1、任務二 常用汽車故障診斷方法,一、教學目標 熟悉汽車尾氣分析儀和煙度計的結構與檢測原理 掌握汽車排氣污染的檢測方法和檢測標準 了解汽車排氣污染物的主要成分其危害 二、教學重難點 重點：學會正確使用汽車廢氣分析儀的煙度計進行汽車尾氣排放檢測 難點： 能正確判斷檢測結果并分析尾氣排放超標的原因,情境描述： 某檢測站接到汽車年檢任務，站長要求你承擔汽車尾氣工位的檢測工作任務，請你對車輛尾氣進行檢測，并寫出評估報告。 咨詢： 要完成上述工作，必須具備的知識和技能有： （1）汽車尾氣的成份和危害； （2）汽車尾氣檢測設備的結構、原理和使用方法； （3）國家相關的檢測標準。 根據(jù)以上分析，汽車尾氣檢測的

2、學習情境 可通過實施以下三個工作任務來 完成： 汽車尾氣分析 汽油車尾氣檢測 柴油車尾氣檢測,工作任務1：汽車尾氣分析,【基礎知識】 一、汽車尾氣污染物的成分和危害 1、一氧化碳CO 一氧化碳是汽油烴類成分燃燒的中間產(chǎn)物，理論上，當混合氣空燃比14.71時，即在氧氣充足的情況下，排氣中將不含CO而代之產(chǎn)生CO2和未參加燃燒的O2。但現(xiàn)實中由于混合氣的分布并不均勻，總會出現(xiàn)局部缺氧的情況。當空氣量不足，即混合氣空燃比14.71時，必然會有部分燃料不能完全燃燒而生成CO。 一氧化碳是一種無色、無刺激的氣體，是汽車及內(nèi)燃機排氣中有害濃度最大的成分。一氧化碳與血液中的血紅蛋白結合的速度比氧氣快250倍

3、。一氧化碳經(jīng)呼吸道進入血液循環(huán)，與血紅蛋白親合后生成碳氧血紅蛋白，從而削弱血液向各組織輸送氧的功能，危害中樞神經(jīng)系統(tǒng)，造成人的感覺、反應、理解、記憶力等機能障礙，重者危害血液循環(huán)系統(tǒng)，導致生命危險。所以，即使是微量吸入一氧化碳，也可能給人造成可怕的缺氧性傷害。,2、碳氫化合物HC 排氣中的碳氫化合物是由未燃燒的燃料烴、不完全氧化產(chǎn)物以及燃燒過程中部分被分解的產(chǎn)物所組成的。 碳氫化合物總稱烴類，是發(fā)動機未燃盡的燃料分解產(chǎn)生的氣體，汽車排放污染物中的未燃烴的2025來自曲軸箱竄氣；20來自化油器與燃油箱的蒸發(fā)；其余55由排氣管排出。 單獨的HC只有在濃度相當高的情況下才會對人體產(chǎn)生影響，一般情況下

4、作用不大，但它卻是產(chǎn)生光化學煙霧的重要成分。,3、氮氧化合物NOx 氮氧化合物主要是指一氧化氮NO和二氧化氮NO2，由排氣管排出。發(fā)動機排氣中的NOx是由于燃燒室內(nèi)高溫燃燒而產(chǎn)生的，空氣中的氮經(jīng)過氧化首先生成NO，然后與大氣中的氧相遇又成為NO2。 高濃度的NO能引起神經(jīng)中樞的障礙，并且容易氧化成劇毒的NO2，NO2有特殊的刺激性臭味，嚴重時會引起肺氣腫。在二氧化氮濃度為9.4毫克/立方米的空氣中暴露10分鐘，即可造成人的呼吸系統(tǒng)功能失調。 HC與NOx的混合物在紫外線作用下進行光化學反應，由光化學過氧化物而形成的黃色煙霧，該現(xiàn)象稱為“光化學煙霧”。其主要成分是臭氧（O3）、醛類、硝酸脂類等多

