如何利用尾气分析仪进行故障诊断

（４）检测汽车排放系统是否存在泄漏、破损。 （５）可以检查包括燃烧情况、点火能量、进气效果、供油情 况、机械情况等诸多发动机故障。 （６）其它涉及的诊断用途，如采用ＯＢＤ进行系统故障代码的诊 断。
１ 汽车尾气分析仪的常规使用
汽车尾气分析仪用于检测汽车尾气的排放情况，即汽车尾气中 ＣＯ、ＨＣ、Ｏ２、ＣＯ２及ＮＯＸ等气体的浓度。通过对机动车排放情况的 检测，判断排放污染物是否合格，同时根据汽车尾气的排放情况，进 一步分析诊断发动机的燃烧状况。对普通的汽车维修技术人员而言， 尾气分析仪往往作为测试汽车排放污染物参数的普通设备，但是其检 测诊断发动机燃烧状况的诊断功能远没有被充分发挥出来。因此，拓 展尾气分析仪在汽车检测与诊断中的运用，是提高维修技术人员应用 仪器水平的重要内容。
（６）检测车厢内汽油味等特殊故障。因为密封不良、泄露等原 因造成车厢内汽油味过重时，可以借助汽车尾气分析仪快速判断具体 的故障部位。因为当尾气分析仪的取样探头放在故障部位时（如空调 出风口处），ＨＣ读数会明显增加，从而可以快速地确定故障部位。
此外，还可以利用尾气分析仪对经过三元催化转换器前后的气体 浓度进行检测，判断三元催化转换器工作是否正常。通过前后对比检 测还可以判断汽车排放系统是否存在泄漏、破损等。在其它汽车诊断 与检测中，还可采用 ＯＢＤ接口技术，进行系统故障代码的诊断，判 断其空燃比、氧传感器等是否正常等。
２ 尾气分析仪在汽车检测与诊断中的运用
（１）判断分析系统故障。当测试的ＨＣ和Ｏ２的读数高，是由点火 系统不良或混合气过稀失火引起的。当测试的ＣＯ、ＨＣ值 高 ， 而 ＣＯ２、Ｏ２值低时，表明发动机工作混合气很浓。如果燃烧室中没有足 够的氧气保证正常燃烧，通常情况下，ＣＯ２的读数和ＣＯ的读数相反。 燃烧越完全，ＣＯ２的读数就越高，其最大值在１３．５％～１４．８％之间， 此时ＣＯ的读数应该等于或接近于０．０２的读数是最有用的诊断数据， Ｏ２的读数和其它３个读数一起，能帮助找出故障诊断的难点。
故障检修：检查点火系统，发现有一个缸的高压线有轻微短路 （漏电）现象，为此更换了高压线。因火花塞间隙偏大，也同时更换
了。复检发动机抖动稍有改善，但未彻底消除；尾气检查ＨＣ值下降 不大，并仍有波动，分析认为故障仍可能是失火所致。
为了进一步诊断故障，分别在左、右两侧进气歧管氧传感器旁边 的尾气检测口（该口通常用一个螺栓密封）进行检测，结果发现左侧气 缸排出的尾气ＣＯ值在０．５％左右，ＨＣ值在１２５ｐｐｍ左右（因在催化转化 器前测量，其值会比在进气歧管测量值稍高），且波动极小；右侧气 缸 排 出 的 尾 气 中 ＣＯ值 也 在 ０．５％ 左 右 ， 但 ＨＣ值 却 在 １２５～ ２５０ｐｐｍ之 间，且时有波动，因此问题应在右侧气缸中。为此检查右侧气缸的高 压线和火花塞，发现第２缸火花塞的３个电极中有一个间隙过小，调整 后重新安装，故障完全消除，尾气检测值也符合出厂标准。
３ 应用实例
（１）一辆奥迪Ａ６轿车，装备２．８ＬＪＶ６电控发动机，怠速时有轻 微抖动，并且加速迟缓。
故障检查：检测点火波形基本正常，但稍有不稳。测量尾气， ＣＯ为 ０．３％～ ０．５％ ， ＨＣ为 ２００～ ５００ｐｐｍ， 且 在 此 范 围 内 波 动 。 用 Ｖ．Ａ．Ｇ１５５２检测仪检查，无故障代码输出。用Ｖ．Ａ．Ｇ１５５２故障检测仪 进行数据流检测，发动机电控系统运行参数正常。
通常，装有催化转化器的汽车，Ｏ２的读数应该是１．０％～２．０％， 说明发动机燃烧很好，只有少量未燃烧的Ｏ２通过气缸排出。如果Ｏ２的 读数小于１．０％，则说明混合气太浓，不利于燃烧。如果Ｏ２的读数超 过２％，则说明混合气太稀。
