汽车排放与故障诊断

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,汽车排放与故障诊断,深圳职业技术学院 刘可湘,讲座提纲,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,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,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,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,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,诊断与维修分家，七分诊断、三分修理。,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?,HC碳氢化合物,CO一氧化碳,NO,X,氮氧化合物,微粒 碳烟,汽车主要排放污染物的危害,CO浓度,（10,-6,）,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,120,1h接触，中毒，血液中CO-Hb5%,250,2h接触，头痛，血液中CO-Hb=40%,500,2h接触，剧烈心痛、眼花、虚脱,3000,30min即死亡,汽车主要排放污染物的危害,NO,2,浓度,（10,-6,）,对人体健康的影响,1,闻到臭味,5,闻到强臭味,1015,10min眼、鼻、呼吸道受到刺激,50,1min内人呼吸困难,80,3min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,（,m）,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m，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,饱和烃的危害不大，不饱和烃的危害性很大,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；,浓度超过25ppm时，会引起头晕、呕吐、红白球减少、贫血；,超过1000ppm时，会急性中毒。,苯并芘及硝基烯，是强致癌物。,HC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,O,3,浓度,（10,-6,）,对人体健康的影响,0.02,开始嗅到臭味,0.2,1h就感到胸紧,0.20.5,36h视力下降,1,1h会引起气喘，2h就感头痛,510,全身痛、麻卑引起肺气肿,50,30min即死亡,柴油机与汽油机排放污染物的比较,污染物,汽油机,柴油机,CO（%）,0.10.6,0.050.5,HC（10,-6,）,2000,2001000,NOx（10,-6,）,20004000,7002000,微粒（g/m,3,）,0.005,0.150.30,汽车排气中主要成份的成因,污染物,HC,碳氢化合物,CO,一氧化碳,NO,X,氮氧化合物,微粒,碳烟,本质原因,未燃烧（蒸发、,淬冷层,）,缺氧、还原,高温、富氧,雾化不良、过浓,有害气体浓度与空燃比的关系,汽车主要的排气净化装置,净化装置,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,CO,HC,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(标准为)。但怠速时却多次检测不合格，HC为270350ppm，CO为。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,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，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，碳氢降至35ppm，氧降至，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，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：,HC CO CO,2,O,2,RPM TEMP,检测结果分析,HC和O,2,都较高，这是空燃比失衡的一个重要特征；CO值较低，而CO,2,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：,HC CO CO,2,O,2,RPM TEMP,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：,HC CO CO,2,O,2,RPM TEMP,4种气体的检测数值全都较高。,再次测试，第2组数据如下：,HC CO CO,2,O,2,RPM TEMP,45 0.28 8.8 3.3 883 89 1.18,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，CO,2,时高时低，燃烧效率很不稳定，,剧烈变化，O,2,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，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,CO,HC,CO,2,O,2,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,空气喷射系统,低,低,低,高,排气管漏气,案例之五,有一辆巴西产的桑塔纳2000，CO值高达7%11%，冒黑烟，该车装催化转换器。,故障检测：,用红盒子，读得故障码为41，表示混合气始终过稀，数据流显示，氧传感器信号电压始终低