汽車檢測與故障分析：課題十一 柴油機尾氣檢測與分析

汽車檢測與故障分析章節(jié)11課題十一柴油機尾氣檢測與分析一輛大眾柴油轎車行駛中發(fā)動機加速無力，并且在尾氣大量的黑煙排出，車主到了汽車維修廠，王師傅用煙度計來檢測它，如果是你，你會使用煙度計來檢測汽車嗎？并且從檢測的數(shù)據(jù)分析汽車的故障嗎？如果不會，請按照老師檢測示范要求去實習(xí)，上述的回答就不難了。1.儀器結(jié)構(gòu)示圖FTY-100不透光煙度計由顯示儀表和光學(xué)平臺組成。（1）內(nèi)置打印機：可以打印測量數(shù)據(jù)，包括車牌號碼，日期時間。（2）轉(zhuǎn)速模塊用于測量汽車發(fā)動機轉(zhuǎn)速。（3）油溫傳感器：用于測量汽車發(fā)動機曲軸箱內(nèi)機油的溫度?！椖恳籉TY-100佛分不透光煙度計的認(rèn)知2.儀表和光學(xué)平臺結(jié)構(gòu)與連接步驟：（1）將油溫傳感器線一端連在油溫插座上，一端插在機油尺口里。（2）將轉(zhuǎn)速傳感器線一端連在油溫插座上，傳感器一端固定在第一缸噴油嘴的進(jìn)油管上。（3）將顯示儀表的平臺接口連接到光學(xué)平臺串口插座，接上平臺電源，打開電源開關(guān)，儀器進(jìn)入預(yù)熱狀態(tài)。（4）連接探頭到尾氣管時，探頭應(yīng)位于煙氣分布大致均勻的斷面上，探頭伸入尾管約30cm，除非尾氣管有彎曲，且彎曲端到末端不30cm。在這種情況下，平行伸入探頭盡可能深。伸入探頭后，將它夾緊在尾氣管管壁上。1.預(yù)熱屏儀器打開電源后，由于光學(xué)平臺的管溫必須恒定在75℃±3℃才能準(zhǔn)確測量，故一般需要預(yù)熱2～5分鐘，當(dāng)溫度達(dá)到要求后自動退出預(yù)熱屏。時間視用戶所處環(huán)境溫度而定。預(yù)熱屏界面如圖所示。——項目二FTY-100佛分不透光煙度計的使用儀器退出預(yù)熱之前會自動進(jìn)行清零，然后進(jìn)入測量屏。強烈建議用戶不要強制退出預(yù)熱屏，應(yīng)該讓儀器自動退出。2.菜單屏主菜單界面如圖所示。此界面是菜單的頂層，可以通過“↑”“↓”選擇子菜單，按OK進(jìn)入。子菜單可以通過ESC按鍵，最終返回主菜單?？旖萱I：測量屏、穩(wěn)態(tài)屏、加速屏三個界面可以通過“←”“→”兩個按鍵實現(xiàn)快速切換。3.測量屏所有數(shù)值都是瞬態(tài)值?！癛PM”表示當(dāng)前每分鐘轉(zhuǎn)速?！癗s”表示折算成國際通用光路長度（0.43m）后的不透光度。0～100%,0即無任何煙氣吸收（完全透過），100%即完全遮斷（完全不透過）。“k”表示光吸收系數(shù)，單位是米的倒數(shù)，m-1。Ns值和k值的轉(zhuǎn)換關(guān)系式為：k=-ln（1-Ns%）/L。式中：L=0.43m?！澳Ｊ健北硎井?dāng)前所用的數(shù)據(jù)過濾模式。根據(jù)國標(biāo)要求，一般用戶應(yīng)設(shè)置為模式B。提示：由于本儀器的光學(xué)平臺所用光路長度是0.215m，而國際通用光路長度是0.43m，故在測量屏測量濾光片，測量的Ns值大約為標(biāo)稱值的2倍。提示：由于本儀器的光學(xué)平臺所用光路長度是0.215m，而國際通用光路長度是0.43m，故在測量屏測量濾光片，測量的Ns值大約為標(biāo)稱值的2倍。4.穩(wěn)態(tài)屏穩(wěn)態(tài)屏用來測量發(fā)動機在穩(wěn)態(tài)工況下發(fā)動機的排氣可見污染物?！肮軠亍北硎井?dāng)前光學(xué)平臺檢測管道溫度?！皻鉁亍北硎井?dāng)前排氣溫度?！坝蜏亍痹跊]有接油溫傳感器時，表示顯示儀表內(nèi)部的溫度；接油溫傳感器就表示傳感器探頭所處位置的溫度?！啊辨I有兩個作用：停止和開始。穩(wěn)態(tài)屏提供RPM，k，N的當(dāng)前值和最大值其中當(dāng)前值與測量屏的瞬態(tài)值一樣），最大值可以打印和保存。