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摘要：汽车是一个复杂的技术系统，是许多总成、机构和元件的有序构成。在使用过程中，由于某一种或几种原因的影响，其技术状况将随行驶里程的增加而变化，其动力性、经济性、可靠性、安全性将逐渐或迅速地下降，造成尾气排放污染加剧，这不仅对汽车的运行安全、运行消耗、运输效率、运输成本及环境造成极大的影响，甚至还直接影响到汽车的使用寿命，因而研究汽车尾气排放的变化规律，了解尾气成分与发动机的工况的关系，及时而准确地诊断出故障部位并排除故障，就成为汽车使用技术的一项重要内容。
关键词：尾气；分析；故障；诊断
中图分类号：G71
一、尾气分析概述
（一）尾气分析的基本概念
尾气分析是在发动机不同工作状况下，通过检测废气中不同成分气体的含量来判断发动机各系统故障的方法。其目的是对发动机的燃烧状况进行综合评价。
（二）尾气分析在汽车发动机故障诊断中应用的背景
随着现代科学技术的进步，特别是随着计算机技术的进步，汽车检测技术也飞速发展。汽车故障诊断仪、示波器、红外线测温仪等设备对汽车进行不解体检测已越来越多使用，但是将汽车尾气分析应用于汽车发动机故障诊断中上还是很少，尾气分析大都还是环保部门做检查环保，对修理厂修车用的不是很多。尾气分析不仅是检查排放污染物治理效果的唯一途径，而且还是对发动机工作状况及性能判定的重要手段。
二、尾气的主要成分、生成机理及影响因素
（一）尾气的主要成分
尾气主要是CO、HC、NOx、CO2、H2O和O2，其中CO、HC、NOx、这些物质对人类和整个环境危害极大，为排气污染物。
（二）尾气污染物的生成机理
CO是燃烧不完全的产物，HC主要是未燃烧和未完全燃烧而产生，NOX是在发动机大负荷工作时在高温富氧中产生。
（三）尾气排放物的影响因素
1、空燃比对尾气成分的影响
随着空燃比的增加，CO值逐渐下降，HC值两头高、中间低，CO2值中间高、两头低。当空燃比小于14.7：1时，由于空气量不足引起不完全燃烧，CO、HC值增大。空燃比越接近14.7：1，燃烧越完全，HC、CO的值越低，O2越接近于零，而CO2的值越高。而当空燃比超过16.2：1时，由于燃料成分过少，用通常的燃烧方式已不能正常着火，产生失火，使未燃HC大量排出。在理论空燃比附近，CO曲线有一个拐点，当A/F减少时，可燃混合气过浓，燃油无法充分燃烧，CO生成物便急剧增加；当A/F增大时，氧含量充足，燃油可以充分燃烧，使CO生成量减少，而且比较稳定。
2、点火正时对尾气成分的影响
点火提前角对CO值没有太大影响，但对HC和NOx的影响较大，过分推迟点火会使CO没有时间完全氧化而引起CO排放量增加，但适度推迟点火可减小CO排放。实际上当点火时间推迟时，为了维持输出功率不变需要开大节气门，这时CO排放明显增加。随着点火提前角的推迟，HC的含量降低，主要是因为增高了排气温度，促进了CO和HC的氧化，也由于减小了燃烧室内的激冷面积。火提前角对CO的生成量影响不大，但对HC和NOx的影响较大。
随着点火提前角的增大，HC和NOx生成物都会急剧增加，其原因与燃烧时的速度、压力、温度等有关，当点火提前角增大到一定值后，由于燃烧时间过短，HC和NOx生成量便有所下降。当然，正确的调整点火正时是非常必要的，过迟的点火提前角会使发动机动力下降，油耗增大，工作不稳。
三、尾气排放不合格的故障诊断
（一）尾气排放不合格原因与故障诊断* C8 B0 _： _5 B$ p5 w* R9 k* r& {9 o$ L1 T/ [$ D！ [0 ＼" }， ～
1、HC值过大，说明燃油没有充分燃烧。应检查点火系统是否缺火、点火能量不足或点火时间不准、检查气缸密封情况、检查配气相位、检查三元催化器、检查电控系统传感器或电脑是否有故障。
