[基于python的毕业设计题目]毕业设计题目：尾气排放超标故障诊断

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　　专业:汽车检测与维修

　　蔡胜虎

　　车辆故障现象

　　一辆奥迪a6轿车行驶超过10万km，发动机很好，怠速也稳定，加速也可以，但是尾气很臭。用户反映该车在测量尾气排放的时候，尾气排放指数严重超标。

　　问诊试车

　　为了排除此车尾气超标的故障，通过驾驶员和以往的维修经验首先试车，试车发现确实如客户所说，试车的过程中发动机没有问题；怠速、加速稳定；汽车尾气非常臭，尾气排放指数严重超标。

　　故障分析研究

　　一、故障原因

　　1. hc化合物的排放量过大

　　（1）点火系统缺火或点火能量不足，造成混合气燃烧不充分。

　　（2）点火时间不准确，检查或调整点火正时。

　　（3）混合气体过于浓密或者稀疏，可以用co和o2的含量来判定混合气体过于浓密还是过于稀疏；电控系统的传感器有故障也有可能导致混合气体过于浓密或过于稀疏

　　(4)气缸密封性不良，检查气缸的压缩压力是否正常

　　（5）配气相位不正确，检查并调整配气相位

　　（6）三元催化转化器是否有故障，如果有需进行修理或更换

　　（7）二次空气喷射控制系统存在故障

　　（8）燃油蒸发控制系统不能正常工作

　　2.co排放量过大

　　（1）混合气体过浓，检查空气滤清器是否干净，检查燃油系统压力是否正常，检查喷油器的工作性能，测试输入传感器的数据，检查喷油控制系统的运行情况。

　　（2）喷油器是否漏油，检查喷油器的密封性。

　　（3）三元催化转化器是否存在故障，如果有立即更换。

　　（4）二次空气喷射控制系统是否存在故障。

　　（5）燃油蒸发控制系统存是否存在故障，如果有进行更换。

　　（6）pcv系统是否有故障。

　　3.nox的排放量过大

　　（1）ecr系统是否存在故障。

　　（2）输入传感器存在故障会导致混合气体过去稀疏。

　　（3）检查点火提前角以及点火正时。

　　（4）燃烧室内有积碳，检查发动机压缩情况。

　　（5）进气温度过高，应检查进气空气调温系统、增压中冷系统。

　　（6）发动机温度过高，需要检查故障诊断仪器上的发动机温度情况。

　　（7）检查配气正时记号、气门间隙等。

　　4.o2排放量过低

　　（1）喷油器有故障。

　　（2）燃油压力比较高。

　　（3）燃油喷射系统存在故障。

　　（4）曲轴箱强制通风系统存在故障。

　　（5）燃油蒸发控制系统存在故障，不能正常工作。

　　5.o2排放过高

　　（1）检查是否真有真空泄漏、燃油压力是否过低、喷油器是否堵塞等等。

　　（2）二次空气喷射系统常喷入不正常的空气，检查该系统的工作情况。

　　（3）检查排气系统是否存在故障，检查该系统的密封性。

　　二分析技巧

　　1.认识汽车尾气排放物

　　（1）碳氢化合物（hc）

　　hc排放物本质是没有燃烧的燃油，即使发动机状态很好，点火和燃油系统非常满意的时候，也会产生一些碳氢化合物(hc)。这是因为燃烧室中的火焰到达比较冷的气缸里的时候，火焰前面会被熄灭，从而留下没有燃烧的hc。

　　（2）一氧化碳（co）

　　一氧化碳（co）是燃烧的副产品，是汽油在燃烧的时候，混合空去中的氧气不足造成的，所以通知在混合气体比较浓的时候容易产生。所以通常任何造成混合气体偏浓的因素都可以增加co的排放量

　　（3）氧气（o2） 

　　在一般情况下，空气中含氧量约为百分之二十一，通常在燃烧的时候都是需要消耗氧气的。如果混合气体非常浓的话，空气中所有的氧气都与燃油混合气体参与燃烧，排气中的氧气非常低。当空燃比较稀时，没有足够的燃油与所有进入发动机的空气混合，排气中的氧含量就比较高。