利用功率平衡试验（根据制造厂的使用说明）和四气尾气分析仪的 读数，可以看出每个缸的工作状况。如果每个缸ＣＯ和ＣＯ２的读数都下 降，ＨＣ和ＣＯ２的读数都上升，且上升和下降的量都一样，则证明每个 缸都工作正常。如果只有一个缸的变化很小，其它缸都一样，则表明 这个缸点火或燃烧不正常。
参考文献 ［１］ 邹长庚，赵琳主编． 现代汽车电子控制系统构造与故障诊断．北京 理工大学出版社， １９９５，８ ［２］ 林平编． 汽车电子控制汽油喷射系统结构·原理·检修．福建科学 技术出版社， １９９６，２ ［３］ 广东省职业技能鉴定指导中心． 技师论文撰写与答辩． 广东经济 出版社， ２００１，１０ ［４］ 居荫诚．欧美日韩高级汽油喷射系统构造原理维修．北京理工大学 出版社， １９９６， １１
（２）一辆奔驰Ｓ３２０轿车，发动机怠速不稳，抖动严重，但加速 正常。
故障检测：调取该车故障代码，显示为正常代码；用示波器测试 点火二次波形，结果正常；对各缸气缸压力进行测试，均在标准范围 之内；进气及真空系统不漏气；用四气尾气分析仪检测尾气，发现怠 速时数据很不稳定，ＨＣ和ＣＯ总是同时升高或降低，ＣＯ２ 时高时低， 燃烧效率很不稳定，Ｏ２不能充分参与反应，数值一直较高，从而可以 判定为混合气的形成与燃烧环境十分恶劣。推测是喷油器堵塞，导致 喷油器针阀与阀座配合不密封，各缸喷油器在应该喷油时不喷油或少 喷油，而在不需喷油时却持续喷油，因而造成供油不正常，致使４种 气体的检测数据极不稳定。
（１）对机动车的排放情况进行检测，监测其污染物的排放水 平，是否合格与超标。
（２）对化油器式车辆进行检测、调整并使之空燃比处于合理水 平，提高燃烧效率，降低污染物排放。
（３）对电喷车、装有三元催化器的电喷车通过系列检测诊断可 以监测其电控系统、燃烧系统、催化转化系工作是否正常，达到发现 问题相应找出解决问题的目的。
技术创新
内江科技 ２０１２年第８期 98
务必悬空，取样探头不能放置液面以下），起动发动机，当尾气分析 仪检测到有ＨＣ含量增加时，可以判定气缸垫已损坏。因为当气缸垫 损坏时，燃烧室内高压的可燃混合气会通过损坏的气缸垫进入冷却系 统中，而汽油分子在冷却液中基本不能溶解，故可以在冷却液储液罐 中检测到ＨＣ。
一个调整好的闭环控制电控汽车的尾气排放中，ＨＣ的含量大约 为 ５５￣１００ｐｐｍ， ＣＯ应 低 于 ０．５％ ， Ｏ２为 １．０％ ￣２．０％ ， ＣＯ２为 １３．８％ ￣１５．０％。汽车尾气ຫໍສະໝຸດ 试值与系统故障的判断分析如表１所示。
表１ 汽车尾气测试值与系统故障的判断分析 （２）检测与判断排气管或三元催化转换器是否堵塞。利用汽车 尾气分析仪判断排气管或三元催化转换器是否堵塞时，应将尾气分析 仪的取样探头放置在进气歧管上的真空管处，起动发动机，并做急加 速试验，通过测量此时进气歧管上的真空管处是否含有ＨＣ，即可确 定排气管或三元催化转换器是否堵塞。如果排气管或三元催化转换器 堵塞，再做急加速试验时，部分废气将无法通过已经堵塞的排气管或 三元催化转换器正常排出，而返回到进气真空管处，因此在进气歧管 上真空管处就能够检测到一定含量的ＨＣ。 （３）检测发动机配气相位是否正确。利用汽车尾气分析仪检测 发动机配气相位是否正确，与利用汽车尾气分析仪检测与判断排气管 或三元催化转换器是否堵塞时的方法基本一样。将尾气分析仪的取样 探头放置在进气歧管处，起动发动机，通过测量在怠速、高怠速、慢 加速和急加速等不同工况下进气歧管处是否含有ＨＣ，来确定在不同 工况下，发动机的配气相位是否正确。