畢業設計題目：尾氣排放超標故障診斷

專業:汽車檢測與維修

蔡勝虎

車輛故障現象

一輛奧迪a6轎車行駛超過10萬km，發動機很好，怠速也穩定，加速也可以，但是尾氣很臭。用户反映該車在測量尾氣排放的時候，尾氣排放指數嚴重超標。

問診試車

為了排除此車尾氣超標的故障，通過駕駛員和以往的維修經驗首先試車，試車發現確實如客户所説，試車的過程中發動機沒有問題；怠速、加速穩定；汽車尾氣非常臭，尾氣排放指數嚴重超標。

故障分析研究

一、故障原因

1. hc化合物的排放量過大

（1）點火系統缺火或點火能量不足，造成混合氣燃燒不充分。

（2）點火時間不準確，檢查或調整點火正時。

（3）混合氣體過於濃密或者稀疏，可以用co和o2的含量來判定混合氣體過於濃密還是過於稀疏；電控系統的傳感器有故障也有可能導致混合氣體過於濃密或過於稀疏

(4)氣缸密封性不良，檢查氣缸的壓縮壓力是否正常

（5）配氣相位不正確，檢查並調整配氣相位

（6）三元催化轉化器是否有故障，如果有需進行修理或更換

（7）二次空氣噴射控制系統存在故障

（8）燃油蒸發控制系統不能正常工作

排放量過大

（1）混合氣體過濃，檢查空氣濾清器是否乾淨，檢查燃油系統壓力是否正常，檢查噴油器的工作性能，測試輸入傳感器的數據，檢查噴油控制系統的運行情況。

（2）噴油器是否漏油，檢查噴油器的密封性。

（3）三元催化轉化器是否存在故障，如果有立即更換。

（4）二次空氣噴射控制系統是否存在故障。

（5）燃油蒸發控制系統存是否存在故障，如果有進行更換。

（6）pcv系統是否有故障。

的排放量過大

（1）ecr系統是否存在故障。

（2）輸入傳感器存在故障會導致混合氣體過去稀疏。

（3）檢查點火提前角以及點火正時。

（4）燃燒室內有積碳，檢查發動機壓縮情況。

（5）進氣温度過高，應檢查進氣空氣調温系統、增壓中冷系統。

（6）發動機温度過高，需要檢查故障診斷儀器上的發動機温度情況。

（7）檢查配氣正時記號、氣門間隙等。

4.o2排放量過低

（1）噴油器有故障。

（2）燃油壓力比較高。

（3）燃油噴射系統存在故障。

（4）曲軸箱強制通風系統存在故障。

（5）燃油蒸發控制系統存在故障，不能正常工作。

5.o2排放過高

（1）檢查是否真有真空泄漏、燃油壓力是否過低、噴油器是否堵塞等等。

（2）二次空氣噴射系統常噴入不正常的空氣，檢查該系統的工作情況。

（3）檢查排氣系統是否存在故障，檢查該系統的密封性。

二分析技巧

1.認識汽車尾氣排放物

（1）碳氫化合物（hc）

hc排放物本質是沒有燃燒的燃油，即使發動機狀態很好，點火和燃油系統非常滿意的時候，也會產生一些碳氫化合物(hc)。這是因為燃燒室中的火焰到達比較冷的氣缸裏的時候，火焰前面會被熄滅，從而留下沒有燃燒的hc。

（2）一氧化碳（co）

一氧化碳（co）是燃燒的副產品，是汽油在燃燒的時候，混合空去中的氧氣不足造成的，所以通知在混合氣體比較濃的時候容易產生。所以通常任何造成混合氣體偏濃的因素都可以增加co的排放量

（3）氧氣（o2）

在一般情況下，空氣中含氧量約為百分之二十一，通常在燃燒的時候都是需要消耗氧氣的。如果混合氣體非常濃的話，空氣中所有的氧氣都與燃油混合氣體參與燃燒，排氣中的氧氣非常低。當空燃比較稀時，沒有足夠的燃油與所有進入發動機的空氣混合，排氣中的氧含量就比較高。

(4) 二氧化碳（co2）

可燃物燃燒之後產生的主要物質就是二氧化碳和水。二氧化碳是燃燒之後產生出來的，燃燒不好，二氧化碳排放就比較低。在一般的時候。二氧化碳排放量是最高的

(5) 氧化合物（nox）

氮氧化合物（nox）是指no、no2、n2o3、n2o5等多種多樣的氮氧化合物的總稱，其中對環境危害最大的是no、no2，它是由於混合氣體在高温下燃燒時，含在混合氣體中的n2和02發生化學反應產生的。n2是惰性氣體，只有當氣缸內的温度高，且氧濃度充足的情況下才容易產生no2，所以產生過多的nox的主要原因是燃燒温度過高，應適當降低混合氣的燃燒温度。