5、種復雜化合物。這種光化學煙霧對人體最突出的危害是刺激眼睛和上呼吸道黏膜，引起眼睛紅腫和喉炎。1952年12月，倫敦發(fā)生光化學煙霧，4天中死亡人數(shù)較常年同期多4000人，45歲以上的死亡最多，約為平時的3倍；1歲以下的約為平時的2倍。1998年，曾有北京出現(xiàn)光化學煙霧事件的報道；2001年，也有南寧發(fā)生光化學煙霧事件的報道。,4、硫化物SO2 汽車尾氣中的硫化物的主要成分是二氧化硫。當汽車使用催化凈化裝置時，就算很少量的SO2也會逐漸在催化劑表面堆積，造成催化劑中毒，不但影響催化劑的使用壽命，還危害人體健康，而且SO2還是造成酸雨的主要物質。,5、微粒 汽油機中主要微粒為鉛化物、硫酸鹽、低分子物

6、質；柴油機中主要微粒為石墨形的含碳物質（炭煙）和高分子量有機物（潤滑油的氧化和裂解產(chǎn)物）。柴油機的微粒量比汽油機多3060倍，成分比較復雜。特別是炭煙，主要由直徑為0.110m的多孔性碳粒構成，它除了會被人體吸入肺部沉淀下來外，還往往粘附有SO2及致癌物質，嚴重危害人體健康。,6、二氧化碳CO2 即使燃燒過程按理想過程進行，也會生成CO2，CO2本身對人體無害，但CO2作為主要的溫室氣體，其導致地球變暖的全球氣候變化的影響正在受到越來越多的關注。1997年12月，在日本京都，55個國家簽署了京都議定書，對削減溫室氣體排放，制定了明確的計劃。京都議定書的簽署標志著人類啟動了大規(guī)?？刂艭O2排放的

7、進程。由于CO2是含碳燃料燃燒的必然產(chǎn)物，所以對汽車產(chǎn)業(yè)界來說，降低CO2排放就是要求降低汽車的油耗。 上述污染物的排放中，汽油機排放的CO、HC、NOx均比柴油機多，碳煙的排放則柴油機高于汽油機。,二、控制尾氣污染的措施 1、曲軸箱強制通風系統(tǒng) 2、廢氣再循環(huán) 3、采用汽油噴射系統(tǒng) 4、采用稀薄燃燒系統(tǒng) 5、催化轉換器 6、先進的發(fā)動機管理系統(tǒng),工作任務2：汽油車尾氣檢測,【基礎知識】 一、不分光紅外線氣體分析儀的檢測原理 汽車排氣中的CO，HC，NO和CO2等氣體，都分別具有能吸收一定波長范圍紅外線的性質。而且，紅外線被吸收的程度與排氣濃度之間有一定的關系。不分光紅外線分析法就是利用這一原

8、理，即根據(jù)檢測紅外線被汽車排氣吸收一定波長范圍紅外線后能量的變化，來檢測排氣中各種污染物的含量。在各種氣體混在一起的情況下，這種檢測方法具有測量值不受影響的特點。,二、不分光紅外線氣體分析儀的結構 不分光紅外線CO和HC氣體分析儀，是一種能夠從汽車排氣管中采集氣樣，對其中CO和HC含量連續(xù)進行分析的儀器。它由排氣取樣裝置、排氣分析裝置、含量指示裝置和校準裝置等組成。,【任務實施】 一、汽油車尾氣檢測前的準備工作 1、儀器準備和校準 （1）按儀器使用說明書的要求做好各項檢查工作。 （2）接通電源，對不分光紅外線氣體分析儀預熱30min以上。 （3）用標準氣樣校準。 （4）簡易校準。先接通簡易校準

