個拐點，當A/F減少時，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A/F增大時，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(jié)氣門，這時CO排放明顯增加。隨著點火提前角的推遲，HC的含量降低，主要是因為增高了排氣溫度，促進了CO和HC的氧化，也由于減小了燃燒室內(nèi)的激冷面積?；鹛崆敖菍O的生成量影響不大，但對HC和NOx的影響較大。4.2實例2一輛北京現(xiàn)代索納塔2.O，冷機啟動困難，隨著溫度的升高發(fā)動機出現(xiàn)抖動現(xiàn)象，行駛時加速無力。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1100×10-6，CO2為13.2%、O2為2.35%。HC、O2的數(shù)值偏高，一般是由點火不良或混合氣過稀失火而引起的。對點火系統(tǒng)部件進行全面檢查，未發(fā)現(xiàn)異常。于是，重點檢查供油系。首先檢測燃油壓力，檢測結(jié)果正常；逐缸進行斷油試驗，將1、4缸斷油時，發(fā)動機轉(zhuǎn)速無明顯下降，推斷1、4缸噴油器可能處于堵塞狀態(tài)。換上兩個新的噴油器，發(fā)動機工作恢復正常，冷機啟動迅速、熱機工作穩(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)動機工作失常。4.3實例3一輛桑塔納2000GSi，發(fā)動機怠速不穩(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。對氧傳感器進行檢測，信號電壓在0~0.3V和0.7~1.0V之間變化,且變化頻率達到8Hz以上，這說明氧傳感器正常。用四氣尾氣分析儀進行檢測，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，這是空燃比嚴重偏離正常值的一個重要特征。CO值較低而CO2在最大值，說明可燃混合氣已充分燃燒，點火系統(tǒng)正常。綜合分析表明，該車發(fā)動機工作時混合氣偏稀，因此應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，發(fā)現(xiàn)空氣流量計后面的進氣軟管有破損、裂紋。更換進氣軟管，啟動發(fā)動機，一切恢復正常。再次用尾氣分析儀進行檢測，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。本例是由于進氣管漏氣，使額外的空氣進入汽缸，造成混合氣過稀，發(fā)動機怠速不穩(wěn)，經(jīng)常熄火。這部分未經(jīng)過ECU檢測的空氣經(jīng)發(fā)動機燃燒后，造成排氣中剩余大量氧氣，氧傳感器將此信號反饋給ECU，ECU根據(jù)這一信號進行相應地加濃。由于氧傳感器一直輸出要求加濃的信號，自診斷系統(tǒng)則認為氧傳感器有故障，便輸出相應的故障碼。4.4尾氣分析注意事項對于裝有催化轉(zhuǎn)化器的汽車，如果催化劑工作正常，會使CO和HC減少。因此，將取樣探頭插到催化轉(zhuǎn)化器之前測量未經(jīng)轉(zhuǎn)換的排氣或在EGR閥的排氣口檢測。必要時，使空氣泵和二次空氣噴射系統(tǒng)停止工作。讀取測量數(shù)據(jù)前，不要讓發(fā)動機怠速運轉(zhuǎn)時間過長。在發(fā)動機暖機后，才能使用尾氣分析儀進行尾氣檢測。在進行變工況測試中，要讓加速踏板穩(wěn)住后再讀取測量數(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、測試簡單參數(shù)的普通設備，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和設備的閑置。綜上所述，在對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，尾氣分析在對燃油系統(tǒng)的檢查，可以精簡檢修環(huán)節(jié)。假如是應急修理，則在未做相關(guān)檢查之前，就用尾氣分析儀進行檢測，也許在診斷一開始就能找到故障點。尾氣分析儀作為一種輔助診斷設備，確實是一種方便、快捷的檢測工具，如果維修人員能夠熟練地運用發(fā)動機原理，對混合氣成因及燃燒過程進行深入分析，那么尾氣分析一定會在汽車故障檢測診斷，發(fā)揮更大的作。隨著汽車檢測設備智能化和汽車檢測管理網(wǎng)絡化及技術(shù)和管理的進步，今后汽車檢測站將實現(xiàn)真正的網(wǎng)絡化(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)合我國當前的技術(shù)水平和以后的發(fā)展，很有必要進行推廣應用尾氣分析在汽車發(fā)動機故障診斷中的應用。參考文獻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