01
故 障 現(xiàn) 象
發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣超標(biāo)排放是汽車排放的CO、HC、NOx 等有害氣體的量超過汽車設(shè)計(jì)時(shí)要求的這些氣體的排放量或是尾氣中O2和CO2的含量與標(biāo)準(zhǔn)值相差較大。排放不合格時(shí)可能是只有一種尾氣排放量超標(biāo)，也可能是兩種或兩種以上的尾氣排放量均超標(biāo)。
02
故 障 原 因
◆ HC的排放量過大
HC的排放量比正常值高可能由下列條件中的一個(gè)或多個(gè)引起：
① 點(diǎn)火系統(tǒng)缺火或點(diǎn)火能量不足，造成混合氣燃燒不充分，應(yīng)檢查點(diǎn)火系統(tǒng)
② 點(diǎn)火時(shí)間不準(zhǔn)確，檢查或調(diào)整點(diǎn)火正時(shí)
③ 混合氣過濃或過稀，用CO和O2的含量來判定混合氣過濃還是過稀。電控系統(tǒng)的傳感器有故障或ECU 有故障均可能導(dǎo)致混合氣過濃或過稀
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，檢查并調(diào)整配氣相位
⑥ 三元催化轉(zhuǎn)化器有故障，必要時(shí)進(jìn)行修理或更換
⑦ 二次空氣噴射控制系統(tǒng)存在故障
⑧ 燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)不能正常工作，造成混合氣過濃
◆ CO的排放量過大
原因：
① 混合氣過濃，檢查空氣濾清器是否過臟，檢查燃油系統(tǒng)的壓力，噴油器的工作性能，測試輸入傳感器數(shù)據(jù)，檢查噴油控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀況
② 噴油器有漏油的地方，應(yīng)測試噴油器的密封性
③ 三元催化轉(zhuǎn)化器存在故障，必要時(shí)進(jìn)行更換
④ 二次空氣噴射控制系統(tǒng)存在故障（如總是逆流泵入空氣）
⑤ 燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)不能正常工作，造成混合氣過濃
⑥ PCV系統(tǒng)有故障，竄缸混合氣過多，或機(jī)油受燃油污染
◆ NOx 的排放量過大
原因：
① EGR系統(tǒng)不能正常工作，視情進(jìn)行修理
② 檢查點(diǎn)火提前角及點(diǎn)火正時(shí)控制系統(tǒng)
③ 輸入傳感器有故障導(dǎo)致混合氣過稀，檢查各傳感器的輸入信號(hào)
④ 燃燒室內(nèi)有積炭，檢查發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮情況，看結(jié)果是否高于規(guī)定數(shù)值
⑤ 發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度過高，觀察故障診斷儀上的發(fā)動(dòng)機(jī)溫度是否正常
⑥ 進(jìn)氣溫度過高，應(yīng)檢查進(jìn)氣空氣調(diào)溫系統(tǒng)、增壓中冷系統(tǒng)等
⑦ 檢查配氣正時(shí)記號(hào)、氣門間隙、可變配氣正時(shí)系統(tǒng)等
⑧ 增壓發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣增壓過大（如廢氣旁通閥卡在關(guān)閉位置等）
◆ O2 讀數(shù)比正常值低，而CO讀數(shù)比正常值高
這種情況一般是由于混合氣過濃引起的，應(yīng)主要檢查混合氣過濃的原因：
① 噴油器有故障，檢查噴油器是否密封不嚴(yán)，造成燃油泄漏
② 燃油壓力比正常值高，檢查造成燃油壓力過高的原因（如燃油壓力調(diào)節(jié)器是否損壞）
③ 燃油噴射系統(tǒng)存在故障，檢查相關(guān)的傳感器和發(fā)動(dòng)機(jī)控制模塊
④ 曲軸箱強(qiáng)制通風(fēng)系統(tǒng)存在故障，使過多的曲軸箱竄氣參與燃燒
⑤ 燃油蒸發(fā)控制系統(tǒng)不能正常工作，造成混合氣過濃，檢查相關(guān)元件的工作性能
