10.16638/jki.1671-7988.2016.11.058
汽油车排气污染物超标的原因及治理方法
郑冰松
（南宁市大沙田招通机动车检测有限公司，广西南宁530219）
摘要：文章分析在用汽油车尾气排放污染物CO、HC、NO超标的主要原因并提出针对性的治理方法，为汽车维修企业、广大车主朋友在车辆环保检验不达标时提供技术支持，并从汽车尾气排放角度提出用车保养车的注意事项。关键词：汽油车；排气；超标；治理
中图分类号：U473.9 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2016)11-154-04
Gasoline vehicle exhaust pollutant exceeding the cause and the treatment method
Zheng Bingsong
( Nanning sha tin for motor vehicle detection co., LTD., Guangxi Nanning 530219 )
Abstract:With gasoline vehicle exhaust emissions CO, HC, NO excessive amounts of the main reasons and puts forward corresponding management methods, for the vehicle maintenance enterprise, the general owners friend in vehicle inspection to provide technical support to make environmental protection, and put forward from the Angle of vehicle emissions vehicle maintenance car matters needing attention.
Keywords: Gasoline vehicles; Exhaust; Limit; governance
CLC NO.: U473.9 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)11-154-04
引言
随着我国机动车保有量的增加，机动车尾气对大气的污染越来越严重，为此环保部门在全国范围内开始了机动车尾气排放污染物的检测与治理工作，各地纷纷建立了汽车尾气环保检测机构，以对在用车辆的排气污染物进行检测，但是车辆尾气检测不合格如何调修既是一个技术性很强的工作，也是车主朋友们普遍关心的问题，笔者根据多年来的检测与治理工作经验，从机动车现行环保检验的项目方法、有害气体的生成机理、检测不合格的原因分析、不合格类型及具体的治理方法三个方面进行分析论述，并从车辆环保角度提出日常用车和养车的建议。1、汽油车环保检测依据的项目参数和方法
现阶段我国对在用汽油车环境保护所依据的标准为GB18285-2005《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）》和HJ/T240-2005《确定点燃式发动机在用汽车简易工况法排气污染物排放限值的原则和方法》，此两标准规定了汽油车尾气排放污染物的检测方法稳态工况法、瞬态工况法、双怠速法。鉴于稳态工况法和双怠速法（只适用不能上检测设备的车辆，此类车辆较少）的可操作性强，所以很多地方的环保部门均将此两种方法选定为该地区的使用方法（广西环保厅将此两种方法确定为区内的检验方法）。此两种方法检测的尾气排放污染物指标项目有：1、采用稳态和瞬态工况法的检测参数指标有CO（一氧化碳）、HC（碳氢化合物）、NO（氧化氮）；2、采用双怠速方法检测的项目参数为CO、HC、λ（过量空气系数，在闭环起作用时需检测并要求符合制造厂规定的指标）。稳态工况法有
作者简介：郑冰松，(1982-)，男，汽车工程师/高级技师，就职于南宁市大沙田招通机动车检测有限公司，研究方向：汽车工程，主要为汽车检测与维修、车辆自动化检测技术、交通运输技术管理。
汽车实用技术
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5025和5040两个工况，5025指的是利用底盘测功机对受检车辆驱动轮进行50%额定功率加载并保持车速在25km/h的情况下对排气污染物进行取样检测，2540指的是利用底盘测功机对受检车辆驱动轮进行2
