工作任務1 排氣系統背壓檢測

導向

發動機是汽車的心臟，而進氣系統則是發動機的動脈，進氣系統的合理性直接影響發動機的性能、壽命，從而影響整車的性能、壽命及環保性。進氣系統的功能是為發動機提供清潔、干燥、充足的空氣，系統中主要組件空濾器、管路及其設計安裝將直接影響發動機功能的發揮、工作的穩定性、可靠性，甚至大大縮短其壽命。排氣系統（Exhaust System）是指收集并且排放廢氣的系統，內容包括：排氣歧管、排氣管、滅音管、尾管及共振器。排氣系統的主要功能是把發動機在燃燒過程中產生的廢氣從多個汽缸內收集、清潔（經三元催化器）、消聲，然后引到車后排放。

1.工作任務

一輛汽車，行駛1000km后突然出現動力不足、急加速不良現象。檢查油壓、火花塞、正時皮帶都正常；用故障診斷儀檢測電控系統，沒有故障碼存儲；讀取數據流，怠速時正常，但是在2000～3000r/min時數據一片混亂，經檢查發現排氣背壓過高。

2.基礎知識

1）系統介紹

排氣系統歷來是汽車發動機組成中不可缺少的一部分。隨著汽車技術的不斷發展，排氣系統的內容與作用在原有基礎上有所拓寬。

2）分類

排氣系統可分為單排氣系統及雙排氣系統兩種。直列型發動機在排氣行程期間，汽缸中的廢氣經排氣門進入排氣歧管，再由排氣歧管進入排氣管、催化轉換器和消聲器，最后由排氣尾管排到大氣中。這種排氣系統稱為單排氣系統。在大多數裝配V型發動機的汽車上仍采用單排氣系統，即通過一個叉形管將兩個排氣歧管連接到一個排氣管上。V型發動機也有兩個排氣歧管的情況，來自兩個排氣歧管的廢氣經同一個排氣管、同一個消聲器和同一個排氣尾管排出。但有些V型發動機采用兩個單排氣系統，即每個排氣歧管各自都連接一個排氣管、催化轉換器、消聲器和排氣尾管。這種布置形式稱為雙排氣系統。雙排氣系統降低了排氣系統內的壓力，使發動機排氣更為順暢，汽缸中殘余的廢氣較少，因而可以充入更多的空氣、燃油混合氣或潔凈的空氣，發動機的功率和轉矩都相應地有所提高。

3）排氣系統的組成

（1）排氣歧管

排氣歧管的作用是匯集各缸排出的廢氣，經排氣消聲器排出。新鮮空氣與汽油混合進入發動機燃燒后，產生高溫高壓的氣體推動活塞，當氣體能量釋放后，對發動機的運轉就不再有價值，這些氣體就成為廢氣被排放出發動機外。廢氣自汽缸排出后，隨即進入排氣歧管，各缸的排氣歧管匯集后，經過排氣管將廢氣排出。同進氣歧管一樣，氣體在排氣歧管內也是以脈沖的方式離開發動機，所以各缸的排氣歧管長度及彎度也要盡量設計成相同，使各缸的排氣都能一樣的順暢。如圖1-1所示，四缸發動機排氣歧管兩兩連接后，再合而為一。

一般排氣歧管由鑄鐵或球墨鑄鐵制造，近些年來采用不銹鋼排氣歧管的汽車越來越多，其原因是不銹鋼排氣歧管質量小，耐久性好，同時內壁光滑，排氣阻力小。排氣歧管的形狀十分重要。為了不使各缸排氣相互干擾及不出現排氣倒流現象，并盡可能地利用慣性排氣，應該將排氣歧管做得盡可能的長，而且各缸支管應該相互獨立、長度相等。安裝位置與進氣歧管相對應，有上下式與左右式兩種。排氣歧管在設計上會盡量讓各缸的陰力相同，以讓排氣順暢。

（2）排氣消聲器

發動機的排氣壓力為0.3～0.5MPa，溫度在500～700℃，這表明排氣有一定的能量。同時，由于排氣的間歇性，在排氣管內引起排氣壓力的脈動。若將發動機排氣直接排放到大氣中，將產生強烈的、頻譜比較復雜的噪聲，其頻率從幾十赫茲到一萬赫茲。排氣消聲器的功用是降低排氣噪聲。消聲器通過逐漸降低排氣壓力和衰減排氣壓力的脈動，使排氣能量耗散殆盡。

如圖1-2所示為排氣消聲器的構造，它由外殼、多孔管和隔板等組成。根據干涉原理，排氣消聲器有吸收、反射兩種基本消聲方式。吸收式消聲器如圖1-3所示，通過廢氣在玻璃纖維、鋼纖維和石棉等吸音材料上的摩擦而減小其能量。反射式消聲器如圖1-4所示，則有多個串聯的諧調腔與不同長度的多孔反射管相互連接在一起。廢氣在其中經多次反射、碰撞、膨脹、冷卻而降低其壓力，減輕了振動。

（3）催化與凈化裝置

催化與凈化裝置又稱排氣的后處理裝置，是在發動機的排氣系統中進一步減少有害成分的裝置。常見的有空氣噴射裝置、熱反應器、催化轉化器等。

（4）EGR閥

EGR閥的位置如圖1-5所示。

（5）廢氣渦輪增壓

它的作用是借助排氣時氣流的沖擊力，以提高進入汽缸的充氣密度，使進入汽缸的新氣量增加，這就可以燃燒更多的燃料。它能使平均有效壓力提高，從而提高功率，如圖1-6所示。