◆ O2 讀數(shù)比正常值高，而CO的讀數(shù)比正常值低
這種情況一般是由混合氣過稀引起的，應(yīng)主要檢查混合氣過稀的原因：
① 檢查是否有真空泄漏，燃油壓力是否過低，噴油器是否堵塞，控制系統(tǒng)是否存在故障
② 二次空氣噴射控制系統(tǒng)常噴入不正常的空氣，檢查二次空氣噴射控制系統(tǒng)的工作情況
③ 排氣系統(tǒng)是否有泄漏的地方，檢查排氣系統(tǒng)的密封性
03
尾氣排放超標(biāo)的一般診斷步驟
① 用五氣分析儀檢測發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排放。初步分析排放超標(biāo)的大的方面的故障原因，如混合氣濃、混合氣稀、氣缸缺火等。
② 進(jìn)行故障碼讀取，檢查ECU，是否存儲(chǔ)有與排放超標(biāo)相關(guān)的故障碼。如有，按提示進(jìn)行檢查。
③ 用專用診斷儀讀取動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)流，進(jìn)一步分析故障原因。
④ 評(píng)定氧傳感器好壞，結(jié)合觀察氧傳感器信號(hào)波形，與尾氣排放分析結(jié)果對(duì)比，分析故障原因。
⑤ 對(duì)各執(zhí)行器進(jìn)行動(dòng)作試驗(yàn)，并對(duì)其性能進(jìn)行進(jìn)一步檢查，如檢查噴油器的噴油量、密封性等。
⑥ 檢查發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械部分的可能原因，如積炭、氣缸密封性能等。
04
發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣超標(biāo)排放典型案例分析
案例1：一輛雷克薩斯LS400轎車發(fā)動(dòng)機(jī)油耗過大，排氣管冒黑煙，低速運(yùn)轉(zhuǎn)明顯抖動(dòng)
◆ 故障分析、診斷與排除方法：
① 檢查燃油系統(tǒng)壓力是否過高。在冷啟動(dòng)噴嘴上安裝壓力表，測得發(fā)動(dòng)機(jī)怠速、最高轉(zhuǎn)速、5min保壓3種情況下燃油系統(tǒng)的壓力，其結(jié)果均正常；
② 檢查各缸噴油嘴密封是否良好。噴油器結(jié)構(gòu)是電壓驅(qū)動(dòng)型的，電阻較大（12~16Ω）。檢查方法是將噴油器連同燃油分配管一同拆下，接好燃油軟管；將噴油器放入量杯；接通電子燃油泵電源（不要啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)）；接通噴油器電源15s，測得各噴油器的噴油量均為45mL左右（標(biāo)準(zhǔn)值為40~50mL），各缸噴油器油量差小于5mL；斷開噴油器電源后，查看噴油嘴無滴漏燃油現(xiàn)象。由此可以斷定各缸噴油器是完好的；
③ 檢查熱車時(shí)附加空氣閥閥門是否關(guān)閉。發(fā)動(dòng)機(jī)冷啟動(dòng)時(shí)，閥門應(yīng)處于開啟位置，旁通空氣量大；發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，雙金屬片上的電熱絲通電發(fā)熱，雙金屬片受熱變形，閥門逐漸關(guān)小，使旁通空氣量逐漸減小，直至為零。附加空氣閥在冷車時(shí)不能自動(dòng)開啟，會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)暖車過程中怠速不穩(wěn)；在熱車時(shí)不能自動(dòng)關(guān)閉，會(huì)使怠速過高、混合氣過濃。
在發(fā)動(dòng)機(jī)冷車時(shí)拆下附加空氣閥，可見閥門是開啟的，說明正常；在熱車時(shí)拆下后，閥門還是開啟的，說明其有故障。經(jīng)進(jìn)一步檢查，發(fā)現(xiàn)其電熱絲被燒斷。更換該閥后，工作恢復(fù)正常。
案例2：一輛起亞轎車，裝備了1.6L四缸電噴發(fā)動(dòng)機(jī)，行駛里程為90000km。該車的癥狀為怠速不穩(wěn)、加速不良且尾氣排放嚴(yán)重超標(biāo)
◆ 故障分析與診斷：