5%额定功率加载并保持车速在40km/h里的情况下对排气污染物进行取样检测；双怠速是发动机在怠速和50%额定转速下进行取样检测。
2、汽油车尾气排放物CO、HC、NO的生成机理
CO的生成机理：CO是一种不完全燃烧的产物，其生成主要受混合气浓度的影响，混合气浓度可用过量空气系数λ表示，在λ<1时，混合气过浓，燃烧时缺氧，燃料中的C不能完全燃烧转化为CO2，此时CO作为未燃产物生成；在λ>1时，混合气过稀，易产生混合气不均匀象，造成在燃烧时出现局部燃烧或多点燃烧的不正常现象，同时会产生高温热离反解CO2，生成CO。
HC的生成机理：HC也是一种不完全燃烧产物，产生的原因类似于CO也是混合气过浓时不完全燃烧或过稀时不均匀燃烧而生成。HC另外一个生成原因是低温生成，也就是在发动机气缸壁面相对于燃烧的混合气温度较低，特别是缸壁面存在有积碳时会产生大量的HC。
NO的生成机理：产生NO的条件是温度、氧浓度和反映时间，混合气过浓，则参与NO反应的氧气不够，NO生成量少，但是在足够氧气下，即混合气过稀，氧浓度含量大，产生多点燃烧或稀薄燃烧，燃烧室温度升高加快了NO的反应速度，NO生成量就越大。发动机稀薄燃烧或冷却系统故障引起汽缸内形成多处明火，使汽缸内出现多点点火的现象，混合气在相对短的时间内快速爆燃，发动机内出现过热高温，容易促进NO的生成。
3、汽油车尾气排放超标的主要原因及分析
3.1 排气系统故障
汽油车的排气系统主要由排气歧管、三元催化器、氧传感器组成。排气管路过脏，或含有大量烟怠，会影响排气分析仪的准确性；三元催化器作为排气后净化处理，如其内部过脏或严重锈蚀（由于大部分车辆长期在拥堵的城市道路下行驶，造成车辆发动机燃油不完全燃烧而产生大量的不合格气体，增加三元催化器的工作负荷，影响三元催化器的使用寿命和功用），会降低甚至失去尾气的净化处理效果；氧传感器用于监测排气中氧含量，并向ECU发出反馈信号，以确认混合气的空燃比和发动机工作的最佳中点火和喷油时刻，如果氧传感器损坏会给ECU发送错误信号， ECU会产生误判而发出错误的点火喷油信号及脉冲宽度，造成混合气过浓或过稀，燃烧不充分带来尾气超标。3.2 发动机燃烧室内有积碳
积碳严重会改变燃烧室结构和压缩比，吸附混合气，降低气缸壁温度，造成混合气不正常燃烧，增加有害气体的生成，同时加速汽缸磨损，影响发动机动力。
3.3 燃油不达标，燃油系统故障
使用不达标准的燃油对发动机动力有很大的影响，使燃烧不充分，增加燃烧室积碳，带来有害气体的排放；燃油系统主要由油泵、喷油器、管路、压力调节器和燃油滤清器组成，管路过脏，滤清器不起作用，
油泵动力不足和压力调节器故障，均会影响供油压力，引起喷油器喷油量和喷油压力不正常，造成混合气不均匀。喷油器雾化不好、滴油会使混合气形成不均匀，降低发动机燃烧性能，滴油还会冲刷汽缸辟并渗透至油底壳，降低机油的润滑性能，增加气缸磨损，带来尾气排放的超标。
3.4 点火系统故障
点火系统由火花塞、高压线、高压包组成。缺火或点火能量不足，会造成混合气燃烧不充分，增加燃烧时间，不完全燃烧增加有害气体的排放，并易产生积碳现象，还会损坏排气系统元件。
3.5 发动机进气系统故障
进气系统主要空气滤清器、进气歧管，空气流量计(进气压力、温度传感器)，节气门（含节气门可变控制装置）等组成。进气系统有故障往往会造成进气量不足或过量，混合气过浓或过稀，燃烧不充分，带来有害气体的排放。如果空气滤清器失效不能有效过滤空气上粉尘，会增加发动机的磨损。
3.6 车载电脑（ECU）系统出错
ECU即车载控制电脑，是汽车所有电子元件信号的接收和指令发送的控制单元，其根据各种传感器传来的信号，作计算处理后，并发出指令保证车辆（发动机）处于最佳的工作状态。ECU一旦出现故障，很有可能会对发动机工作带来影响，比如不能精确控制发动机的点火时间及脉冲，进气量、喷油量及时间，
使混合气偏离实际值，带来过浓或过稀现象，增加有害气体的排放。
3.7 发动机内部磨损、漏气
发动机机械部位的磨损主要包括：气缸壁、活塞、活塞环、进排气门及气门座的磨损，此些部件异常磨损后会造成漏气，气缸压力过低，出现窜机油而改变混合气浓度，燃烧不充分，烧机油，不做有效功，带来有害气体的产生，另外气缸垫的损坏，使密封不严也会引起发动机燃烧问题，带来有害气体的产生。
3.8 EVAP系统不能正常工作，造成混合气过浓
