重点内容摘要
一、废气污染物的主要成分
（1）汽车排放的主要污染物是：一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化合物（NOx）硫化物和微粒物（又碳烟、铅氧化物等重金属氧化物和烟灰等组成）。
二、废气污染物的危害
三、基本概念：
（1）空燃比(AF)：是指可燃混合气中空气与燃料的质量比。理论上，1kg汽油完全燃烧需要空气14.7kg。故对于汽油机而言，空燃比为14.7的可燃混合气可成为理论混合气。若可燃混合气的空燃比小于14.7，则意味着其中汽油含量有余（亦即空气量不足），可称之为浓混合气。同理，空燃比大于14.7的可燃混合气则可称为稀混合气，应当指出，对于不同的燃料，其理论空燃比数值是不同的。
（2）过量空气系数（α）：α=燃烧1kg燃料所实际供给的空气质量／完全燃烧1kg燃料所需的理论空气质量。由此定义表达式可知：无论使用何种燃料，凡过量空气系数α=1的可燃混合气即为理论混合气；α＜1的为浓混合气；α＞1的则为稀混合气。
四、汽油车怠速排气污染物的检测
(一)不分光红外线气体分析仪的结构与原理
（1）测试原理：
这种分析仪的测量原理是建立在一种气体只能吸收其独特波长的红外线(0.8-600μm)特性基础上的，即是基于大多数非对称分子对红外线波段中一定波长具有吸收功能，而且其吸收程度与被测气体的浓度有关。如CO能够吸收4.7μm波长的红外光线，CH4能吸收2.3μm、3.4μm、7.6μm红外线。
（2）
尾气污染物的分析部分
该分析仪是由红外线光源，测量室(测定室、比较室)，回转扇和检测器构成。
它由两个红外线光源发出两组分开的射线，这些射线被两旋转扇片同相地遮断，从而形成射线脉冲，射线脉冲经滤清室，测量室而进入检测室，
测量室由两个腔室组成，一个是比较室，另一个是测定室。比较室中充有不吸收红外线的氮气，使射线能顺利通过。测定室中连续填充被测试的尾气，尾气中CO含量越高，被吸收的红外线就越多。
检测室由容积相等的左右两个腔室组成，其间用一金属膜片隔开，两室中充有同摩尔数的CO
而HC由于受到其他共存气体的影响，所以使用固体滤光片 ，仅让具有HC(正已烧)3.5μm附近的波长到达检测室内。HC(正己烷)被封入检测器，样品室中的HC(正己烷)吸收量也就能被检测器检测出来。
发动机尾气超标排放典型案例分析
案例1：部分点火线圈短路，使发动机启动困难、加速无力，排气管冒黑烟
故障现象：一辆奔驰300E型轿车，发动机启动困难，加速无力，排气管冒黑烟，同时油耗急剧增加。
故障分析：造成发动机启动困难的原因有混合气过稀或过浓及点火能量不足。混合气过稀会造成发动机启动困难，加速无力，但不会造成排气管冒黑烟，更不会造成油耗增加；混合气过浓会造成发动机启动困难，排气管冒黑烟，同时油耗急剧增加，但不会造成加速无力。所以基本上可排除混合气过稀或过浓的可能性，应重点检查点火系统。造成点火能量不足的原因有点火初级绕组或次级绕组短路，高压阻尼线短路或断路，火花塞短路或被污染。
故障诊断：奔驰300E型轿车发动机的两个同位缸用同一个点火线圈，1缸与6缸、2缸与5缸、3缸与4缸分别为同位缸。如果有一个点火线圈短路或断路，会造成两个同位缸不工作或点火能量不足。1缸与6缸为同位缸，经检测发现点火线圈初级电线短路，导致1缸与6缸点火能量严重不足，进而使两个气缸不能正常工作，这是造成上述故障的主要原因。同时，点火线圈短路还会导致点火电流过大，造成电磁干扰，破坏喷油器的正常喷油量，造成喷油量不稳定，进一步加剧故障。
故障排除：更换短路的点火线圈，然后清除控制单元存储的故障码，最后启动发动机试车，可正常启动，并且加速强劲，燃油消耗恢复正常，故障排除。应避免热车状态下洗车，因为在热车状态下洗车极易造成电气元件短路。
案例2：油箱加得过满造成启动困难、加速发闯、急加速时排气管冒黑烟或发动机熄火
故障现象：
个别车型的汽车加完油后会启动正常、加速发闯、急加速时排气管冒黑烟或发动机熄火，使用一段时间后基本恢复正常。在维修实践中偶尔会遇到启动困难，急加速时排气管冒黑烟，尾气中有较浓的硫黄味（未燃烧的汽油味）的情况。车辆稍停片刻，在炭罐位置下方的地上就会有油印。
