发布日期:2022-10-09 点击率:53
看了一下问题描述,早上汽车启动后为什么能闻到比较浓的汽油味?
其实这是正常的现象。只要热车时闻不到汽油味就没事,冷启动时会有部分没有燃烧彻底的油气排出来、因此会闻到汽油味。且冷启动时三元催化器、氧传感器均不工作,此时发动机在开环控制模式下工作,尾气也得不到有效净化。
汽车冷启动
汽油低温下蒸发性能变差,雾化差,且不容易与空气混合。如果冷启动的时候不增加汽油喷射量,那么混合气就会变得很稀。混合气浓度低则很难被火花塞点燃,发动机也不容易爆发。因此化油器时代车辆启动时不得不“拉风”启动,也叫加浓,提高混合气浓度后发动机启动更容易。进入电喷时代后,喷油数量由电脑(ECU)控制、可以根据不同工况喷射出不同数量的燃油。当然这都是通过读取各种传感器来检测外接环境的。例如水温传感器、进气温度/压力传感器等来感知环境温度、感知当前发动机缸体温度。
启动时ecu根据进气歧管压力与发动机转速来计算出基本喷油数量,启动后还要参考其他传感器来修正喷油量。如果环境温度过低,水温传感器会报一个低温信号给ecu,ecu根据水温温度来修正燃油喷射量。环境温度越低则修正量越大:
其实这一个过程也叫暖机加浓,ecu为了让发动机尽快热起来啊不得不加大喷油量提高发动机转速来促进发动机升温,因此车辆冷启动后燃油喷射量要比原来增加很多。启动后怠速运行时节气门接近全关,怠速开关则处在闭合状态下,ecu检测到怠速开关接通后就会发出指令来增加喷油量,以便发动机稳定运转。
这时候空燃比已经严重偏离理论的14.7:1,燃烧的过程是需要空气(氧气)的支持的,而燃料比例过高、混合气过浓后相对应的氧气含量就会降低,也就会出现燃烧不完全的现象,浓度高到一定程度时火花塞已经无法将其点燃也叫“淹缸”。这些没有彻底燃烧的“混合气”会直接从排气管排到空气中,因此在车尾处可以闻到较大的汽油味。
冷车启动后尾气中汽油含量过高也会对环境造成污染,因此很多厂商附带的用户手册上都不建议长时间怠速热车,就是因为怠速下混合气浓度高发动机温升慢而导致排放恶化。
冷车三元催化器不工作
三元催化器主要用途就是净化汽车尾气,发动机的空燃比达标时那么尾气中的CO、CH、NOx都可以被三元催化器净化,净化率达到95%以上。但是三元催化器工作是有条件限制的,催化器温度必须达到350℃时催化器才开始工作。因此车辆启动初期怠速都会高一些,目的就是给三元催化器加温,让三元催化器尽早的开始工作,降低有害气体排放量。
催化器的核心就是载体与催化剂:催化剂喷涂在载体的空隙之中,当尾气从孔径流过与催化剂接触后就会发生还原反应,尾气内的CO、CH、NOx化合物被还原成无害的氮气、氧气、二氧化碳、水。但是催化器工作除了温度要达标之外,其最大净化率与空燃比有直接关系。如果空燃比始终保持在14.7左右,那么催化器效率就可以达到95%。
所以还需要氧传感器来检测尾气中氧气含量的高低,通过后氧传感器传递给ecu:
如果尾气中氧含量高,则代表空气多燃油少。如果尾气中氧含量过低、那么代表空气少燃油多。尾气中的氧含量无论是高还是低,都会偏离正常的14.7:1。一旦偏离这个比值催化器对尾气净化能力大大下降,环境污染也会增加。因此后氧传感器存的意义就是检测尾气、并且控制尾气不超标,让空燃比始终保持在理论比值内。
这一切都是建立在闭环控制模式下的,通过反馈数据来处理相关信号。但是车辆启动后催化器温度还没有升到350摄氏度,氧传感器虽然带有电加热装置,但是启动初期温度很难在短时间上升到50左右,因此启动后发动机初期也就也就无法工作在闭环控制中了:
车辆启动后催化器也只是短时间内无法正常工作而已,随着排气温度不断提高催化器也会开始工作。
因此大多数情况下只有启动后的一两分钟内尾气中可以闻到汽油味,随着催化器温度提升后尾气中的汽油味到几乎是淡不可闻。
而生活中有一些汽车三元催化器工作不正常,部分热车后尾气仍然可以闻到的汽油味,这种情况就应该换检查/清洗/更换三元催化器了!还有一些汽油成分不同、闻起来有一种醛类、醇类燃烧的味道,这种劣质汽油只会增加催化器老化的速度,而一些入门级车型的车主为了省钱可以加便宜的汽油,来降低使用成本。