9、開關，對于有校準位置刻度線的儀器，可用標準調整旋鈕把儀表指針調整到正對標準刻度線位置。對于沒有標準刻度線的儀器，要在標準氣樣校準后立即進行簡易校準，使儀表指針與標準氣樣校準后的指示值重合。 （5）把取樣探頭和取樣導管安裝到氣體分析儀上，檢查取樣探頭和導管內(nèi)是否有殘留HC。如果管內(nèi)壁吸附殘留HC很多，儀表指針大大超過零點以上時，要用壓縮空氣或布條等清潔取樣探頭和導管。 儀器經(jīng)過上述檢查和校準后，即可投入使用。,2、車輛或發(fā)動機的準備 （1）進氣系統(tǒng)裝有空濾器，排氣系統(tǒng)裝有排氣消聲器，不得有泄漏。 （2）汽油應符合GB484車用汽油的規(guī)定。 （3）測量時發(fā)動機冷卻水和潤滑油溫度達到所規(guī)定的熱狀態(tài)。

10、 （4）自1995年7月1日起新生產(chǎn)汽油發(fā)動機應具有怠速螺釘限制裝置。點火提前角在其可調整范圍內(nèi)都應達到排放標準要求。,二、汽油車尾氣檢測怠速試驗法 怠速試驗法測量程序如下： （1）必要時在發(fā)動機上安裝轉速計、點火定時儀、冷卻水和潤滑油測溫計等測試儀器。 （2）發(fā)動機由怠速工況加速至70額定轉速，維持60s后降至怠速。 （3）發(fā)動機降至怠速狀態(tài)后，將取樣探頭插入排氣管中，深度等于400mm，并固定于排氣管上。 （4）先把指示儀表的讀數(shù)轉換開關打到最高量程檔位，再一邊觀看指示儀表，一邊用讀數(shù)轉換開關選擇適于排氣含量的量程檔位。 （5）發(fā)動機在怠速狀態(tài)，維持15s后開始讀數(shù)，讀取30s內(nèi)的最高值和

11、最低值，其平均值即為測量結果。 （6）若為多排氣管時，取各排氣管測量結果的算術平均值。 （7）測量工作結束后，把取樣探頭從排氣管里抽出來，讓它吸入新鮮空氣5min，待儀器指針回到零點后再關閉電源。,三、檢測結果判定 1、檢測標準 根據(jù)GB18285-2000在用汽車排氣污染物限值及測試方法的規(guī)定，裝配點燃式發(fā)動機的車輛怠速試驗尾氣污染物限值見表10-1；裝配點燃式發(fā)動機的車輛雙怠速試驗尾氣污染物限值見表10-2。尾氣排放標準正越來越嚴格，以適應環(huán)保要求。 2、檢測結果分析 汽油車怠速污染物超過標準時，主要原因是汽油車供油系調整不當所致，另外點火系和冷卻系工作狀態(tài)及曲柄連桿機構技術狀況對尾氣中的

12、CO、HC的濃度也確良影響。,工作任務3：柴油車尾氣檢測,【基礎知識】 一、濾紙式煙度計 1、濾紙式煙度計的結構 濾紙式煙度計是一種非直接測量的計量儀器，其結構如圖10-3所示，主要由取樣系統(tǒng)（即抽氣裝置）、走紙機構、光電檢測系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等四部分組成。,二、消光式煙度計 1、消光式煙度計的結構和原理 消光式煙度計是利用透光衰減率來測量排氣煙度的典型儀器。其原理是使光束通過一段給定長度的排煙管，通過測量排煙對光的吸收程度來決定排煙對環(huán)境的污染程度，是一種直接測量的計量儀器。 消光式煙度計如圖10-4所示，測量單元的測量室是一根分為左右兩半部分的圓管，被測排氣從中間的測量室入口進入，分別穿過左圓

