汽車尾氣中有害物特別多，由于汽車尾氣成分與發動機的工況有最直接的聯系，所以通過汽車尾氣的檢測可初步分析發動機的工作狀況、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。當發動機各系統出現故障時，尾氣中某種成分必然偏離正常值，通過檢測發動機不同工況下尾氣中不同氣體成分的含量，可判斷發動機故障所在的部位。

一、汽車尾氣成份分析

1、一氧化碳（CO）：CO是燃料沒有完全燃燒的產物。CO含量過高主要是混合氣濃時，由于空氣量不足引起可燃混合氣的不完全燃燒。

CO含量過高表明燃油供給過多、空氣供給過少，燃油供給系統和空氣供給系統有故障，如空氣濾清器不潔凈、混合氣不潔凈、活塞環膠結阻塞、燃油供應太多、空氣太少、點火提前角過大（點火太早）、曲軸箱通風系統受阻等。如果電噴發動機的CO過高，很可能是噴油器漏油、油壓過高、水溫傳感器和空氣流量計有故障或電控系統產生了故障。理論上，當混合氣空燃比≥14.7:1時，即在氧氣充足情況下，排氣中將不含CO而代之產生CO2和未參加燃燒的O2。但現實中由于混合氣的分布并不均勻，總會出現局部缺氧的情況，當空氣量不足，即混合氣空燃比≤14.7:1時，必然會有部分燃料不能完全燃燒而生成CO。比如發動機在怠速時，燃燒的混合氣偏濃，此時發動機工作循環中的氣體壓力與溫度不高，混合氣的燃燒速度減慢，就會引起不完全燃燒，使一氧化碳CO的濃度增加。發動機在加速和大負荷范圍工作、或點火時刻過分推遲時也會使尾氣中CO的濃度增高。即使燃料和空氣混合很均勻，由于燃燒后的高溫，已經生成的CO2也會有小部分被分解成CO和O2。另外排氣中的H2和未燃烴HC也可能將排氣中的部分CO2還原成CO。

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（廢氣再循環）閥泄漏等。

2、碳氫化合物（HC）：HC是燃料沒有完全燃燒或沒有燃燒的產物，包括燃油、潤滑油及其裂解產物和部分氧化物的200多種復雜成份。HC的讀數高，說明燃油沒有充分燃燒。

HC偏高的原因是：

混合氣過稀：氣缸壓力不足、發動機溫度過低、混合氣由燃燒室向曲軸箱泄漏、燃油管泄漏、燃油壓力調節器損壞。

混合氣過濃：油箱中油氣蒸發、燃油回油管堵塞、燃油壓力調節器損壞。

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讀數過高。

在裝有催化器的轎車上，如果發動機處于正常狀態，排氣中的HC讀數是很低的。如果一個氣缸失火，氣缸中所有未燃汽油都進入排氣系統，會導致HC排放增加。混合氣過濃或過稀、點火不正時、 點火間歇性不跳火、溫度傳感器不良、噴油器漏油或堵塞、油壓過高或過低等均會導致HC值上升。排氣中的HC是由未燃燒的燃料烴、不完全氧化產物以及燃燒過程中部分被分解的產物所組成。當混合氣過稀或缸內廢氣過多時會出現火焰傳播不充分，即燃燒室部分地區由于混合氣過稀或缸內殘余廢氣過高而不能燃燒，出現斷火。這時，排氣中的HC濃度會顯著增加。

碳氫化合物總稱烴類，是發動機未燃盡的燃料分解產生的氣體，汽車排放污染物中的未燃烴的20％-25％來自曲軸箱竄氣；20％來自化油器與燃油箱的蒸發；其余55％由排氣管排出。

3、氮氧化合物（NOx）：NOx主要成份是燃燒過程中形成的多種氮氧化合物。NOx包含NO、NO2等多種氣體，主要指一氧化氮NO和二氧化氮NO2，它是由排氣管排出。NOX常常發生在高溫大負荷的情況下。它的產生第一要有足夠高的溫度（1000度以上），第二要有高壓，足夠大的壓力，第三要有多余的氧才能反應，這三個條件任何一個不滿足都不會產生氮氧化物。

