引擎废气分析
一、引擎废气中CO2之含量分析
假设汽油的平均分子是可用CHn来代表，其中n为平均氢碳比(H/C)，一般都设为1.85，则汽油与空气燃烧的化学反应可表示如下:
CHn+1/ψ*(1+n/4)* (O2+3.76N2) →
xCO+yCO2+zCHn+uO2+VH2+wH2O+ 1/ψ*(1+n/4)* (3.76N)
其中ψ为当量比(equivalence ratio 1/λ)，而燃烧产物则可能包括CO2，CO，H2O，H2，O2，N2，NO X，HC ，及燃烧中间产物，如OH，CH2，CH2等，以及一些含量很低的解离原子，如O，H，N等。一般排气分析仪，如Horiba MEXA 441GE 在进行排气浓度检验时，都是先将排气中的水分滤掉，以免水气凝结时堵塞管路影响量测，故量测数值为干排气中的浓度。
(1)在ψ=1时(相当于A/F=14.7)，若完全燃烧，则燃烧产物只有CO2，H2O，N2，此时的CO2浓度最高，即为CO2的上限。将水气滤掉后的CO2最高浓度为15.4%，故CO2≦15.4%。若不完全燃烧，则燃烧产物应同时包括CO与CO2。考虑最极端的情况，若所有的CO都没有氧化成CO2，会有O2剩下，此时将水气滤掉后CO的浓度为14.3%。若排气中同时包括CO与CO2，则14.3%≦CO＋CO2≦15.4%。
(2)在ψ＜1，空气太多，会有O2剩下，燃烧产物中CO2与CO的浓度会较ψ=1时低，故CO+CO2≦15.4%。
(3)在ψ＞l时，空气太少，油气太多，无法完全燃烧。燃烧产物中可能含有CO2，ＣO，H2O，H2，HC，与N2。若不考虑H2与HC，因排气中若含有H2与HC会使CO与CO2浓度降低，则将水气滤掉后CO及CO+CO2的浓度与ψ的关系如表（1）所示。由表(1)可看出，最极端情况是ψ=1.52时，此时
CO的浓度为21.6%，而l＜ψ＜1.52时，15.4%≦CO+CO2≦21.6%。
表(1) CO，CO+ CO2与HC浓度与ψ的关系
二、4 Gas 分析
→Rich
→Lean
废气分析之实验例：NEW SENTRA 1.6c.c NO catalyst 1. 怠速
2. 固定于2000rpm
3. 故障实验
三、利用排气废气估计空燃比之原理(考虑CO ，CO 2，与HC 之浓度)
若已知排气中CO ，CO 2，与HC 之浓度，可计算空燃比如下： 假设化学反应式为：
CHn+1/ψ(1+n/4) (O 2+3.76N 2) → xCO+yCO 2+zCHn+uO 2+VH 2+wH 2O +1/ψ(1+n/4) (3.76N) (1)
其中ψ为空气燃油比例之当量比。
由碳原子平衡可得：x+y+z=1 (2) 由氧原子平衡可得：x+2y+2u+w=2/ψ*(1+n/4)* (3) 由氢原子平衡可得：zn+2v+2w=n (4) 由于在废气分析仪中水分已被去除，每一莫耳碳原子与空气反应所产生的气体总莫耳数为
Σ=x+y+z+u+v+1/ψ*(1+n/4)*3.78 (5) 将(2)，(3)，(4)式代入(5)式，可得
Σ＝1+??? ??+411n ? 4.78+y n n v ??
?
??+-???? ??+-1421423 (6)
但由水煤气平衡可得
()()
()()
k O H CO H CO =222 (7)
将(3)，(4)式代入(7) 式，可得
()kx
y y x n k v ++?=2
(8)
排气中所量的CO ，CO 2与HC 之体积百分率为 [CO]=
[][]∑
=
∑
=
∑
z HC y CO x 2
故x ，x 与Σ之值应分别为 x=
[][][][]HC CO CO CO ++2 y=[]
[][][]
HC CO CO CO ++22
Σ=
[][][]
HC CO CO ++21
(9)
将(9)式代入(6)式即可得 λ=
[][][]HC CO CO n ++????? ?
?
+=
21
78
.44111?
{1+[][]24
214CO n CO n +???
??- -[][][][]()[][]
CO k CO CO CO CO kn HC ++-224
3} (10)
因此由引擎废气分析仪所测得之[CO]，[HC]，及[CO2]可以推估λ值
四、废气分析设备
1. Exhaust gas dilution tunnels
FIG.1.1 Exhaust gas dilution tunnel (SAE J 1280 Dynamic Dilution
System )
Clearly the above methods give no indication, except by inference based on experience, of the actual mass of particulates present in a given volume of exhaust. For such measurements a very much more elaborate technique, suitable only for laboratory use, is necessary. This is associated with the constant volume sampling (CVS) technique Fig.1.1 Again test procedures are in a state of flux, but the principles are clear. A sample of gas is drawn slowly through a filter paper in the course of a test sequence such as the ECE 15 cycle or the American FTP sequence.
The special factor of most significance here is that it is laid down that the exhaust should be diluted with fresh air so as to simulate the situation of a vehicle in motion. The make up of a smoke particle in the exhaust pipe differs from that of the same particle after it has entered the atmosphere. This is because chemical reactions take place between particle and
atmosphere: since it is the properties of the latter that are of interest the purpose of the test set-up is to imitate as closely as possible the real world situation. This is achieved by drawing air through a polished and heated stainless steel tube, typically 25 or 30cm (10 or l2in) in diameter at a velocity in the region of l0m/s, The exhaust from the engine enters the upstream end of the tube (the particulate tunnel) and turbulent mixing takes place.
A small sample is drawn from the downstream end of the tunnel and subjected to further dilution in a secondary tunnel. Finally a sample of gas from this tunnel is drawn through two filters of Teflon-coated glass fibre in series. The filter papers are weighed on a very high precision balance and, since the volumes of dilution air and of the sample passing through the filters are carefully controlled and measured, the total mass of particulates emitted in the course of the test run may be calculated. It is reported in g/km or for stationary engines in g/kWh.
Particularly for heavy vehicle engines the full flow particulate tunnel is a very bulky and expensive device. The so-called mini-dilution tunnel has been developed to meet this problem. Typically the miniature tunnel has a diameter of 25 mm (1 in) and a length of 635mm (25in) and handles only a small fraction of the exhaust flow. It is clearly necessary in this case to measure precisely the proportion (typically 2%) of the total exhaust flow entering the tunnel. This is achieved by the use of a specially designed sampling probe that is regulated to ensure that the velocity of the gas sample is precisely the same as the velocity in the exhaust pipe at the point of withdrawal.
Special features of emission test cells
A test cell intended for carrying out the statutory emissions test procedures will be very much larger than a simple engine test cell, since it must accommodate:
_ the complete vehicle mounted on a rolling road dynamometer
_for diesel tests, the particulate tunnel which, with its associated equipment, may occupy a space of l.5m × 6m
_ various large control and instrumentation cabinets.
Equipment in the control room includes the control and measurement electronics plus gas handling equipment and instrumentation. Six or more standard 1.8 m (6 ft) cabinets may be required and the heat generated must be considered in designing the ventilation system. If the emission tests to be run include torque reversals a four-quadrant dynamometer will be necessary, with associated control cabinets which produce substantial heat and are best installed externally (the test cell roof may be a good location). The high cost of heavy current cabling should be kept in mind when planning the layout.
Finally, a store for reference gas bottles will be necessary. The emissions measuring equipment for gasoline engines differs considerably from that required for diesels and it may be sensible to have a separate bed for each type.
