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    發動機排氣堵塞故障的診斷方法




    要診斷汽車發動機排氣堵塞的故障,首先要清楚排氣堵塞的原因。在二十世紀八九+年代,盡管汽車的整體技術水平不高,但鮮有聽說排氣堵塞的情況發生。但是進入二十一世紀,汽車發動機排氣堵塞的故障卻時常出現,究其原因,其實很簡單,主要是先前的汽車在排氣管路上只裝有消音器,而進入二十一世紀,由于汽車排放法規的日益嚴格,汽車的排氣管路上不僅裝有用于消聲的消音器,還都安裝了控制尾氣排放的三元催化器,也正是由于三元催化器的安裝,才使得汽車發動機發生排氣堵塞的幾率大幅增加。

    為什么安裝了三元催化器就容易造成發動機排氣堵塞?這還要從三元催化器的結構說起。目前大多汽車的三元催化器都使用陶瓷載體,陶瓷載體的橫截面上通常按照600目(每平方英寸表面分布600個孔眼,1英寸=25.4mm)的規格布滿了直徑不足1mm的孔眼,發動機燃燒的廢氣都要通過這些孔眼排到體外。由于混合汽燃燒不完全產生的積炭、機油竄入汽缸燃燒后其含有的磷、鋅等抗氧劑、排氣歧管的銹蝕物等各種物質都會附著在三元催化器的陶瓷載體的表面,造成其孔眼堵塞,從而呈現出了排氣堵塞的故障?梢,汽車發動機排氣堵塞主要就是三元催化器的堵塞,掌握了三元催化器堵塞的故障診斷方法,也就學會了診斷汽車發動機排氣堵塞的方法。

    一、通過癥狀判斷排氣堵塞故障

    當汽車發動機排氣發生堵塞時,根據堵塞的嚴重程度會呈現出相應的故障癥狀,因此,通過故障癥狀來判斷發動機排氣堵塞是科學診斷和排除故障的必要前提。發動機排氣堵塞時,往往會出現如下的故障癥狀。

    1.汽車加速無力,發動機轉速和車速提升困難。這是因為排氣不暢致使進氣量變少,發動機功率下降。

    2.自動變速器車輛強制降擋頻繁。由于排氣堵塞導致發動機功率下降,駕駛員為使汽車有更多的動力輸出,就必須要深踩油門,使得節氣門大開,于是,ECU根據節氣門的開啟狀態控制自動變速器強制降擋。

    3.在發動機急加油時有輕微回火現象。當發動機排氣不暢時,會有部分的廢氣滯留在汽缸中,使混合汽變稀,燃燒速度變慢。在進氣門開啟時,混合汽還在燃燒,因此,燃燒的混合汽會通過開啟的進氣門反竄至進氣管中,從而產生回火現象。

    4.在發動機急加速或急收油門時,會聽到排氣管路“嘩啦嘩啦”的聲音。這多是三元催化器破損的癥狀,而破碎的三元催化器極易造成發動機排氣堵塞。

    5發動機缺火時,尾氣排放氣流均勻,無“突突”聲。在發動機排氣堵塞較為嚴重時,進行斷缸試驗,你會發現,發動機抖動明顯,但汽車的尾氣排放氣流卻很均勻,沒有因發動機缺缸而呈現出應有的“突突”聲。這是因為,堵塞的排氣管路已將發動機缺缸產生的波動廢氣氣流進行了極大程度地衰減,從而造成了尾氣“溫和”的假象。

    6.發動機既噴油也點火,壓縮壓力亦很充足,但是發動機就是啟動不著,這通常是排氣完全堵塞的癥狀。

    上述一系列癥狀是汽車發動機排氣堵塞所呈現出的比較典型的故障現象,準確捕捉這些癥狀對于診斷和排除排氣堵塞故障是十分有幫助的。但是,也需要注意,這些癥狀雖然是排氣堵塞引發的,但汽車的其他故障同樣有可能產生這些癥狀,因此,仔細觀察和科學分析、判斷才是正確確定故障原因的必要手段。

    二、利用檢測方法判斷排氣堵塞故障

    對故障癥狀的捕捉和觀察,只是確定故障原因的基礎,要確定汽車發動機是否發生排氣堵塞以及堵塞的具體原因,則必須采用具體的檢測方法。

    1.三元催化器破碎情況檢查

    舉升起車輛,觀察車輛的三元催化器、消音器及排氣管是否存在磕碰的外傷(重點查看三元催化器),如果有明顯磕碰過的痕跡,那么排氣堵塞的可能性會大大增加。用橡皮褪輕輕敲打三元催化器(避免重擊震碎三元催化器的芯體),傾聽是否有“嘩啦嘩啦”的聲音,如果有此異響,說明三元催化器內部的蜂窩陶瓷載體破碎,必須要及時更換三元催化器總成。在這種情況下,即便當前排氣未堵塞,但堵塞是遲早的事情。并且,隨著時間的推移,三元催化器的碎渣會被氣流不斷沖進后節的消音器中,造成消音器也形成堵塞,最終不得不三元催化器和消音器一并更換,會增加不必要的維修成本。

