失火故障狀態(tài)下汽油機排放性能測試分析

0 前言

發(fā)動機作為汽車的核心部分，其工作狀況的正常與否直接影響到車輛的正常使用

，汽車發(fā)動機工作環(huán)境惡劣，容易發(fā)生故障，通過拆解發(fā)動機來確定故障部位和類型耗時耗力，且難以獲取發(fā)動機故障精確部位，對于快速檢測診斷來說是不可取的。利用高端設備進行發(fā)動機診斷費用又較為昂貴，因此，在不拆卸發(fā)動機情況下，如何經濟快速進行發(fā)動機故障診斷是目前流行的趨勢，也是發(fā)動機故障診斷研究的主要方向。

本文選取廣汽某車型作為研究試驗對象，通過設置發(fā)動機故障，采用發(fā)動機尾氣分析儀進行檢測， 檢測前要求系統(tǒng)無故障碼， 待發(fā)動機冷卻液溫度正常后，測量該故障狀態(tài)下的發(fā)動機尾氣排放情況

。利用科學的數(shù)據(jù)統(tǒng)計辦法，分析發(fā)動機失火故障與尾氣含量的內在聯(lián)系，提出用檢測發(fā)動機尾氣排放情況來判斷發(fā)動機故障的方法。

1 試驗思路

1.1 測試車輛

常用的檢測方法分為無負荷測試方法、工況法、道路遙感監(jiān)測方法、車載檢測技術4 種類型，本文采用無負荷測試法中的雙怠速法進行尾氣排放測量，測試車輛主要技術參數(shù)見表1。

1.2 故障的設置

檢查其尾氣排放狀況，幫助快速判斷車輛故障所在

，分析汽車尾氣與發(fā)動機失火故障的內在聯(lián)系，分別檢測發(fā)動機正常運行、火花塞間隙過大、第2、3缸缺火以及單缸噴油故障四種狀態(tài)下的尾氣排放情況，對數(shù)據(jù)進行分析，得出其尾氣與失火故障之間的關系。具體模擬故障如下：

(1)正常工作狀態(tài)

模擬單缸噴油器不工作，拔下1缸噴油器控制信號及供電，接上一缸高壓線，并夾上轉速夾，啟動汽車及南華NHA-506廢氣分析儀，待設備和儀器都進行熱機完成后，進行尾氣測量。啟動測量儀器，并踩下油門踏板，分別測量不同轉速下的廢氣值，并做好數(shù)據(jù)記錄。

(2)火花塞間隙過大

1.5 統(tǒng)計分析 統(tǒng)計處理采用SPSS 19.0統(tǒng)計軟件。本研究描述性分析用頻數(shù)、構成比表示，專家積極系數(shù)用問卷回收率(應答率)表示，專家權威程度用Cr表示，專家意見的協(xié)調程度用變異系數(shù)表示。

發(fā)動機無故障平穩(wěn)運行過程中，混合氣體充分燃燒，尾氣中有毒氣體排放量較小，但發(fā)動機在故障狀態(tài)下運行，如點火能量不足，將產生失火的現(xiàn)象，造成發(fā)動機怠速不穩(wěn)，尾氣中有害氣體增加。利用這個原理，設置故障設置完畢后，便可分別測量相應狀態(tài)下的發(fā)動機排放物含量，并記錄數(shù)據(jù)。

周有光先學經濟，后攻語言，被稱為“漢語拼音之父”。作為一個經歷了百年滄桑的“元老”，周有光給人最大的感覺就是處變不驚。90多歲時，他頭頂上的頭發(fā)都掉光了，他卻笑著說是還沒有長出來。他還依然像年輕時一樣，隨身帶著幾塊潔白的大手帕，時不時地拿出來擦擦臉。

模擬多缸缺火情況時，根據(jù)四缸發(fā)動機“1342”的順序，可以設置2、3缸缺火的故障。拔掉2、3缸的點火線圈插頭，接著控制汽車油門踏板，將發(fā)動機在不同轉速下的尾氣排放情況記錄下來。

