汽车发动机发生故障会导致排放污染物成份的异常变化。发动机有时存在某些故障用解码器读取时无故障码，但用尾气分析仪对汽车尾气进行检测时可以诊断出发动机存在故障。根据尾气参数变化来判断汽车的故障将缩短故障诊断时间，提高故障诊断效率，提升车辆维修效益。

    本文主要以南华NHA-501A型废气分析仪为例，介绍其工作原理，分析汽车尾气生成原因及利用尾气参数值进行故障诊断。

    一、废气分析仪的基本结构与工作原理

    汽油车排放的尾气成份很复杂，危害最大和含量最高的是CO和HC，目前我国主要是对这两项指标进行监控。南华NHA-501A废气分析仪采用不分光红外吸收法测量废气中的HC,CO和CO2，用电化学电池原理测量NO和O2，并可根据测得的CO,HC,CO2和O2的成份计算出过量空气系数入。这种仪器主要由取样装置、分析装置、浓度指示装置和校准装置等构成。取样装置由取样探头、滤清器、导管（由特殊材料制作，要求管壁不吸附气体、不与被测气体发生化学反应，以确保测量精确度）、水分离器和气泵组成，作用就是从汽车的排气管中吸入尾气，滤掉灰尘和水分送往分析装置；分析装置由红外光源、测量气室、标准气室、切光扇轮和检测室组成。利用平行板电容的容量变化与标本气体中被测气体浓度比较的办法测量其数值，电容的变化量就确定了被测气体的浓度；不同的被测气体对不同波长的红外线有不同的吸收特性，因此测量不同气体应使用不同波长的红外线，将不同的电容变化量换算为电流变化量用仪表表示，就构成了气体浓度指示装置。

    二、汽车尾气排放物的成份与生成原因
    （一）CO的生成原因
    CO主要来自发动机可燃性混合气体的不完全燃烧。CO对人体的主要危害是：可与血液中的血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白，这部分血红蛋白失去输送氧气的能力，造成血液输氧能力下降，导致人体缺氧。CO的浓度过高，表明燃烧有故障。

    （二）CO2的生成原因
    CO2是可燃混合气充分燃烧的产物，它能够反映出燃油燃烧的程度。发动机如有故障，无论混合气浓和稀，CO2的浓度都将降低。当可燃混合气充分燃烧时，CO2的浓度达到峰值，无论是否装有催化转化器，峰值均为13％～16%。
    （三）O2的生成原因
    O 2来自未完全燃烧的空气，是反映空燃比的最佳指标。可燃性混合气体浓，则排放的O2浓度降低，可燃混合气稀，则排放的O2浓度升高。混合气浓度离失火点越大，尾气排放的O2浓度值越大。

    （四）HC的生成原因
    HC是发动机未燃尽的燃油分解所产生的气体，来自未完全燃烧的汽油和供油系中汽油的蒸发及滴漏。汽车排放污染物中，HC的20%～25％来自曲轴箱窜气，20％来自供油系统和燃油箱中燃油的蒸发，其余则由发动机排气管排出。发动机冷起动或怠速工况下混合气较浓，且燃烧温度过低或雾化不良时，发动机排出的废气中的HC含量增加。HC可以使人的骨髓功能减弱，血小板减少，刺激眼、鼻、呼吸道，危害植物，也是形成光化学烟雾的因素。HC的浓度高低，反应汽油有无充分燃烧。

    （五）NOx的生成原因
    NOx是空气中的N2与O2在高温高压条件下反应而生成的。燃烧温度越高，燃烧越充分，形成的NOx也就越多。汽车发动机所排出废气中的NOx主要由NO和NO2构成。汽油机排出的氮氧化物中，NO占99%，而柴油机排出的氮氧化物中NO2的比例稍大。NO2危害眼睛、呼吸道和肺，NOx使纤维、塑料、橡胶、电子材料提前老化，并参与形成光化学烟雾。

    （六）微粒及硫化物的生成原因
    汽油机主要有铅化物、硫酸盐、低分子物质。柴油机排出的微粒比汽油机多30～60倍，主要为含碳物质（碳烟）和高分子量有机物（润滑油的氧化和裂解产物）。碳烟是柴油发动机燃烧不完全的产物，主要由直径为0.1-1.0μm的多孔性碳粒构成。铅可以损害心、月市、造血系统，降低智力；碳烟中的有害物质致癌，降低空气能见度，附着固体表面，影响美观，腐蚀金属。发动机排出的硫化物主要为SO2，易形成酸雨，危害环境和植物。

    三、利用汽车尾气排放值分析汽车故障
    （一）汽车尾气的正常排放值
      CO, CO2, O2, HC之和为15％～16%。汽车尾气排放一般采用双怠速测量法测量，即怠速（800r/min左右）和高怠速（0.5倍发动机额定转速）。仪器开机热机后先进行检漏和调零，随后进行热车，按照仪器提示进行排放检查。

    1．怠速工况（见表1）。

    2．高怠速工况（0.5倍发动机额定转速）见表2。

   

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