過多的NOx排放可能性最大的原因是EGR閥工作不好造成的或者是氣缸里面有熾熱點造成爆燃現象。當燃燒室內產生爆燃時，氣缸溫度大幅提高，這可能導致過多的NOx排放。而氣缸的爆燃則可能是由于點火提前過大、燃燒室中的積碳和點火控制系統故障造成。冷卻水溫度過高也會促成爆燃。試驗證明供給略稀的混合氣（空燃比≥15.5）會增大NOx的排放量。汽油機排出的氮氧化物中，NO占99％，而柴油機排出的氮氧化物中NO2比例稍大。

4、微粒：微粒物質主要是化合物微粒及燃料沒完全燃燒生成的炭粒。尾氣呈黑色是混合氣太濃，排氣中有大量燃料沒完全燃燒生成的炭粒。尾所呈白色是排氣中有大量水蒸氣，如在白煙中有汽油味則是某缸混合氣太濃，不能燃燒形成的油蒸氣（僅在冷起動時可能）。尾氣呈藍色則是有機油進入氣缸內參與燃燒。

二、汽車排放污染物的途徑及成份主要有：

1、從排氣管排出的廢氣，主要成分是：一氧化碳CO、碳氫化合物HC、氮氧化合物NOｘ、SO2以及鉛化物、微粒物（由碳煙、鉛氧化物等重金屬氧化物和煙灰等組成）和硫化物等；

2、曲軸箱竄氣，其主要成分是HC，還有少量的CO、NOｘ等；

3、從油箱、化油器浮子室以及油管接頭等處蒸發的汽油蒸氣，成分是HC。

三、汽車廢氣排放物的影響因素

1、空燃比對尾氣成分的影響

空燃比即空氣和燃油的比例，理論空燃比為14.7：1。高于理論空燃比是稀的經濟空燃比，低于理論空燃比是濃的功率空燃比。

CO主要是混合氣濃時，由于空氣量不足引起可燃混合氣的不完全燃燒，CO的排放量增大。CO是汽油機尾氣中有害成分濃度最大的物質。

HC是未燃燃料、可燃混合氣不完全燃燒或裂解的碳氫化合物及少量的氧化反應的中間產物。混合氣過濃或過稀，均會使燃燒不良，導致HC的排放增多。

當空燃比為15.5：l附近燃燒效率最高時，NOx生成量達到最大，混合氣空燃比高于或低于此值，NOx的生成量都會減小。發動機越接近完全燃燒，NOx的生成量越多。相反，在發動機接近不完全燃燒，CO生成量增多時，NOx減少。

當空燃比小于14.7:1時（混合氣變濃），由于空氣量不足引起不完全燃燒，CO、HC的排放量增大。空燃比越接近理論空燃比14.7:1，燃燒越完全，HC、CO的值越低。

當空燃比超過16.2:1時（混合氣變稀），由于燃料成分過少，用通常的燃燒方式已不能正常著火，產生失火，使未燃HC大量排出。

過濃或過稀的空燃比都會降低燃燒速度和燃燒溫度，使NO的生成量都有所下降。

2、點火正時對尾氣成分的影響

點火提前角對CO的排放沒有太大影響，但對HC和NOx的影響較大，過分推遲點火會使CO沒有時間完全氧化而引起CO排放量增加，但適度推遲點火可減小CO排放。實際上當點火時間推遲時，為了維持輸出功率不變需要開大節氣門，這時CO排放明顯增加。隨著點火提前角的推遲，HC的排放降低，主要是因為增高了排氣溫度，促進了 CO和 HC的氧化。

隨著點火提前角的增大，HC和NOx生成物都會急劇增加，其原因與燃燒時的速度、壓力、溫度等有關，當點火提前角增大到一定值后，由于燃燒時間過短，HC和NOx生成量便有所下降。當然，正確的調整點火正時是非常必要的，過遲的點火提前角會使發動機動力下降，油耗增大，工作不穩。