13、 管和右圓管，從左出口和右出口排出。透鏡裝在左出口的左邊，反射鏡裝在右出口的右邊。在透鏡的左側是一個放置成45的半反射半透射鏡，它的下方是綠色發(fā)光二極管，它的左邊是光電轉換器，發(fā)光二極管及光電轉換器到透鏡的光程都等于透鏡的焦距。因此，發(fā)光二極管發(fā)出的光經(jīng)過半反射鏡的反射，再通過透鏡后就成為一束平行光。平行光從測量室的左出口進入，穿過左右圓管（測量室）中的煙氣從右出口射出，被反射鏡反射后折返，從測量室的右出口重新進入測量室，再次穿過煙氣從左出口射出。射出的平行光經(jīng)過透鏡，穿過半透射鏡，聚焦在光電轉換器上，并轉換成電信號。排氣中含煙越多，平行光穿過測量室的光能衰減越大，經(jīng)光電轉換器轉換的光電信號就

14、越弱。,【任務實施】 一、檢測前的準備 1、儀器的準備 （1）通電之前，檢查指示表指針是否在機械零點上，否則進行校零。 （2）通電后進行儀器預熱。 （3）對于濾紙式煙度計，用標準色紙檢查指示表指針是否符合染黑度數(shù)據(jù)，并進行調整。 2、車輛的準備 （1）必須確保發(fā)動機處于熱狀態(tài)，并且機械狀態(tài)良好。 （2）發(fā)動機應充分預熱，例如:在發(fā)動機機油標尺孔位置測得的機油溫度應至少為80；如果溫度低于80，發(fā)動機也應處于正常運轉溫度。因車輛結構，無法進行溫度測量時可以通過其它方法使用發(fā)動機處于正常運轉溫度，例如，通過控制發(fā)動機冷卻風扇。 （3）采用至少三次自由加速過程或其它等效方法對排氣系統(tǒng)進行吹拂。 （4

15、）排氣系統(tǒng)不得有泄漏。 （5）應保證取樣管插入深度不小于300mm，否則排氣管應加接管，并保證接口不漏氣。,二、柴油車自由加速試驗煙度檢測 以南華產(chǎn)NHT-1消光式煙度計為例，其檢測步驟如下： （1）儀器接通電源預熱30分鐘。 （2）按鍵，儀器提示“請將探頭放于清潔處，準備校準”。操作員按K鍵確認，儀器進行校準。 （3）將探頭插入汽車排氣管內(nèi)，汽車保持怠速狀態(tài)，儀器確定啟動和停止試驗的域值。 （4）怠速狀態(tài)檢測完成后操作員按儀器提示“請加速”，迅速踩下車輛的油門踏板，使發(fā)動機升至高轉速，當儀器出現(xiàn)“請減至怠速，并保持”的提示后，立即松開油門踏板，使發(fā)動機恢復到怠速狀態(tài)。 （5）儀器在急劇加速的

16、過程排煙的不透光超過啟動域值時，開始自動采集數(shù)據(jù)一直到不透光將到停止域值時，從采樣的數(shù)據(jù)中找出最大值，作為本次的測量結果。 （6）汽車自由加速試驗至少應重復6次，如果光吸收系數(shù)示值連續(xù)4次均在0.25m-1的帶寬內(nèi)，并且沒有連續(xù)下降趨勢，則將這4次示值的算術平均值作為測量結果。,三、檢測結果判定 1、檢測標準 根據(jù)GB18285-2000在用汽車排氣污染物限值及測試方法的規(guī)定，裝配壓燃式發(fā)動機的車輛自由加速試驗尾氣可見污染物限值見表10-3和表10-4。,工作任務4：汽車尾氣分析,汽車發(fā)動機可燃混合氣在燃燒過程中會產(chǎn)生HC、CO、NOX等有害氣體和CO2、H20、O2等無害氣體。由于尾氣成分與

17、發(fā)動機的工況有最直接的聯(lián)系，所以通過汽車尾氣的檢測可初步分析發(fā)動機的工作狀況、性能好壞，可以檢查包括燃燒情況、點火能量、進氣效果、供油情況、機械情況等諸多方面。更為重要的是，當發(fā)動機各系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，尾氣中某種成分必然偏離正常值，通過檢測發(fā)動機不同工況下尾氣中不同氣體成分的含量，可判斷發(fā)動機故障所在的部位。尾氣分析主要內(nèi)容有混合氣空燃比、點火正時及催化器轉化效率等，主要分析的參數(shù)有CO、HC、CO2和氧（O2），還有空燃比（A/F）或相對空燃比（）。NOX常常發(fā)生在高溫大負荷的情況下，在沒有底盤測功機時只能靠路試去測量，在此不作分析,1、HC的讀數(shù)高，說明燃油沒有充分燃燒。 汽缸壓力不足、發(fā)動