2.熟悉診斷步驟

（1）用五氣分析儀檢測發動機尾氣排放。初步分析排放超標的大的方面的故障原因，如混合氣稀、混合氣濃、氣缸缺火等。

（2）讀取故障碼和數據流。

（3）評定氧傳感器的工作好壞，結合信號波形與尾氣排放作對比分析

（4）對各執行器作動作試驗，並進一步檢查其性能。

（5）檢查機械系統可能的原因，如積炭、氣缸密封性等。

故障推想假設

1.尾氣超標主要因素有五點：

（1.）進氣系統不順暢

（2.）發動機有積碳

（3.）氣缸磨損

（4.）三元催化器失效

（5.）氧傳感失控等

通過測量缸壓，六個缸氣缸壓力都在13.6以上，證明發動機密封性沒問題。然後測量汽油壓力，汽油壓力在3.6mpa，熄火後很長時間壓力都沒有下降，證明汽油泵良好，汽油管路沒有泄壓，油壓調節器正常。再檢查真空系統，發現該車真空管老化風華，手一碰就變成粉末狀，於是拿來一捆真空管，按照長度剪好，先換上新的真空管（無論真空和尾氣臭有沒有關係，反正管子是不行了，先換了再説）。出去試車，儘管以前加速很好，但是換了真空管後感覺加速明顯更加線性，車主也覺得加速比以前ok。但是到車尾部一聞，尾氣還是一如既往的非常臭。所以我初步斷定是點火系統和電控系統這一塊出問題了。

故障診斷方案設計

檢查如下項目：

（1）檢查點火系統：點火系統缺火或點火能量不足，容易造成混合氣體燃燒不充分

（2）檢查電控系統傳感器和電腦（pcm）：兩着有故障都可以導致混合氣體過於濃密和稀疏

（3）檢查三元催化器是否存有故障

（4）檢查氧傳感器是否存在問題：

（5）檢查空氣流量計

（6）檢查節氣門開度

（7）檢查發電機電壓

按照常規思維，hc超標無非就是混合器沒燒乾淨，因為汽油本身就是碳氫分子結構，燃燒乾淨後變成水h2o和co2，沒有少乾淨就變成hc，又或者是混合器過濃，多餘的汽油沒有燃燒充分被排除。插上5054檢測儀，讀取故障碼，發現沒有故障碼。沒有故障碼不代表沒有故障，再讀取數據流。發動機轉速800轉水温90度，氧傳感數據在3.6%至-3.6%之間跳動，跳動頻率很快，氧傳感器應該沒有問題。

在測量到第二組數據時，發現空氣流量計數據偏大，大約是5.2g/s，拆下空氣流量計，發現熱絲上有很多雜質污垢，用化油器清洗劑清洗乾淨後再裝上，數據為4.4g/s，按説也是在合理範圍內，但是和別的車一對比，別的車怠速為3.3g/s，説明這個車的空氣流量數據偏上限，因為在轉速固定的情況下發動機的進氣量也是固定的，空氣流量計如果誤報空氣量大，那麼ecu就會根據空氣流量計多報的數據噴油，導致混合器過濃。從另一台2.4的車上拆過來一個空氣流量計，裝到這個車上後發現數據還是沒有改變，所以暫時不能斷定一定是空氣流量計的問題。但是可以肯定的是空氣流量數據肯定有問題，所以也導致了噴油時間偏長，別的車子的噴油時間為2.7ms。圖（3）中紅色圈圈中的數據就是懷疑有問題的數據。

再看節氣門開度，2.4%，數據不算大，但是一般節氣門乾淨的話數據大概是2.1%，不管有沒有直接關係，先洗乾淨，然後做匹配和強制將擋。匹配是01-04-060 ，強制降檔是01-04-063踩油門。整完之後試車，除了急加速稍微好點之外，還是老樣子，沒什麼改善。