定容量采取装置(CVS)
图３为（Constant Volume Sampling ）装置系统图。使排气式样与稀释空气量之合一定而采气，经热交换器保持一定之温度，经微粒子过滤器由各稀入泵将欲测资料送至铁弗龙(T efelon)带中，在由仪器算出比重、行驶距离之CO、HC、NOx (g/km)。
图1.定容量采取装置(CVS)
图2.重负荷柴油引擎污染检测设备流程图
2. 非分散型红外线分析计(NDIR, Non-Dispersive Infra-red Detector)
专用之气体分析装置均体积庞大，构造复杂，价格高昂，为便于汽车修护工场或监理、卫生单位使用;能携带，价格便宜，使用方便之分析计极为需耍。故汽车修护工场或监理常利用非分散红外线分析计(NDIR)制成之小型化，耐振性佳，短时间能安定的测出HC及CO含量之简易分析计。
图3为NDIR分析计之构造原理图，用以分析CO，CO2，HC之浓度测定。使红外线通过气体中，各成分吸收不同波长的红外线波，与标准气体直接比较，而求残留红外线的加热度，由此求出CO，CO2 或HC的浓度。
图3红外线分析计原理
The NDIR analyzer module consists of two equal energy infra-red beams directed through two parallel optical cells. One is a reference cell, with the sample gas passing through the other. During analysis some of the infra-red radiation is absorbed by the gas component of interest. The quantity of absorbed radiation is proportional to the gas concentration. The detector converts the difference in energy between the sample and reference gas to a change in capacitance, which is related to the gas concentration. The NDIR cell may be optimized to measure a range of
components including CO2, CO, and C6H14.
3.氢焰离子化型分析计(FID,Flame Ionization Detector)
图４为FID分析计之原理，图为氢与空气燃烧时不会有离子化倾向，碳氢化合物(HC)与氢气及空气燃烧时之火焰则有大量离子产生。而此离子之产生与HC 中之C数量成比例。因此由离子数的多寡即可经由电子测定电路换算出HC的浓度，图５为FID分析计之构造图。
图４氢氧焰离子化型分析计FID原理
图５氢氧离子化型分析计构造简图
This analyzer module uses the flame ionization method of detection to determine the hydrocarbon content of the exhaust. The sensor consists of a burner in which a regulated flow of sample gas is passed through a flame. The flame is sustained by a regulated flow of fuel (Hydrogen/Helium mixture) and air. Within the flame, the hydrocarbon components of the gas stream are ionized, producing electrons and positive ions that are collected by an electrode. The resultant current flow is proportional to the rate at which carbon atoms enter the burner and is therefore a measure of the hydrocarbons in the gas sample. In addition to the standard a FID which measures total hydrocarbon content, the methane content can be
determined by incorporating other special features in the analyzer.
4. 化学发光分析计(CLD,Chemiluminescent detector)
CLD分析计是NO的分析计，其主要之精神为使一氧化氮(NO)与臭氧(03)反应成为NO和氧，在此反应过程生成NO2，此时约10%的NO2成为不安定的NO2，当不安定的NO2变为安定的NO2时将放射光，光的强度与进入反应室的NO量成正比。测定光的强度，即可读取NO之量。因NO2无法直接测定，所以测定NO2之量时，通常将之先分解为NO后再予分析之。如此测定NO与NO2后，一般以
NOx NO+NO2，
表示氮氧化物，此方法可测得极少量NOx的存在。在大气中0.1ppm的NOx 也可以测出。分析计中之03，是以紫外线照射O2而成。图6为化学发光分析计(CLD)系统图。
O3
图6化学发光分析计(CLD)系统图
This technique is used to determine the presence of oxides of nitrogen (NO / NOx) in a gas sample. The chemiluminiscent measurement of NO involves the following reaction:
NO+03?N02*+02 (1)
NO2 *? NO2 + red light (2)
In reaction (1), The nitric oxide and ozone react to form nitrogen dioxide in an electronically excited state. In reaction (2), the excited nitrogen dioxide immediately reverts to the ground state emitting photons which are essentially red light. The intensity of resultant light is then measured and is directly proportional to the NO concentration. The same technique is used for NOx measurement. In this case, any NO2 in the sample is reduced to NO by being continuously passed through a heated reaction bed of vitreous carbon. Any NO initially present in the sample passes through the converter stage unchanged, the total NO measurement now undertaken is equivalent to the NOx concentration.
