失火故障状态下汽油机排放性能测试分析

0 前言

发动机作为汽车的核心部分，其工作状况的正常与否直接影响到车辆的正常使用

，汽车发动机工作环境恶劣，容易发生故障，通过拆解发动机来确定故障部位和类型耗时耗力，且难以获取发动机故障精确部位，对于快速检测诊断来说是不可取的。利用高端设备进行发动机诊断费用又较为昂贵，因此，在不拆卸发动机情况下，如何经济快速进行发动机故障诊断是目前流行的趋势，也是发动机故障诊断研究的主要方向。

本文选取广汽某车型作为研究试验对象，通过设置发动机故障，采用发动机尾气分析仪进行检测， 检测前要求系统无故障码， 待发动机冷却液温度正常后，测量该故障状态下的发动机尾气排放情况

。利用科学的数据统计办法，分析发动机失火故障与尾气含量的内在联系，提出用检测发动机尾气排放情况来判断发动机故障的方法。

1 试验思路

1.1 测试车辆

常用的检测方法分为无负荷测试方法、工况法、道路遥感监测方法、车载检测技术4 种类型，本文采用无负荷测试法中的双怠速法进行尾气排放测量，测试车辆主要技术参数见表1。

1.2 故障的设置

检查其尾气排放状况，帮助快速判断车辆故障所在

，分析汽车尾气与发动机失火故障的内在联系，分别检测发动机正常运行、火花塞间隙过大、第2、3缸缺火以及单缸喷油故障四种状态下的尾气排放情况，对数据进行分析，得出其尾气与失火故障之间的关系。具体模拟故障如下：

(1)正常工作状态

模拟单缸喷油器不工作，拔下1缸喷油器控制信号及供电，接上一缸高压线，并夹上转速夹，启动汽车及南华NHA-506废气分析仪，待设备和仪器都进行热机完成后，进行尾气测量。启动测量仪器，并踩下油门踏板，分别测量不同转速下的废气值，并做好数据记录。

(2)火花塞间隙过大

1.5 统计分析 统计处理采用SPSS 19.0统计软件。本研究描述性分析用频数、构成比表示，专家积极系数用问卷回收率(应答率)表示，专家权威程度用Cr表示，专家意见的协调程度用变异系数表示。

发动机无故障平稳运行过程中，混合气体充分燃烧，尾气中有毒气体排放量较小，但发动机在故障状态下运行，如点火能量不足，将产生失火的现象，造成发动机怠速不稳，尾气中有害气体增加。利用这个原理，设置故障设置完毕后，便可分别测量相应状态下的发动机排放物含量，并记录数据。

周有光先学经济，后攻语言，被称为“汉语拼音之父”。作为一个经历了百年沧桑的“元老”，周有光给人最大的感觉就是处变不惊。90多岁时，他头顶上的头发都掉光了，他却笑着说是还没有长出来。他还依然像年轻时一样，随身带着几块洁白的大手帕，时不时地拿出来擦擦脸。

模拟多缸缺火情况时，根据四缸发动机“1342”的顺序，可以设置2、3缸缺火的故障。拔掉2、3缸的点火线圈插头，接着控制汽车油门踏板，将发动机在不同转速下的尾气排放情况记录下来。

(4)1缸喷油器故障

将车辆停放在宽阔地面上，拉起手刹车。通过控制油门的深度来控制发动机的转速，按照双怠速法进行尾气测量，记录尾气排放情况。

2 试验结果

2.1 试验描述

更换火花塞间隙过大的火花塞，控制油门踏板，测量不同转速下尾气排放量。

随着越来越多的企业尝到了科研众包的两大益处，相较从前，他们更加敢于在科技创新大潮中去竞争。不少的企业甚至慢慢养成了“企业要发展，产品(服务)要不断创新”的常态观念。调研中几家平台都反馈，平台上不少企业从最初的“要我创新”变为如今的“我要创新”，而一些实力较强、规模较大的企业，更是视科研众包为一条发现创意、解决技术问题最优方案的有效途径。

2.2 试验数据分析

通过设置若干故障进行各组数据对照分析，观察各状态下尾气的排放水平，对比分析判断发动机的故障。

(1)发动机在正常工况下运行，尾气排放标准都严格安装国家标准进行设计，不管是空载还是负载运行，尾气成份都在当前国家允许的范围内，如下表2所示，该试验车在生产期间，其HC排放值要求在50×10

%内，CO要求值0.5%内，NO要求值在1200×10

%内，通过多达18次的数据测量，HC含量、CO含量以及NO含量均在标准国家允许排放的范围内，空气过量系数基本接近1，说明发动机在正常运行状态下，其排放达标。

(3)2、3缸缺火

2.3.2 膀胱灌注化疗和免疫治疗 TURBT术后肿瘤复发率高，小部分NMIBC患者会进展为MIBC。原位癌患者单纯行TURBT不能解决术后高复发率和疾病进展问题[11]。推荐所有NMIBC患者进行术后辅助性膀胱灌注治疗。

相反，如果忽视对这一权力概念的准确界定，不仅影响这一制度的系统性、科学性和准确性建设，而且亦不利于这一制度在实践中的有效运行。是故，本文尝试对这一权力的概念作科学的界定，以为这一制度的理性建设贡献绵薄之力。