3、發動機轉速和負荷的影響

由于NOx是高溫燃燒時的生成物，當發動機的轉速和負荷提高時，使氣缸的燃燒溫度升高，NOx生成量隨之增大，CO和HC的生成量稍有增加，但影響較小。

對CO來說，空燃比不變，功率輸出的大小對CO排放沒有影響。

當空燃比和轉速保持不變，并按最大功率調節點火提前角時改變負荷對HC的排放影響不大。

發動機負荷小時，可使NOx排放濃度下降。

轉速的變化對CO的排放濃度沒有多少影響。

轉速升高時，HC的排放有明顯的降低。

對于不同空燃比的混合氣、轉速下，NOx生成速度有不同的影響。稀混合氣，在轉速提高時，NOx的生成速度減小。濃混合氣提高轉速時，NOx的生成速度有所增大。在任何負荷和轉速下，加大點火提前角，均使NOx排放增加。

急加速時，CO、 HC、NOx增加。

4、溫度與CO、 HC、 NOx關系

發動機冷態時，CO量增加，HC增加, NOx減少。

冷卻水溫達到正常（如80-90℃）時，NOx的生成量增多。

四、故障排除

車輛的使用保養、燃油質量以及環境條件等許多因素都會影響汽車的排放狀況。主要有以下幾大類因素：

（1）車輛與燃料特性：如發動機的類型和技術、尾氣曲軸箱蒸發排放控制系統、發動機的機械狀態和保養情況、汽車空調的使用情況、車用燃料的特性和品質等等。

（2）車輛的運行特性：如使用規律、駕駛習慣、交通堵塞的程度、交通的管理模式。

造成汽車一氧化碳、碳氫化物排放不合格的原因和故障主要表現在：發動機工況不良、空氣濾清器未及時更換、空燃比調整不良、化油器故障、火花塞和高壓線故障、怠速調整不良等等。

尾氣不合格的主要原因就是混合氣過濃或過稀。建議檢查高壓線電阻不能過大；再查火花塞，間隙是否偏大；接著拆下噴油嘴檢測霧化狀態及密封情況；還要檢查三元催化器和氧傳感器是否出現故障，造成排放中的各項數值均不達標。如果進氣系統和發動機燃燒室內積存了大量的積碳，積碳將在汽缸內形成多處明火，使汽缸內出現多點點火的現象，混合氣在相對短的時間內快速爆燃，汽缸內的燃燒溫度升高，容易促進氮氧化物的生成。建議徹底清洗進氣系統和發動機內部的積碳；還可以將點火正時延遲。

一些也會使氮氧化物的排放減少。由于點火時間推遲，在燃燒室內的燃燒時間將縮短，燃燒最高溫度降低，使排出的碳氫和氮氧化物減少。但將會導致發動機功率的下降。但過分推遲點火，也會使CO在燃燒室內沒有時間完全氧化，而引起排放量增加。

故障排除可以從以下幾方面入手：

1、關閉點火開關，檢查空氣濾芯是否太臟；如果太臟，則應更換；如果空氣濾芯正常，則進行下一步。

2、電噴發動機是否漏氣。

3、檢查各缸噴油器的工作情況。

4、檢查各缸的點火情況。

5、檢查發動機各傳感器的工作情況。

車輛進氣系統、排氣系統、燃油系統過臟：

這種情況一般情況下出現在車輛還比較新，但是檢測結果卻超標，或者超標并不嚴重只超了百分之幾或零點幾，這種情況說明我們的車輛的尾氣處理系統即三元催化器和氧傳感并沒有出現大的問題，造成尾氣超標的原因大多因為車輛三大系統過臟。只要發動機正常，尾氣超標是進、排氣系統出了問題，對燃油系統的進氣道，噴油嘴及節氣門要定期清洗，三元催化器是排氣系統的關鍵部件，所以必須定期清洗三元催化器、否則會造成三元催化器積炭堵塞失效，導致尾氣排放超標。

