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          紅旗CA7202E3發動機排放污染物超標分析及檢修
          來源:汽車維修技師  作者:佚名  2014-12-27 08:49:10

             一輛行駛里程超32.5萬km,車型編號:CA7202E3型,發動機型號:日產VG20E型,發動機排量:2.0L,變速器型號:016型5速手動變速器的2000年紅旗世紀星轎車。客戶反映:該車輛平時發動機不燒機油,行車也沒有什么異常的情況,就是發動機尾氣檢測不達標,驗車上了3次線,環保這一關也沒過。在一家修理廠免拆清洗過噴油器、清洗進氣道和三元催化器,更換過火花塞,最后一次換了三元催化器、尾節消聲器,上線驗車還是不過,說是發動機尾氣中的碳氫和過量空氣系數超標,沒有辦法只好到維修站來檢查治理。
              故障診斷:維修技師檢查車輛,發動機故障燈不亮,用診斷儀選擇VG20發動機系統,查詢控制單元故障碼,無故障碼存儲。維修技師連接汽車排氣分析儀(5G)對車輛尾氣進行檢測,檢測結果,在怠速狀態下,HC為185×10-6、CO為0.51%、CO2為14.4%、02為1.93%、NOx為286×10-6,過量空氣系數(λ)為1.07;高怠速時,HC為802 x 10-6,CO為0.47%、 CO2為13.6%、 O2為3.08%、NOx為342×10-6、過量空氣系數(λ)為1.10。
              2000年生產的紅旗CA7202E3轎車,在點燃式發動機汽車排放污染物雙怠速法檢測報告中有5項檢測指標,其尾氣排放限值如下:怠速CO限值0.80%、HC限值150×10-6、高怠速CO限值0.30%、HC限值100×10-6和過量空氣系數(λ)限值1.00 ± 0.03。分析檢測結果,怠速時的CO合格、HC超標,高怠速時的CO不合格、HC超標,過量空氣系數(λ)也不合格,在5項檢測指標中有4項超標。
              發動機排放污染物分析的基本規則:
                (1)HC
              尾氣中HC主要由燃燒室壁面的激冷而形成,HC讀數過高則說明燃油沒有充分燃燒。導致HC讀數過高的因素有:汽缸壓力不足,發動機溫度過低,混合氣過濃或過稀,點火系統缺火或點火能量不足,配氣相位不正確,點火正時不準確,燃油蒸發控制系統工作不正常,混合氣由燃燒室向曲軸箱泄漏,溫度傳感器不良,燃油系統油壓過高或過低,噴油器漏油或堵塞,三元催化器損壞或失效等。
                (2)CO
              尾氣中CO是因燃燒引起的,混合氣過濃將產生大量的CO,混合氣過稀引起失火將生成過多HC。如果電噴發動機的CO過高,表示燃油系統有故障,油壓過高或電控系統產生了故障,很可能是噴油器漏油,燃油供應太多,空氣供給過少,混合氣不潔凈,再是三元催化器損壞或失效,二次空氣噴射控制系統存在故障,燃油蒸發控制系統不能正常工作,活塞環膠結,曲軸箱強制通風系統不良,點火提前角過大故障等。
              (3)CO2
              尾氣巾CO2的濃度可反映出燃燒的效率。當混合氣充分燃燒時,CO2的濃度將達到峰值。不管是否裝有三元催化器,峰值均為13.8%~15%。在發動機故障被排除之后,通過CO2的讀數,可以檢測出混合氣燃燒的好壞,當混合氣變濃或變稀時,CO2值均會降低。
                (4)02
              尾氣中O2是反映空燃比的最好指標,在燃燒正常時排氣中應含有1%~2%的O2, O2的讀數小于1%,說明混合氣太濃;O2的讀數大于2%,表示混合氣太稀。如果混合氣濃,O2的讀數就低,CO的讀數就高;反之,混合氣稀,O2的讀數就高,CO的一讀數就低。若混合氣偏向失火點,O2的讀數就會上升得很快,同時,CO值低,HC值高而且不穩。造成這種現象的原囚很多,燃油濾清器太臟、燃油系統壓力低、噴油器堵塞、真空泄漏、EGR閥泄漏等都可能導致混合氣過稀。
                (5)NOx