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冬天汽车冷启动时确实有很大的汽油味。只要热车后汽油味不再出现就不用担心。为什么会有汽油味呢?这就说来话长了。咱们就从头说起,一点点说明白这个问题。大家别嫌啰嗦啊。
汽油机的工作过程
1、吸气冲程:完成进气和喷油
在吸气冲程活塞下行,进气门打开,空气被吸入气缸。与此同时多点电喷发动机位于进气歧管末端的喷油嘴同时喷油,雾化的汽油被进气气流裹着快速冲进气缸。就像上图那样。
缸内直喷发动机喷油嘴位于气缸内,进气冲程从进气门进入气缸的是纯空气。喷油嘴直接把油喷到气缸里。
因为进气气流速度非常快,气流进入气缸碰到气缸壁和活塞后会发生翻滚,此时雾化的汽油会进一步蒸发变成气态,并且与空气尽可能充分地混合。
压缩冲程:压缩混合气,汽油进一步蒸发
我们都放过鞭炮,同样数量的火药,包在纸里做成鞭点燃后会炸响,还有不小的威力。但是你要把鞭炮里的火药倒出来再点那也就是呲溜一下就没了,威力就没那么大了。而压缩冲程也是这个道理,把混合气压缩到狭小的燃烧室内再点燃,这样就可以爆发出更大的动力。
同时压缩冲程气缸里的气流还处于翻滚状态,这样在进气冲程没有完全蒸发的汽油会在压缩冲程继续蒸发。
3、做功冲程:火花塞点燃混合气
做功冲程就轮到火花塞表现了,我们都知道做功冲程火花塞会点火,把混合气引燃,混合气燃烧膨胀推动活塞向下运动,发动机的动力就产生了。虽然汽油由于易燃易爆而被归类为危险品。但是气缸里这点汽油火花塞想顺顺利利地把它点燃了可并不容易。
因为从理论上来说液态的汽油并不能被点燃。这句话听起来似乎是胡说,毕竟现实生活中汽油是极易被引燃的。且听我解释:这里所说的液态汽油指的是绝对液态,汽油一点都不蒸发的那种。生活中如果有汽油洒在地上,拿个打火机一下子就可以点着。那是因为汽油洒在地上后挥发了,挥发的汽油蒸汽与空气充分混合后遇到明火自然就着。如果汽油不挥发我们就很难将其点着了。
而火花塞点燃混合气也是一样的道理。火花塞点火时会产生电弧,电弧中心温度非常高,足以引燃其周围的混合气。但是火花塞的电弧又太小,不像打火机的火焰那么大。所以火花塞也只能引燃很小范围内的混合气,这些混合气引燃后产生一个小火核,火核再继续引燃燃烧室其他地方的混合气。所以火花塞点火时燃烧室里靠近火花塞电弧的混合气首先被引燃,然后火焰向外传播,逐渐引燃全部混合气。而不是火花塞一工作立马引燃所有混合气,并不是这样的。上图这个慢镜头可以很好地描述这一过程,可以看出来火花塞点火后火焰是以火花塞的电极为起点向外传播的。
所以说火花塞想要引燃混合气并不简单。首先混合气浓度要适中,太稀或者太浓都不利于混合气燃烧。其次火花塞电极附近混合气的质量必须优先保证,否则根本点不着火。而且有时候气缸气流运动太剧烈甚至会把火花塞引燃的火核给吹灭。所以说火花塞想点燃混合气绝不像我们拿打火机点汽油那么简单。
说到这里我想大家对发动机的工作过程应该有了更深一点的理解了吧?那我们就开始正面回答问题了:为什么冬天冷启动后会有汽油味。
因为汽油要挥发成气态并与空气充分混合形成一定浓度的混合气才能被火花塞点燃,但是汽油的挥发性又与温度息息相关。气温越低汽油越难挥发。而冬天气温偏低,汽油自然不容易挥发了,不挥发就没办法形成足够浓度的混合气,形不成足够浓度的混合气发动机就难以启动。比如上图,冷启动时喷入气缸的汽油在很长一段时间内还有大量液态颗粒存在,说明蒸发量太少。
而这个是热车时喷油的画面,可以看到喷油量明显少多了,而且汽油喷入气缸后很快就完全挥发掉了。这是因为热车状态下气缸里温度很高,非常有利于汽油的蒸发。汽油进入气缸时就已经雾化为颗粒状了,进气气流翻滚和高温更进一步加速汽油蒸发,所以热车状态下喷入气缸的汽油都可以完全蒸发形成浓度适宜的混合气。
由于低温状态下汽油蒸发性太差,如果按照正常喷油量喷油的话这些汽油进入气缸后只有很少一部分蒸发了,其他的都还是液态,混合气浓度就偏低,火花塞点不着,发动机就无法启动。为了解决这个问题工程师就要想办法在冷启动时让燃烧室里产生足够浓度的混合气。这样发动机才能正常启动。