一次完整的加速過程描述如下：預(yù)觸發(fā)。儀器進(jìn)入加速屏后，光學(xué)平臺就處于預(yù)觸發(fā)狀態(tài)。所謂“預(yù)觸發(fā)狀態(tài)”是指光學(xué)平臺以50Hz的頻率采樣（20毫秒一次），保存最近1秒的數(shù)據(jù)（50個）。開始觸發(fā)。采集開始觸發(fā)后9秒鐘的數(shù)據(jù)，再加上預(yù)觸發(fā)1秒鐘，構(gòu)成完整的10秒加速數(shù)據(jù)。觸發(fā)結(jié)束。臨時保存10秒，共500個加速數(shù)據(jù)，工作計算最大值并顯示。k1，k2，…，k16就是每次加速過程的最大值。觸發(fā)結(jié)束后，又進(jìn)入預(yù)觸發(fā)狀態(tài)，等待下一次觸發(fā)。自由加速煙度測量要領(lǐng)：①不應(yīng)長時間怠速，只要確保機油油溫達(dá)到80℃。②做三次以上自由加速過程對排氣系統(tǒng)進(jìn)行吹拂。③踩油門動作必須在1秒內(nèi)完成，必須快速、連續(xù)地完全踩到底，使噴油泵在最短時間內(nèi)供給最大油量。④油門踏板到底保持時間至少2秒。6.加速屏當(dāng)測試次數(shù)超過3次（含3次），儀器會顯示最后3次的平均值和偏差值。每次采樣時間是10秒，采樣結(jié)束后在“加速曲線繪制區(qū)”顯示當(dāng)次采樣的光吸收系數(shù)的變化趨勢。提示：如果測試次數(shù)少于3而鎖定屏幕，保存和打印結(jié)果只有當(dāng)次的一組數(shù)據(jù)。7.鎖定屏幕，打印數(shù)據(jù)當(dāng)鎖定屏幕后，會出現(xiàn)“鎖定狀態(tài)”（見圖），同時出現(xiàn)，，3個圖標(biāo)。在鎖定狀態(tài)下煙度值的變化不能觸發(fā)儀器的采樣。在此狀態(tài)下，可以查詢前面數(shù)據(jù)的N值，可以打印測量結(jié)果。需要繼續(xù)采樣，可以再按下OK，回到“觸發(fā)狀態(tài)”，繼續(xù)測量。若加速超過16次，儀器將自動沖掉最早的加速數(shù)據(jù)。8.在用柴油車排氣煙度限值柴油車危害最嚴(yán)重是碳煙排放。由于柴油車本身工作在富氧狀態(tài)，所以CO，HC的產(chǎn)生量相對于汽油車少得多，在目前技術(shù)狀態(tài)下環(huán)保沒提出更高的要求，NOx的環(huán)保指標(biāo)已經(jīng)貫徹到發(fā)動機的生產(chǎn)廠家。（1）碳煙燃料霧化燃燒時，高溫使燃料分解后剩碳粒子，慢慢聚合成碳煙（2）NOx高溫下O2和N2反應(yīng)的產(chǎn)物（3）CO燃料燃燒時氧氣不足產(chǎn)生（4）HC燃料未完全燃燒的產(chǎn)物

——知識一柴油車排放的污染物成分柴油車排出的煙色有黑煙、藍(lán)煙和白煙三種。其中，以柴油機在全負(fù)荷和加速工況時排出的黑色碳煙最為常見。黑煙的發(fā)暗程度用排氣煙度表示，排氣煙度用煙度計檢測。煙度計可分為濾紙式、透光式、重量式等多種形式。濾紙煙度法（波許煙度法）是指利用濾紙式煙度計對柴油車排煙{碳煙}濃度進(jìn)行監(jiān)測的方法。不透光煙度法是指利用不透光煙度計對柴油車排氣的可見污染物濃度進(jìn)行監(jiān)測的方法。濾紙式煙度計的測量原理是，用一個活塞式抽氣泵，從柴油機排氣管中抽取一定容積的廢氣，使它通過一張一定面積的白色濾紙，廢氣中的炭煙存留在濾紙上，使其染黑。用檢測裝置測定濾紙的染黑度，再由指示裝濾紙式煙度計的結(jié)構(gòu)：濾紙式煙度計是應(yīng)用最廣的煙度計之一，其結(jié)構(gòu)都是由廢氣取樣裝置、染黑度檢測與指示裝置和控制裝置等組成，如圖所示。置指示出來。該染黑度即代表柴油車的排氣煙度?！R二濾紙式煙度計廢氣取樣裝置由取樣探頭5，活塞式抽氣泵3（由活塞泵、手柄、回位彈簧、鎖止裝置、電磁閥和濾紙夾持機構(gòu)等組成）和取樣軟管等組成。取樣探頭在活塞式抽氣泵的作用下抽取廢氣，其結(jié)構(gòu)形狀應(yīng)能保證在取樣時不受排氣動壓的影響。