發機機是否正常，簡單檢查可做到：取下火花塞看有無機油、很干凈說明點火正常，發動機沒有竄油，加大油門時觀察，運轉是否平穩有力，如果以上檢查沒問題即正常。

解決方案--拉高速

高速對清洗發動機的油路和氣缸有相當大的作用。原因是發動機高速運轉時，供油量加大，燃油的流速也加大，有助于把油路中污垢和雜質沖刷出去，達到清洗的效果。而且由于活塞的高速運動，汽缸內溫度更高，氣流進出氣門的流量和速度也很高，燃燒會更加充分，有利于清除氣門的積碳，使堵塞的通道變得順暢。所以，拉過高速后，發動機的動力會有所增強，這是不言而喻的。

三元催化器中毒：

三元催化轉換器安裝在汽車排氣系統內，其作用是減少發動機排出的大部分廢氣污染物，可除去HC(碳氫化合物)、CO(一氧化碳)和NOx(氮氧化合物)三種主要污染物質的90%，是最重要的機外凈化裝置。當廢氣經過凈化器時，它可將汽車尾氣排出的CO、HC和NOx等有害氣體通過氧化和還原作用轉變為無害的二氧化碳、水和氮氣。由于這種催化器可同時將廢氣中的各種主要有害物質轉化為無害物質，故稱三元。

這些氧化反應和還原反應只有在溫度達到250℃時才開始進行。如果汽油或潤滑油添加劑選用不當，使用了含鉛的燃油添加劑或硫、磷、鋅含量超標的機油添加劑，就會使磷、鉛等物質覆蓋于三元催化轉換器的催化層表面，阻止廢氣中的有害成分與之接觸而失去催化作用，這就是人們常說的三元催化器“中毒”。

閉環電噴發動機很容易產生進氣系統、燃燒室沉積物，氧傳感器，三元催化器積炭過多中毒失效，三元催化器堵塞，EGR(廢氣再循環系統)閥阻塞卡滯等問題，導致發動機空燃比反饋控制三元催化凈化系統不能正常工作，尾氣排放超標。

三元催化器中毒是汽車尾氣超標的最主要原因：

燃油標號低、油質差：標號低、油質差的燃油由于不完全燃燒會吸附在三元催化器表面，時間一長便會使三元中毒失效。

燃油含硫量高：硫吸附在氧傳感器和三元催化器表面，不僅造成三元中毒失效，還給汽車動力帶來一系列問題。

在影響尾氣達標的原因中機油是不可忽視的一方面。舊機油由于品質的下降或者由于機油里邊的含雜量太多，導致密封變差。如果機油里含雜量太高，包括含磷含硫金屬顆粒太多，會隨著燃燒、隨著機油的蒸汽一塊排到三元催化器里，長時間以后會把三元催化器的表面金屬的顆粒給它堵死，會降低排放效果，也就是三元催化器中毒。而尾氣中攜帶的沉積物，比如來自機油中的灰分，也會覆蓋在催化器表面、阻礙或者降低催化效率，因此，為了保證三元催化器持久穩定地發揮功能，必須對潤滑油的性能提出更高的要求，將機油對三元催化器的影響降至最低，才能滿足目前的排放要求；另外要定期更換機油，在選購機油時盡量選擇高級別的機油，對于自身的環保也是有利的。

道路擁堵嚴重：汽車開開停停會使燃油不完全燃燒而產生大量的一氧化碳，它極易吸附在三元催化劑活性表面造成三元中毒失效，所以汽車長期在低速、加速、減速狀況下行駛也是造成三元失效的主要原因。

解決方案

尾氣超標是因為燃燒室沉積物，氧傳感器，三元催化器積炭過多中毒失效，只要三元催化器活性未喪失，沒有完全堵塞，對三元催化器進行清洗，就可恢復三元催化器的活性，通過對噴油嘴及節氣門清洗保養，一般來說經過保養就可達標。一旦發生三元催化器中毒，最徹底的解決方案就是更換新的三元催化器。

氧傳感器損壞：

尾氣超標不一定就是三元催化器中毒，氧傳感器損壞也是一個重要的且容易被忽視的原因，在使用三元催化轉換器以減少排氣污染的發動機上，氧傳感器是必不可少的元件。由于混合氣的空燃比一旦偏離理論空氣燃燒比例，三元催化劑對CO、HC和NOx的凈化能力將急劇下降，故在排氣管中安裝氧傳感器，用以檢測排氣中氧的濃度，并向ECU發出反饋信號，再由ECU控制噴油器噴油量的增減，從而將混合氣的空燃比控制在理論值附近。