18、機溫度過低、油箱中油氣蒸發(fā)、混合氣由燃燒室向曲軸箱泄漏、混合氣過濃或過稀、點火正時不準確、點火間歇性不跳火、溫度傳感器不良、噴油嘴漏油或堵塞、油壓過高或過低等因素都將導致HC讀數(shù)過高。,標準 歐 歐 歐 歐 HC 1.1% 1.1% 0.66% 0.46% CO 4.5% 4% 2.1% 1.5% NOx 8% 7% 5% 3.5% PM 0.36% 0.15% 0.1% 0.02%,2、CO的讀數(shù)是零或接近零，則說明混合氣充分燃燒。 C0的含量過高，表明燃油供給過多、空氣供給過少，燃油供給系統(tǒng)和空氣供給系統(tǒng)有故障，如噴油嘴漏油、燃油壓力過高、空氣濾清器不潔凈。其它問題，如活塞環(huán)膠結阻塞、曲軸

19、箱強制通風系統(tǒng)受阻、點火提前角過大或水溫傳感器有故障等。C0的含量過低，則表明混合氣過稀，故障原因有：燃油油壓過低、噴油嘴堵塞、真空泄漏、EGR閥泄漏等。,3、CO2是可燃混合氣燃燒的產(chǎn)物，其高低反映出混合氣燃燒的好壞，即燃燒效率。 可燃混合氣燃燒越完全，CO2的讀數(shù)就越高，混合氣充分燃燒時尾氣中CO2的含量達到峰值1316%。當發(fā)動機混合氣出現(xiàn)過濃或過稀時，CO2的含量都將降低。當排氣管尾部的CO2低于12%時，要根據(jù)其他排放物的濃度來確定發(fā)動機混合氣的濃或稀。燃油濾芯太臟、燃油油壓低、噴油嘴堵塞、真空泄漏、EGR閥泄漏等將造成混合氣過稀。而空氣濾清器阻塞、燃油壓力過高，都可能導致混合氣過濃

20、。,4、O2的含量是反映混合氣空燃比的最好指標，是最有用的診斷數(shù)據(jù)之一。 可燃混合氣燃燒越完全，CO2的讀數(shù)就越高；與此相反，燃燒正常時，只有少量未燃燒的O2通過汽缸，尾氣中O2的含量應為12%。O2的讀數(shù)小于1%，說明混合氣過濃；O2的讀數(shù)大于2%，表示混合氣太稀。導致混合氣過稀的原因有很多，如燃油濾芯太臟、燃油油壓低、噴油嘴堵塞、真空泄漏、EGR閥泄漏等。而空氣濾清器阻塞、燃油壓力過高等都可能導致混合氣過濃。 當CO、HC濃度高，CO2、O2濃度低時，表明發(fā)動機混合氣很濃。HC和O2的讀數(shù)高，則表明點火系統(tǒng)工作不良、混合氣過稀，而引起失火。,利用功率平衡試驗和尾氣分析儀的讀數(shù)，可以知道每個缸的工作狀況。如果每個缸CO、CO2的讀數(shù)都下降，HC、O2的讀數(shù)都上升，且上升和下降的量都一樣，表明各缸都工作正常。如果只有一個缸的變化很小，而其它缸都一樣，則表明這個缸點火或燃燒不正常。另外，當四缸發(fā)動機中有一缸不工作時，其濃度將上升到4.757.25%；若有兩缸不工作，則會上升到9.512.5%。,實例1 一輛豐田凌志ES300，怠速時有輕微抖動，且加速遲緩，無故障碼輸出。進行數(shù)據(jù)流