既然尾氣不好，點火肯定是要懷疑的。按照從簡單到複雜的過程，先拆火花塞。拆除火花塞之後發現火花塞頭部發黑，且有積碳依附在電極上，用鼻子一聞，還有一股淡淡的沒有燒掉的汽油味。於是換上一個新的火花塞，火花塞裝好後插上分缸線試車，發現一缸的分缸線和缸蓋之間會跳火，典型的漏電，拿上一根新的分缸線，裝上後車主自己試車，其他沒什麼改善，但是原來加速偶爾聳車毛病倒是好了，也算是個意外收穫吧。為了進一步確定點火是良好，拆除一個火花塞連着缸線跳過，火花“啪啪”的，跟閃電似的，這樣點火這塊就等於是排除了。

點火排除以後，就要檢查排氣了，斷開排氣管中段，用電筒往裏照，發現三元催化部分右邊一根黑黑的，左邊一根灰白的，問車主是否三元催化換過，他説左邊那根換過。右邊黑的用不了了，重新換上一根之後出去試車回來後再聞排氣管味道，味道小了不少，但是還是臭。仔細想想會不會是左邊那根用了一段時間，長期被“毒氣”薰的也有問題，於是就把排氣管清洗一邊。

點火和排氣監控這一塊已經排除了，那接下來就是進氣了。起初打算把進氣歧管拆掉手工清洗足洗了一個半小時，之間排氣管內黑色液體嘩嘩的往外冒，但是始終沒有變成清水的跡象，這説明進氣系統（氣門座和進氣管路）有嚴重的積碳，免拆清洗溶解了一部分的積碳，但是可能積碳太厚了，光靠免拆清洗是清洗不徹底的，無奈之下決定還是拆進氣歧管。拆掉后里面有一層積碳，非常厚，清洗乾淨給轉換軸上黃油，保證其轉動靈活。

將所有東西裝回去之後，發車，感覺發動機聲音清脆多了，但是一聞尾氣，還是臭。這就奇怪了，進氣搞了，點火也搞了，排氣也搞了，那問題出在哪裏呢?

是我把問題鎖定在了空氣流量計的讀數上，之前講過，發動機某工況的進氣量是固定的，那為什麼同樣一個空氣流量計，裝別的車上市3.3g/s，而這台車卻在4以上呢，既然不是空氣流量計的問題，那會是什麼問題呢？再往上推究，那就要從空氣流量計的原理説起。空氣流量計就是一個通電會發熱的熱絲，空氣經過熱絲會帶走熱絲的熱量，熱量被帶走之後為了維持熱絲的熱度就會對熱絲補充電流。進氣量大，帶走的熱量就多，需要補充的電流就多。反之進氣量少，帶走的熱量少，補充的電流就少。而補充的電流會經過一個惠斯通電橋，電橋中有一個電阻是用來測量補充電流的，補充的電流大，經過這電阻後產生的電壓就高，補充的電流小，經過這個電阻產生的電壓就低，而這個電阻端電壓的變化會引起整個惠斯通電橋兩端電壓的變化，ecu就是根據這個電壓的變化來判斷實際進了多少空氣。既然把空氣流量計的原理説明白了，那就應該知道空氣流量計的計算空氣是利用什麼，很簡單——電流！於是我想到了發電機。

故障測試確認

拖來一個發電機，抬了發動機前圍換上，裝車發車，看數據流，怠速電壓13.5v，加油門電壓上14.3v，然後調節器就起作用把電壓回調到14v以下，再看空氣流量計，3.5g/s，正常。然後把車開到洗車工位，用千斤頂把車屁股抬高，對排氣管用高壓水槍沖洗灌水，然後把車開到下坡，車屁股朝下轟油門，把排氣管裏的水排出來，反覆幾次把排氣管清洗幾遍，出去試車，先不説尾氣還臭不臭，就是加速和發動機聲音都通透很多了。回來後聞排氣管味道，幾乎沒有任何異味，問題徹底解決

車輛修復驗證

通過對汽車尾氣超標的各種原因故障逐一檢查排除，將各部分清理乾淨以及更換，重新裝配好後試車，故障排除，車輛一切恢復正常

總結

汽車尾氣排放和現代生活環境息息相關，我們應該保護環境，提高汽車尾氣排放的治理和檢測，建議客户尾氣超標以後立即修理。避免不必要的麻煩。

通過寫這篇畢業論文設計，我在其中又學會了很多東西，列如在檢查車輛的故障的時候要先易後難、先機械後電子的原則。還學會了如何更好的運用word文檔，通過此次畢業論文設計，我知道做任何事情都要仔細，認真才能做好。

致謝

感謝王xx老師對學生的悉心指導和幫助，我通過這幾周的調查資料與詢問老師，終於完成了此次畢業論文，在今後的日子裏，我一定通過自己的努力完成自己的夢想。