1、汽车年审如何通过汽车尾气排放检测环保标准时间:2010-09-15 10:54 来源:影东汽车服务 作者:影东小顺 点击: 291 次汽车年审如何通过汽车尾气排放检测环保标准1、汽车尾气排放物与空然比的关系排放状态与发动机的燃烧直接相关。通常有 3 种排放物被加以限制，CO, HC或 THC, NOX，从图 1 可看到 CO, co“HC, NOX 及 O：与空燃比 A/F 的关系。概括地讲：当 A/F 等于理论空嫌比（化学计算值）时，HC 最低。这是因为嫌油在燃烧过程中基本完全燃烧。偏浓或偏稀的混合气或点火问题均会因嫌烧未完成而增加 HC,当 A/F 接近理论空燃比（化学计算值）时，因有足够
2、的氧，且不易形成积碳，使 CO 最低。这是由于在理论空燃比处燃烧比较彻底，比理论空燃比浓的混合气将导致 CO 增加，而较稀的混合气对 CO 影响较小。 ，当 A/F 接近理论空燃比（化学计算值）时，C02 最高。当混合气变浓或稀时，co,均会降低。当 A/F 接近理论空燃比（化学计掉值）时，OZ 接近 0。由于绝大多数 OZ在漱烧过程被燃烧。当混合气变浓时，OZ 减少，而混合气变稀时，OZ 增加。当 A/F（空燃比）非常浓或稀时，一混合气稍稀且发动机在一定负荷下，NOX 最高。数据分析说明：理论空，比 CO 和 O，相等，CO，反映燃烧效率。在理论空燃比处最高，在稀或浓时均降低。NO,无 EG
3、R 时，在有负荷下典型的读值约 17002500ppm当有EGR 时，读数约 500 一 l000ppm,稀空嫌比：高的 HC 表示混合气过稀或失火。02 比 HC 能更好反映混合气过稀或失火高的 OZ 反映空燃比过稀。当 CO 或 HC 最低时，NOX 最高。浓空燃比：低的 O2表示混合气浓，高的 CO 通常表示混合气比理论空燃比浓，高的 HC 通常表示由于点火不足或有部分未燃烧而存在过 A 的未燃燃油，常见原因是点火系统故障、真空泄漏或混合气问题。空燃比过稀将引起发动机功率不足；在某些速度失火，气门和活塞烧损，缸筒拉伤易产生爆震或砰砰声。空燃比稍稀将导致油耗降低排放较低。发动机功率稍有减低
4、有爆震的轻微趋向。空燃比稍浓将引起发动机功率最高，排放较高，油耗高爆震趋向较低。空燃比过浓会导致发动机功率降低排放高。油耗很高：爆震趋向很低。表 1 介绍了五气体尾气分析仪各读值间的相互关系和常见故障原因，内容是在断开空气喷射系统下获得的。（注： L=低，M=中等程度，H=高）几种与排放相关的排放控制装置1曲轴箱通风强制曲轴箱通风系统有 2 种，一种是欧洲车型常用的固定量孔式，另一种是美国及一些亚洲车型上常用的 PCV 阀典型的 PCV 阀式曲轴箱通风系统如图 2：它们都是在一定负荷下将曲轴箱的。废气通过固定量孔或可变流通截面的PCV 阀进人进气歧管，再进入燃烧室参与燃烧，避免将未燃气体（HC
5、）直接排入大气中。对不同年代或不同发动机的流量标定是不同的，若安装不正确会导致排放不合格和发动机性能不良。当通风系统被堵塞或卡滞在关闭位置时，曲轴箱的压力会增高，导致发动机机油泄漏，且混合气会变浓。若通风系统泄漏或 PCV 阀卡滞在打开位置或过度磨损，则会导致进气歧管真空度下降。对化油器车辆会造成怠速混合气过稀；对使用 MAF 系统的汽油喷射车辆也会造成混合气过稀，而对于使用 MAP 系统的汽油喷射车辆则会造成混合气浓。检查内容：在 PCV 阀系统正确连接的情况下，读取 CO 和 0,值，然后断开PCV 阀进气口，在盘孔或 PCV 阀处应有真空的吸力，此时会吸进发动机室的热空气，注意 CO 和
6、 O2读值。co 值应降低，0 2值应增加若无变化，应清洗 PCV 系统，或按要求进行修理。当用手指堵住 PCV 阀进气口时，发动机的运转状态应有一定的变化，再读取此时的 CO 和 O2值。此时 CO 值应增加，0 2应降低，若读值与断开吸进空气时一样或稍有增加，则表示 PCV 阀系统未工作。对采用 PCV阀的系统，堵住时还应听到阀被吸动的声音。另外还可使用真空表及系统诊断仪器中的数据来分析（如空气流量，歧管压力，发动机的负荷等参数）。2.碳罐早期叫燃油蒸发系统， HC 排放中碳罐约占 20-25%，曲轴箱占 20多，其余部分归入尾气中，新车型中多个认证实验均于碳罐有关。进入碳罐的 HC 将吸