由于氧傳感器也是由陶瓷制成，也是比較容易損壞的，損壞嚴重時一般可以通過電腦檢測出來，但損壞不嚴重時電腦無法檢測出來就需要專業人員的判斷了。

解決方案

一般氧傳感損壞就直接更換。由于氧傳感起著空燃比控制的作用，使得燃油的燃燒更加充分，一旦氧傳感器損壞，油耗會明顯上升，所以更換壞的氧傳感器對車輛的燃油經濟性有著不可忽略的作用。

汽車老化：

這種情況就很難解決了，汽車各個部件都已經老化，車輛的各個部件的效率都下降了。

五、汽車尾氣檢測結果分析

通過尾氣分析，可以檢測到以下幾個主要方面的故障：混合氣過濃或過稀、二次空氣噴射系統失靈、噴油器故障、進氣歧管真空泄漏、汽缸蓋襯墊損壞、EGR閥故障、排氣系統泄漏、點火提前角過大等。

尾氣測試值與系統故障

HC和O2的讀數高，是由點火系統不良和過稀的混合氣失火而引起。

CO、HC高， CO2、O2低，表明發動機工作混合氣很濃。

通常情況下，CO2的讀數和CO、O2的讀數相反。燃燒越完全，CO2的讀數就越高。如果混合氣濃，O2的讀數就低，CO的讀數就高；反之混合氣稀，O2的讀數就高，CO的讀數就低；若混合氣偏向失火點，O2的讀數就會上升得很快，同時，CO值低，HC值高而且不穩定。

斷火試驗：如果每個缸CO和CO2的讀數都下降，HC和O2的讀數都上升，且上升和下降的量都一樣則證明每個缸都工作正常。如果只有一個缸的變化很小，而其他缸都一樣，則表明這個缸點火不正常或燃燒不正常。

如果一輛車的排氣管或尾氣分析儀的測量管路有泄漏，那么所檢測的就是被外部空氣稀釋的尾氣，CO和HC的測量值將降低，O2的值將上升。

O2的讀數是最有用的診斷數據之一。O2的讀數和其他3個讀數一起，能幫助找出診斷問題的難點。通常，裝有催化轉換器的汽車的O2的讀數應該是1.0%－2.0%，說明發動機燃燒很好，只有少量末燃燒的O2通過氣缸。如果O2的讀數小于1.0%，則說明混合氣太濃，不利于很好的燃燒。如果O2的讀數超過2%，則說明混合氣太稀。燃油濾清器堵塞、燃油壓力低、噴油器阻塞、真空系統漏氣、廢氣再循環(EGR)閥泄漏等都可能導致混合氣過稀失火。

參照上表，再配合相應的其它測試如故障碼分析、數據流分析、點火波形分析、真空及壓力分析，相信能快速的診斷電控汽油噴射發動機故障。

六、尾氣檢測注意事項

一般五氣體尾氣分析儀均具有怠速測試、雙怠速測試及普通測試三種測試方法。前兩種是汽車年檢時的檢測方法。在維修時，我們使用普通測試來實時測試發動機尾氣成份的變化。現在的汽車多數裝有催化轉化器，分析發動機故障時，尾氣取樣應在催化器之前（在催化器前的排氣管上通常有一個用螺栓堵住的專用的取樣孔，可拆下螺栓，把尾氣分析儀的探頭從此插入）。裝有二次空氣噴射的發動機尾氣測試時應讓該系統暫時停止工作。測試尾氣前，應使發動機達到正常工作溫度，取樣探頭插入深度不低于40cm（400mm）。