(4)1缸噴油器故障

將車輛停放在寬闊地面上，拉起手剎車。通過控制油門的深度來控制發(fā)動機的轉速，按照雙怠速法進行尾氣測量，記錄尾氣排放情況。

2 試驗結果

2.1 試驗描述

更換火花塞間隙過大的火花塞，控制油門踏板，測量不同轉速下尾氣排放量。

隨著越來越多的企業(yè)嘗到了科研眾包的兩大益處，相較從前，他們更加敢于在科技創(chuàng)新大潮中去競爭。不少的企業(yè)甚至慢慢養(yǎng)成了“企業(yè)要發(fā)展，產品(服務)要不斷創(chuàng)新”的常態(tài)觀念。調研中幾家平臺都反饋，平臺上不少企業(yè)從最初的“要我創(chuàng)新”變?yōu)槿缃竦摹拔乙獎?chuàng)新”，而一些實力較強、規(guī)模較大的企業(yè)，更是視科研眾包為一條發(fā)現(xiàn)創(chuàng)意、解決技術問題最優(yōu)方案的有效途徑。

2.2 試驗數(shù)據(jù)分析

通過設置若干故障進行各組數(shù)據(jù)對照分析，觀察各狀態(tài)下尾氣的排放水平，對比分析判斷發(fā)動機的故障。

(1)發(fā)動機在正常工況下運行，尾氣排放標準都嚴格安裝國家標準進行設計，不管是空載還是負載運行，尾氣成份都在當前國家允許的范圍內，如下表2所示，該試驗車在生產期間，其HC排放值要求在50×10

%內，CO要求值0.5%內，NO要求值在1200×10

%內，通過多達18次的數(shù)據(jù)測量，HC含量、CO含量以及NO含量均在標準國家允許排放的范圍內，空氣過量系數(shù)基本接近1，說明發(fā)動機在正常運行狀態(tài)下，其排放達標。

(3)2、3缸缺火

2.3.2 膀胱灌注化療和免疫治療 TURBT術后腫瘤復發(fā)率高，小部分NMIBC患者會進展為MIBC。原位癌患者單純行TURBT不能解決術后高復發(fā)率和疾病進展問題[11]。推薦所有NMIBC患者進行術后輔助性膀胱灌注治療。

相反，如果忽視對這一權力概念的準確界定，不僅影響這一制度的系統(tǒng)性、科學性和準確性建設，而且亦不利于這一制度在實踐中的有效運行。是故，本文嘗試對這一權力的概念作科學的界定，以為這一制度的理性建設貢獻綿薄之力。

(2)設置發(fā)動機2，3缸失火，并檢測不同轉速下的尾氣排放情況，觀察發(fā)動機尾氣成分變化趨勢，并記錄如下表3所示。在多缸失火情形下，尾氣中的CO均保持平穩(wěn)水平，而且處于正常范圍內(CO<0.5%)，這種情況與斷油故障的CO變化相似，失火時雖然噴油器有噴油，但是失火氣缸不點火，CO生成量還是在標準允許范圍內。從HC的含量變化趨勢，得出在多缸失火情況下，HC的變化波動較大，在怠速時，HC的含量變化平緩，中高轉速時驟升，而后又下降，并不斷變化，但HC含量均未超過限值(HC<50×10

%)，還在允許的范圍內。而NO的變化比較明顯，在怠速情形下，NO的變化比較平緩，且沒有超出標準，中高轉速時，NO的濃度驟升，這是因為在失火故障情形下，發(fā)動機為維持運轉，溫度迅速升高，隨著發(fā)動機溫度升高時，NO濃度也持續(xù)增大，使NO的含量增大且超過標準值。

(3)通過設置火花塞間隙過大，得到尾氣各成分隨轉速變化如下表4所示。在故障設置時，我們通過選取比火花塞間隙更大的火花塞，本文采用1.3mm間隙的火花塞，來模擬發(fā)動機火花塞間隙過大故障。由測量的數(shù)據(jù)得出，火花塞間隙過大時，尾氣中CO的排放量較正常時均超出很多(CO正常值<0.9%)，并且已經超過排放標準限值。這說明發(fā)動機火花塞間隙過大故障，排放物成分中CO的含量會明顯超標，發(fā)動機在怠速狀況下會伴隨著抖動、運轉不穩(wěn)的現(xiàn)象。同時觀察HC的含量，在怠速時排放量偏大，超過正常排放限值(50×10