方法也有,最简单的办法就是多喷油。比如低温时汽油蒸发量为10%,热车时蒸发量为100%,那么冷启动时就喷10倍的汽油,这样蒸发的量就够了。剩下的汽油就以液态形式存在于气缸内,一部分沿着气缸壁流到曲轴箱跟机油混在一起,等发动机达到正常工作温度时这部分汽油再蒸发掉,从废气管进入发动机烧掉。还有一部分汽油就随着尾气从排气管排出来了,由于这部分汽油没有燃烧,所以闻起来就有很浓的汽油味了。如果气温特别低,比如零下好几十度,这时候喷油量甚至能达到几十上百倍,尾气不光有汽油味,甚至还会冒黑烟。
所以说冬天冷启动有汽油味不要担心,如果发动机达到正常工作温度后汽油味消失了那就不用管,是正常现象。如果发动机达到正常工作温度后尾气还是有汽油味的话那就需要及时检修了。
一般热车状态下尾气还有汽油味主要有这几个原因:
1、燃油系统泄露
这是很严重的问题,而且我觉得保险起见每次闻到不明原因的汽油味时都有必要检查一下燃油系统是否有泄露。容易出现故障的部位大都在燃油管路的接口处。这些部位经常是橡胶管和金属管对接,天冷的时候橡胶管发硬,与金属管贴合不严密从而导致燃油泄露。检查的时候一定要打着火,因为发动机运行时油泵才工作,燃油管路有压力,泄露点才能被发现。如果熄火检查的话燃油管里压力太小,泄露点可能都不会漏油,自然就找不到原因。
2、碳罐系统故障
碳罐出问题后也会导致有汽油味。比如碳罐里活性炭失效,无法吸附汽油分子。
3、氧传感器故障
氧传感器是通过检测尾气氧气含量来判断混合气浓度的。混合气偏浓时气缸里燃烧会消耗更多氧气,尾气的氧含量就偏低。如果混合气偏稀那么气缸里燃烧时消耗的氧气就少了,尾气里氧含量就偏高。ECU通过氧传感器的数据可以对喷油量进行修正,让混合气实现完全燃烧。如果氧传感器出现问题ECU就无法精准控制喷油量了。
4、水温传感器故障
发动机在没有达到正常工作温度时都会以较浓的混合气来工作,水温传感器出现故障后ECU获得了错误的水温信号,始终认为发动机没有达到正常工作温度,所以喷油一直处于加浓状态,这样必然会导致燃烧不完全,尾气就会出现汽油味。
5、点火系统故障
前面我们说过火花塞点火也是非常有技术含量的一件事,所以点火系统出现问题后很容易导致点火失败,这被称为失火。比如某个气缸在做工冲程火花塞本该将气缸内的混合气点燃,结果因为某种原因点火失败了,这就叫做失火。这时候混合气没有燃烧就直接排出去了,会导致尾气有汽油味。一般常见的原因有点火线圈老化、火花塞老化、点火线漏电等。
6、发动机缺缸
缺缸的意思是指某个或者多个气缸完全不工作了,引起缺缸的原因很多,比如气缸点火出问题、供油出问题。其中点火出问题导致的缺缸会引起尾气有汽油味。因为这时候气缸可以正常供油,但是点火系统无法将气缸里的混合气点燃,混合气直接随着尾气排放出来,就会有汽油味。
以上几个故障都会导致尾气有汽油味,其中氧传感器故障、水温传感器故障、点火系统故障、缺缸还会引起油耗飙升、动力衰减。所以当车辆出现尾气有汽油味同时伴随油耗上升的时候可以重点检查这几个部位。
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#老司机聊汽车知识#
解析汽车冷启动时为何会出现汽油味,首先需要了解一个“冷”知识。
汽油的主要成分是C5-C12脂肪烃和环烷烃,包括少量芳香烃了也就是五碳至十二碳烃类的混合物,这些物质的基本属性是碳氢化合物,也就是由碳原子和氢原子的化合物的总称。汽车尾气中的主要成分有三种,分别是HC/NOx/CO——碳氢化合物,氮氧化物和一氧化碳。尾气中的HC就是汽油的主要成分,或者理解为“一部分汽油”即可。在尾气充分种会有因燃烧不充分产生的苯并芘、苯、甲苯、二甲苯等物质,其次芳香烃也是存在的;然而芳香烃并不是真的有“香气”,这是一种有些令人作呕的特殊气味,苯也是有气味的,味道是一种强烈的芳香气味,但很多人对这种气味也会感觉有异样感。
