[心得] 一年一度 屬於老車噩夢的排氣檢驗大解析

※大量學理 不喜勿入

-------------------------------------------------------------------

一年一度的排氣檢驗是許多老車的惡夢
除了檢驗沒過罰單的壓力外 也要擔心被店家貢盤仔

這篇說明 一些機車排汙分析 以及解決辦法

-------------------------------------------------------------------

機車會排出的有害汙氣有許多
從油箱蒸發 曲軸箱吹漏(blow by)的HC
排氣管的CO HC NOx
還有一些比較微量的HCHO(甲醛) 鉛化合物 SO2 碳微粒等等等

今天只講比較影響檢驗的CO跟HC

--------------------------------------------------------------------

---

一氧化碳 — CO

---

一氧化碳是汽油在燃燒時 空氣量供給不足發生不完全燃燒造成
2C+O2→2CO

如果空氣足夠產生完全燃燒 則汽油中的O2結合成無害的CO2

C+O2→CO2

https://i.imgur.com/fxy7gL7.png

引擎排出的一氧化碳與二氧化碳如圖

濃度與燃料空氣的混合比濃稀有極大關係
一氧化碳在濃混合比時大量增加
二氧化碳在理想混合比附近時最多

而當混合比又更稀薄時(約超過AFR17以上)
未燃燒的氣體會隨之增加 二氧化碳發生量反而有減少之趨勢
隨之而來的是HC的大量上升

---------------------------------------------------------------------

---

碳化氫 — HC

---

碳化氫是碳氫化物的總稱 也是汽油的主要成分
燃料中含的碳 完全燃燒後變成二氧化碳排出
氫的部分與氧結合變成水蒸氣排出

2H2+O2→2H2O

排氣管所排出的碳化氫 是汽油不完全燃燒後 以燃燒剩餘物的狀態排出
發生原因有幾種

-

1.燃燒室中的混合油氣是經由火星塞點火後 火焰逐漸擴大 傳到整個燃燒室

如果說燃燒室璧附近的溫度太低 這時候附近的混合氣無法達到燃燒程度
火焰的溫度逐漸降低 甚至還沒達到汽缸壁之前 火焰就消失了

這一層混合氣有個專門的術語 叫做消焰層(quench zone)
這層消焰層的未燃燒混合氣 就隨著排氣門打開 排出去了 HC就會上升

理論上
消焰層或多或少的存在
或許三陽的EnMIS雙火星塞就是為了改善與利用這層消焰層
由於這層消焰層也不好點燃 所以EnMIS系統 選擇透過副燃燒室點燃一團火
用這團火去連帶點燃這層消焰層

只能說 我心中三大改革性技術 雙火星塞 一定有他

另一個我會投給PTM系統

最後一個 大概是極具歷史地位的雷霆缸頭
由於雷霆的出現 讓各家廠商開始研究進氣道的優化 即便最後不是光陽笑到最後
但這地位絕對值得尊重

未來 我想YECVT 會取代雷霆缸頭的地位吧

-

2.減速時 節氣門瞬間關閉 進氣岐管真空壓力瞬間增高
瞬間把歧管上的殘餘油氣往燃燒室吸進去
同時因為節氣門已經關閉 沒有空氣進入燃燒室
那瞬間發生了很濃的空燃比 所以有大量的未燃燒混合氣被排出

但噴射車款引擎減速時會切斷噴油 已經有很大改善 (嘴你化油車拉= =)

-

3.凸輪軸重疊角較大 (尤其改裝高角度凸輪軸)
重疊角的解釋已經說很多次了 請慢慢a我文章詳閱 ㄏㄏ

簡單來說 凸輪軸會有一段時間是進氣門與排氣門同時開啟的狀態
為的是利用排出氣體的流動慣性 將更多的新鮮混合氣吸入燃燒室
並且把殘留在燃燒室的廢氣全部清掃乾淨

如果重疊角太大 在怠速區段 很容易會有新鮮混合氣從排氣門也一起溢出
另外 排氣管回壓不足也可能有這樣的狀況
所以如果沒鎖好排氣管 有可能會有連續的小放屁 啵啵啵啵
就是那些新鮮的混合氣在火燙的排氣管中被點燃了 因為量很少 所以只會小爆炸
跟空燃過濃的很大一聲放屁不同