7、附在活性碳颗粒表面，过滤后通过滤网再排到大气中，避免了 HC 对大气的污染。碳罐的工作原理和故障：发动机启动后，空气上行至罐内，而将活性碳中的HC 托付出来。进人进气管后参与燃烧。如果滤网阻塞，空气无法进人，大量 HC聚集在碳罐内。当进气管燃烧时就可能吸入油箱的油而导致混合气失控。而油箱液面过低时，负压可能将油箱底吸起，堵住油泵口导致汽油泵烧毁。3.EGR 系统大气中约有 78的氮气（N 2）和 21%的氧气（0 2）。在燃烧室温度达到 2000一 25000F（约 1000 C）时，形成氮氧化物（NOx ），其中主要是 NO，还有一些NO2统称为 NOx。实际上在燃烧过程中主要形成 NO，而
8、在排气过程中，由于添加的氧气（O,）而形成 NO2。虽然 NOX不会影响发动机的性能，但某些可防止 NOx形成的装置会影响发动机的性能，当其功能不正常时，还会导致 CO 和 HC 的增加。EGR 是废气再循环系统，目的是降低 NOx。在发动机怠速和全负荷状态下，EGR 不工作，而在通常负荷情况下，EGR 均将参与废气循环。a、影响 NOx的因素EGR 会冲淡和稀释进人缸内的混合气，降低燃烧室温度，减小火焰传播速度。在 40 一 50km/h 车速稳定行驶时，5%的 EGR 可减少 40%以上的 NOx 10的 EGR 可减少 80的 NOx。但若控制不正常时，随着 EGR 的增加，HC 也会迅
9、速增加（失火）。配气相位会影响进气的状态和燃烧室的温度，如同 EGR 的作用一样。点火正时：在任何运转状态下，增加点火提前和负荷，将会增加 NOx.进气歧管真空的降低将提高发动机负荷和燃烧室温度，降低剩余废气的含量和燃烧时间，从而提高最大循环的温度，导致 NO,的增加。相反，歧管真空的增加将降低发动机的负荷和燃烧室温度，增加剩余废气的含量和燃烧时间，从而降低最大循环的温度，导致 NOx的减少。发动机转速增加，由于涡流的影响将提高火焰传播速度，从而减小每循环的热损失，提高了实际压缩比、燃烧温度和燃烧压力。当混合气较浓时，燃烧加快，导致 NO,增加；而当混合气较稀时，由于燃烧速度降低，减少了 NO
10、,的形成。进气温度：高的进气温度将提高 NOx冷却液温度冷却液温度高将提高汽缸和气体的温度，从而增加 NOx。过高或过低的冷却液温度将引起汽缸和燃烧室沉积物的形成，提高高了实际压缩比，也会增加 NOx浓度。积碳：燃烧室积碳减小了燃烧室的容积，提高了实际压缩压力和混合气的温度，增加 NOx浓度。燃油的辛烷值：低辛烷值燃油由于爆震导致燃烧失控，也会增加 NOx浓度。混合气：稀的发动机状态：若发动机有爆震声，表示发动机工作在稀的状态，会增加 NOx浓度。若混合气和排气 和排气过稀，催化转化器虽可降低 CO和 HC，但不能降低 NOx浓度。稀的发动机状态：浓的混合气和高的 CO 会掩盖 NOx的问题。
11、当发动机内部由于过浓而形成积碳以及由于对过浓状态的修正，导致稀燃状态也会增加 NOx的形成。混合气和排气过浓：催化转化器虽可降低 NOx，但不能降低 HC 和 CO 浓度。催化转化器工作正常的催化转化器可减少 NOx，但当混合气和排气过浓时，催化转化器虽可降低 NOx，但不能降低 HC 和 CO 浓度。当混合气和排气过稀时，催化转化器虽可降低 CO 和 HC，但不能降低全部 NOx浓度。湿度：混合气湿度增加，由于减低了燃烧室内的最大火焰温度，也会减少NOx的形成。空气泵的工作减速时若空气泵压力超过催化器内的压力，由于空气被泵入催化器（正常时是切换至大气中）导致空气的回流，减少了催化器的有效部分
12、，也将导致 NOx增加。喷油器问题：在多点喷射发动机上，若一个汽缸喷油器阻塞，将导致该缸在较稀状态工作，提高了汽缸温度，增加 NOx浓度。由于此时其他汽缸还正常，在排气尾管测量的 NOx值仅稍有提高b, EGR 系统的监侧（机械和电气）位置监测一位置传感器（福特车）；温度监测一温度传感器（日本车和韩国车），压力监测一压力传感器(DPFE 或 PFE)。压力传感器监测方式：发动机怠速时，用手或合适的工具提升 EGR 阀，发动机怠速应不稳甚至失速。因在怠速时，EGR 系统不工作，不能检测 EGR 系统的状态。可用 ASM 工况方式进行检查，即在一定负荷、一定车速下检查未断开和断开 EGR 系统下的
