尾气分析课件终Word

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　　尾气分析

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　　尾气分析学习目标： (1)能够分析汽车尾气的成份； (2)能够阐述各种汽车尾气的危害； (3)能利用检测仪对汽油机和柴油机进行尾 气检测； (4)能对检测结果进行判定和分析。

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　　尾气分析知识目标：(1)汽车尾气的成份和危害； (2)汽车尾气检测设备的结构、原理和使用 方法； (3)国家相关的检测标准。

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　　尾气分析学习情景描述： 前台接到一辆有故障的奇瑞A3轿车，驾 驶员反映，怠速不稳，发动机容易熄火。

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　　一、汽车尾气污染物的成分和危害 1、一氧化碳CO 一氧化碳是汽油烃类成分燃烧的中间产物， 理论上，当混合气空燃比≥14.7∶1时，即在氧气 充足的情况下，排气中将不含CO而代之产生CO2和 未参加燃烧的O2。但现实中由于混合气的分布并 不均匀，总会出现局部缺氧的情况。当空气量不 足，即混合气空燃比≤14.7∶1时，必然会有部分 燃料不能完全燃烧而生成CO。

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　　一氧化碳是一种无色、无刺激的气体，是汽 车及内燃机排气中有害浓度最大的成分。一氧化 碳与血液中的血红蛋白结合的速度比氧气快250倍。 一氧化碳经呼吸道进入血液循环，与血红蛋白亲 合后生成碳氧血红蛋白，从而削弱血液向各组织 输送氧的功能，危害中枢神经系统，造成人的感 觉、反应、理解、记忆力等机能障碍，重者危害 血液循环系统，导致生命危险。所以，即使是微 量吸入一氧化碳，也可能给人造成可怕的缺氧性 伤害。

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　　2、碳氢化合物HC 排气中的碳氢化合物是由未燃烧的燃料烃、不完全 氧化产物以及燃烧过程中部分被分解的产物所组成的。 碳氢化合物总称烃类，是发动机未燃尽的燃料分解 产生的气体，汽车排放污染物中的未燃烃的20%~25% 来自曲轴箱窜气；20%来自化油器与燃油箱的蒸发；其 余55%由排气管排出。单独的HC只有在浓度相当高的情 况下才会对人体产生影响，一般情况下作用不大，但它 却是产生光化学烟雾的重要成分。

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　　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,由排气管排出。发动机排气中的NOx是由于燃 烧室内高温燃烧而产生的，空气中的氮经过氧化首 先生成NO,然后与大气中的氧相遇又成为NO2。 高浓度的NO能引起神经中枢的障碍，并且容 易氧化成剧毒的NO2,NO2有特殊的刺激性臭味，严 重时会引起肺气肿。在二氧化氮浓度为9.4毫克/立 方米的空气中暴露10分钟，即可造成人

　　的呼吸系统 功能失调。

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　　HC与NOx的混合物在紫外线作用下进行光化学 反应，由光化学过氧化物而形成的黄色烟雾，该 现象称为“光化学烟雾”。这种光化学烟雾对人 体最突出的危害是刺激眼睛和上呼吸道黏膜，引 起眼睛红肿和喉炎。

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　　4、硫化物SO2 汽车尾气中的硫化物的主要成分是二氧化硫。 当汽车使用催化净化装臵时，就算很少量的SO2也 会逐渐在催化剂表面堆积，造成催化剂中毒，不 但影响催化剂的使用寿命，还危害人体健康，而 且SO2还是造成酸雨的主要物质。

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　　5、微粒 汽油机中主要微粒为铅化物、硫酸盐、低分 子物质；柴油机中主要微粒为石墨形的含碳物质 (炭烟)和高分子量有机物(润滑油的氧化和裂 解产物)。柴油机的微粒量比汽油机多30~60倍， 成分比较复杂。特别是炭烟，主要由直径为0.1~ 10 m的多孔性碳粒构成，它除了会被人体吸入肺 部沉淀下来外，还往往粘附有SO2及致癌物质，严 重危害人体健康。

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　　6、二氧化碳CO2 即使燃烧过程按理想过程进行，也会生成CO2, CO2本身对人体无害，但CO2作为主要的温室气体， 其导致地球变暖的全球气候变化的影响正在受到 越来越多的关注。由于CO2是含碳燃料燃烧的必然 产物，所以对汽车产业界来说，降低CO2排放就是 要求降低汽车的油耗。