5. 接触燃烧式CO计
接触燃烧式CO计通常使用铂(Pt)线，以表面的触媒作用使排汽中的氢(H2)与一氧化碳(CO)氧化。所产生的温度升高，会使铂线的电阻发生变化而测知CO 含量。通常排汽中的H2和CO浓度约成一定比率，CO浓度与接触氧化的发热量间有一定之关系存在。以一定比率吸入排汽试科和空气，在充份的O2下反应，图7为接触燃烧式CO计系统图。
图7 接触燃烧式CO计系统图
6. Paramagnetic detector (for O2)
In comparison with other gases, oxygen is strongly paramagnetic, exhibiting a positive magnetic attraction. The analyzer module uses this to determine the oxygen concentration of the gas sample.
The detector incorporates a dumb bell that is suspended by a thin wire in a magnetic field. The presence of oxygen in the gas stream results in a change in the flow direction. This is detected by the movement of the dumb bell, which in turn is sensed by an optical system. The strength of the magnetic field is adjusted to restore the system balance. The magnitude of the restoring current is proportional to the oxygen concentration of the exhaust gas sample.
影响汽车尾气排放的因素及尾气与汽车故障的关系分析 汽车尾气中含有CO、HC、NO x、SO2、PH、碳微粒和其他杂质粉尘等，这些有害成分质对人体以及自然环境危害很大，其中一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物及微粒是主要的有害成分。汽车尾气排放物的成分及量受许多因素的影响。当发动机出现故障时，会影响燃油的燃烧过程，从而改变了排放物的组成及比例。 一、汽车尾气成分分析 尾气中包含的有害物质有CO、HC和NO x，还有CO2和没有完全燃烧的O2。发动机混合气空燃比、点火时刻、转速以及负荷等都会影响尾气中各种成分所占的比例。深入分析各成分的形成条件，有助于我们发现汽车存在的故障。 1、HC的形成 HC是未燃烧的燃油。如果HC排放量过高，分析原因可能是： 1）催化转化器失效； 2）AF不正确； 3）燃烧过程不正常。 2、CO的形成 CO是不完全燃烧的产物，如果CO排放量过高，分析原因可能是燃油混合气过浓。 3、CO2的形成 CO2是燃油混合气充分燃烧的产物，数值越高，燃烧就越完全，其值应该在13.5%－14.8%之间。如果CO2低于12%，这时需要通过其他气体数值来判断混合气是浓还是稀。 4、NO x的形成 N0x是由可燃混合气燃烧时的温度及过剩的空气系数决定的，是一氧化氮（NO）和二氧化氮（NO2）的总称。如果偏高，根据经验应检查催化转化器的工作是否正常。 二、影响汽车尾气排放的因素 1、空燃比对尾气成分的影响 空燃比是混合气中空气与燃料质量之比，通常用AF表示。使1kg汽油完全燃烧按化学当量计算需要14.7kg空气，空燃比等于14.7，称为理论空燃比；燃烧1kg燃料实际供给的空气量与理论空气量之比称为过量空气系数。 混和气越浓，由于空气不足，燃烧不完全，NO x排放不多；但HC、CO的排放增多；混和气越稀，燃烧完全，HC、CO的排放减少，但NO x增加很多。供给更稀的混和气时，随着燃烧速度的下降，容易产生不稳定燃烧，这时NO x、CO的排放减少，而HC排放却增多。空燃比控制的目标是发动机尽可能多地使用较稀混合气，从而降低有害气体排放量并节油，同时必须满足发动机不同工况对空
汽车尾气分析 汽车发动机可燃混合气在燃烧过程中会产生HC、CO、NOX等有害气体和CO2、H20、O2等无害气体。由于尾气成分与发动机的工况有最直接的联系，所以通过汽车尾气的检测可初步分析发动机的工作状况、性能好坏，可以检查包括燃烧情况、点火能量、进气效果、供油情况、机械情况等诸多方面。更为重要的是，当发动机各系统出现故障时，尾气中某种成分必然偏离正常值，通过检测发动机不同工况下尾气中不同气体成分的含量，可判断发动机故障所在的部位。尾气分析主要内容有混合气空燃比、点火正时及催化器转化效率等，主要分析的参数有CO、HC、CO2和氧（O2），还有空燃比（A/F）或相对空燃比（λ）。NOX常常发生在高温大负荷的情况下，在没有底盘测功机时只能靠路试去测量，在此不作分析。 1. 空燃比和点火正时对尾气成分的影响 HC是未燃燃料、可燃混合气不完全燃烧或裂解的碳氢化合物及少量的氧化反应的中间产物。CO主要来自在空气不足的情况下可燃混合气的不完全燃烧，是汽油机尾气中有害成分浓度最大的物质。CO2是可燃混合气燃烧的产物，它能够反映出燃烧的效率。 如图1所示，随着空燃比的增加，CO的排放浓度逐渐下降，HC 的排放浓度两头高、中间低，CO2的排放浓度中间高、两头低。当空燃比小于14.7:1时（混合气变浓），由于空气量不足引起不完全燃烧，CO、HC的排放量增大。空燃比越接近理论空燃比14.7:1，燃烧越完
全，HC、CO的值越低，O2越接近于零，而CO2的值越高（最大值在13.5%~14.8%之间）。而当混合气空燃比超过16.2:1时（混合气变稀），由于燃料成分过少，用通常的燃烧方式已不能正常着火，产生失火，使未燃HC大量排出。混合气过浓将产生大量的CO、HC，混合气过稀将引起失火而生成过多的HC。 如图2所示，点火提前角对CO的排放没有太大影响，过分推迟点火会使CO没有时间完全氧化而引起CO排放量增加，但适度推迟点火可减小CO排放。实际上当点火时间推迟时，为了维持输出功率不变需要开大节气门，这时CO排放明显增加。随着点火提前角的推迟，HC的含量降低，主要是因为增高了排气温度，促进了 CO和 HC的氧化，也由于减小了燃烧室内的激冷面积。 发动机在不同工况下尾气排放浓度值正常范围见表1。 2. 实验设备与实验方法 实验设备：大众桑塔纳2000GSi AJR发动机故障实验台，美国SPX OTC3995发动机综合分析仪，美国SPX OTC3995-2五气体分析模块（与发动机综合分析仪配套）。AJR发动机是直列式4冲程4缸8气门电喷发动机，采用了德国博世（Bosch）公司先进的M3.8.2电子控制顺序多点燃油喷射系统。点火系统采用两个点火线圈，为双火花点火系统。OTC3995发动机分析仪功能强大，可对发动机电器系统、燃油系统、点火系统和机械部分进行全方位的诊断测试。发动机高速运转时，高精度示波器可随时获取错误信号，同时进行蓄电池电压与电流、初级和次级点火信号、一缸同步信号、正时信号和真空度的检