    2.排氣背壓測量

    排氣背壓測量是針對排氣管路是否存在堵塞所進行的一種常用的檢測方法。所謂排氣背壓,就是指排氣的阻力壓力。如果排氣背壓過高,則說明測量點的后端排氣管路存在堵塞。通常,發動機在怠速時,排氣背壓不高于8kPa;在2500r/min時,掃汽背壓一般不大于13.8kPa。

    在汽車的排氣管路中,能造成排氣堵塞(導致排氣背壓過高)的最主要部件就是三元催化器,因此,在測量排氣背壓時,通常都是在三元催化器之前的排氣管路上安裝排氣背壓表。對于裝有兩個或兩個以上三元催化器的排氣管路,可以根據前期的判斷確定在哪個三元催化器之前測量排氣背壓,或者按照由前至后的順序依次進行測量。測量排氣背壓的方法如圖1所示。拆下三元催化器前端的氧傳感器,在氧傳感器的安裝座孔處接上排氣背壓表,啟動發動機,并使發動機達到正常工作溫度,觀察怠速和2500r/min兩種工況下的掃汽背壓值,如果超過了標準值,說明排氣系統存在堵塞。


     

    對于裝有二次空氣噴射系統的車輛,也可以從二次空氣噴射管路上脫開空氣泵止回閥的接頭,在二次空氣噴射管路中接入排氣背壓表進行測量。

    當沒有排氣背壓表的時候,我們在保證安全的前提下,有時也會直接拆下最前端的氧傳感器,使廢氣不通過三元催化器,直接從氧傳感器安裝座孔排入大氣,以此來測試排氣管路是否堵塞。具體做法是:啟動發動機、加速、進行經驗測試,如果加速效果明顯改善,就說明排氣堵塞了。

    3.真空度測試

    一臺性能正常的自然吸氣式汽油發動機,在正常怠速工況下,其進氣歧管的真空度通常都會穩定在70kPa附近,當從怠速均勻加速至3000r/mines寸,這期間的真空度也不會發生明顯的波動。

    對于排氣發生堵塞的發動機而言,在怠速時,由于廢氣量少、氣流速度緩慢,廢氣基本能夠被排出體外,但當發動機加速時,廢氣量和氣流速度都快速增加,堵塞的排氣管路無法滿足排氣的需求,因而只能使廢氣受到阻擋,被迫反沖至進氣管路,從而出現加速時進氣歧管真空度持續下降的現象。所以,當排氣發生堵塞時,所測得的發動機進氣歧管的真空度情況是:在怠速工況下,進氣歧管的真空度基本會穩定在70kPa附近;隨著發動機轉速的持續升高,真空度則不斷下降。

    按照這一測試依據,將真空壓力表接到發動機的進氣歧管上(節氣門之后)即可進行相應的測試。

    需要注意的是,利用真空度測試排氣堵塞的方法一般僅適用于自然吸氣式的汽油發動機,渦輪增壓發動機和柴油發動機要進行排氣堵塞的檢測,最好還是采用排氣背壓測試方法。

    4.數據流分析

    (1)利用燃油修正值的變化判斷排氣堵塞故障

    對于一臺性能正常的發動機實施急加速,短期燃油修正值會向正值方向變化(燃油加濃)。這是因為,隨著加速的進行,進氣量增加,瞬間的混合汽濃度變稀,氧傳感器檢測到這一濃度變化后,會將該信息反饋給ECU,ECU于是會做出燃油加濃的決定,從而呈現出的數據流為短期燃油修正值向正值方向增加。而當發動機排氣堵塞時急加速,由于廢氣的反竄使進入汽缸的新鮮空氣減少,氧傳感器檢測到的廢氣氧濃度隨之降低,導致短期燃油修正值向負值方向變化。利用這一特點,通過對短期燃油修正值變化情況的觀測,就可以判斷出發動機是否存在排氣堵塞的情況。

    (2)利用尾氣分析儀檢測排氣堵塞故障

    將尾氣分析儀的探頭插入排氣管口,讀取廢氣中的HC值。然后將發動機加速到2500r/min,再次讀取HC值,如果HC值升高,則表示排氣阻力過大。

    5 斷缸測試

    對于一輛被懷疑發動機排氣堵塞嚴重的汽車,正如我們前面所提到的癥狀觀察那樣,可以在發動機怠速運行平穩的條件下,人為進行發動機某一汽缸的斷缸測試。此時,發動機的運行一定是均勻抖動的,如果尾氣排放的氣流沒有“突突”的缺缸聲音,而是與斷缸前的狀態同樣均勻,這就足以表明排氣嚴重堵塞。

    三、結語

    診斷和檢修發動機排氣堵塞故障是車輛養護的被動之舉,養成良好的車輛使用和保養習慣才能盡可能避免類似故障的發生,為此,筆者提出如下必要的建議。

    1.應在正規加油站加油,保證燃油品質。

    2.謹慎使用燃油添加劑和機油添加劑,如果一定要用,其產品應得到汽車制造廠和相關技術部門的認可。

    3.禁止在發動機缺火狀態下運行車輛。

    4.應避免長時間怠速運轉發動機。

    5.如果發動機出現異常,應及時檢查、排除故障。

    6.防止車輛底盤磕碰,以免損壞排氣管路和三元催化器。

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