汽车冷启动时嗅到的异味正是这些物质,可以理解为没有充分燃烧的汽油,通过排气管直接排出到空气中;在空气流动性较差的位置,尾气就会通过车辆的缝隙或打开的车窗窜入车内。而气味的浓烈程度不仅取决于空气的流动,核心因素还包括燃油燃烧的充分性,这就要区分冷启动热车阶段和热车之后的喷油量的区别了。
冷启动 加浓喷油热车 正常喷油汽车在冷启动时和启动瞬间的喷油量是会加大的,同时转速也会提高;比如车辆平均怠速转速为800rpm,冷启动瞬间可以飙升到接近2000转,启动完成后会降低到1200转左右。瞬间的拉升是要快速形成润滑,怠速升高的部分则要以提高转速而提升的功率*(动力),补偿被低温发动机机体和冷却液损耗的热能(也是动力的概念)。
热能会从高温环境传导至低温物体,燃油汽车的动力本就是热能;启动后的发动机机体和冷却液的温度还很低,所以会过量“吸收”热能以造成动力下降。此时如果以800转的转速怠速,产生的8-10kw的功率就不能做到稳定的怠速(会共振),只要提高转速(做功频率与热能)、以提高的部分抵消过度冷却损耗,保证损耗之后剩余的动力还是800转的功率标准,怠速也才能够保证稳定。
这是冷启动怠速会升高的原因,怠速升高会本就会加大喷油量;而行车电脑还会进一步加大喷油量,但是进气量确实按照标准比例的空气燃料比吸入(理论值为14.7:1)。结果则是没有充足的空气去让燃油接近充分的燃烧,过量的碳氢化合物就会从尾气中排出了。所以在冷启动时才会嗅到异味,说白了就是闻到了没有充分燃烧的汽油。
热车之后的发动机仍旧是燃烧不充分的,因为发动机的做功时间很短,没有充足的时间去反应汽油;而且即便通过涡轮增压技术使用压缩空气助燃汽油,燃烧充分性也只是高了一些而已,也就是转化的热能更多以实现更大的扭矩。不过热车之后的汽油味就不会很浓了,毕竟燃烧充分性有相当程度的提高,并且似行驶中的汽车会通过底盘气流带走尾气。
这就是冷车时汽车尾气味道明显,热车之后就没有什么感觉的原因;至于有些车辆热车怠速时也有这种现象,那么问题就有可能是积碳严重或者存在故障了。
热车怠速有汽油味的原因分析
1:火花塞、高压线圈故障,汽油进入发动机燃烧室之后会先通过高温蒸发为气态,随后被火花塞点燃才能开始燃烧做功;汽车的电瓶是12V电压,需要通过高压线圈升高到2.3万伏左右才能通过火花塞电出电弧。如果高压线圈漏电或火花塞极板损坏的话,点火强度就会变差、甚至出现某些火花塞无法点火——每个气缸都有一个火花塞,缺缸(不点火)的气缸就会把没有燃烧的燃油直接排出车外,点火强度变差也会有过量的HC,所以火花塞也会造成尾气异味的问题。
2:节气门、进气门、喷油嘴、火花塞、氧传感器等位置的严重积碳也会造成相同的问题,节气门是发动机总进气管路的最后一环,如果积碳严重则会影响气流量;每个气缸都有一个进气门和排气门,如果气缸进气门积碳严重也会影响气流量,结果会像是冷启动加浓喷油一样——油量虽然没有变多但进气量减少,燃烧充分性同样会变差。
喷油嘴喷孔积碳会造成其他喷孔的压力异常,喷射出的燃油的蒸发效率会变差,燃烧也是或不充分的,火花塞点火强度低的问题不再赘述。氧传感器是通过尾气中氧含量来综合计算喷油量,传感器积碳会造成喷油量计算的错误。这就是热车也有明显汽油味的原因,按照顺序逐一排除故障点即可。
编辑:天和Auto-汽车科学岛
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网友二:通常情况下是喷入汽缸的汽油过多或其他原因造成的燃烧不充分,一些没有充分燃烧的汽油通过消音器排出,这种现象通常伴随着冒黑烟,汽油过多喷入一般是氧传感器,水温传感器,,火花塞不点火也能造成这类情况,也就是通常说的缺缸,不过大多数人分不清是曲轴箱排出的废气味还是汽油味,这就需要维修人员判断了。排发汽油味就意味着该车燃烧不完全所致。必须检查气门间隙和气门关闭密封情况了。排气门关闭不严或气门间隙不对,这是常规检查方式。进一步的检查就需检测EC∪电控传感器了,氧传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器及点火感应等感应器是否良好等。
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