尾气分析仪在汽车故障诊断中的应用 摘要：尾气分析仪是现代汽车重要的检测仪器之一。利用尾气分析仪对发动机 在不同工况下尾气中不同成分气体含量的检测和分析，作为一种辅助诊断设备， 进行故障诊断，本文介绍了利用尾气分析仪对发动机各系统进行故障诊断的方法。关键词：尾气分析；故障诊断 一、前言 随着计算机技术、电子技术、汽车工业、控制技术、诊断技术的发展，当前维修工作中各种 现代汽车检测设备，起的作用越来越大。但是，真正能够有效地应用这此仪器设备的厂家或 者修理人员却并不多。尾气分析仪就是其中之一，闲置现象比较普遍。 发动机排放极其复杂，通过对尾气中的HC，CO，CO2和O2的含量分析，可以判断发动机各 工况的燃烧情况。因此，尾气分析的结论对发动机故障的诊断有着很重要的参考价值。 实践证明，科学有效地使用尾气分析仪进行尾气分析，能够帮助你解决维修难题，此外维修 技术、分析思路也将得到提升与拓展。 二、尾气分析法 汽车尾气成分与发动机的工况有着密切联系，所以通过汽车尾气的检测可初步分析发动机的 工作状况、性能好坏。更为重要的是，当发动机各系统出现故障时，尾气中某种成分必然偏 离正常值，通过检测发动机不同工况下尾气中不同气体成分的含量，可判断发动机故障所在 的部位。在多种排放成分中HC是未燃燃料、可燃混合气不完全燃烧或裂解的碳氢化合物及 少量的氧化反应的中间产物。CO主要来自在空气不足的情况下可燃混合气的不完全燃烧，是汽油机尾气中有害成分浓度最大的物质。CO2是可燃混合气燃烧的产物，它能够反映出燃烧 的效率。尾气分析法就是通过对汽车尾气中的CO，HC，CO2和O2等排放成分作为主要分析 参数来对发动机故障进行诊断的一种方法。 （一）空燃比对尾气成分的影响 空燃比越接近理论空燃比14.7：1，燃烧越完全，HC，CO的值越低，而CO2的值越高。而当 混合气空燃比超过16.2：1时（混合气变稀），由于燃料成分过少，用通常的燃烧方式已不 能正常着火，产生失火，使未燃HC大量排出。混合气过浓时将产生大量的CO，HC。 （二）尾气成分异常的原因分析 HC的读数高，说明燃油没有充分燃烧。气缸压力不足、混合气过浓或过稀、点火正时不准确、点火间歇性不跳火、喷油嘴漏油或堵塞、油压过高或过低等因素都将导致HC读数过高。CO 的读数是零或接近零，则说明混合气充分燃烧。CO的含量过高，表明燃油供给过多、空气供给过少，燃油供给系统和空气供给系统有故障。CO2是可燃混合气燃烧的产物，其高低反映 出混合气燃烧的好坏，即燃烧效率。可燃混合气燃烧越完全，CO2的读数就越高，混合气充 分燃烧时尾气中CO2的含量达到峰值13%-16%。当发动机混合气出现过浓或过稀时，CO2的 含量都将降低。O2的含量是反映混合气空燃比的最好指标，是最有用的诊断数据之一。燃烧正常时，只有少量未燃烧的O2通过气缸，尾气中O2的含量应为1%-2%。O2的读数小于1%，说明混合气过浓； O2的读数大于2%，表示混合气太稀。当CO、HC浓度高，CO2、O2浓度 低时，表明发动机混合气很浓。当HC和O2的读数高，则表明点火系统工作不良、混合气过稀，而引起失火。 （三）发动机状态及尾气排放情况 发动机正常，保持怠速，未经触媒处理尾气排放为：HC：75-250（ppm），CO：0.5-3.0（%），CO2：13.8-15（%），O2：1.0-2.0（%）。发动机不同工况对排放的影响，如下表所示： 三、几种常见的尾气分析仪 汽车尾气分析仪有两气、四气和五气等多种类型。 （一）两气尾气分析仪 两气尾气分析仪是用来测汽车尾气排放中CO和HC的体积分数的。目前国内所用的两气尾气 分析仪大多都不具有自检泄漏的功能，因此采集数据的真实性很难保证。 （二）四气尾气分析仪
汽车尾气分析仪保养与维护方法 WQ27-5Q型汽车排放气体分析仪采用不分光红外吸收法原理，通过微电脑分析，可直接测出机动车排放废气中的HC、CO及CO2的浓度；采用电化学原理测量废气中的NO和O2的浓度，并可根据测得的CO、CO2、HC和O2的浓度计算出过量空气系数λ。该仪器引进国外先进技术，由全套进口机芯组装而成，具有测量准确、操作简便、耐用程度高，检测速度快等优点，本仪器除具有实时测试功能外,还按照国家标准《GB/T 18285-2005点燃式发动机汽车排气污染物排放限值及测量方法（双怠速法及简易工况法）》中双怠速法中的规定，编写了双怠速工况下检测的专用程序，对检测过程进行自动控制。因此，用做双怠速排放测量非常方便。本仪器体积小、重量轻、能存储500组的测量排放检测数据、尤其适用于路边检查。检测适用于汽车制造厂、机动车检测站、汽车修理厂等使用。正确的维护是产品检测的重要条件，以下是仪器的保养与维护方法： 1.开启仪器机箱的方法 用我公司配套的扳手拧下粉尘过滤器盖，旋下机箱的罩壳与底板和后板间的六个紧固螺钉，将罩壳的两个侧壁略向外扳动，同时向上拉罩壳，即可卸下罩壳，打开仪器机箱。2.更换过滤器的过滤元件 当仪器的取样系统被汽车排气中的粉尘、油泥等污染物阻塞，导致取样系统的流量大大下降时，会引起测量数据不准确，仪器响应时间变长。此时，应关掉仪器电源，检查并清洗取样探头、取样管、短导管，更换前置过滤器、油水分离器和二次过滤器的滤芯以及更换滤纸式粉尘过滤器的滤纸。阻塞排除后，仪器可恢复正常工作。 2.1粉尘过滤器元件的更换 把专用工具放在粉尘过滤器的透明压盖上，逆时针方向旋转，专用工具可将压盖卸下,注意换完滤纸后必须拧紧压盖以防漏气，影响测量结果参看附图1: 2.2更换或清洗分水过滤芯 更换或清洗分水过滤芯时，逆时针旋转过滤器的存水杯，将存水杯卸下，用螺丝刀松开滤芯紧固螺钉，即可将滤芯卸下。参看附图2：
汽车尾气检测不过的简单原因分析 一、汽油车排放超标的原因和治理 （一）在用电控制汽油车 在用电控制汽油车排放和油耗超标主要原因有进气系统不畅、发动机积碳、汽缸磨损、三元催化器失效、氧传感器失控等。应根据造成超标的原因采用不同的治理方法。（如有条件是应首先检查发动机控制电脑） 1.首先检查发动机是否正常 简单检查可做到，发动机是汽车的心脏，检查发动机是否正常，可取下火花塞看有无机油、很干净说明点火正常，发动机没有串油，加大油门时观察，运转是否平稳有力，如果以上检查没问题即正常。 2.车辆三大系统过脏 这种情况一般情况下出现在车辆还比较新，但是检测结果却超标，或者超标并不严重只超了百分之几或零点几，这种情况说明我们的车辆的尾气处理系统即三元催化器和氧传感并没有出现大的问题，造成尾气超标的原因大都因为车辆三大系统（进气系统，排气系统，燃油系统）过脏。 解决方法：换加高号油、拉高速(轻微超标可以不换油或加燃油添加剂并拉高速；而最妥当的方法是换加高号汽油后并加添加剂后拉高速) 高速对清洗发动机的油路和气缸有相当大的作用。原因是发动机高速运转时，供油量加大，燃油的流速也加大，有助于把油路中污垢和杂质冲刷出去，达到清洗的效果。而且由于活塞的高速运动，汽缸内温度更高，气流进出气门的流量和速度也很高，燃烧会更加充分，有利于清除气门的积碳，使堵塞的通道变得顺畅。所以，拉过高速后，发动机的动力会有所增强，这是不言而喻的。为了使你的车况更好，动力更足，不光是过了磨合期要拉，每隔一段时间或一段行程都有必要拉一拉。这样你可以少去修配厂。假如你不敢开的那么快，也可以停车原地空挡狠踩油门(转速3000以上)，保持一段时间（十分钟以上）。拉完高速的好处是，以后再跑高速时，不会再出现以前那种声嘶力竭的吼叫声，正常速度行驶时，发动机的声音变得好听了，加速更顺畅了，更有力了。 3.三元催化器中毒 三元催化器中毒是汽车尾气超标的最主要原因，三元催化器，是安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置，它可将汽车尾气排出的CO、HC和NOx等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气。