對于裝有催化轉化器的汽車，如果催化劑工作正常，會使CO和HC減少。因此，將取樣探頭插到催化轉化器之前測量未經轉換的排氣或在EGR閥的排氣口檢測。必要時，使空氣泵和二次空氣噴射系統停止工作。讀取測量數據前，不要讓發動機怠速運轉時間過長。在發動機暖機后，才能使用尾氣分析儀進行尾氣檢測。在進行變工況測試中，要讓加速踏板穩住后再讀取測量數據。

七、案例分析

案例一： 一輛豐田凌志300，怠速時有輕微抖動，且加速遲緩，無故障碼輸出。進行數據流和點火波形檢測，運行參數正常，點火波形也基本正常。用四氣分析儀進行尾氣檢測，CO為0.4%、O2為2.12%、CO2為14.1%、HC在260×10-6～500×10-6間變化。初步分析是混合氣過稀，導致失火。首先檢修燃油供給部分，各部件工作正常。清洗噴油器后，HC值雖然有所下降但仍較高。再檢查空氣供給系統，無漏氣現象。至此，混合氣過稀而導致失火的可能性被排除，可能是點火系統的故障。進一步檢查電子點火系統，當檢查到右側汽缸的高壓線和火花塞時，發現一個缸的高壓線短路，火花塞電極間隙過小。更換高壓線，調整火花塞電極間隙，啟動發動機，故障消失，尾氣檢測值完全在標準范圍之內。

案例二：本田雅閣CD4，發動機型號為F22B1，費油

四氣尾氣分析儀檢測結果：

CO 4.6%、HC 356 ppm、CO2 13.6% 、 O2 0.56% 、800轉/分

檢測結果分析：

HC及CO高，而CO2、O2低說明混合氣濃。應重點從檢查空氣及燃油供給系

故障檢修：

導致混合氣濃的因素較多，應排查。用元征X-431讀取無故障碼，檢查空氣濾清器清潔，檢查燃油壓力為250KPa正常。起動發動機，怠速運轉，讀取噴油脈寬為3.6ms,此類發動機正常噴油脈寬在2.4ms，很明顯該值超標。讀取水溫、節氣門、點火提前角、進氣壓力、轉速等信號均在正常范圍，仔細檢查，發現進氣溫度信號固定在20℃不變，而熱車后該信號應在40-60℃之間。從進氣總管上拆下該傳感器，用電吹風邊加熱邊測量其阻值，始終在2300Ω不變，證明已損壞。更換新件后，噴油脈寬在2.4ms，故障排除。因為進氣溫度信號是噴油修正信號，它損壞后，使發動機電腦誤修正，導致混合氣濃。

尾氣復測結果：

CO 0.34%、HC 45 ppm、CO214.8% 、 O21.46% 、800轉/分。

所有數據都在標準之內，故障排除。

案例三：奧迪A6轎車V6 2.8L電控發動機怠速時有輕微抖動，加速遲緩。

尾氣測量結果：

CO約0.3%—0.5%，HC為200－500 ppm，且在此范圍內波動。

檢測結果分析：

CO值低，而HC值不穩定，說明有間歇性失火故障。

故障檢修：

經檢查發現：有一個缸的高壓線有輕微短路(漏電)現象，為此更換高壓線。因火花塞間隙偏大且已使用2萬Km，也同時更換。清洗噴油器，觀察各缸噴油器的霧化狀態和流量的均勻性。復檢發現：發動機抖動稍有改善，但末徹底消除；尾氣檢查HC值下降不大，并仍有波動。分析認為：故障仍可能是失火原因所致。為了進一步診斷故障，分別在左右兩側排氣歧管氧傳感器旁邊的尾氣檢測口(該口通常是用一個螺栓密封的)進行尾氣檢測。結果發現：左側氣缸排出尾氣的CO值在0.5%左右，HC值在125 ppm左右(因在催化器前測量，其值會比在排氣尾管測量值稍高)，且波動極小。而右側氣缸排出尾氣的CO值也在0.5%左右，但HC值卻在125－250 ppm且時有波動。因此問題應在右側氣缸中。為此又檢查了右側氣缸的高壓線和火花塞，發現2缸的火花塞3個電極中有一個間隙過小。經調整后，重新安裝，故障完全消除，尾氣檢測值也符合出廠標準。

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