張 純

（浙江浙大鳴泉科技有限公司，浙江杭州 310012）

0 引言

機(jī)動(dòng)車排氣檢測(cè)儀器是最常見(jiàn)的汽車檢測(cè)儀器，其中，不分光紅外線尾氣分析儀因測(cè)量精度高、操作便捷等優(yōu)勢(shì)被廣泛運(yùn)用。若機(jī)動(dòng)車技術(shù)狀況良好，則其尾氣成分的各部分比例處于正常范圍，若機(jī)動(dòng)車技術(shù)狀況異常，尾氣成分比例將失衡。結(jié)合尾氣成分濃度變化，有助于分析出機(jī)動(dòng)車的故障位置，并提供可靠依據(jù)。

1 機(jī)動(dòng)車排氣檢測(cè)儀器結(jié)構(gòu)與工作原理

1.1 結(jié)構(gòu)組成

不分光紅外線氣體分析儀主要由廢氣取樣裝置、校準(zhǔn)裝置、濃度指示裝置以及廢氣分析裝置構(gòu)成。其中，廢氣取樣裝置由泵、水分離器、導(dǎo)管、濾清器以及取樣探頭構(gòu)成；校準(zhǔn)裝置通過(guò)遮擋部分紅外線，減少部分紅外線能量實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單校準(zhǔn)；濃度指示裝置由HC 指示裝置、CO 指示裝置構(gòu)成，包括數(shù)字顯示器和指針顯示器兩種；廢氣分析裝置主要由傳感器、測(cè)量室、旋轉(zhuǎn)扇輪、氣樣室以及紅外線光源構(gòu)成。

1.2 工作原理

汽車排氣中的HC，CO 等氣體，均具備吸收紅外線的性質(zhì)，但吸收紅外線的波長(zhǎng)有差異，并且，紅外線吸收程度與排氣濃度也有相關(guān)性。機(jī)動(dòng)車排氣檢測(cè)儀器是根據(jù)該原理來(lái)檢測(cè)機(jī)動(dòng)車排氣中的污染物含量，即便排氣中的廢氣是混合的，但不影響該檢測(cè)方法得到的測(cè)量值。

（1）CO2反應(yīng)空燃比。機(jī)動(dòng)車正常排氣中，CO2含量為1%～2%，若CO2＜1%，代表混合氣太濃，若CO2＞2%，代表混合氣太稀，導(dǎo)致該現(xiàn)象的原因很多，例如EGR 閥泄漏、真空泄漏、燃油油壓低等，均可能導(dǎo)致混合氣過(guò)稀。

（2）HC 高反應(yīng)燃油未充分燃燒。一般來(lái)說(shuō)，在燃燒室壁面激冷時(shí)才會(huì)產(chǎn)生HC，導(dǎo)致HC 高的原因可能是油壓過(guò)高或過(guò)低、噴油器泄漏或堵塞、點(diǎn)火間歇性不跳火、混合氣過(guò)濃或過(guò)稀、發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過(guò)高、氣缸壓力不足等。

（3）燃燒不充分。混合氣過(guò)濃會(huì)生成CO，CO 濃度較高則代表燃油系統(tǒng)存在故障，例如點(diǎn)火太早、燃油供應(yīng)太大、混合氣不潔凈等。若電噴發(fā)動(dòng)機(jī)的CO 濃度過(guò)高，則代表電控系統(tǒng)存在故障、油壓過(guò)高或噴油器漏油。

（4）氮氧化合物NOX變化的影響因素。無(wú)論運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)如何，提高點(diǎn)火負(fù)荷，均會(huì)提高NOX。若進(jìn)氣歧管真空降低，則燃燒室溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷均會(huì)提高，繼而提高循環(huán)溫度，增加NOX含量，若進(jìn)氣歧管真空增加，則燃燒室溫度、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷均會(huì)降低，繼而降低循環(huán)溫度，減少NOX含量。