13、 NO 读值，并进行比较。若前后读值一样或差别很小，说明 EGR未正常工作。4、二次空气系统（美国车及部分欧洲车）二次空气系统在压力升至 5psi（合 34.5kPa）时将新鲜空气泵人排气系统用于降低 CO 和 HC。这些附加的 O2进人热的废气中继续燃烧，降低尾管处 CO 和HC。该燃烧发生在然烧室外。该系统包括一个由皮带驱动的空气泵、空气旁通或切换阀、防止反喷的单向阀以及连接 管路，结构如图所示。当该系统正常工作时，HC, CO, CO,读值降低，而 O2读值升高。因此在监测尾气时，应将空气泵的工作因素考虑进去。某些空气系统在某些状态会将泵入的空气切换至空滤或大气中，可能或导致错误的检测结
14、果，因此应对被检系统的工作原理有所了解。检查：a在发动机 1500r/min 时记录尾气的读值b断开空气管出口处胶管，并用适当工具卡住以堵住出口，记录此时的尾气读值。c当空气泵工作时，O2的读值应比断开空气泵时高约 38%。当断开或堵塞空气泵时，O 2应降低，而CO,HC, CO：应升高。5、催化转化器在发动机的控制和改进达到一定排放水平时，如要满足进一步严格的排放法规，就必须使用催化转化器。通常汽油机和柴油机所用的催化转化器是不同的。汽油机早期的催化转化器仅是两效（两床）的，即仅对 CO 和 HC 加以处理。随着各国排放法规的严格和对 NOx的限制，现在都采用三效催化转化器（三元催化转换器）
15、。它是在封装的壳体内烧结或安装一定形状，如陶瓷蜂窝状，金属等载体，再根据匹配的发动机，在载体上涂刷不同含 A 的贵金属铂（Pt）、把(Pd)及佬(Rh)的水涂层，即催化剂。其中 Pt 负责 HC 和 CO 的氧化，Rh 负责 NO,的还原。催化剂是一种能改变化学反应速率而本身的质 A 和组成在化学反应前后保持不变的物质。当排气通过催化转化器时，在这些催化剂的催化作用下，CO 和 HC与 O2发生化学反应（被称为氧化反应），使 HC 生成 H2O, CO 变成 CO2，而 NOx被还原为 O2和 N2。催化转化器的转化效率对 A/F 变化十分敏感，只有在理论空燃比附近才会保持较高的效率。转化效率
16、与空燃比的关系：从上图中可看出，在理论空燃比附近时，各污染物的转化效率均比较高：当向浓（贫氧）侧偏离理论空燃比时，各污染物的转化效率均降低，其中 CO 和 HC表现更加明显当向稀（富氧）侧偏离理论空燃比时，CO 和 HC 的转化效率都很高，而 NO,的转化效率却明显下降。催化转换器的匹配应注意以下几点：催化转化器与发动机特性的匹配；催化转化器与电子控制燃油喷射系统的匹配。催化转化器与进排气系统的匹配。催化转化器的流动特性改善与优化设计；催化转化器与燃料和润滑油的匹配；催化转化器与整车设计的匹配。催化器的检测和诊断：由于安装了催化器，用通常的两气分析仪很难诊断发动机的故障。因为 CO 和 HC
17、经催化转化后都与直接燃烧后不同，故需要 4 或 5气尾气分析仪。下面仅介绍一些催化器和控制系统的简单诊断方法。（若单纯诊断发动机的燃烧状态，最好在催化器前方测量，这样可更好的接近实际燃烧结果）。废气分析诊断：定期检测，对比数值，若有明显恶化，应对催化剂进行进一步检查，或用冷、热车怠速的方法检查各值的不同，若几乎一样，则表示催化器可能不良。排气温度测量诊断：在催化器进、出口分别测盘温度，一般两者应相差20 一 100以上，在此范围内相差越大，说明催化剂的转化效率越高。但温度过高也不正常，因有大量的 CO 和 HC 进行反应才会产生大量的反应热量。这通常说明燃烧过程或控制系统出现了问题，如燃烧不完
18、全、混合气控制失调、点火不正确、甚至失火等。车载控制系统诊断（OBDII )利用空燃比的反馈控制、氧传感器（前、后）工作状态，以及失火监测等方法。，具体见网站汽车服务网 下面是利用主、副氧传感器系统的诊断判断催化器状态的方法。若前后氧传感器的波形变化频率接近，则表示催化器可能不良。另外应注意当催化器不良时，往往会提高排气背压，影响发动机性能。经验数据是当发动机在 2000 一 2500r/min 时，排气背压应不大于 2psi (I psi = 6. 89kPa,下同)，一般在 0.5 一 1.5 psi。6、空燃比氧传感器A/F 传感器被设计在理论空燃比处，无电流流过，此时检测电路产生的电压为 3.3V（根据结构）。当混合气浓时，由于排气中只残留很少的氧，将产生一个负的电流，检测电路将产生一个低于 3.3V 的电压。当混合气稀时，由于排气中残留较多的氧，将产生一个正的电流，检测电路将产生一个高于 3.3V 的电压