(2)设置发动机2，3缸失火，并检测不同转速下的尾气排放情况，观察发动机尾气成分变化趋势，并记录如下表3所示。在多缸失火情形下，尾气中的CO均保持平稳水平，而且处于正常范围内(CO<0.5%)，这种情况与断油故障的CO变化相似，失火时虽然喷油器有喷油，但是失火气缸不点火，CO生成量还是在标准允许范围内。从HC的含量变化趋势，得出在多缸失火情况下，HC的变化波动较大，在怠速时，HC的含量变化平缓，中高转速时骤升，而后又下降，并不断变化，但HC含量均未超过限值(HC<50×10

%)，还在允许的范围内。而NO的变化比较明显，在怠速情形下，NO的变化比较平缓，且没有超出标准，中高转速时，NO的浓度骤升，这是因为在失火故障情形下，发动机为维持运转，温度迅速升高，随着发动机温度升高时，NO浓度也持续增大，使NO的含量增大且超过标准值。

(3)通过设置火花塞间隙过大，得到尾气各成分随转速变化如下表4所示。在故障设置时，我们通过选取比火花塞间隙更大的火花塞，本文采用1.3mm间隙的火花塞，来模拟发动机火花塞间隙过大故障。由测量的数据得出，火花塞间隙过大时，尾气中CO的排放量较正常时均超出很多(CO正常值<0.9%)，并且已经超过排放标准限值。这说明发动机火花塞间隙过大故障，排放物成分中CO的含量会明显超标，发动机在怠速状况下会伴随着抖动、运转不稳的现象。同时观察HC的含量，在怠速时排放量偏大，超过正常排放限值(50×10

)。增大发动机转速测量后，HC含量下滑，到了中转速之后便趋于平缓。而尾气中NO的含量变化不明显，而且处于正常值限值(1200×10

%)内。

(4)电磁喷油器作为燃油供给系统的执行器，在工作中起到了决定性的作用。它可以通过ECU的控制型号向发动机提供当前所需的空燃混合雾气。拔掉喷油器插头的情形下，观察单缸断油故障废气中HC、CO、NO的变化规律，废气中的CO的含量变化平缓或基本不产生变化。排放物中CO的含量较低，均一直处于0.01%的浓度，HC的变化较为明显。首先是在怠速情况下，HC的含量较高，一缸断油时，废气中HC的浓度最高出现在转速为1084r/min时，此时HC含量为26×10

。当在多缸断油时，废气中HC含量最高时出现在了转速为1108r/min时，此时HC含量为136×10

。这个情况说明了，此时发动机工作温度较低，燃料燃烧不够充分，从而造成了尾气中HC偏多。而氮氧化合物主要与发动机温度相关，在怠速情况下，由于发动机温度不够高，NO的浓度变化均比较平缓。到了中高转速，由于发动机达到工作温度，废气中的NO相较与怠速时均提高。单缸断油故障下，废气中的NO最高含量达到2482×10

，具体成份表如下表5。

(5)发动机在正常状态下，不管在何种转速下，尾气的排放量在国家标准允许范围内，空气过量系数接近1，可作为无故障的参考样本。发动机2，3缸共同失火，CO以及HC化合物都在国家允许的排放范围内，NO排放含量增大，造成这种现象的原因是由于发动机要维持做功，当某一或几缸不做功时，为保持发动机正常运转，发动机缸体温度升高，尾气中有较多的NO含量，因此，如果尾气中氮氧化合物含量超标较大，很可能是某些缸体不做功，可能是喷油或点火模块故障。火花塞间隙过大状态下的发动机排放物含量的测量，可得到发动机在该状态下的尾气排放变化趋势，当火花塞间隙过大，需要击穿间隙的能量就越大，维持燃烧的能量也需要越大，所以当火花塞间隙过大时，火花塞的火花线时间相对较短，气缸内的油气混合物得不到充分的燃烧就排放，造成HC化合物以及CO的含量升高，因此，当HC化合物及CO含量超出标准时，很可能是油气混合物没有得到充分燃烧，可能是火花塞质量问题，或者活塞存在故障，导致密封不良，形成“窜气”，燃烧不良等现象

。

从图2来看，沙湾特色旅游小镇的自我就业者的收入与经营情况可观，收入挺好维持现状的商家高达79.17%，另外还有6.25%的商家还打算扩大经营，由此可见特色小镇的发展给了自我就业者就业的机会和较大的收益。但由6.25%的另谋职业的与8.33%的放弃回家去别的地方寻机会的自我就业者可知，获益群体仅仅针对本地的自我就业者。究其一个原因是62.5%的商家是拥有相关的技术自我就业的，如自家制作当地美食“姜埋奶”、当地人制作的手工艺品，相反，当地非技术类型商家收入并不多甚至想另谋机会。

3 结论

通过观察发动机正常运行状态下尾气排放的成份量，设置多缸失火或火花塞间隙过大点火系统故障时，发动机的运行情况都伴随着抖动、喘振，发动机正常状态下及故障状态下，尾气排放的含量也不一样，且故障状态下尾气成份区别发动机正常状态下的变化较为明显，且不同故障状态下排放的尾气量的组成成份区别比较大，通过多次尾气测量以及数据分析, 初步找到大致故障点的位置, 对这些怀疑的部件进行检测与维修，就可以解决发动机的故障，因此可依据尾气排放的组成份量来判断发动机故障。

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