　　(4)  二氧化碳（co2）

　　可燃物燃烧之后产生的主要物质就是二氧化碳和水。二氧化碳是燃烧之后产生出来的，燃烧不好，二氧化碳排放就比较低。在一般的时候。二氧化碳排放量是最高的

　　(5) 氧化合物（nox）

　　氮氧化合物（nox）是指no、no2、n2o3、n2o5等多种多样的氮氧化合物的总称，其中对环境危害最大的是no、no2，它是由于混合气体在高温下燃烧时，含在混合气体中的n2和02发生化学反应产生的。n2是惰性气体，只有当气缸内的温度高，且氧浓度充足的情况下才容易产生no2，所以产生过多的nox的主要原因是燃烧温度过高，应适当降低混合气的燃烧温度。

　　2.熟悉诊断步骤

　　（1）用五气分析仪检测发动机尾气排放。初步分析排放超标的大的方面的故障原因，如混合气稀、混合气浓、气缸缺火等。

　　（2）读取故障码和数据流。

　　（3）评定氧传感器的工作好坏，结合信号波形与尾气排放作对比分析

　　（4）对各执行器作动作试验，并进一步检查其性能。

　　（5）检查机械系统可能的原因，如积炭、气缸密封性等。

　　故障推想假设

　　1.尾气超标主要因素有五点：123

　　（1.）进气系统不顺畅

　　（2.）发动机有积碳

　　（3.）气缸磨损

　　（4.）三元催化器失效

　　（5.）氧传感失控等

　　通过测量缸压，六个缸气缸压力都在13.6以上，证明发动机密封性没问题。然后测量汽油压力，汽油压力在3.6mpa，熄火后很长时间压力都没有下降，证明汽油泵良好，汽油管路没有泄压，油压调节器正常。再检查真空系统，发现该车真空管老化风华，手一碰就变成粉末状，于是拿来一捆真空管，按照长度剪好，先换上新的真空管（无论真空和尾气臭有没有关系，反正管子是不行了，先换了再说）。出去试车，尽管以前加速很好，但是换了真空管后感觉加速明显更加线性，车主也觉得加速比以前ok。但是到车尾部一闻，尾气还是一如既往的非常臭。所以我初步断定是点火系统和电控系统这一块出问题了。

　　故障诊断方案设计

　　检查如下项目：

　　（1）检查点火系统：点火系统缺火或点火能量不足，容易造成混合气体燃烧不充分

　　（2）检查电控系统传感器和电脑（pcm）：两着有故障都可以导致混合气体过于浓密和稀疏

　　（3）检查三元催化器是否存有故障

　　（4）检查氧传感器是否存在问题：

　　（5）检查空气流量计

　　（6）检查节气门开度

　　（7）检查发电机电压

　　按照常规思维，hc超标无非就是混合器没烧干净，因为汽油本身就是碳氢分子结构，燃烧干净后变成水h2o和co2，没有少干净就变成hc，又或者是混合器过浓，多余的汽油没有燃烧充分被排除。插上5054检测仪，读取故障码，发现没有故障码。没有故障码不代表没有故障，再读取数据流。发动机转速800转水温90度，氧传感数据在3.6%至-3.6%之间跳动，跳动频率很快，氧传感器应该没有问题。

　　在测量到第二组数据时，发现空气流量计数据偏大，大约是5.2g/s，拆下空气流量计，发现热丝上有很多杂质污垢，用化油器清洗剂清洗干净后再装上，数据为4.4g/s，按说也是在合理范围内，但是和别的车一对比，别的车怠速为3.3g/s，说明这个车的空气流量数据偏上限，因为在转速固定的情况下发动机的进气量也是固定的，空气流量计如果误报空气量大，那么ecu就会根据空气流量计多报的数据喷油，导致混合器过浓。从另一台2.4的车上拆过来一个空气流量计，装到这个车上后发现数据还是没有改变，所以暂时不能断定一定是空气流量计的问题。但是可以肯定的是空气流量数据肯定有问题，所以也导致了喷油时间偏长，别的车子的喷油时间为2.7ms。图（3）中红色圈圈中的数据就是怀疑有问题的数据。

　　再看节气门开度，2.4%，数据不算大，但是一般节气门干净的话数据大概是2.1%，不管有没有直接关系，先洗干净，然后做匹配和强制将挡。匹配是01-04-060  ，强制降档是01-04-063踩油门。整完之后试车，除了急加速稍微好点之外，还是老样子，没什么改善。

