机动车排气检测仪器应用分析

张 纯

（浙江浙大鸣泉科技有限公司，浙江杭州 310012）

0 引言

机动车排气检测仪器是最常见的汽车检测仪器，其中，不分光红外线尾气分析仪因测量精度高、操作便捷等优势被广泛运用。若机动车技术状况良好，则其尾气成分的各部分比例处于正常范围，若机动车技术状况异常，尾气成分比例将失衡。结合尾气成分浓度变化，有助于分析出机动车的故障位置，并提供可靠依据。

1 机动车排气检测仪器结构与工作原理

1.1 结构组成

不分光红外线气体分析仪主要由废气取样装置、校准装置、浓度指示装置以及废气分析装置构成。其中，废气取样装置由泵、水分离器、导管、滤清器以及取样探头构成；校准装置通过遮挡部分红外线，减少部分红外线能量实现简单校准；浓度指示装置由HC 指示装置、CO 指示装置构成，包括数字显示器和指针显示器两种；废气分析装置主要由传感器、测量室、旋转扇轮、气样室以及红外线光源构成。

1.2 工作原理

汽车排气中的HC，CO 等气体，均具备吸收红外线的性质，但吸收红外线的波长有差异，并且，红外线吸收程度与排气浓度也有相关性。机动车排气检测仪器是根据该原理来检测机动车排气中的污染物含量，即便排气中的废气是混合的，但不影响该检测方法得到的测量值。

（1）CO2反应空燃比。机动车正常排气中，CO2含量为1%～2%，若CO2＜1%，代表混合气太浓，若CO2＞2%，代表混合气太稀，导致该现象的原因很多，例如EGR 阀泄漏、真空泄漏、燃油油压低等，均可能导致混合气过稀。

（2）HC 高反应燃油未充分燃烧。一般来说，在燃烧室壁面激冷时才会产生HC，导致HC 高的原因可能是油压过高或过低、喷油器泄漏或堵塞、点火间歇性不跳火、混合气过浓或过稀、发动机温度过高、气缸压力不足等。

（3）燃烧不充分。混合气过浓会生成CO，CO 浓度较高则代表燃油系统存在故障，例如点火太早、燃油供应太大、混合气不洁净等。若电喷发动机的CO 浓度过高，则代表电控系统存在故障、油压过高或喷油器漏油。

（4）氮氧化合物NOX变化的影响因素。无论运转状态如何，提高点火负荷，均会提高NOX。若进气歧管真空降低，则燃烧室温度、发动机负荷均会提高，继而提高循环温度，增加NOX含量，若进气歧管真空增加，则燃烧室温度、发动机负荷均会降低，继而降低循环温度，减少NOX含量。

提高发动机转速，因涡流作用会加快火焰传播速度，继而降低热损失，提高燃烧压力和温度，若混合气浓度较高，则增加NOX含量，若混合气浓度较低，则减少NOX含量。

1.3 操作流程

机动车排气检测仪器操作流程：①打开电源，预热5 min，待设备退出预热状态，则进入主菜单界面，应注意，预热时不得进行任何操作，更不可直接将取样探头伸入排气管中。②将传感器连接在发动机高压点火线上，并远离其他点火线，屏蔽盒地线夹在金属外壳上。③将取样探头伸入排气管40 cm 左右处，待仪器提示加速时，由操作者点火进行加速实验，并将转速加到额定转速70%左右，保持30 s，完成上述操作后，需转入怠速模式保持15 s。整个过程均有倒计时提示，倒计时结束后显示测试平均值，操作者按下ok 键记录并打印测试结果。

2 实例分析

车型：Polo GTI，故障现象：经常熄火，怠速不稳。用机动车排气检测仪进行分析，得出结果：O2（2.53%），CO2（14.5%），CO（0.44%），HC（250×10-6）。

故障分析：结合检测数据，可以看出O2，HC 浓度较高，代表空燃比严重偏离正常范围。CO2高CO 低，代表点火系统正常，充分燃烧。

综合分析：混合气偏稀，需要从燃油供给系统、空气供给系统方面展开维修。

经检查，燃油供给系统正常，空气供给系统后的进气软管存在裂纹、破损，待更换软管后，重启发动机故障消失。再次使用机动车排气检测仪进行分析，得出结果：O2（1.34%）、CO2（14.5%）、CO（0.22%）、HC（50×10-6），数据恢复正常范围。

本实例故障原因是进气软管漏气，导致空气进入气缸，稀化混合气，导致发动机经常熄火、怠速不稳的状况。

3 机动车排气检测仪器的扩展运用

3.1 判断三元催化转化器、排气管是否堵塞

将机动车排气检测器取样探头放到进气歧管真空管处，点火做急加速实验，测量真空管处是否存在HC，从而判断三元催化转化器、排气管是否堵塞。若存在堵塞，部分废气因无法正常排出，继而回到真空管处，此时机动车排气检测器将会检测到HC。

3.2 判断发动机配气相位是否正确

判断发动机配气相位是否正确，原理与判断三元催化转化器是否堵塞相同。先将机动车排气检测器取样探头放到进气歧管真空管处，点火做急加速、慢加速、怠速等实验，通过检测真空管处是否有HC 来判断发动机配气相位是否正确。

3.3 判断缺缸原因

缺缸是机动车最常见的发动机故障之一，一般来说，存在缺缸故障的发动机，O2或HC 的含量会明显提高。导致发动机缺缸的原因主要为缺火与缺油两个方面，假如喷油器不喷油，那么通过机动车排气检测器取样探头检测的CO、HC 含量将是正常的，但是O2含量将过高，假如点火系统存在故障，那么通过机动车排气检测器取样检测的O2、HC 含量均会明显提高。

尽管发动机自诊断系统能在失去点火反馈信号2 个周期内自动切断燃油供给，但机动车排气检测器对HC 尤为敏感，若一次未能点火，将得到较高的HC 含量。由于断油是缺火后存在的，可初步判断缺火在前，断油在后，是点火系统故障。如果ECU 检测点火反馈信号丢失，则自动切断燃油供给，此时HC 含量正常，而O2含量剧增，

3.4 判断气缸垫是否损坏

传统气缸垫故障诊断，普遍采用解体检查方法，造成了不必要的麻烦，且检查结果受主观性因素影响较高。为此，可通过机动车排气检测器进行检查，先将取样探头放到冷却液储液罐中（悬空放置），点火后若得到HC 含量剧增的结果，可认为气缸垫遭受损坏。原理是若气缸垫损坏，燃烧可燃混合气将会通过损坏的气缸垫流入冷却系统，因汽油分子无法溶解，HC 会在冷却液储液罐中被检测出来。

3.5 检测车厢内汽油味过重等故障

通过机动车排气检测器，可检测由于泄漏、密封不良导致的车厢内汽油味过重的故障部位，实现快速定位，还可以通过机动车排气检测器取样探头检测三元催化转化器气体浓度，根据前后检测结果对比，判断是否存在破损、泄漏等情况。

4 结语

为控制尾气污染，建议从二次进气、废气再循环、采用稀薄燃烧系统、研发发动机管理系统等方向着手，机动车排气检测仪器不仅具备常规检测用途，更可扩展应用，对机动车故障诊断提3 更多的办法，如三元催化器是否堵塞、气缸垫是否损坏等，均可通过机动车排气检测仪器实现，为此，掌握并扩展应用机动车排气检测仪器十分必要，有一定的发展前景。