由于这种催化器可同时将废气中的工种主要有害物质转化为无害物质，故称三元。 在美国、日本、欧洲等发达国家和地区，在用车三元催化器使用寿命一般为10～20万公里，而中国在用汽车三元催化器使用寿命一般只有3～5万公里。 在国外很少发生三元催化器堵塞、排气不畅而影响汽车动力的情况，而中国汽车行驶一段时间后就会出现三元失效、尾气超标、排气不畅、背压提高、动力下降、油耗增加等一系列问题，甚至会出现三元堵塞、车辆自燃的严重问题。 国外三元失效的主要原因是高速公路行驶造成的高温失活，在中国主要是由于硫、磷、一氧化碳化学络合物造成的化学中毒。究其原因，主要有以下几个因素： 1.燃油标号低、油质差中国汽车排放目前实行欧2标准，欧2标准燃油要求辛烷值达到91、95、98，而中国只有90、93、97三档，均低于欧2标准燃油。2004年中国技术监督局曾对北京加油站进行了一次质量检查，合格率仅为50％，其中中石化加油站合格率为71％。标号低、油质差的燃油由于不完全燃烧会吸附在三元催化器表面，形成化学络合物，时间一长便会使三元中毒失效；
一、汽车排气仪原理： 1. 汽车尾气分析仪最常用的测试原理主要有： 不分光红外线分析原理(NDIR)、电化学原理，此外还有氢火焰离子化法(FID)、化学发光法(CLD)、磁气压力法等。 根据不同的原理，就相应有不同结构的检测器（通常称仪器的传感器），分别适合测试不同类别的气体成分。 不分光红外吸收法仪器结构简单、寿命长、测量精度高、反应速度快、运行费用低、操作简便，可用于分析测试CO（一氧化碳）、CO2 （二氧化碳）、HC（碳氢化合物），NO（氮氧化物）等气体的浓度，因而被广泛用于汽车排放污染物浓度的分析。即特定气体分子（含原子）有特定的波长，可以吸收红外线，并且在恒定条件下其吸收量与气体的浓度成正比。因此，检测器输出电信号，经数据处理后由液晶屏显示部分（如液晶屏）显示出来或将信号输出供后续处理。 电化学法可用于测量O2、NO、SO2 等，检测器是电化学式的，属消耗性的，寿命多为两年以内。此类检测器结构小巧简单、价格低廉、易于更换，但美中不足是寿命短。当有气体通过时会输出与气体浓度成良好线性的电压、电流信号，通过一定的电路处理输送给显示器。 氢火焰离子化法测量HC 具有准确度高、输出与碳原子数成良好线关系的优点，多用于高精度测量试验。此类仪器可以连续长时间测试，反应快、测试精度高、结构简单、易维护，但配套价格昂贵。目前在国内主要用于汽车与发动机的研究开发、汽车与摩托车生产一致性认证与检查。 而化学发光法分析测试N O / N O X 等成分同样具有灵敏度高、反应速度快、线性好等特点。其它类似氢火焰离子化法。因此，用氢火焰离子化法分析HC，用不分光原理分析CO、CO2，用磁压法或氧化锆法分析发动机排放的氧，用化学发光法分析NO/NOX ，这些方法被各国权威机构广泛推荐为发动机排气分析的标准方法。但由于他们结构较复杂、配套费用较高（数百万至数千万人民币）、操作不够简便，目前只应用于发动机或汽车/ 摩托车整车排气分析。正如大家现在常提到的汽车欧Ⅰ、欧Ⅱ、欧Ⅲ、欧Ⅳ（最新）排放标准应用的仪器就是此类仪器，也是目前国家发改委要求汽车/ 摩托车厂家必备的形式认证及生产一致性检查测试设备，足见政府对控制未来汽车污染的决心。 仪器的检测器（俗称光学平台）是仪器的心脏部分，内部的光源辐射出来的红外光被调制成一定频率的光束，此光束通过采样（检测室）气室，然
机动车尾气超标原因分析与解决办法汽车尾气中含有一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物(NOx)、二氧化硫、铅、碳微粒和其他杂质粉尘等，这些物质对人类和整个生态环境危害极大，其中CO、HC、NOx及微粒是主要的有害排放物。由于汽车尾气成分与发动机的工况有最直接的联系，所以通过汽车尾气的检测可初步分析发动机的工作状况、性能好坏，可以检查包括燃烧情况、点火能量、进气效果、供油情况、机械情况等诸多方面。当发动机各系统出现故障时，尾气中某种成分必然偏离正常值，通过检测发动机不同工况下尾气中不同气体成分的含量，可判断发动机故障所在的部位。 一、汽车尾气成份分析 1、一氧化碳（CO）：CO是燃料没有完全燃烧的产物。CO含量过高主要是混合气浓时，由于空气量不足引起可燃混合气的不完全燃烧。 CO含量过高表明燃油供给过多、空气供给过少，燃油供给系统和空气供给系统有故障，如空气滤清器不洁净、混合气不洁净、活塞环胶结阻塞、燃油供应太多、空气太少、点火提前角过大（点火太早）、曲轴箱通风系统受阻等。如果电喷发动机的CO过高，很可能是喷油器漏油、油压过高、水温传感器和空气流量计有故障或电控系统产生了故障。理论上，当混合气空燃比≥14.7:1时，即在氧气充足情况下，排气中将不含CO而代之产生CO2和未参加燃烧的O2。但现实中由于混合气的分布并不均匀，总会出现局部缺氧的情况，当空气量不足，即混合气空燃比≤14.7:1时，必然会有部分燃料不能完全燃烧而生成CO。比如发动机在怠速时，燃烧的混合气偏浓，此时发动机工作循环中的气体压力与温度不高，混合气的燃烧速度减慢，就会引起不完全燃烧，使一氧化碳CO的浓度增加。发动机在加速和大负荷范围工作、或点火时
内容目录 一、汽车尾气处理是环境污染治理的重要环节 (4) 汽车是机动车大气污染排放的主要贡献者 (4) 汽车污染物主要来自汽油车和柴油车，尾气成分有所不同 (5) 二、机后措施是汽车尾气处理的主流方式，催化器是机后措施的核心 (7) 机后措施是汽车尾气催化处理的主流方式 (7) 催化器是汽车机后尾气处理系统的主要部分 (8) 催化剂是催化器的核心 (9) 汽车催化剂组成之一：载体，主要为蜂窝陶瓷载体 (10) 催化剂组成之二：涂层 (12) 催化剂组成之三：助剂 (13) 催化剂组成之三：活性成分 (13) 三、国六标准推动汽车尾气催化剂配套材料用量大幅增加 (14) 国六是目前全球最严的汽车排放法规之一 (14) 国六的执行加速了机后尾气处理产业链的变革 (16) 汽车机后尾气处理产业链变革之一：催化器的加装 (16) 汽车机后尾气处理产业链变革之二：尾气催化材料用量的大幅提升 (17) （1）蜂窝陶瓷用量的大幅提升 (17) （2）氧化铝用量的大幅提升 (18) （3）沸石分子筛用量的大幅提升 (18) 四、投资建议 (19) 图表目录 图表1：2018 年64%城市环境空气质量未达标 (4) 图表2：2018 年PM2.5 为首要污染物天数占比59% (4) 图表3：移动源为PM2.5 的首要来源 (4) 图表4：机动车一氧化碳（CO）污染主要来自汽车 (5) 图表5：机动车碳氢化合物（CH）污染主要来自汽车 (5) 图表6：机动车氮氧化物（NO x）污染主要来自汽车 (5) 图表7：机动车颗粒物PM 污染主要来自汽车 (5) 图表8：汽车污染物排放有所下降，但仍位于较高位置（万吨） (5) 图表9：汽车污染物主要来自国三国四车型 (5) 图表10：汽车CO 污染物主要来自小型客车 (6) 图表11：汽车HC 污染物主要来自小型客车 (6) 图表12：汽车NOx 污染物主要来自大型货车 (6)
