機動車排氣檢測儀器應用分析

張 純

（浙江浙大鳴泉科技有限公司，浙江杭州 310012）

0 引言

機動車排氣檢測儀器是最常見的汽車檢測儀器，其中，不分光紅外線尾氣分析儀因測量精度高、操作便捷等優勢被廣泛運用。若機動車技術狀況良好，則其尾氣成分的各部分比例處于正常范圍，若機動車技術狀況異常，尾氣成分比例將失衡。結合尾氣成分濃度變化，有助于分析出機動車的故障位置，并提供可靠依據。

1 機動車排氣檢測儀器結構與工作原理

1.1 結構組成

不分光紅外線氣體分析儀主要由廢氣取樣裝置、校準裝置、濃度指示裝置以及廢氣分析裝置構成。其中，廢氣取樣裝置由泵、水分離器、導管、濾清器以及取樣探頭構成；校準裝置通過遮擋部分紅外線，減少部分紅外線能量實現簡單校準；濃度指示裝置由HC 指示裝置、CO 指示裝置構成，包括數字顯示器和指針顯示器兩種；廢氣分析裝置主要由傳感器、測量室、旋轉扇輪、氣樣室以及紅外線光源構成。

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，但吸收紅外線的波長有差異，并且，紅外線吸收程度與排氣濃度也有相關性。機動車排氣檢測儀器是根據該原理來檢測機動車排氣中的污染物含量，即便排氣中的廢氣是混合的，但不影響該檢測方法得到的測量值。

（1）CO2反應空燃比。機動車正常排氣中，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，導致該現象的原因很多，例如EGR 閥泄漏、真空泄漏、燃油油壓低等，均可能導致混合氣過稀。

（2）HC 高反應燃油未充分燃燒。一般來說，在燃燒室壁面激冷時才會產生HC，導致HC 高的原因可能是油壓過高或過低、噴油器泄漏或堵塞、點火間歇性不跳火、混合氣過濃或過稀、發動機溫度過高、氣缸壓力不足等。

（3）燃燒不充分。混合氣過濃會生成CO，CO 濃度較高則代表燃油系統存在故障，例如點火太早、燃油供應太大、混合氣不潔凈等。若電噴發動機的CO 濃度過高，則代表電控系統存在故障、油壓過高或噴油器漏油。

（4）氮氧化合物NOX變化的影響因素。無論運轉狀態如何，提高點火負荷，均會提高NOX。若進氣歧管真空降低，則燃燒室溫度、發動機負荷均會提高，繼而提高循環溫度，增加NOX含量，若進氣歧管真空增加，則燃燒室溫度、發動機負荷均會降低，繼而降低循環溫度，減少NOX含量。

提高發動機轉速，因渦流作用會加快火焰傳播速度，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

機動車排氣檢測儀器操作流程：①打開電源，預熱5 min，待設備退出預熱狀態，則進入主菜單界面，應注意，預熱時不得進行任何操作，更不可直接將取樣探頭伸入排氣管中。②將傳感器連接在發動機高壓點火線上，并遠離其他點火線，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，由操作者點火進行加速實驗，并將轉速加到額定轉速70%左右，保持30 s，完成上述操作后，需轉入怠速模式保持15 s。整個過程均有倒計時提示，倒計時結束后顯示測試平均值，操作者按下ok 鍵記錄并打印測試結果。

2 實例分析

車型：Polo GTI，故障現象：經常熄火，怠速不穩。用機動車排氣檢測儀進行分析，得出結果：O2（2.53%），CO2（14.5%），CO（0.44%），HC（250×10-6）。

故障分析：結合檢測數據，可以看出O2，HC 濃度較高，代表空燃比嚴重偏離正常范圍。CO2高CO 低，代表點火系統正常，充分燃燒。

綜合分析：混合氣偏稀，需要從燃油供給系統、空氣供給系統方面展開維修。

經檢查，燃油供給系統正常，空氣供給系統后的進氣軟管存在裂紋、破損，待更換軟管后，重啟發動機故障消失。再次使用機動車排氣檢測儀進行分析，得出結果：O2（1.34%）、CO2（14.5%）、CO（0.22%）、HC（50×10-6），數據恢復正常范圍。

本實例故障原因是進氣軟管漏氣，導致空氣進入氣缸，稀化混合氣，導致發動機經常熄火、怠速不穩的狀況。

3 機動車排氣檢測儀器的擴展運用

3.1 判斷三元催化轉化器、排氣管是否堵塞

將機動車排氣檢測器取樣探頭放到進氣歧管真空管處，點火做急加速實驗，測量真空管處是否存在HC，從而判斷三元催化轉化器、排氣管是否堵塞。若存在堵塞，部分廢氣因無法正常排出，繼而回到真空管處，此時機動車排氣檢測器將會檢測到HC。

3.2 判斷發動機配氣相位是否正確

判斷發動機配氣相位是否正確，原理與判斷三元催化轉化器是否堵塞相同。先將機動車排氣檢測器取樣探頭放到進氣歧管真空管處，點火做急加速、慢加速、怠速等實驗，通過檢測真空管處是否有HC 來判斷發動機配氣相位是否正確。

3.3 判斷缺缸原因

缺缸是機動車最常見的發動機故障之一，一般來說，存在缺缸故障的發動機，O2或HC 的含量會明顯提高。導致發動機缺缸的原因主要為缺火與缺油兩個方面，假如噴油器不噴油，那么通過機動車排氣檢測器取樣探頭檢測的CO、HC 含量將是正常的，但是O2含量將過高，假如點火系統存在故障，那么通過機動車排氣檢測器取樣檢測的O2、HC 含量均會明顯提高。

盡管發動機自診斷系統能在失去點火反饋信號2 個周期內自動切斷燃油供給，但機動車排氣檢測器對HC 尤為敏感，若一次未能點火，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，是點火系統故障。如果ECU 檢測點火反饋信號丟失，則自動切斷燃油供給，此時HC 含量正常，而O2含量劇增，

3.4 判斷氣缸墊是否損壞

傳統氣缸墊故障診斷，普遍采用解體檢查方法，造成了不必要的麻煩，且檢查結果受主觀性因素影響較高。為此，可通過機動車排氣檢測器進行檢查，先將取樣探頭放到冷卻液儲液罐中（懸空放置），點火后若得到HC 含量劇增的結果，可認為氣缸墊遭受損壞。原理是若氣缸墊損壞，燃燒可燃混合氣將會通過損壞的氣缸墊流入冷卻系統，因汽油分子無法溶解，HC 會在冷卻液儲液罐中被檢測出來。

3.5 檢測車廂內汽油味過重等故障

通過機動車排氣檢測器，可檢測由于泄漏、密封不良導致的車廂內汽油味過重的故障部位，實現快速定位，還可以通過機動車排氣檢測器取樣探頭檢測三元催化轉化器氣體濃度，根據前后檢測結果對比，判斷是否存在破損、泄漏等情況。

4 結語

為控制尾氣污染，建議從二次進氣、廢氣再循環、采用稀薄燃燒系統、研發發動機管理系統等方向著手，機動車排氣檢測儀器不僅具備常規檢測用途，更可擴展應用，對機動車故障診斷提3 更多的辦法，如三元催化器是否堵塞、氣缸墊是否損壞等，均可通過機動車排氣檢測儀器實現，為此，掌握并擴展應用機動車排氣檢測儀器十分必要，有一定的發展前景。