如果进气门迟闭角过大，会有 部分可燃混合气被从迟闭的进气门“推出来”，因此在进气歧管处就 能够检测到一定含量的ＨＣ。 （４）分析缺缸的具体原因。在发动机维修和故障诊断过程中， 缺缸是常见故障之一，在有缺缸故障的发动机的尾气检测中，ＨＣ和 Ｏ２的含量或者Ｏ的２ 含量会明显偏高。发动机缺缸的主要原因有两大 类：一是缺油，二是缺火。若是某缸喷油器不喷油等原因造成的缺 缸，尾气分析仪的取样探头在排气管处检测到的ＨＣ、ＣＯ等含量虽然 是正常的，但是Ｏ２含量的过高。若是由于点火系统原因造成的缺缸， 此时尾气分析仪的取样探头在排气管处检测到的ＨＣ和Ｏ２含量均会明 显偏高。 值得注意的是，虽然目前很多发动机的自诊断系统在检测到点火 系统反馈信号丢失后的１～２个周期内，也将自动切断该缸燃油供给， 但由于尾气分析仪对ＨＣ非常敏感，只要有一次没有点火，就能检测 到ＨＣ含量明显偏高。因为断油是在检测到缺火之后才发生的，因而 可以判断缺火在前，断油在后，确定是点火系统的故障。 当ＥＣＵ在 检测到点火系统反馈信号丢失，自动切断该缸燃油供给后，尾气分析 仪的检测结果将只有Ｏ２的含量明显偏高，而ＨＣ含量正常。 （５）判断汽缸垫是否损坏。汽缸垫的损坏是汽车维修中常见的 故障之一，在传统的判断汽缸垫好坏的检查中，基本上都采用解体检 查方式，这样增加了不必要的劳动强度，同时检查的结果还受检修人 员技术水平的影响。可以利用汽车尾气分析仪检测气缸垫是否损坏来 检测，具体方法如下：将取样探头悬空放在冷却液储液罐中（注意：
检测结果分析：根据对客户的询问和加速迟缓的症状，应考虑对 喷油器进行清洗；ＣＯ值正常，ＨＣ值虽然符合排放污染物的限制标 准，但该车装有氧传感器和催化转化器，其ＣＯ值应低于０．５％，ＨＣ应 低于１００ ｐｐｍ，而检测结果表明该车ＨＣ值高于此标准且有波动，从出 厂标准考虑为不正常，因此考虑发动机可能有失火现象，应进一步检 查点火系统是否有轻微断路或短路，特别是短路故障。
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技术创新
如何利用尾气分析仪进行故障诊断
刘顶超
广东省交通运输技师学院 ５１０５２０ 广州
摘 要 汽车尾气分析仪是一种常用的汽车检测设备，对普通的修理工而言，尾气分析仪仍然仅作为车辆年检前调整尾气、测试 汽车排放污染物参数的普通设备，它的检测诊断发动机燃烧状况的诊断功能远没有被充分发挥。本文从尾气分析仪最基本的运用着 手，重点讲述了尾气分析仪在检测排气管或三元催化装置是否堵塞、检测发动机配气相位是否正常、检测车厢内汽油味等特殊故障以 及在分析发动机缺缸原因、汽缸床烧蚀等故障诊断上的运用，进一步拓宽尾气分析仪在汽车故障诊断与检测中的运用，发掘尾气分析 仪更大的潜力，使汽车故障诊断与检测更加方便快捷，充分发挥仪器设备的效能，更好地为汽车故障诊断和检测维修服务。
关键词 尾气分析仪 汽车 故障诊断 检测
汽车尾气分析仪是大家所熟知的一种汽车检测和诊断设备。汽车 尾气分析仪检测尾气中各成分的原理主要有不分光红外线吸收法分析 原理（ＮＤＩＲ）、电化学原理、氢火焰离子化法（ＦＩＤ）、化学发光法 （ＣＬＤ）、磁气压力法等；相应有不同结构的检测器，可分别适合测 试不同类别的气体成分。其中，使用不分光红外线吸收法仪器的结构 简单、寿命长、测量精度高、反应速度快、运行费用低、操作简便， 可用于分析测试ＣＯ（一氧化碳）、ＣＯ２（二氧化碳）、ＨＣ（碳氢化 合物），ＮＯＸ（氮氧化物）等气体的浓度，因而被广泛用于汽车排放 污染物浓度的分析。尾气分析仪的一般用途有以下一些。