-

4.空燃比稀薄太多時(AFR17:1以上)也會不完全燃燒
同時空燃比稀薄燃燒 火焰傳播速度會變得非常緩慢
導致混合氣還沒有燃燒完就被排出 甚至出現燃燒到一半就被排出的狀況

這狀況蠻嚴重的

因為排氣門打開的瞬間 你的火焰還燒到一半 火焰直接經過你的排氣門
這非常容易把你的排氣門直接燒毀燒熔 進而導致漏氣
這也是為什麼環保法規下 現代車比起以前化油車款 更容易汽門漏氣的原因

所以以前改車 調整化油車時
稀薄燃燒 你的排氣管也可能會有連續小放屁 有經驗的就會知道
就是因為火焰傳遞速度的關係

為什麼稀薄燃燒 火焰傳遞速度會變慢呢
當混合氣壓縮到相同容積時
可燃氣分子少 分子間距離較遠 火焰傳播速度就會較慢
可燃氣分子多 分子間距離變近 火焰傳播速度就會較快

-

5.排氣門漏氣 這就沒甚麼好說了 排氣門漏氣 你油就跑出去了 = =
導致原因有排氣門變形 或是汽門間隙過小 頂到排氣門微開了

-

6.點火時間也會些許影響

https://i.imgur.com/gt04aMH.png

理論上的最佳點火時間是在上死點之前的α度(取決於設定)

術語稱 MBT點(Minimum Spark Advance for Best Torque)
最佳扭力點火提前角

https://i.imgur.com/r69tfSC.jpeg

火焰的傳遞需要時間 MBT位置點火 配合火焰傳遞速度
可以在活塞下行時 配合火焰傳遞波 達到最高的動力值

但提前太多的MBT點 可能在活塞還在上行時 衝擊波就達到 導致爆震 甚至引擎損壞
而延後太多MBT點 活塞已經下行許久了 衝擊波才傳達到 動力就無法完全發揮

但延後MBT點 可以使後燃增加 延長燃燒時間 HC也會隨之減少

-

---------------------------------------------------------------------

---------------------------------------------------------------------

---------------------------------------------------------------------

https://i.imgur.com/NRGBOJc.jpeg

總和以上CO與HC的解析
我們可以得出一些結論

1.AFR濃時 CO HC增加
2.AFR稀薄時 CO HC減少
3.AFR過度稀薄時 CO減少 HC增加

那這樣 推斷與除錯起來就非常容易了

CO過高 HC正常或過高
空氣不足或燃油過多 或是其他使空燃增濃的狀況發生

檢查空濾 點火系統 供油系統 排除任何影響空燃比的因素
空濾過髒 汽油幫浦壓力過大導致油給多了 ABV旁通堵塞 含氧感知故障 電腦 等等

CO正常 HC過高
點火異常 或其他使未燃燒混合氣被排出的狀況發生
火星塞磨損點火不良 點火系統路徑檢查 缸壓檢查 正時檢查 汽門間隙 等等

CO低 HC過高
混合氣過度稀薄導致Miss Fire
檢查進氣系統是否漏氣 油嘴堵塞導致燃油修正超過閉迴路上限 含氧感知 電腦等等

至於單純的CO2過低...
很大機率管子沒接好 或排氣管破洞 冏

以上
謝謝大家

--

※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 122.121.171.202 (臺灣)

感覺只是機車高山症了ㄏㄏㄏ 平地沒事的話拉 武嶺實在太高了

※ 編輯: nowitzkixd (122.121.171.202 臺灣), 11/15/2024 01:16:05