汽车尾气分析仪的工作原理 汽车尾气排放分析仪是在汽车发动机正常运转时,对汽车排放的尾气进行检测、分析, 从而判断汽车发动机是否工作正常、排出有害气体是否超出标准的一种仪器,是控制汽车尾气排放污染的有效工具。这种仪器的质量、性能和推广使用情况, 直接影响着对尾气排放超标汽车进行检查的效率和效果, 关系着我国治理城市大气污染工作的进度和效果。汽车尾气分析仪另一个常常被忽视的重要作用是在排除发动机故障过程中的诊断功能。因此, 各类用户如汽车生产厂家、政府环保部门、交通部门、公安交管部门和汽车维修企业等都十分需要既能方便、准确检测汽车尾气排放, 又能符合政府法规要求的仪器。现分别谈谈市场上不同原理的几种仪器：1．非分光红外吸收法仪器。此种仪器结构简单、寿命长、测量精度高、反应速度快、运行费用低、操作简便，可用于分析测试CO（一氧化碳）、CO2 （二氧化碳）、HC（碳氢化合物），NO（氮氧化物）等气体的浓度，因而被广泛用于汽车排放污染物浓度的分析。 2．电化学法气体分析仪器。此种仪器可用于测量O2、NO、SO2 等，检测器是电化学式，属消耗性的。此类检测器结构小巧简单、价格低廉、易于更换，但美中不足是寿命短。 3．氢火焰离子化法仪器。主要测量HC 。具有准确度高、输出与碳原子数成良好线关系的优点，多用于高精度测量试验。此类仪器可以连续长时间测试，反应快、测试精度高、结构简单、易维护，但配套价格昂贵。 4．化学发光法分析仪器。主要分析测试NO/NOx 等成分.具有灵敏度高、反应速度快、线性好等特点。 纵观以上几种原理的仪器，非分光红外吸收法仪器具有精度和灵敏度高、测量范围宽、响应速度快、良好的选择性、稳定性和可靠性好、可实现多组分气
随着国民经济的发展?我国城市的大气污染由第一代燃煤型污染向第二代燃油型污染转变的迹 象越来越明显?对汽车尾气污染的防治应引起我们的高度重视。笔者结合工作实际?提出了预防和治理汽车污染的有效对策。 关键词：汽车污染；防治对策 汽车产业的高速发展为人们的生活提供了很多便利，同时汽车尾气中的一氧化碳、氮氧化合物、碳氢化合物、醛、含铅颗拉等有害物质却严重污染环境，危害着人们的健康。随着汽车产量的不断增加和汽车普及率的日益提高，汽车尾气污染已成为大气污染的重要因素。笔者结合工作实际，提出了控制和减少汽车尾气污染的对策。 1提高汽车燃油经济性 由于汽车产量、保有量的快速增长，汽车燃油消耗增长很快。据权威统计显示，机动车消耗了全国石油总量的85%，柴油总量的42%。我国已成为石油消耗大国，石油供需矛盾日益突出，其中车用燃油消耗快速增加是首要因素。这不仅加剧了我国石油能源危机，增加了对国外石油的依赖，同时还增加了尾气排放，加剧了环境污染。因此，提高汽车燃油经济性、缓解石油能源危机、降低尾气排放成为不容忽视的历史课题。在汽车结构方面，采用设计优良的发动机、改善燃烧室结构、缩减轿车总尺寸和减轻质量、发展新技术、新材料、新工艺等方法，提高汽车的整车性能，均可以提高燃油经济性、降低汽车尾气排放污染。 2提高车用汽油质量 汽油质量对汽车排放有关键性的影响。我国目前的排放标淮是从欧洲一号到欧洲二号再到欧洲三号的发展过程中，但由于我国的汽油品质良荞不齐，与发达国家有很大的差距。使用不符合标准的燃油，不仅会损害车辆的供油系统，还将影响车辆的使用寿命，并加剧汽车尾气对环境的污染。提高燃油品质是当前发展汽车产业、减轻汽车污染的重要任务。 2.1降低汽油中烯烃含量 欧美发达国家车用汽油烯烃含量一般低于18%，而我国部分车用汽油烯烃含量高达40%。烯烃虽然能提高汽油的辛烷值，但却是汽油中不稳定成分，极易在发动机进气系统和供油系统形成胶质和积炭，限制燃油流量和进气量，破坏空染比，导致发动机性能变坏，使其动力性下降，油
汽车尾气排放检测设备操作规程 一、自由加速排气可见污染物试验(GB3847-2005) 1、检验前仪器及车辆准备 （1）车辆进气系统应装配空气滤清器，排气系统应装配消声器并且不得有泄漏。 （2）测量时发动机的冷却水和润滑油温度应达到汽车使用说明书所规定的热状态。 （3）测试前应适当增加几次自由加速工况操作以便扫尽排气管积存的排放污物。 （4）燃料应使用柴油，不得加消烟添加剂。 （5）使用取样式不透光烟度计，技术要求应符合GB3847-2005附录G、附录H的有关规定。 2、检验程序 （1）车辆在发动机怠速下，插入不透光仪取样探头。 （2）在1秒内快速、连续地将油门踏板完全踏到底,使喷油泵最短时间内供给最大油量。（3）发动机一旦达到最大转速，立即松开油门踏板，使发动机恢复至怠速，不透光仪恢复到相应状态。 （4）重复（2）操作过程至少3次，记录每次不透光仪的最大读数值。 （5）计算最后3次测量结果的算术平均值，并将测量结果记录下来。 3、注意事项 （1）取样管的长度和内径对检测结果有影响，不得随意更换。 二、双怠速尾气排放检验（依据标准GB18285-2005） 1、检验前仪器及车辆准备 （1）装上长度等于5.0m的取样软管和长度不小于600mm并有插深定位装置的取样探头，插入深度不少于400mm。检查取样软管和探头内残留HC不得大于20×10-6。 （2）仪器的取样系统不得有泄漏。 （3）受检车辆发动机进气系统应装有空气滤清器，排气系统应装有排气消声器，并不得有泄漏。 （4）汽油应符合GB 484的规定。 （5）测量时发动机冷却水和润滑油温度应达到汽车使用说明书所规定的热状态。 2、检验程序 （1）必要时在发动机上安装转速计。 （2）发动机由怠速工况加速至0.7额定转速，维持30s后降至高怠速（即0.5额定转速）。（3）发动机降至高怠速状态维持15s后开始读数，仪器自动读取30s内的平均值,或人工读取最高值和最低值后取平均值即为高怠速排放测量结果。 （4）发动机从高怠速状态降至怠速状态，在怠速状态维持15s后开始读数，仪器自动读取30s内的平均值,或人工读取最高值和最低值后取平均值即为怠速排放测量结果。（5）若为多排气管时，分别取各排气管高、低怠速排放测量结果的平均值。 （6）若车辆排气管长度小于测量深度时，应使用排气加长管。 3、注意事项 （1）检验时，发动机怠速应符合规定。
机动车尾气超标原因分析与解决办法 令狐采学 汽车尾气中含有一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物(NOx)、二氧化硫、铅、碳微粒和其他杂质粉尘等，这些物质对人类和整个生态环境危害极大，其中CO、HC、NOx 及微粒是主要的有害排放物。由于汽车尾气成分与发动机的工况有最直接的联系，所以通过汽车尾气的检测可初步分析发动机的工作状况、性能好坏，可以检查包括燃烧情况、点火能量、进气效果、供油情况、机械情况等诸多方面。当发动机各系统出现故障时，尾气中某种成分必然偏离正常值，通过检测发动机不同工况下尾气中不同气体成分的含量，可判断发动机故障所在的部位。 一、汽车尾气成份分析 1、一氧化碳（CO）：CO是燃料没有完全燃烧的产物。CO含量过高主要是混合气浓时，由于空气量不足引起可燃混合气的不完全燃烧。 CO含量过高表明燃油供给过多、空气供给过少，燃油供给系统和空气供给系统有故障，如空气滤清器不洁净、混合气不洁净、活塞环胶结阻塞、燃油供应太多、空气太少、点火提前角过大（点火太早）、曲轴箱通风系统受阻等。如果电喷发动机的CO过高，很可能是喷油器漏油、油压过