              尾氣中NOx是汽車發動機工作過程中,空氣里的N2與O2在高溫高壓條件下反應而生成的。燃燒溫度越高,燃燒越充分,形成的NOx也就越多;空燃比接近15:1時,產生的NOx最多,發動機在大負荷、高轉速時會產生大量NOx;發動機爆震會使NOx排放一直很高,燃燒室積炭使壓縮比增加而引起熾熱點火,會使NOx排放增加;EGR閥有故障、三元催化器失效都會使NOx排放增加。如果發動機混合氣偏稀、點火提前角過大或其他故障導致冷卻液溫度過高,NOx排放急劇增加,即使是良好的三元催化劑和廢氣再循環系統也難保證排放達標;如果發動機一切正常,則NOx排放過高就是催化轉換器有故障。減少廢氣中的NOx最好方法是阻止燃燒室內溫度達到1800℃,或者是縮短這個高溫的持續時問;另一個可行的方法是降低氧的濃度。
                (6)過量空氣系數λ
              過量空氣系數λ可以直觀地告訴我們空燃比的情況,一般情況下,維持汽油機正常火焰傳播與燃燒的空燃比在10~18范圍內,理論空燃比為14.7:1。根據汽車使用工況的不同,實際供給的空燃比通常在12.5:1~16:1范圍內變動;空燃比約為13~13.5時,燃燒火焰的溫度最高;空燃比約為12~13時,燃燒火焰速度最大,發動機輸出功率最大,稱為最大功率空燃比。在功率空燃比和經濟空燃比之問范圍內的混合氣,可使汽油機獲得較為理想的使用性能。
              空嶙味理論空燃比(λ=1)附近,CO、HC氣體排放含量接近最低,油耗率接近最低,發動機功率接近最高,處于較為理想的工作狀況。供給濃混合氣時(λ <1),NOx減少而co、HC增加;供給稍稀混合氣時(1< λ<1.1),CO、HC減少而 NOx增加;供給稀混合氣時(λ>1.1),NOx、CO減少而HC增加。在發動機機械方面無故障完好的情況下,電子燃油噴射式發動機由計算機自動控制進氣量和噴油量,使發動機空燃比較為合理,從而使發動機的動力性、經濟性和廢氣排放量都達到最佳狀態。
              在尾氣分析儀中顯示的過量空氣系數λ是按照GB18285-2005中提供的公式,根據測量的各種廢氣濃度計算出來的。理想的過量空氣系數入為1.00,過量空氣系數λ在0.97~1.03,可以看成是理想的匹配,大于該值,說明空燃比過大,混合氣過稀,小于該值,則為空燃比過小,混合氣過濃。)
              CO+CO2大于15%時λ=1,當λ=1時,三元催化器凈化效率最高,氧傳感器才能發揮最佳的工作效率。通過對汽車尾氣中HC、CO、CO2、O2和NOx成因的深入了解與分析,對發動機機械部分和控制系統進行相關檢查。
              根據監測結果的分析,發動機排放的HC和過量空氣系數嚴重超標,利用功率平衡試驗和尾氣分析儀的讀數,可以判斷出每個汽缸的工作狀況。如果每個汽缸co和CO2的讀數都下降,HC和O2的讀數都上升,且上升和下降的量都一樣,表明各缸的燃燒都正常。如果只有一個缸的變化很小,而其他缸都一樣,則表明這個缸點火或燃燒不正常。用功率平衡試驗(斷缸)的方法檢查,斷5缸時尾氣分析儀HC讀數為860×10--6斷其他缸HC讀數達到1850×10-6,尾氣分析儀檢測到的HC數據只有5缸的變化很小,而其他缸的HC值變化很大且都一樣,說明5缸燃燒的不正常,點火、噴油或汽缸壓力有一問題存在。
              檢查發動機高壓點火系統。檢杳高壓線及護套無漏電情況,并且有較強的藍色高壓火;拆下6個火花塞檢查電極問隙正常,無積炭和燒蝕情況,其他缸火花塞燃燒的很好,只有5缸火花塞中央電極磁芯發黑,說明5缸燃燒的較差,更換一組原裝進口產(NGK5ES)火花塞。啟動發動機,監測尾氣排放數據,HC和過量空氣系數沒有明顯的改變,說明發動機5缸的燃燒還是不正常。
              檢測發動機汽缸壓力。用汽缸壓力表測量發動機1缸、2缸、3缸、4缸、6缸,汽缸壓力一致,都在800kPa以上,5缸壓力為740kPa,與其他汽缸比較缸壓偏低,說明發動機5缸汽缸墊、氣門或活塞及環(發動機進過水,連桿可能彎曲)等方面有機械故障存在。為了區分是氣門還是活塞環有問題,向5缸汽缸內注入20m1“特路普”汽缸修復劑(溶解活塞環焦住),怠速運轉發動機20min后,再測量5缸壓力還是700kPa,汽缸壓力沒有增加,排出了活塞環焦住密封不良的可能,接下來檢查汽缸墊是否損壞、氣門是否燒蝕或關閉不嚴。

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