先通過四氣分析儀測量尾氣排放來幫助判斷故障部位是在油路還是在電路部分。實(shí)測數(shù)據(jù)CO 為0.1%，CO2為6%，O2為8%，HC為0.07%。從這4種排放氣體的參數(shù)可以看出O2、HC指數(shù)偏高，CO、CO2指數(shù)偏低。發(fā)動(dòng)機(jī)在最佳工況時(shí)O2排放指數(shù)應(yīng)在1%以下，CO2應(yīng)在14%左右，HC應(yīng)為0.001%~0.0099%。如果HC、CO氧化反應(yīng)充足，就會(huì)生成較多的CO2和水。
根據(jù)該車尾氣排放的實(shí)測數(shù)據(jù)，既然O2指數(shù)這么高，說明混合氣偏??；而發(fā)動(dòng)機(jī)怠速不穩(wěn)、HC指數(shù)偏高，則表明各缸的工作可能存在不良。在點(diǎn)火系統(tǒng)方面，點(diǎn)火能量及準(zhǔn)確的點(diǎn)火時(shí)刻直接影響著發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒工況，HC主要是沒有完全燃燒的燃料。點(diǎn)火能量不足時(shí)，可能引起火焰?zhèn)鞑ゲ涣忌踔寥被?，使氣缸?nèi)的混合氣不能正常燃燒，產(chǎn)生大量的HC。另一方面，混合氣濃度不合適也會(huì)導(dǎo)致氣缸工作不良，當(dāng)然還有氣缸密封性等機(jī)械故障方面的原因。出現(xiàn)混合氣偏稀的情況時(shí)，可能存在的原因包括進(jìn)氣真空系統(tǒng)漏氣，氧傳感器、噴油器工作不良，發(fā)動(dòng)機(jī)控制故障及油壓偏低等。
先拆檢各缸火花塞，發(fā)現(xiàn)第4缸火花塞間隙已被油和積炭堵死，可以判斷其未參加工作。其他3個(gè)火花塞顏色灰白，為明顯的混合氣偏稀征兆。在更換了4個(gè)新火花塞后進(jìn)行逐缸斷火試驗(yàn)，點(diǎn)火能量在14kV 左右。此時(shí)怠速基本恢復(fù)正常，但尾氣排放依然超標(biāo)。接下來檢查氧傳感器，其為四線式，兩根白線為加熱線，用萬用表測量其供電電壓為12.7V正常；灰線、黑線分別為信號(hào)線及搭鐵線，信號(hào)線電壓為0.3V，且變化幅度不大。懷疑測量有誤，遂用故障診斷儀讀取故障碼并觀察氧傳感器信號(hào)電壓數(shù)據(jù)，結(jié)果沒有故障碼，觀察氧傳感器信號(hào)電壓與測量值也相符。此時(shí)若人為控制混合氣濃稀情況，氧傳感器能夠正確響應(yīng)，看來氧傳感器沒有問題。
這里介紹一種判斷氧傳感器信號(hào)線與發(fā)動(dòng)機(jī)ECU 之間信號(hào)傳輸是否正常的簡單方法。具體步驟是，斷開氧傳感器的信號(hào)線，用一只手連接ECU 一側(cè)的信號(hào)端，另一只手觸摸蓄電池的正極，這時(shí)應(yīng)可以從儀器中清楚地看到氧傳感器的信號(hào)電壓變成0.9V；利用同樣的方法用手觸摸蓄電池的負(fù)極，電壓應(yīng)變?yōu)?.1V，出現(xiàn)這樣的情況才是正常的。
◆ 故障排除：
鑒于上述的檢測結(jié)果，認(rèn)為該車是因某種原因?qū)е驴杖急瘸隽丝刂品秶?，使尾氣排放超?biāo)。先連接真空表，測量進(jìn)氣歧管真空度為56.6kPa左右，比正常稍低。檢查真空管路是否漏氣，未發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)外部有漏氣的地方。因氣缸密封性等機(jī)械故障方面也會(huì)影響進(jìn)氣歧管真空度，故拆下火花塞逐缸測量氣缸壓力，只是發(fā)現(xiàn)第4缸和第2缸壓力略低第1、第3缸，而壓力均在12MPa左右。此刻懷疑配氣正時(shí)有偏差，打開正時(shí)室蓋時(shí)，發(fā)現(xiàn)正時(shí)帶及張緊輪是新?lián)Q的，查閱維修資料確認(rèn)該車的故障部位的確在于配氣正時(shí)部分，在按照維修手冊(cè)要求重新調(diào)整正時(shí)后，發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排放一次達(dá)標(biāo)。具體測試數(shù)據(jù)是CO 為0.04%，CO2為14.3%，HC為0.0025%，O2為0.9%。