高、水温传感器和空气流量计有故障或电控系统产生了故障。理论上，当混合气空燃比≥14.7:1时，即在氧气充足情况下，排气中将不含CO而代之产生CO2和未参加燃烧的O2。但现实中由于混合气的分布并不均匀，总会出现局部缺氧的情况，当空气量不足，即混合气空燃比≤14.7:1时，必然会有部分燃料不能完全燃烧而生成CO。比如发动机在怠速时，燃烧的混合气偏浓，此时发动机工作循环中的气体压力与温度不高，混合气的燃烧速度减慢，就会引起不完全燃烧，使一氧化碳CO的浓度增加。发动机在加速和大负荷范围工作、或点火时刻过分推迟时也会使尾气中CO的浓度增高。即使燃料和空气混合很均匀，由于燃烧后的高温，已经生成的CO2也会有小部分被分解成CO和O2。另外排气中的H2和未燃烃HC也可能将排气中的部分CO2还原成CO。 C0的含量过低，则表明混合气过稀，故障原因有：燃油油压过低、喷油嘴堵塞、真空泄漏、EGR（废气再循环）阀泄漏等。 2、碳氢化合物（HC）：HC是燃料没有完全燃烧或没有燃烧的产物，包括燃油、润滑油及其裂解产物和部分氧化物的200多种复杂成份。HC的读数高，说明燃油没有充分燃烧。 HC偏高的原因是：
汽车尾气分析仪辅助判断专题 一．目测尾气判断 有经验的维修技术人员在刚刚接车的时候，往往通过对汽车尾气目测进行判断，就可以大致推测出车辆的故障原因。对于一些显而易见的故障，自然就不必动用尾气分析仪了。对尾气进行目测判断，主要是针对尾气的颜色进行故障分析。 1．排气管冒黑烟 汽车在行驶中，如果排气管冒黑烟，排气管或消声器伴随有异常响声，故障原因如下。 （1）混合气过浓。如果发动机过量空气系数过小，混合气燃烧不完全，部分燃油在高温下分解成游离碳，就会从排气管排出而形成黑烟。 （2）点火正时失准。点火正时不当也会使混合气燃烧不完全。而发动机少数缸不工作，也会有少量黑烟从排气管排出。 2，排气管冒白烟 汽车行驶中，发动机排气管排出大量白烟。一种是乳白色，另一种是水气白烟，且排气管口有水珠。 如果排气管排出乳白色油雾，主要原因是冷却液串入汽缸或汽油中含有水分而形成的水蒸气所致。发动机运转时排气管排出大量水气白烟，应检查油箱内是否有积水，检查汽缸垫是否破损，缸体是否有裂纹，缸套密封圈是否良好等。 2．排气管冒蓝烟 汽车行驶中，发动机排气管排蓝烟或灰烟，并闻到焦臭的气味。这有可能是机油窜入气缸燃烧室参与燃烧所致。拆下火花塞即可发现严重的积碳，机油消耗量很高，多为机油窜入燃烧室。当机油进入气缸受热蒸发成为蓝色油气随废气一起排出气缸，在排气管口会观察到蓝色烟气。 二．尾气数据分析 尾气分析不仅是当前检测排放污染物治理效果的基本途径，而且还是对发动机工作状况及性能判定的重要手段。尾气分析是在发动机不同工作状况下，通过检测废气中不同成分气体的含量来判断发动机各系统故障的方法，其目的是对发动机的燃烧状况进行综合评价。主要分析内容有混合气空燃比、点火正时及催化转化器效率等。主要分析的参数有一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、二氧化碳（CO2）和氧（O2）等的含量，还有空燃比（A/F）或过量空气系数λ等。对于这些参数进行分析需要使用四/五气分析仪。1．尾气主要组分的成因 通过对汽车尾气中的HC、CO、CO2和O2成因的深入了解，可以帮助人们熟练使用尾气分析仪进行辅助诊断，上述4种气体的成因如下。 （1）尾气中CO2可以反映出燃烧的效率。当发动机中的混合气充分燃烧时，CO2将达到峰值，不管是否装有三元催化转换器，CO2峰值均为13.8%~14.8%。在点火失灵或发动机故障被排除之后，通过CO2便可以检测出混合气燃烧的好坏。当混合气变浓或变稀时，CO2均会降低。 （2）O2是反映空燃比的最好指标。燃烧正常时，排气中应含有1%~2%的O2。燃油滤清器滤芯太脏、燃油压力低、喷油器堵塞、真空泄漏以及EGR阀泄漏等，都可能导致混合气过稀。如果混合气过浓，O2的读数就低，CO的读数就高；反之，混合气稀，O2的读数就高，CO的读数就低。若混合气偏向失火点，O2的读数就会上升的很快，同时，CO值低，HC 值高，而且不稳定。
汽车尾气含有哪些成分？会对人体造成哪些危害？ 直接危害 科学分析表明，汽车尾气中含有上百种不同的化合物，其中的污染物有固体悬浮微粒、一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、铅及硫氧化合物等。一辆轿车一年排出的有害废气比自身重量大3倍。英国空气洁净和环境保护协会曾发表研究报告称，与交通事故遇难者相比，英国每年死于空气污染的人要多出10倍。现在，我们来分析一下汽车尾气中的有害物质。 固体悬浮颗粒：固体悬浮颗粒的成分很复杂，并具有较强的吸附能力，可以吸附各种金属粉尘、强致癌物苯并芘和病原微生物等。固体悬浮颗粒随呼吸进入人体肺部，以碰撞、扩散、沉积等方式滞留在呼吸道的不同部位，引起呼吸系统疾病。当悬浮颗粒积累到临界浓度时，便会激发形成恶性肿瘤。此外，悬浮颗粒物还能直接接触皮肤和眼睛，阻塞皮肤的毛囊和汗腺，引起皮肤炎和眼结膜炎，甚至造成角膜损伤。 一氧化碳：一氧化碳与血液中的血红蛋白结合的速度比氧气快250倍。一氧化碳经呼吸道进入血液循环，与血红蛋白亲合后生成碳氧血红蛋白，从而削弱血液向各组织输送氧的功能，危害中枢神经系统，造成人的感觉、反应、理解、记忆力等机能障碍，重者危害血液循环系统，导致生命危险。所以，即使是微量吸入一氧化碳，也可能给人造成可怕的缺氧性伤害。 氮氧化物：氮氧化物主要是指一氧化氮、二氧化氮，它们都是对人体有害的气体，特别是对呼吸系统有危害。在二氧化氮浓度为9.4毫克/立方米的空气中暴露10分钟，即可造成人的呼吸系统功能失调。 碳氢化合物：目前还不清楚它对人体健康的直接危害。但当氮氧化物和碳氢化合物在太阳紫外线的作用下，会产生一种具有刺激性的浅蓝色烟雾，其中包含有臭氧、醛类、硝酸脂类等多种复杂化合物。这种光化学烟雾对人体最突出的危害是刺激眼睛和上呼吸道黏膜，引起眼睛红肿和喉炎。1952年12月，伦敦发生光化学烟雾，4天中死亡人数较常年同期多4000人，45岁以上的死亡最多，约为平时的3倍；1岁以下的约为平时的2倍。 铅：铅是有毒的重金属元素，汽车用油大多数掺有防爆剂四乙基铅或甲基铅，燃烧后生成的铅及其化合物均为有毒物质。城市大气中的铅60%以上来自汽车含铅汽油的燃烧。人体中铅含量超标可引发心血管系统疾病，并影响肝、肾等重要器官的功能及神经系统。由于铅尘比重大，通常积聚在1米左右高度的空气中，因此对儿童的威胁最大。 间接危害
摘要：尾气分析仪是现代汽车重要的检测仪器之一。利用尾气分析仪对发动机在不同工况下尾气中不同成分气体含量的检测和分析，作为一种辅助诊断设备，进行故障诊断，本文介绍了利用尾气分析仪对发动机各系统进行故障诊断的方法。 一、前言 随着计算机技术、电子技术、汽车工业、控制技术、诊断技术的发展，当前维修工作中各种现代汽车检测设备，起的作用越来越大。但是，真正能够有效地应用这此仪器设备的厂家或者修理人员却并不多。尾气分析仪就是其中之一，闲置现象比较普遍。发动机排放极其复杂，通过对尾气中的HC，CO，CO2和O2的含量分析，可以判断发动机各工况的燃烧情况。因此，尾气分析的结论对发动机故障的诊断有着很重要的参考价值。实践证明，科学有效地使用尾气分析仪进行尾气分析，能够帮助你解决维修难题，此外维修技术、分析思路也将得到提升与拓展。 二、尾气分析法 汽车尾气成分与发动机的工况有着密切联系，所以通过汽车尾气的检测可初步分析发动机的工作状况、性能好坏。更为重要的是，当发动机各系统出现故障时，尾气中某种成分必然偏离正常值，通过检测发动机不同工况下尾气中不同气体成分的含量，可判断发动机故障所在的部位。在多种排放成分中HC是未燃燃料、可燃混合气不完全燃烧或裂解的碳氢化合物及少量的氧化反应的中间产物。CO主要来自在空气不足的情况下可燃混合气的不完全燃烧，是汽油机尾气中有害成分浓度最大的物质。CO2是可燃混合气燃烧的产物，它能够反映出燃烧的效率。尾气分析法就是通过对汽车尾气中的CO，HC，CO2和O2等排放成分作为主要分析参数来对发动机故障进行诊断的一种方法。 （一）空燃比对尾气成分的影响