提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，因渦流作用會(huì)加快火焰?zhèn)鞑ニ俣?，繼而降低熱損失，提高燃燒壓力和溫度，若混合氣濃度較高，則增加NOX含量，若混合氣濃度較低，則減少NOX含量。

1.3 操作流程

機(jī)動(dòng)車排氣檢測(cè)儀器操作流程：①打開(kāi)電源，預(yù)熱5 min，待設(shè)備退出預(yù)熱狀態(tài)，則進(jìn)入主菜單界面，應(yīng)注意，預(yù)熱時(shí)不得進(jìn)行任何操作，更不可直接將取樣探頭伸入排氣管中。②將傳感器連接在發(fā)動(dòng)機(jī)高壓點(diǎn)火線上，并遠(yuǎn)離其他點(diǎn)火線，屏蔽盒地線夾在金屬外殼上。③將取樣探頭伸入排氣管40 cm 左右處，待儀器提示加速時(shí)，由操作者點(diǎn)火進(jìn)行加速實(shí)驗(yàn)，并將轉(zhuǎn)速加到額定轉(zhuǎn)速70%左右，保持30 s，完成上述操作后，需轉(zhuǎn)入怠速模式保持15 s。整個(gè)過(guò)程均有倒計(jì)時(shí)提示，倒計(jì)時(shí)結(jié)束后顯示測(cè)試平均值，操作者按下ok 鍵記錄并打印測(cè)試結(jié)果。

2 實(shí)例分析

車型：Polo GTI，故障現(xiàn)象：經(jīng)常熄火，怠速不穩(wěn)。用機(jī)動(dòng)車排氣檢測(cè)儀進(jìn)行分析，得出結(jié)果：O2（2.53%），CO2（14.5%），CO（0.44%），HC（250×10-6）。

故障分析：結(jié)合檢測(cè)數(shù)據(jù)，可以看出O2，HC 濃度較高，代表空燃比嚴(yán)重偏離正常范圍。CO2高CO 低，代表點(diǎn)火系統(tǒng)正常，充分燃燒。

綜合分析：混合氣偏稀，需要從燃油供給系統(tǒng)、空氣供給系統(tǒng)方面展開(kāi)維修。

經(jīng)檢查，燃油供給系統(tǒng)正常，空氣供給系統(tǒng)后的進(jìn)氣軟管存在裂紋、破損，待更換軟管后，重啟發(fā)動(dòng)機(jī)故障消失。再次使用機(jī)動(dòng)車排氣檢測(cè)儀進(jìn)行分析，得出結(jié)果：O2（1.34%）、CO2（14.5%）、CO（0.22%）、HC（50×10-6），數(shù)據(jù)恢復(fù)正常范圍。

本實(shí)例故障原因是進(jìn)氣軟管漏氣，導(dǎo)致空氣進(jìn)入氣缸，稀化混合氣，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)常熄火、怠速不穩(wěn)的狀況。

3 機(jī)動(dòng)車排氣檢測(cè)儀器的擴(kuò)展運(yùn)用

3.1 判斷三元催化轉(zhuǎn)化器、排氣管是否堵塞

將機(jī)動(dòng)車排氣檢測(cè)器取樣探頭放到進(jìn)氣歧管真空管處，點(diǎn)火做急加速實(shí)驗(yàn)，測(cè)量真空管處是否存在HC，從而判斷三元催化轉(zhuǎn)化器、排氣管是否堵塞。若存在堵塞，部分廢氣因無(wú)法正常排出，繼而回到真空管處，此時(shí)機(jī)動(dòng)車排氣檢測(cè)器將會(huì)檢測(cè)到HC。

3.2 判斷發(fā)動(dòng)機(jī)配氣相位是否正確

判斷發(fā)動(dòng)機(jī)配氣相位是否正確，原理與判斷三元催化轉(zhuǎn)化器是否堵塞相同。先將機(jī)動(dòng)車排氣檢測(cè)器取樣探頭放到進(jìn)氣歧管真空管處，點(diǎn)火做急加速、慢加速、怠速等實(shí)驗(yàn)，通過(guò)檢測(cè)真空管處是否有HC 來(lái)判斷發(fā)動(dòng)機(jī)配氣相位是否正確。