取樣前，手動或自動壓下抽氣泵手柄，直至克服回位彈簧的張力使活塞到達(dá)最下端，并由鎖止機構(gòu)鎖緊。當(dāng)需要取樣時，踩下腳踏開關(guān)或按下“手動抽氣”按鈕，可操縱電磁閥使壓縮空氣解除鎖止機構(gòu)對活塞的鎖緊作用，活塞在回位彈簧張力作用下上升到頂端，完成取樣過程。濾紙夾持機構(gòu)在取樣時實現(xiàn)對濾紙的夾緊和密封，使取樣過程中的排氣經(jīng)濾紙進(jìn)入泵筒內(nèi)，炭煙存留在濾紙上并將其染黑，并能保證濾紙的有效工作面直徑為φ32mm。

取樣軟管把取樣探頭和活塞式抽氣泵連接在一起。染黑度檢測與指示裝置由光電傳感器9，指示儀表或數(shù)字式顯示器10，濾紙8和標(biāo)準(zhǔn)煙樣等組成。光電傳感器由光源（白熾燈泡）、光電元件（環(huán)形硒光電池）等組成。其工作原理如圖所示。電源接通后白熾燈泡發(fā)亮，其光亮通過帶有中心孔的環(huán)形硒光電池照射到濾紙上，當(dāng)濾紙的染黑度不同時，反射給環(huán)形硒光電池感光面的光線強度也不同，因而環(huán)形硒光電池產(chǎn)生的光電流強度也就不同。指示電表是一塊微安表10，是濾紙染黑度亦即排氣煙度的指示裝置。當(dāng)環(huán)形硒光電池送來的光電流強度不同時，指示儀表指針的位置也不同。檢測裝置一般都備有供標(biāo)定或校準(zhǔn)用的標(biāo)準(zhǔn)煙樣和符合規(guī)定的濾紙。濾紙有帶狀和圓片狀兩種。帶狀濾紙4，在進(jìn)給機構(gòu)7的作用下能實現(xiàn)連續(xù)傳送，適用于半自動式和全自動式煙度計。圓片狀濾紙，僅適用于手動式煙度計?？刂蒲b置包括用腳操縱1的抽氣泵電磁腳踏開關(guān)2，濾紙進(jìn)給機構(gòu)7和壓縮空氣清洗機構(gòu)等。壓縮空氣清洗機構(gòu)能在廢氣取樣前，用壓縮空氣清洗取樣頭和取樣軟管內(nèi)的殘留廢氣炭粒。濾紙被染黑的程度稱為濾紙煙度，濾紙煙度用SF表示，單位是量綱為1的量，用符號FSN表示。當(dāng)污染濾紙為全黑時，濾紙值為10；當(dāng)濾紙無污染時，為0。1.發(fā)動機檢查配氣機構(gòu)，噴油正時，汽缸壓力，汽缸串油、串氣，發(fā)動機有無異響和發(fā)抖，怠速是否穩(wěn)定，提速是否正常。確定對發(fā)動機作調(diào)?；蜃骶S修作業(yè)。2.供氣系統(tǒng)檢修清潔或視情況更換空氣濾芯，對帶渦輪增壓器的發(fā)動機還要檢查濾清器與增壓器之間進(jìn)氣管的通暢情況，如果進(jìn)氣管內(nèi)層的書塑管老化脫落，受渦輪增壓器真空吸附作用致管路收窄或粘合而影響供氣，要更換該進(jìn)氣管。——知識三柴油車排放污染治理（1）噴油器檢修先用簡單的探缸法，切斷某一缸供油，觀察發(fā)動機工作狀況，逐一判斷。性能欠佳的噴油器予以拆檢，檢查噴油器壓力是否符合標(biāo)準(zhǔn)，同時觀察霧化效果。經(jīng)調(diào)校仍不能達(dá)到要求以及由于噴油器針閥和偶件磨損或粘死引起霧化欠佳的，則必須對該噴油器進(jìn)行整體更換。（2）高壓油泵檢修先判斷高壓油泵是否該拆下調(diào)試或檢修。如出現(xiàn)行車無力、起油或收油慢等現(xiàn)象，不符合行車要求，必須拆下調(diào)試。經(jīng)調(diào)試無效則要進(jìn)行維修。維修時應(yīng)檢查柱塞損蝕情況，必要時更換柱塞和出油閥偶件。同時檢查凸輪軸兩端軸承等連接部件松曠情況及調(diào)速器部分的配重件間隙，通過加減墊片進(jìn)行修復(fù)，使之符合標(biāo)準(zhǔn)。測試高壓油泵時要認(rèn)真檢測其在怠速、高速、全負(fù)荷等幾個工作狀態(tài)的油量是否符合標(biāo)準(zhǔn)。4.渦輪增壓器檢修渦輪增壓器較常發(fā)生出氣管上機油的現(xiàn)象。拆開渦輪增壓器的壓氣機進(jìn)氣管和出氣管，檢查壓氣機葉輪的工作情況。若有如下情況應(yīng)