　　既然尾气不好，点火肯定是要怀疑的。按照从简单到复杂的过程，先拆火花塞。拆除火花塞之后发现火花塞头部发黑，且有积碳依附在电极上，用鼻子一闻，还有一股淡淡的没有烧掉的汽油味。于是换上一个新的火花塞，火花塞装好后插上分缸线试车，发现一缸的分缸线和缸盖之间会跳火，典型的漏电，拿上一根新的分缸线，装上后车主自己试车，其他没什么改善，但是原来加速偶尔耸车毛病倒是好了，也算是个意外收获吧。为了进一步确定点火是良好，拆除一个火花塞连着缸线跳过，火花“啪啪”的，跟闪电似的，这样点火这块就等于是排除了。

　　点火排除以后，就要检查排气了，断开排气管中段，用电筒往里照，发现三元催化部分右边一根黑黑的，左边一根灰白的，问车主是否三元催化换过，他说左边那根换过。右边黑的用不了了，重新换上一根之后出去试车回来后再闻排气管味道，味道小了不少，但是还是臭。仔细想想会不会是左边那根用了一段时间，长期被“毒气”熏的也有问题，于是就把排气管清洗一边。

　　点火和排气监控这一块已经排除了，那接下来就是进气了。起初打算把进气歧管拆掉手工清洗足洗了一个半小时，之间排气管内黑色液体哗哗的往外冒，但是始终没有变成清水的迹象，这说明进气系统（气门座和进气管路）有严重的积碳，免拆清洗溶解了一部分的积碳，但是可能积碳太厚了，光靠免拆清洗是清洗不彻底的，无奈之下决定还是拆进气歧管。拆掉后里面有一层积碳，非常厚，清洗干净给转换轴上黄油，保证其转动灵活。

　　将所有东西装回去之后，发车，感觉发动机声音清脆多了，但是一闻尾气，还是臭。这就奇怪了，进气搞了，点火也搞了，排气也搞了，那问题出在哪里呢?

　　是我把问题锁定在了空气流量计的读数上，之前讲过，发动机某工况的进气量是固定的，那为什么同样一个空气流量计，装别的车上市3.3g/s，而这台车却在4以上呢，既然不是空气流量计的问题，那会是什么问题呢？再往上推究，那就要从空气流量计的原理说起。空气流量计就是一个通电会发热的热丝，空气经过热丝会带走热丝的热量，热量被带走之后为了维持热丝的热度就会对热丝补充电流。进气量大，带走的热量就多，需要补充的电流就多。反之进气量少，带走的热量少，补充的电流就少。而补充的电流会经过一个惠斯通电桥，电桥中有一个电阻是用来测量补充电流的，补充的电流大，经过这电阻后产生的电压就高，补充的电流小，经过这个电阻产生的电压就低，而这个电阻端电压的变化会引起整个惠斯通电桥两端电压的变化，ecu就是根据这个电压的变化来判断实际进了多少空气。既然把空气流量计的原理说明白了，那就应该知道空气流量计的计算空气是利用什么，很简单——电流！于是我想到了发电机。123

　　故障测试确认

　　拖来一个发电机，抬了发动机前围换上，装车发车，看数据流，怠速电压13.5v，加油门电压上14.3v，然后调节器就起作用把电压回调到14v以下，再看空气流量计，3.5g/s，正常。然后把车开到洗车工位，用千斤顶把车屁股抬高，对排气管用高压水枪冲洗灌水，然后把车开到下坡，车屁股朝下轰油门，把排气管里的水排出来，反复几次把排气管清洗几遍，出去试车，先不说尾气还臭不臭，就是加速和发动机声音都通透很多了。回来后闻排气管味道，几乎没有任何异味，问题彻底解决

　　车辆修复验证

　　通过对汽车尾气超标的各种原因故障逐一检查排除，将各部分清理干净以及更换，重新装配好后试车，故障排除，车辆一切恢复正常

　　总结

　　汽车尾气排放和现代生活环境息息相关，我们应该保护环境，提高汽车尾气排放的治理和检测，建议客户尾气超标以后立即修理。避免不必要的麻烦。

　　通过写这篇毕业论文设计，我在其中又学会了很多东西，列如在检查车辆的故障的时候要先易后难、先机械后电子的原则。还学会了如何更好的运用word文档，通过此次毕业论文设计，我知道做任何事情都要仔细，认真才能做好。

　　致谢

　　感谢王xx老师对学生的悉心指导和帮助，我通过这几周的调查资料与询问老师，终于完成了此次毕业论文，在今后的日子里，我一定通过自己的努力完成自己的梦想。

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