空燃比越接近理论空燃比14.7：1，燃烧越完全，HC，CO的值越低，而CO2的值越高。而当混合气空燃比超过16.2：1时（混合气变稀），由于燃料成分过少，用通常的燃烧方式已不能正常着火，产生失火，使未燃HC大量排出。混合气过浓时将产生大量的CO，HC。 （二）尾气成分异常的原因分析 HC的读数高，说明燃油没有充分燃烧。气缸压力不足、混合气过浓或过稀、点火正时不准确、点火间歇性不跳火、喷油嘴漏油或堵塞、油压过高或过低等因素都将导致HC读数过高。CO的读数是零或接近零，则说明混合气充分燃烧。CO的含量过高，表明燃油供给过多、空气供给过少，燃油供给系统和空气供给系统有故障。CO2是可燃混合气燃烧的产物，其高低反映出混合气燃烧的好坏，即燃烧效率。可燃混合气燃烧越完全，CO2的读数就越高，混合气充分燃烧时尾气中CO2的含量达到峰值13%-16%。当发动机混合气出现过浓或过稀时，CO2的含量都将降低。O2的含量是反映混合气空燃比的最好指标，是最有用的诊断数据之一。燃烧正常时，只有少量未燃烧的O2通过气缸，尾气中O2的含量应为1%-2%。O2的读数小于1%，说明混合气过浓；O2的读数大于2%，表示混合气太稀。当CO、HC浓度高，CO2、O2浓度低时，表明发动机混合气很浓。当HC和O2的读数高，则表明点火系统工作不良、混合气过稀，而引起失火。 （二）发动机状态及尾气排放情况 发动机正常，保持怠速，未经触媒处理尾气排放为：HC：75-250（ppm），CO：0.5-3.0（%），CO2：13.8-15（%），O2：1.0-2.0（%）。发动机不同工况对排放的影响，如下表所示： 三、几种常见的尾气分析仪 汽车尾气分析仪有两气、四气和五气等多种类型。 （一）两气尾气分析仪
移动式汽车尾气分析仪的设计及实现 (1) 引言汽车尾气已成为城市大气污染物的主要来源之一，各级政府从发展规划、城市建设、能源供应等不同方面采取综合措施，缓解汽车尾气排放对大气环境的影响。有关部门也在研究制定政策措施，推动建立更加方便快捷的公共交通体系，降低交通运输行业能源消耗和尾气排放。移动式汽车尾气分析仪是用于检测汽车在行驶过程中尾气排放指标而设计的一款检测设备，它将为控制尾气排放、建立低碳生活发挥一定的作用。移动式汽车尾气 引言 汽车尾气已成为城市大气污染物的主要来源之一，各级政府从发展规划、城市建设、能源供应等不同方面采取综合措施，缓解汽车尾气排放对大气环境的影响。有关部门也在研究制定政策措施，推动建立更加方便快捷的公共交通体系，降低交通运输行业能源消耗和尾气排放。移动式汽车尾气分析仪是用于检测汽车在行驶过程中尾气排放指标而设计的一款检测设备，它将为控制尾气排放、建立低碳生活发挥一定的作用。 移动式汽车尾气分析仪 当汽车启动后，移动汽车尾气分析仪启动抽气泵从汽车排气管采样尾气，经除尘、去油、滤水处理进入气体分析部件IRidium100内，进行内部的红外法处理，采集CO、CO2、HC的浓度数据，然后尾气进入经过外部的O2、NOx传感器，采集相应O2、NOx的尾气浓度数据。这些数据是经过信号检测、放大和处理后变为数字结果，通过IRidium100的RS-232串口传到微处理器。微处理器经过统计、平均等算法处理和存储，按自定义的环保通信协议进行数据封装，经过GSM/GPRS/CDMA数据通信或短消息通信传到指定的上位管理平台。分析仪上的LCD上有操作菜单，使用者通过键盘进行菜单操作，可获得设备工作状态和尾气分析结果，LCD上可显示CO、CO2、HC、O2、NOx的具体检测数据结果。移动汽车尾气分析仪的结构如图1所示。 移动汽车尾气分析仪的硬件设计 尾气分析仪的气体分析部件采用英国CITY公司的IRidium100型气体分析模块。它通过内部的红外法处理，采集CO、CO2、HC的的浓度数据。IRidium100可以通过外接的O2传感器和NOx传感器，得到O2和NOx的浓度数据。
二、项目可行性分析 1．项目研究意义： 汽车是现代社会最重要的交通工具之一，在为人们的生活和工作带来方便的同时，它所排放的尾气也给大气环境造成了严重的污染。最典型的是1943年和1954 年美国洛杉矶发生的两次光化学烟雾中毒事件，其罪魁祸首就是汽车尾气［1］。 近几年来，我国许多大中城市如上海、广州、南宁等都出现过类似的“光化学烟雾”现象［2］，它便是汽车排出的碳氢化合物(HC及氮氧化合物(NOx 在阳光中的紫外线的作用下形成的，可使人呼吸困难、眼红、喉痛等。汽车尾气的污染物主要有氢化物、一氧化物、氮氧化合物，此外还有铅、二氧化硫等有害物质，它们对人体的健康以及动植物的生存构成了巨大危害。因此，汽车尾气的污染控制和防护受到了世界各国的高度重视，其中采用催化剂净化汽车尾气是目前减少汽车排放污染的主要措施[3]，而催化剂性能及选择又是提高净化效果的关键。所以机动车尾气净化催化剂的研究,对于我国的环境保护, 催化学科的发展和国民经济的发展具有重要的作用。 参考文献： ［1］胡逸民，李飞鹏.内燃机废气净化［M］．北京:中国铁道出版社， 1994． ［2］黄学辉.汽车尾气催化处理的现状与发展趋势［J］．新材料产业，2002( 12． ［3］曹磊.汽车尾气净化催化剂的研究进展.污染防治技术，2008 2．项目研究现状 汽车尾气催化净化技术,是随着汽车排放标准的日益严格而逐步发展起来的。1 959年在美国加州,首次颁布了控制汽车排放污染物的立法,并于1975年率先将净化催化剂应用于汽车工业上世纪60年代到70年代中期,由于汽车排放法规中只要求控
制CO和HC,出现了“两效”催化剂,即氧化型催化剂,该催化剂的活性组分以贵金属 铂或钯为主,将尾气中的HC和CO同时氧化,从而降低了HC和CO的污染物排放。从上世纪80年代起,美国联邦政府提高了车辆NO x 的排放标准,从而促进了新型催化剂的产生和发展,铂铑钯三效催化剂(Three Way Catalyst, TWC应运而生。随着汽车排放标准的逐步严格,到上世纪90年代,三效催化剂除通常 工况下的催化功能外,还能解决汽车冷启动[1]时的污染控制,以及克服富氧气氛下 的NO x还原问题。三效净化催化剂是目前汽车尾气净化的主流技术[2]。 目前汽车尾气净化催化剂主要有贵金属三效催化剂、稀土掺杂型催化剂和复合 金属氧化物型催化剂 。在我国由于稀土资源较丰富，人们力图选择低成本实用的稀土和钯的氧化物代替 贵金属，如：钙钛矿型（ABO3）、尖晶石型(A2BO4等复合氧化物催化剂。汽车尾气 净化催化剂汽车尾气催化剂属于固体催化剂，主要由三部分构成： 1.汽车尾气催化剂载体：可分为颗粒催化剂和整装催化剂两类。前者主要以颗 粒状活性氧化铝(γ-Al2O3 为载体，颗粒状催化剂存在以下缺点：堆密度大、热容大、排气阻力大、对发动机 排气造成很大影响,在高温腐蚀性气流的冲刷下磨损快，且易与主要催化剂铑发生 反应，鉴于这些缺陷颗粒状催化剂现已被淘汰。相反整装催化剂则因排气阻力小、 机械强度大、热稳定性好、耐冲击等性能而广泛应用于汽车尾气的净化。 2.催化涂层：催化涂层附着于载体表面，提供大比表面积来附着贵重金属或其 他催化成分的良好催化环境。涂层材料常用γ- Al2O3，因其有很强的吸附能力和大比表面积。通常加入Ce、La、Ba、Sr、Zr等稀 土作为助剂。 3.催化剂活性组分：(1贵金属催化剂[3，4]：上世纪80年代,美国首先推出了 含Pt、Rh、Pd的贵金属三效催化剂。到90年代,贵金属三效催化剂的功能涉及面更广,还能解决汽车冷启动时的污染控制。但对燃料种类和发电机有一定要求。由于 贵金属Pd价格远低于Pt、Rh,因此以Pd替代Pt、Rh已成为贵金属催化剂的一个发展方向。张燕，肖彦等[5]对不同配比的Pd、Pt、Rh