2、CO值过高说明混合气过浓，应检查喷油嘴是否漏油、燃油压力是否过高、空气滤清是否堵塞或活塞环胶阻、曲轴箱通风受阻、点火提前交过大、水温传感器和空气流量计故障。CO值过低，说明混合气过稀，应检查燃油压力是否过低、喷油嘴堵塞、真空泄露等。
3、NOx值过大，应检查点火提前角及点火控制系统、传感器是否有故障、气缸压力是否过高、发动机工作温度是否过高、进气温度是否过高、配气相位是否正确和进气增压是否过大。
4、O2值低，而CO值低，说明混合气过浓，应检查喷油器是否泄露、燃油压力是否过高、曲轴箱是否窜气、燃油蒸发系统是否有故障、传感器和电脑是否有故障。
5、O2值高，而CO值低，说明混合气过稀，应主要检查真空是否泄露、燃油压力是否过低、喷油器是否堵塞、控制系统是否有故障和排气系统是否有故障。
（二）尾气排放超标的一般检查步骤
1、用五气体废气分析仪检测发动机尾气排放。初步分析排放超标的大的方面的故障原因，如混合气浓、混合气稀、气缸缺火等。
进行故障码读取，检查ECU是否存储有与排放超标相关的故障码。如有，按故障提示进行检查。
3、用专用诊断仪读取动态数据流，进一步分析故障原因。
4、评定氧传感器好坏，结合观察氧传感器信号波形，与尾气排放分析结果对比，分析故障原因。
5、对各执行器进行动作试验，并对其性能进行进一步检查。如检查喷油器的喷油量密封性等。
6、检查发动机机械部分的可能原因。如积炭、气缸密封性能等。
四、尾气分析注意事项
对于装有催化转化器的汽车，如果催化剂工作正常，会使CO和HC减少。因此，将取样探头插到催化转化器之前测量未經转换的排气或在EGR阀的排气口检测。必要时，使空气泵和二次空气喷射系统停止工作。读取测量数据前，不要让发动机怠速运转时间过长。在发动机暖机后，才能使用尾气分析仪进行尾气检测。在进行变工况测试中，要让加速踏板稳住后再读取测量数据。
参考文献：
[1]曹红兵：《尾气分析在汽车发动机诊断中的应用》，汽车维修和保养，2006年10月.
[2]唐青云、李金嗣：《汽车尾气分析仪原理及发展现状》，汽车维修与保养，2002年08期.
[3]杨丰力，郑殿旺：《汽车故障诊断设备在维修中的应用研究》，工业技术经济，1997年02期.
[4]董恩国、李双义、张蕾：《基于尾气分析的发动机故障诊断专家系统》，天津，2005年8月
关键词：尾气；分析；故障；诊断
中图分类号：G71
一、尾气分析概述
（一）尾气分析的基本概念
尾气分析是在发动机不同工作状况下，通过检测废气中不同成分气体的含量来判断发动机各系统故障的方法。其目的是对发动机的燃烧状况进行综合评价。
（二）尾气分析在汽车发动机故障诊断中应用的背景
随着现代科学技术的进步，特别是随着计算机技术的进步，汽车检测技术也飞速发展。汽车故障诊断仪、示波器、红外线测温仪等设备对汽车进行不解体检测已越来越多使用，但是将汽车尾气分析应用于汽车发动机故障诊断中上还是很少，尾气分析大都还是环保部门做检查环保，对修理厂修车用的不是很多。尾气分析不仅是检查排放污染物治理效果的唯一途径，而且还是对发动机工作状况及性能判定的重要手段。
二、尾气的主要成分、生成机理及影响因素
（一）尾气的主要成分
尾气主要是CO、HC、NOx、CO2、H2O和O2，其中CO、HC、NOx、这些物质对人类和整个环境危害极大，为排气污染物。
（二）尾气污染物的生成机理
CO是燃烧不完全的产物，HC主要是未燃烧和未完全燃烧而产生，NOX是在发动机大负荷工作时在高温富氧中产生。
（三）尾气排放物的影响因素
1、空燃比对尾气成分的影响
随着空燃比的增加，CO值逐渐下降，HC值两头高、中间低，CO2值中间高、两头低。当空燃比小于14.7：1时，由于空气量不足引起不完全燃烧，CO、HC值增大。空燃比越接近14.7：1，燃烧越完全，HC、CO的值越低，O2越接近于零，而CO2的值越高。而当空燃比超过16.2：1时，由于燃料成分过少，用通常的燃烧方式已不能正常着火，产生失火，使未燃HC大量排出。在理论空燃比附近，CO曲线有一个拐点，当A/F减少时，可燃混合气过浓，燃油无法充分燃烧，CO生成物便急剧增加；当A/F增大时，氧含量充足，燃油可以充分燃烧，使CO生成量减少，而且比较稳定。