信息

1.發動機排氣背壓過高的一般表現

① 發動機有油、有火，但是無法啟動；

② 加速不良，沒有高速。有時即使將加速踏板踩到底，最高車速只能達到60～80km/h；

③ 加速時進氣管“回火”，急加速熄火；

④ 進氣管向外冒白煙；

⑤ 沒有超速擋。排氣背壓過高會造成發動機加速不良，好像沒有超速擋，所以有時會誤認為是自動變速器的故障；

⑥ 用故障診斷儀檢測電控系統，一般沒有故障代碼。若讀取數據流，往往有多項數據不正常。

有的汽車低速行駛時聳車，減速后再加速聳車更加明顯，更換點火線圈高壓線、火花塞、電控單元都不見好轉，這就要考慮排氣背壓是否過高了。這種情況與加速不暢、車速提不起來、急加速時回火甚至熄火相比較，只是排氣管堵塞的程度不同而已。

總之，若排氣背壓過高，會造成發動機啟動困難、怠速不良、加速無力、轉速不穩定、點火調節失控等故障現象。

2.排氣背壓過高導致發動機諸多故障的機理

① 由于發動機排氣背壓過高，汽缸內混合氣燃燒后生成的廢氣難以排出，廢氣只能返流，導致真空管路堵塞，熱線P熱膜式空氣流量傳感器、進氣壓力傳感器、怠速空氣閥及節氣門等被污染，運動件卡滯，并使怠速時節氣門的開啟角度過大，引起混合氣過稀。

② 由于廢氣排放不充分，廢氣回流到進氣歧管，使進氣管真空度降低，因而導致進氣管“回火”，還會使燃油壓力調節器里的真空度不正常，造成燃油壓力過高。

③ 進氣管真空度降低，造成新鮮混合氣不能順利吸入，影響汽缸的充氣量。同時由于廢氣的稀釋作用使混合氣相對稀薄，造成發動機功率下降。

④ 對于廢氣渦輪增壓發動機，其工作原理是：基于汽缸內的廢氣在排出前具有相當大的壓力能，從排氣門排出后進入渦輪增壓器，壓力能轉化為動能，驅動渦輪增壓器高速旋轉。廢氣的流速越快，其驅動能力越強。如果廢氣在排氣管內積聚，排氣背壓升高，汽缸內外的廢氣壓力差減小，氣流速度就會降低，渦輪增壓能力必然下降。

⑤ 排氣背壓過高基本上屬于機械性故障，所以電控系統不記錄故障代碼。

3.引起排氣背壓過高的主要原因

① 三元催化器堵塞。凡是行駛了12萬km以上的汽車，其三元催化器都會有不同程度的堵塞，如圖1-7所示。引起三元催化器堵塞的原因是多方面的，其中一個重要原因是燃油和潤滑油的質量不高。發達國家的汽油不僅辛烷值高，抗爆性好，而且含硫和含磷量極低，行車途中很少出現長時間堵車，對氧傳感器和三元催化器造成的污染較低，因此在發達國家很少聽說汽車三元催化器堵塞的。

② 排氣熱空氣門卡住。

③ 排氣管受撞擊而凹癟。

4.發動機排氣背壓的檢測方法

在檢測排氣背壓之前，應當首先確認點火正時、配氣相位正確、氣門間隙正確、進氣系統無泄漏和堵塞現象。

① 利用氣壓表檢測：（a）拆下氧傳感器；（b）在該處接上氣壓表，該表的度量范圍為0～30kPa；（c）啟動發動機，并使發動機溫度達到85℃以上；（d）使發動機轉速保持在2500r/min；（e）讀取氣壓表的讀數，即為排氣管的背壓，應在9～13kPa才正常，否則說明排氣系統存在堵塞，如圖1-8和圖1-9所示。

② 檢測進氣歧管的真空度：在正常情況下，發動機怠速運轉時，若拔下進氣管上一根真空管，應該感覺吸力很大，若吸力很小，則排氣系統可能有堵塞。這是因為，若排氣管時通時堵，則排氣時的反壓力增大，會使進氣管的真空度降低。為了準確測量，可以用真空表軟管連接到進氣歧管的檢測口，啟動發動機，待轉速穩定后，觀察真空表的讀數，怠速時的真空度一般為57～71kPa。然后緩慢加速，若轉速達到2000～2500r/min時真空度數值很低，甚至下降為零，說明排氣系統有阻流現象。可以拆下排氣管再試，若真空度恢復正常，即可確定排氣管堵塞。

③ 利用廢氣分析儀檢測：將廢氣分析儀的探頭插入排氣管口，讀取廢氣中的HC值，然后將發動機加速到2500r/min，再讀取HC值，若HC值升高，則表示排氣阻力過大。

計劃

根據上述導向知識與技術信息，在下表中列出排氣背壓的工作計劃。

實施

實踐準備：

檢驗

檢驗與結果分析：

展示

1．復習與回顧本次工作任務中學到的知識與技能。

2．思考在維修工作中排氣背壓測量的重要性。