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　　二、尾气分析仪的结构与工作原理1、尾气分析仪的结构 不分光红外线气体分析仪，由废气取样装臵、废 气分析装臵、废气浓度指示装臵和校准装臵等组成。 (1)废气取样装臵 废气取样装臵由取样探头、滤清器、导管、水分离 器和泵等组成。 (2)废气分析装臵 废气分析装臵由红外线光源、气样室、旋转扇轮、测 量室和传感器等组成。

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　　(3)浓度指示装臵 综合式气体分析仪的浓度指示装臵，主要 由CO指示装臵和HC指示装臵组成，有指针式 仪表和数字式显示器两种类型。 (4)校准装臵 简易校准装臵通常是用遮光板把废气分析 装臵中通过测量气样室的红外线遮挡住一部 分，用减少一定量红外线能量的方法进行简 单校准的装臵。

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　　2.工作原理 汽车排气中的CO,HC,NO和CO2等气体，都分 别具有能吸收一定波长范围红外线的性质。而且， 红外线被吸收的程度与排气浓度之间有一定的关 系。不分光红外线分析法就是利用这一原理，即 根据检测红外线被汽车排气吸收一定波长范围红 外线后能量的变化，来检测排气中各种污染物的 含量。在各种气体混在一起的情况下，

　　这种检测 方法具有测量值不受影响的特点。

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　　三、尾气测量结果分析1. CO2 尾气中CO2的浓度可反映出燃烧的效率。

　　(1)当混合气充分燃烧时，CO2的浓度将达到峰值。 不管是否装有三效催化转化器，峰值均为 13.8%~15%。 (2)在点火失灵或发动机故障被排除之后，通过C02 的读数，便可以检测出混合气燃烧的好坏，当混 合气变浓或变稀时，CO2值均会降低。

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　　2. CO2是反映空燃比的最好指标。

　　(1)燃烧正常排气中应含有1%~2%的CO2。 (2) CO2的读数小于l%说明混合气太浓。 (3) CO2的读数大于2%表示混合气太稀。 (4)造成这种现象的原因很多，燃油滤芯太脏、燃 油油压低、喷油器堵塞、真空泄漏、EGR阀泄漏 等，都可能导致混合气过稀。

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　　(5)如果混合气浓，C02的读数就低，C02的读 数就高。 反之,混合气稀，C02的读数就高，C02的读 数就低。 (6)若混合气偏向失火点，C02的读数就会上 升得很快，同时，CO值低，HC值高而且不稳 定。

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　　3.HC HC的读数高则说明燃油没有充分燃烧。 HC主要由燃烧室壁面的激冷而形成。 导致HC读数过高的因素：

　　气缸压力不足发动机温度过低 油箱中油气蒸发 混合气由燃烧室向曲轴箱泄漏

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　　混合气过浓或过稀 点火不正时 点火间歇性不跳火 温度传感器不良 喷油器漏油或堵塞 油压过高或过低等

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　　4.CO是因燃烧引起的。 (1)混合气过浓将产生大量的CO,混合气过 稀引起失火将生成过多HC。 (2)高CO表示燃油系统有故障，如混合气不 洁净、燃油供应太多、空气太少、点火太 早等。 (3)如果电喷发动机的CO过高，很可能是喷 油器漏油、油压过高或电控系统产生了故 障。

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　　5. NOx NOx一般产生在高温大负荷的情况下。 影响NOX的因素： (1)EGR:它冲淡和稀释进入缸内的混合气， 降低燃烧室的温度，减小火焰传播速度， 在 40-50km/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也会迅速增加(失火)。

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　　(2)配气相位：它会影响进气的状态和燃烧室的温度， 如同EGR的作用一样。 (3)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。 (4)进气歧管真空：歧管真空的降低，将提高发动机的 负荷和燃烧室的温度，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NOX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 的温度，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。 (5)发动机转速：发动机转速的增加，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NOX增加。而当混合气较稀时， 由于燃烧速度降低，减少了NOX的形成。

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　　(6)进气温度：高的进气温度将增加NOX。 (7)冷却液温度：高的冷却液温度将提高汽缸和 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， 提高了实际压缩比，也会增加NOX浓度。 (8)积碳：燃烧室的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。 (9)燃油的辛烷值：低辛烷值燃油由于爆震导致 燃烧的失控，也会增加NOX浓度。

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　　6.过量空气系数λ 过量空气系数可以直观 地告诉我们空燃比的情况。 (1)λ 为0.97~1.04,可以看成是理想的匹 配。大于该值，说明空燃比过大,混合气过 稀。小于该值，则为空燃比过小，混合气 过浓。 (2)理想的空燃比为14.7。