2、点火正时对尾气成分的影响
点火提前角对CO值没有太大影响，但对HC和NOx的影响较大，过分推迟点火会使CO没有时间完全氧化而引起CO排放量增加，但适度推迟点火可减小CO排放。实际上当点火时间推迟时，为了维持输出功率不变需要开大节气门，这时CO排放明显增加。随着点火提前角的推迟，HC的含量降低，主要是因为增高了排气温度，促进了CO和HC的氧化，也由于减小了燃烧室内的激冷面积。火提前角对CO的生成量影响不大，但对HC和NOx的影响较大。
随着点火提前角的增大，HC和NOx生成物都会急剧增加，其原因与燃烧时的速度、压力、温度等有关，当点火提前角增大到一定值后，由于燃烧时间过短，HC和NOx生成量便有所下降。当然，正确的调整点火正时是非常必要的，过迟的点火提前角会使发动机动力下降，油耗增大，工作不稳。
三、尾气排放不合格的故障诊断
（一）尾气排放不合格原因与故障诊断* C8 B0 _： _5 B$ p5 w* R9 k* r& {9 o$ L1 T/ [$ D！ [0 ＼" }， ～
1、HC值过大，说明燃油没有充分燃烧。应检查点火系统是否缺火、点火能量不足或点火时间不准、检查气缸密封情况、检查配气相位、检查三元催化器、检查电控系统传感器或电脑是否有故障。
2、CO值过高说明混合气过浓，应检查喷油嘴是否漏油、燃油压力是否过高、空气滤清是否堵塞或活塞环胶阻、曲轴箱通风受阻、点火提前交过大、水温传感器和空气流量计故障。CO值过低，说明混合气过稀，应检查燃油压力是否过低、喷油嘴堵塞、真空泄露等。
3、NOx值过大，应检查点火提前角及点火控制系统、传感器是否有故障、气缸压力是否过高、发动机工作温度是否过高、进气温度是否过高、配气相位是否正确和进气增压是否过大。
4、O2值低，而CO值低，说明混合气过浓，应检查喷油器是否泄露、燃油压力是否过高、曲轴箱是否窜气、燃油蒸发系统是否有故障、传感器和电脑是否有故障。
5、O2值高，而CO值低，说明混合气过稀，应主要检查真空是否泄露、燃油压力是否过低、喷油器是否堵塞、控制系统是否有故障和排气系统是否有故障。
（二）尾气排放超标的一般检查步骤
1、用五气体废气分析仪检测发动机尾气排放。初步分析排放超标的大的方面的故障原因，如混合气浓、混合气稀、气缸缺火等。
进行故障码读取，检查ECU是否存储有与排放超标相关的故障码。如有，按故障提示进行检查。
3、用专用诊断仪读取动态数据流，进一步分析故障原因。
4、评定氧传感器好坏，结合观察氧传感器信号波形，与尾气排放分析结果对比，分析故障原因。
5、对各执行器进行动作试验，并对其性能进行进一步检查。如检查喷油器的喷油量密封性等。
6、检查发动机机械部分的可能原因。如积炭、气缸密封性能等。
四、尾气分析注意事项
对于装有催化转化器的汽车，如果催化剂工作正常，会使CO和HC减少。因此，将取样探头插到催化转化器之前测量未經转换的排气或在EGR阀的排气口检测。必要时，使空气泵和二次空气喷射系统停止工作。读取测量数据前，不要让发动机怠速运转时间过长。在发动机暖机后，才能使用尾气分析仪进行尾气检测。在进行变工况测试中，要让加速踏板稳住后再读取测量数据。
参考文献：
[1]曹红兵：《尾气分析在汽车发动机诊断中的应用》，汽车维修和保养，2006年10月.
[2]唐青云、李金嗣：《汽车尾气分析仪原理及发展现状》，汽车维修与保养，2002年08期.
[3]杨丰力，郑殿旺：《汽车故障诊断设备在维修中的应用研究》，工业技术经济，1997年02期.
[4]董恩国、李双义、张蕾：《基于尾气分析的发动机故障诊断专家系统》，天津，2005年8月