3.3 判斷缺缸原因

缺缸是機(jī)動(dòng)車最常見(jiàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)故障之一，一般來(lái)說(shuō)，存在缺缸故障的發(fā)動(dòng)機(jī)，O2或HC 的含量會(huì)明顯提高。導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)缺缸的原因主要為缺火與缺油兩個(gè)方面，假如噴油器不噴油，那么通過(guò)機(jī)動(dòng)車排氣檢測(cè)器取樣探頭檢測(cè)的CO、HC 含量將是正常的，但是O2含量將過(guò)高，假如點(diǎn)火系統(tǒng)存在故障，那么通過(guò)機(jī)動(dòng)車排氣檢測(cè)器取樣檢測(cè)的O2、HC 含量均會(huì)明顯提高。

盡管發(fā)動(dòng)機(jī)自診斷系統(tǒng)能在失去點(diǎn)火反饋信號(hào)2 個(gè)周期內(nèi)自動(dòng)切斷燃油供給，但機(jī)動(dòng)車排氣檢測(cè)器對(duì)HC 尤為敏感，若一次未能點(diǎn)火，將得到較高的HC 含量。由于斷油是缺火后存在的，可初步判斷缺火在前，斷油在后，是點(diǎn)火系統(tǒng)故障。如果ECU 檢測(cè)點(diǎn)火反饋信號(hào)丟失，則自動(dòng)切斷燃油供給，此時(shí)HC 含量正常，而O2含量劇增，

3.4 判斷氣缸墊是否損壞

傳統(tǒng)氣缸墊故障診斷，普遍采用解體檢查方法，造成了不必要的麻煩，且檢查結(jié)果受主觀性因素影響較高。為此，可通過(guò)機(jī)動(dòng)車排氣檢測(cè)器進(jìn)行檢查，先將取樣探頭放到冷卻液儲(chǔ)液罐中（懸空放置），點(diǎn)火后若得到HC 含量劇增的結(jié)果，可認(rèn)為氣缸墊遭受損壞。原理是若氣缸墊損壞，燃燒可燃混合氣將會(huì)通過(guò)損壞的氣缸墊流入冷卻系統(tǒng)，因汽油分子無(wú)法溶解，HC 會(huì)在冷卻液儲(chǔ)液罐中被檢測(cè)出來(lái)。

3.5 檢測(cè)車廂內(nèi)汽油味過(guò)重等故障

通過(guò)機(jī)動(dòng)車排氣檢測(cè)器，可檢測(cè)由于泄漏、密封不良導(dǎo)致的車廂內(nèi)汽油味過(guò)重的故障部位，實(shí)現(xiàn)快速定位，還可以通過(guò)機(jī)動(dòng)車排氣檢測(cè)器取樣探頭檢測(cè)三元催化轉(zhuǎn)化器氣體濃度，根據(jù)前后檢測(cè)結(jié)果對(duì)比，判斷是否存在破損、泄漏等情況。

4 結(jié)語(yǔ)

為控制尾氣污染，建議從二次進(jìn)氣、廢氣再循環(huán)、采用稀薄燃燒系統(tǒng)、研發(fā)發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)等方向著手，機(jī)動(dòng)車排氣檢測(cè)儀器不僅具備常規(guī)檢測(cè)用途，更可擴(kuò)展應(yīng)用，對(duì)機(jī)動(dòng)車故障診斷提3 更多的辦法，如三元催化器是否堵塞、氣缸墊是否損壞等，均可通過(guò)機(jī)動(dòng)車排氣檢測(cè)儀器實(shí)現(xiàn)，為此，掌握并擴(kuò)展應(yīng)用機(jī)動(dòng)車排氣檢測(cè)儀器十分必要，有一定的發(fā)展前景。