EVAP系统即废气再循环系统，主要是将没有完全燃烧的排气引导回进气歧管，与新进空气一起重新参加燃烧做功。EVAP系统是根据发动机实际的工作需要将排气引入进气系统，如果出现故障或阀门处于常开状态，引入废气过多，会
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造成混合气过浓或过稀，温度异常，混合气不正常燃烧现象，带来排气超标。
归纳起来，造成汽油车排放超标的原因主要两大部分：一是混合气过浓过稀、点火能量不足、燃烧室积
碳等引起燃烧不完全不充分及异常燃烧；二是三元催化器转换效能过低，不能有效处理净化排气污染物。
4、汽油车尾气排放不合格的类型及相应的检查治
理方法
按GB18285-2005及HJ/T240-2005要求，汽油车尾气检测项目参数CO、HC、NO中只要有一项参数不合格则视为整车尾气排放不合格，所以不合格的类型为：CO、HC、NO检测项目均不合格或三个参数中有一个或两个不合格。除此外，在实际的检测工作中，还有一种不合格是由于汽车动力不足，在加载试验时汽车无力，不能加载到规定的车速而无法进行检测（此种情况首先对发动机的动力性能的维修，在此不作分析）。各种不合格类型及治理方法如下：
4.1 CO、HC、NO检测项目均不合格
4.1.1 严重超标
主要原因：混合气过浓，点火能量不足，发动机磨损或工作异常，三元催化器完全失效。
治理方法：①、检查汽车仪表台是否出现有发动机故障码，用专用仪器读取故障码，有针对性的排除车
汽车尾气处理
辆各线路联接及各传感器存在的故障。清除故障码后重新起动车辆，此时发动机故障灯不再点亮。②、检查发动机工作是否正常，加大油门时观察运转是否平稳有力，判断是否有缺缸现象（一般会产生放炮），有侧逐一排查。③、检查点火系统可取下火花塞查看间隙及表面是否干净，检查点火线圈、检查高压线电阻不能过大，有问题更换。④、检查节气门传感器，查看是否有卡滞和严重积炭现象及断路现象，有则清洁或连接，检查可变装置是否起作用。⑤、检查喷油器，测量线圈电阻或直接通电听喷油器是否有清脆的“咔嗒”声，必要时拆下喷油器检查, 喷油器的一般故障表现为喷孔被胶质物堵塞、积炭或密封不严。⑥、检查电控系统，可通过诊断电脑观看各传感器的工作电压比对出帮参数值来判断故障点，检查各类传感器（特别是曲轴位置传感器、空气流量器、发动机转速传感器）的线路接触情况；检查ECU，ECU除了内部电子元件外（只能更换或送修厂家），另一个问题是搭铁不良引起信号值有异常，可通过处理搭铁面并重新紧固方式解决；⑦、检查燃油，考虑是否加到劣质的油品，必要时清洗油箱，另外汽车放置过久不使用，汽油挥发或油品下降，此时尾气管排放比较呛，应直接更换燃油清洗油路。⑧、检查更换三元催化器。⑨、在测功机上进行测量时，如果NO值怱然升高应重点检查真空助力泵单向阀。⑩、如果伴随有发动机工作不稳，动力不足，并排除存在上述问题下可检查气缸压力，必要时拆卸缸盖查看是否有积碳，缸壁、气门座是否磨损异常等，决定是否大修发动机。
4.1.2 轻微超标，即检测结果却稍超标，接近合格参数的临界
主要原因：进气系统，排气系统，燃油系统故障、压力偏低或个别对发动机工作起修正作用的传感器工
作不良。
治理方法：①、清洁或更换空气滤清器，更换燃油滤清器。②、查看燃油系统，看燃油压力调节器及真空管，查看安装位置是否密封不严，可将燃油压力表接在燃油管路上，并将油口堵住，接通点火开关使油泵工作，观察此时油压，当正常油压达不38Mpa时，在检查无其他泄漏情况下，更换油泵总成；如油压在38Mpa以上时可关闭开关观察5min中内的油压值，如油压下降较快，可用钳子包软布铗住真空回油管路，若压力迅速回升说明油压调节器有泄漏。③、换车辆规定燃油号或加注一定比例的燃油积碳清洁剂，并尽量让车辆在80km/h以上速度行驶至该箱油用完，即让发动机高速运转，使供油量及燃油的流速加大，达到清洗油路的效果。而且发动机高速运转，进气量和流速加大，燃烧会更加充分，有利于清除气门的积碳，使进气系统更加通畅。④、检查各类在发动机工作中起修正作用的传感器，如进行压力或温度传感器、燃油温度传感器等，一般是插节器接触不良或传感器触头过脏阻值异常而影响修正质量效果。
4.2 CO、HC不合格，NO合格
主要原因：进气系统供氧不足、混合气过浓、汽缸磨损、缸内积碳、喷油嘴雾化不良。
治理方法：①、检查清洁进气歧管，空气滤清器（清洁或是的），检查空气流量计（电阻值或接线不牢靠），喷油器（雾化不好）、火花塞及高压包。②、通过机油尺处查看机油是否变质（如果汽缸磨损，