故障分析：该故障和加油有关，只要把油箱加满，故障就会出现，所以与点火系统、燃油系统没有关系。在炭罐位置下方有油印，说明燃油以液态的形式进入炭罐。加油时按规定应把油枪插到底，厂家规定的燃油箱的容量是以插到底的油枪能触到液面为准。油加得过满后，在行驶中一部分燃油就会晃到EVAP内。启动时因CANP没有开启，所以EVAP内的汽油不会进入进气系统，因此发动机启动正常。行驶中因CANP的开启时间和次数受控制单元的控制，而且每次开启时控制单元都要减少喷油脉宽，所以温和地踩加速踏板时CANP不开启，排气管并无异常；急加速时，CANP混合气本身就较浓，再加上CANP开启，EVAP内就会急加速熄火。
个别车型的油箱内HC蒸发管的高度设置得过低，炭罐在车身的位置设置得也过低，油枪能够着液面时蒸发管的进气口就已经非常接近液面了，行驶中一部分燃油就会晃到EVAP内，每次急加速时排气管都冒黑烟，严重时只要急加速就熄火。
如果CANP因过脏而卡滞在开启位置，热天燃油蒸发量大，车辆停放一夜后整个进气道和发动机燃烧室内都充满了燃油蒸气，所以每天初次启动时，需要连续启动3次以上才能着车，即需要先将进气道和发动机燃烧室内过量的燃油蒸气驱赶出去才能着车。
故障诊断：拆下火花塞检查，可以发现每个火花塞电极都发黑，说明上述故障的根源就是混合气过浓。炭罐电磁阀的工作条件为发动机冷却液温度在75℃以上，发动机转速在1500r/min以上，每次开启时间不超过90s。发动机冷却液温度在75℃以上时，拔下炭罐电磁阀通往炭罐上方的真空软管，在怠速时用手指堵住，应感觉不到有真空吸力，在发动机转速为2000r/min时应感觉到有真空吸力。如果怠速时有真空吸力，则说明炭罐电磁阀因过脏而卡滞在开启位置；如果在发动机转速为2000r/min时没有真空吸力，则说明炭罐电磁阀因过脏而卡滞在关闭位置。
故障排除：插到底的油枪能触到液面后会自动关闭，此时就不要再加油了。个别燃油箱蒸发系统设计上不合理，应积极改进设计，如把油箱内HC蒸发管的高度设置得高一些，使其接近油箱顶部，炭罐的位置必须高于HC蒸发管进气口的高度。炭罐电磁阀无论卡滞在关闭位置还是卡滞在开启位置，都必须更换。
案例3：别克轿车信号电压高、排气管冒黑烟、温控风扇不转
故障现象：
一辆别克轿车发动机工作不良，排气管冒黑烟，故障码显示氧传感器信号电压过高，可是氧传感器信号电压、电阻和工作频率均正常。
故障分析：控制单元根据闭环控制氧传感器信号将喷油脉宽已经修正到极限，而闭环控制的氧传感器还继续要求修正，控制单元就会认为闭环控制传感器有问题。所以，遇到此类故障时，应先从那些会造成混合气过浓的因素入手。导致混合气过浓的主要原因有空气流量传感器信号过高，进气温度传感器短路，冷却液温度传感器断路或接地线接触不良，喷油器滴漏，空气滤清器滤芯过密。
故障诊断：① 空气滤清器滤芯过密时，汽车没有高速，自动变速器没有超速挡，而该车既有高速，又有超速挡，并且由进气阻力大造成的混合气过浓不会使排气管在氧传感器信号调整到上限时还冒黑烟，所以可以排除空气滤清器滤芯过密的可能性。
② 读取空气流量传感器怠速空气流量，数据流显示为5g/s，而别克轿车设计的怠速空气流量为4~6g/s，所以可以排除空气流量传感器信号过高的可能性。
③ 拆下喷油器，外观检查喷油器不发黑，所以喷油器滴漏的可能性不大。
④ 将进气温度传感器放在点亮的车前照灯旁边，用万用表检测电阻，随着温度的升高，传感器电阻值逐渐下降，所以进气温度传感器短路的可能性也被排除。进气温度传感器即使短路，造成的混合气过浓也不会使排气管在氧传感器信号调整到上限时还冒黑烟。
⑤ 用万用表检测冷却液温度传感器的电阻值，常温下基本正常，但将其放在热水杯中加热后其电阻值不发生变化，说明冷却液温度传感器断路。
故障排除：更换冷却液温度传感器，消除故障码，试车，一切恢复正常，故障排除案例拓展冷却液温度传感器断路或接地线接触不良时，数据流会显示异常低温，所以会造成混合气过浓。另外，数据流显示发动机异常低温也是该发动机温控风扇始终不转的原因。
本文转自公众号“汽车维修技术与知识”
内容来自《汽车故障检测诊断基础与实例》张能武 主编 | 2017年6月出版