)。增大發(fā)動機轉速測量后，HC含量下滑，到了中轉速之后便趨于平緩。而尾氣中NO的含量變化不明顯，而且處于正常值限值(1200×10

%)內。

(4)電磁噴油器作為燃油供給系統(tǒng)的執(zhí)行器，在工作中起到了決定性的作用。它可以通過ECU的控制型號向發(fā)動機提供當前所需的空燃混合霧氣。拔掉噴油器插頭的情形下，觀察單缸斷油故障廢氣中HC、CO、NO的變化規(guī)律，廢氣中的CO的含量變化平緩或基本不產生變化。排放物中CO的含量較低，均一直處于0.01%的濃度，HC的變化較為明顯。首先是在怠速情況下，HC的含量較高，一缸斷油時，廢氣中HC的濃度最高出現(xiàn)在轉速為1084r/min時，此時HC含量為26×10

。當在多缸斷油時，廢氣中HC含量最高時出現(xiàn)在了轉速為1108r/min時，此時HC含量為136×10

。這個情況說明了，此時發(fā)動機工作溫度較低，燃料燃燒不夠充分，從而造成了尾氣中HC偏多。而氮氧化合物主要與發(fā)動機溫度相關，在怠速情況下，由于發(fā)動機溫度不夠高，NO的濃度變化均比較平緩。到了中高轉速，由于發(fā)動機達到工作溫度，廢氣中的NO相較與怠速時均提高。單缸斷油故障下，廢氣中的NO最高含量達到2482×10

，具體成份表如下表5。

(5)發(fā)動機在正常狀態(tài)下，不管在何種轉速下，尾氣的排放量在國家標準允許范圍內，空氣過量系數(shù)接近1，可作為無故障的參考樣本。發(fā)動機2，3缸共同失火，CO以及HC化合物都在國家允許的排放范圍內，NO排放含量增大，造成這種現(xiàn)象的原因是由于發(fā)動機要維持做功，當某一或幾缸不做功時，為保持發(fā)動機正常運轉，發(fā)動機缸體溫度升高，尾氣中有較多的NO含量，因此，如果尾氣中氮氧化合物含量超標較大，很可能是某些缸體不做功，可能是噴油或點火模塊故障?；鸹ㄈg隙過大狀態(tài)下的發(fā)動機排放物含量的測量，可得到發(fā)動機在該狀態(tài)下的尾氣排放變化趨勢，當火花塞間隙過大，需要擊穿間隙的能量就越大，維持燃燒的能量也需要越大，所以當火花塞間隙過大時，火花塞的火花線時間相對較短，氣缸內的油氣混合物得不到充分的燃燒就排放，造成HC化合物以及CO的含量升高，因此，當HC化合物及CO含量超出標準時，很可能是油氣混合物沒有得到充分燃燒，可能是火花塞質量問題，或者活塞存在故障，導致密封不良，形成“竄氣”，燃燒不良等現(xiàn)象

。

從圖2來看，沙灣特色旅游小鎮(zhèn)的自我就業(yè)者的收入與經營情況可觀，收入挺好維持現(xiàn)狀的商家高達79.17%，另外還有6.25%的商家還打算擴大經營，由此可見特色小鎮(zhèn)的發(fā)展給了自我就業(yè)者就業(yè)的機會和較大的收益。但由6.25%的另謀職業(yè)的與8.33%的放棄回家去別的地方尋機會的自我就業(yè)者可知，獲益群體僅僅針對本地的自我就業(yè)者。究其一個原因是62.5%的商家是擁有相關的技術自我就業(yè)的，如自家制作當?shù)孛朗场敖衲獭薄數(shù)厝酥谱鞯氖止に嚻?，相反，當?shù)胤羌夹g類型商家收入并不多甚至想另謀機會。

3 結論

通過觀察發(fā)動機正常運行狀態(tài)下尾氣排放的成份量，設置多缸失火或火花塞間隙過大點火系統(tǒng)故障時，發(fā)動機的運行情況都伴隨著抖動、喘振，發(fā)動機正常狀態(tài)下及故障狀態(tài)下，尾氣排放的含量也不一樣，且故障狀態(tài)下尾氣成份區(qū)別發(fā)動機正常狀態(tài)下的變化較為明顯，且不同故障狀態(tài)下排放的尾氣量的組成成份區(qū)別比較大，通過多次尾氣測量以及數(shù)據(jù)分析, 初步找到大致故障點的位置, 對這些懷疑的部件進行檢測與維修，就可以解決發(fā)動機的故障，因此可依據(jù)尾氣排放的組成份量來判斷發(fā)動機故障。

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