混合气会下窜至油底壳引起机油变质），必要加入修复耐磨剂。③、检查曲轴箱通风装置PCV，查看PCV阀是否起作用，因PCV阀会影响进气歧管真空度，进而影响混合气浓度，并在一定程序上可以减缓油底壳润滑油窜入燃烧室，减少HC的生成。④、检查爆燃传感器，其工作异常会造成推迟点火，引起HC和CO的生成。⑤、拆下氧传感器检查是否有积炭，有用清洁剂对期表面进行冲洗，使其灵敏度和数值恢复正常值。无法调节或传感器失效的更换传感器。⑥、如果伴随有黑烟排出侧检查发动机气缸压力，判断是否大修发动机大修发动机，更换活塞环、缸套、缸垫、汽缸盖等部件。
4.3 CO、HC合格或轻微超标，NO严重超标
主要原因：混合气偏稀，缸内形成多处明火，发动机工作温度异常，三元催化器部分功能失效；
治理方法：①、检查空气流量计、节气门传感器、怠速控制阀（步进电机）②、检查废气再循环系统，主要是检查
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废气循环EGR阀（会存在发卡现象），检查真空软管和三通电磁阀；③、检查冷却系统，检查水温传感器（检测温度有误），电子冷却风扇，冷却液、节温器等元件。④、可通电脑诊断仪调整ECU点火指令，
推迟点火时间，但是要注意不能调得太迟，否则会增加油耗，降低发动机动力。⑤、用内窥镜检查三元催化器结构，如过脏可拆下氧传感器，接上泵气阀将清洗液抽进排气歧管，同时启动发动机将清洗液体连同废气一起抽至三元催化器进行清洗，如果三元催化器内部已经腐蚀损坏，则要更换。
4.4 CO超标，HC、NO合格
主要原因：发动机混合气过浓，燃烧不彻底，进气系统不畅。
治理方法：①、检查喷油嘴磨损喷油雾化效果不好及喷油正时、点火正时是否过早。检查空气滤清器，火花塞，点火正时。②、测取气缸压力，听气门工作是否有异响，检查机油判断气缸是否磨损现象。③、三元催化器工作温度是否过高，一般在400℃到800℃，如果超1000℃会将CO2重新分解为CO。⑤、在发动机排气管未端接一个温度传感器对其排气温度进测量（前提条件是当发动机油温和水温正常情况下），如果在加速到2500r/min时，测量的温度比正常值高出15%到20%时，应重点检查清洁氧传感器，或直接更换同型号的前后氧传感器。⑥、清洁气进气门积碳。
4.5 HC严重超标，NO合格或轻微超标，CO合格
主要原因：汽缸严重积碳、发动机内燃烧室壁温度过低。气缸壁磨损引起机油上窜或机油量过多。
治理方法：①、检查机油油质（机油号应与车型相匹配），初步判断汽缸是否有磨损曲轴箱是否漏气，
如果机油变质明显，可更换优质机油和加入双核减磨修复剂，以解决由磨损和漏气引起的排放超标问题。②、检查机油量，应保持在合适位置③、可使用高效清洁剂清洁发动机，如果效果明显说明燃烧室内有大量积碳和胶油，如使用高效清洁剂后尚未解决，可拆下缸盖人工清洁燃烧室内的积碳和胶油。
5、汽车环保检测前的注意事项及车辆保养要求5.1如果条件允许，在检验前最好先进行一次车辆的保养（包括清洁火花塞），并高速运行一段距离，保证发动机处于最佳工作状态。
5.2汽车三元催化器的最佳工作温度是400℃到800℃，所以在检测前一定要保持车辆在热车状态，切勿冷车上检测线检测，以避免发动机燃烧性能不好及三元催化器不工作或转换效率低引起排放超标。
5.3检测之前最好给发动机作几次急加速，以排出系统内的烟怠等物。
5.4定期更换机油、机油滤清器和燃油滤清器，机油标号与滤清器型号一定要与发动机型号相匹配。机油对尾气排放起着不可忽视的作用，机油在发动机里边起着非常重要的作用：润滑、清洗、冷却、防锈蚀。机油这四个作用下降会影响发动机的的运行和燃烧工作。
5.5定期清洁或更换空气滤清器，切勿拆下空气滤清器上线检测，以免造成发动机工作不稳定，检测时难以控制车辆状态。
5.6使用符合车辆自身技术性能的燃油，不混加不同标号的燃油。
6、结语
汽车尾气污染物超标主要集中在发动机电子控制元件、燃油品质、排气后处理系统（三元催化、氧传感器）上，治理是一门技术性很强的工作，要求维修技术人有一定的专业技术知识，及工作经验，才能更快更准的判断故障所在部位，及时解决；当然，要减少车辆尾气排放对大气环境的影响，则要求广大司机朋友有良好的用车和保养车的习惯。
参考文献
[1] 刘智婷.《汽车构造》[J]，北京，北京大学出版社,2012.
[2] 向华,《汽车发动机构造与检修》[J]，重庆，重庆大学出版社,2015.
[3] 黄艳玲,《发动机系统检修》[J]，北京，北京理工大学出版社,2015.