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　　四、控制尾气污染的措施 1 .曲轴箱强制通风系统 2 .废气再循环 3 .采用汽油喷射系统 4 .采用稀薄燃烧系统 5 .催化转换器 6 .先进的发动机管理系统 7 .二次进气

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　　症状询问与试车阿

　　仪器准备和校准车辆或发动机的准备 怠速试验法测量 双怠速试验法测量 检测结果分析 故障诊断与排除

　　试车，交车

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　　一、汽油车尾气检测前的准备工作 1、仪器准备和校准 (1)按仪器使用说明书的要求做好各项检 查工作。 (2)接通电源，对不分光红外线气体分析 仪预热10min以上。 (3)用标准气样校准。

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　　(4)简易校准。先接通简易校准开关，对于 有校准位臵刻度线的仪器，可用标准调整 旋钮把仪表指针调整到正对标准刻度线位 臵。对于没有标准刻度线的仪器，要在标 准气样校准后立即进行简易校准，使仪表 指针与标准气样校准后的指示值重合。

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　　(5)把取样探头和取样导管安装到气体分析 仪上，检查取样探头和导管内是否有残留 HC。如果管内壁吸附残留HC很多，仪表指 针大大超过零点以上时，要用压缩空气或 布条等清洁取样探头和导管。 仪器经过上述检查和校准后，即可投入使 用。

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　　2、车辆或发动机的准备 (1)进气系统装有空滤器，排气系统装有排 气消声器

　　,不得有泄漏。 (2)汽油应符合GB484《车用汽油》的规定。 (3)测量时发动机冷却水和润滑油温度达到所 规定的热状态。 (4)自1995年7月1日起新生产汽油发动机应 具有怠速螺钉限制装臵。点火提前角在其可调 整范围内都应达到排放标准要求。

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　　二、汽油车尾气检测怠速试验法 怠速试验法测量程序如下： (1)必要时在发动机上安装转速计、点火定时 仪、冷却水和润滑油测温计等测试仪器。 (2)发动机由怠速工况加速至70%额定转速， 维持60s后降至怠速。 (3)发动机降至怠速状态后，将取样探头插入 排气管中，深度等于400mm,并固定于排气管 上。

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　　(4)先把指示仪表的读数转换开关打到最高量程 档位，再一边观看指示仪表，一边用读数转换开 关选择适于排气含量的量程档位。 (5)发动机在怠速状态，维持30s后开始读数，读 取30s内的最高值和最低值，其平均值即为测量结 果。 (6)若为多排气管时，取各排气管测量结果的算 术平均值。 (7)测量工作结束后，把取样探头从排气管里抽 出来，让它吸入新鲜空气5min,待仪器指针回到 零点后再关闭电源。

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　　三、汽油车尾气检测双怠速试验法 双怠速试验法测量程序如下： (1)必要时在发动机上安装转速计、点火定时 仪、冷却水和润滑油测温计等测试仪器。 (2)发动机由怠速工况加速至70%额定转速， 维持60s后降至高怠速(即50%额定转速)。 (3)发动机降至高怠速状态后，将取样探头插 入排气管中，深度等于400mm,并固定于排 气管上。

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　　(4)先把指示仪表的读数转换开关打到最高量程 档位，再一边观看指示仪表，一边用读数转换开 关选择适于排气含量的量程档位。 (5)发动机在高怠速状态维持15s后开始读数， 读取30s内的最高值和最低值，取平均值即为高 怠速排放测量结果。 (6)发动机从高怠速状态降至怠速状态，在怠速 状态维持15s后开始读数，读取30s内最高和最 低值，其平均值即为怠速排放测量结果。

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　　(7)若为多排气管时，取各排气管测量结果 的算术平均值。 (8)测量工作结束后，把取样探头从排气管 里抽出来，让它吸人新鲜空气5min,待仪 器指针回到零点后再关闭电源。

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　　四 、检测结果分析 汽油车怠速污染物超过标准时，主要原因 是汽油车供油系调整不当所致，另外点火 系和冷却系工作状态及曲柄连杆机构技术 状况对尾气中的CO、HC的浓度也确良影响。

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　　烟台工程技术学

　　院动力系

　　故障排除是否彻底；

　　检测设备是否归位；工作态度是否严谨； 是否注重团队合作精神；

　　是否注意安全操作事项