任务4 排气系统的检查及保养
【学习目标】
通过本任务的学习，学会检查车辆的排气系统并对其进行必要的保养操作。
【工作场景】
车辆进入举升机后，按要求将车支起至比操作人员高10cm左右锁住（举升机自锁），然后把两个安全支架分别推至车辆的前后轴下以确保安全。
【基础知识】
排气管不仅是将废气排向车辆尾部的一根管道，其形状和容积对发动机的输出特性有直接影响，因为它们决定了作业于燃烧室上的反向压力。因此，如果废气从排气管泄漏（泄漏可能因排气管被损坏或排气管装饰件被损坏而引起），或如果排气管的腐蚀变形阻碍了废气的流动，那么发动机的性能可能会受到损害。
在绝大多数的车辆上，排气系统内配备有三元催化转换器（TWC），以便将废气中的一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）和氮氧化物（NOx）尽可能转化成无毒无害的水（H2O）、二氧化碳（CO2）和氮气（N2）。三元催化转换器故障或转化器上部排气管故障都会使这些有毒有害气体进入大气，污染环境。
排气管末端的排气消声器及安装在排气消声器前面的副消声器将排气噪声减到最小。废气未经副消声器和消声器便排出，会产生过大的噪声。
排气系统用浮动支架安装在车身下面，可以适应因加速和减速引起的发动机振动。排气管与车身直接接触会大大地增加发动机噪声和振动，而且其本身也会成为一种新的噪声源。
车辆行驶时，为防止排气系统过热，在排气管线部件与车身之间装有隔热板。隔热板若损坏会使车身暴露在很高的温度下，从而会损坏车身。
车辆的品牌、年款不同，其排气系统的形状也不同。但其排气系统的检查与更换程序基本相同。
【技能训练】
一、操作训练
车辆举升起来之后，在确认车辆已被可靠牢固的支撑后，戴上安全帽进行下面对排气系统的检查作业。
（1）检查各节之间的装配螺栓和螺母是否松动。
（2）检查吊胶环是否损蚀、磨损、损坏和硬化。
（3）检查隔热板安装螺母是否松动。
（4）检查接头之间的间隙是否漏气、是否生锈，以及焊缝处是否生锈和裂开。检查漏气时可先将车辆放下，启动尾气排放系统，然后将车打着火。然后同前面一样将车再次安全升起，从外表目测所有的接头焊缝等处是否有尾气泄漏现象。
（5）检查主消声器、副消声器、各节排气管等是否有生锈或被严重腐蚀。检查时从发动机处的排气歧管开始，用锤子或其他工具沿着排气系统轻敲。轻敲时发出低沉声音的部分可能是内部生锈或腐蚀。所以，应立即拆卸进行进一步检查，如有必要，进行更换。表面生锈的部分可能从内至外都已被腐蚀。
（6）三元催化转化器在极高的温度下处理很浓的废气。所以，随着时间的推移它将会老化甚至失效。仔细检查三元催化转化器是否有积碳迹象及是否有焦油渗漏。
（7）检查氧传感器的线束及其他线束是否离排气管过近，若有应通过捆扎等方式让其尽可能远离排气管。
二、操作注意事项
（1）进入车底下之前，一定要确信车辆被牢固地支撑。为了保证安全，工作时要戴上安全帽。
（2）发动机刚刚熄火或正在工作，排气管的温度都非常高，一定要注意防止被烫伤。
（3）不要独自工作。工作时必须有一个助手在场帮助托住排气系统，以防排气系统落下伤人。
（4）对于已生锈的螺栓不可强行拆下，要先喷涂除锈剂或螺栓松动剂，等待片刻后再拆下。
（5）拆卸排气管时，应从发动机端开始逐节拆下；安装时要从主消声器端装起逐节装回。这样可以保护排气歧管附近的装饰件不被损坏，同时也避免了排气管的异常弯曲。
（6）传感器要事先拆下并妥善保管，以免损坏。
（7）装回时各螺栓应按规定的拧紧力矩逐渐拧紧，不可一次紧固到位或力矩过大过小。
【相关拓展】
一、三元催化转换器概述
汽车发动机工作时，会产生CO、HC、NOx等有害气体。对这些有害气体如何控制呢？目前发动机上主要用两种方法。一种是机内净化，如控制汽油的辛烷值、控制空燃比、改进进气道、控制曲轴箱的排放物等。用机内净化的方法，还不能够满足排放法规的要求，于是又发展出了机外净化，即在发动机排气尾管中安装废气催化转换器。因为这种装置可以同时净化CO、HC、NOx三种有害气体，所以又称为三元催化转换器。
二、三元催化转换器的结构
三元催化转换器主要由壳体、减振层、载体、催化器等部分组成，如图3－13所示。
图3－13 三元催化转换器结构
壳体由不锈钢板材料制成，外面装有隔热罩，避免高温对外辐射和外部撞击或溅水造成的损坏。
减振层是壳体与载体之间的减振密封垫，主要起减振、缓解热应力、保温和密封的作用。
载体一般用金属陶瓷或金属板制成，其结构做成蜂窝状。做成蜂窝状的目的是为了加大催化面积。在蜂窝状载体孔道的壁面上涂有一层多孔的活性层，其粗糙多孔的表面可使载体壁面的实际催化反应面积大大增加。涂层表面分散有作为催化活动材料的贵金属，主要有铂、铑、钯等，主要是为了将CO、HC、NOx等转化为无害气体。
三、三元催化转换器的劣化
所谓三元催化转换器的劣化，主要是指三元催化转换器受各种外部因素的影响，而导致三元催化转换器性能下降或失效，主要有以下几种因素。
1．积垢
燃料燃烧时，会产生一些积炭。这些积炭会沉积在三元催化转换器的载体孔道的表面，从而使载体表面涂层上的催化剂部分失去催化作用。积炭太多时，会使三元催化转换器完全失效，甚至堵塞整个排烟道，造成发动机排气背压升高，使发动机工作性能严重下降。
2．热损伤
三元催化转换器的正常工作温度为350～700℃，过热会引起贵金属表面积下降和催化剂的热失活。当三元催化转换器的工作温度超过1 000℃时，会造成贵金属表面脱落，甚至损坏催化转换器的载体，导致热损伤。造成热损伤的原因，通常是发动机点火系统不良造成发动机持续失火，大量燃料在催化器中燃烧所致。
3．中毒
三元催化转换器的中毒，主要由燃料中的硫和铅及润滑油中的锌和磷造成的，这些物质会导致催化剂活性降低甚至失效。
四、三元催化转换器的合理使用与养护
（1）发动机排气系统不能漏烟，否则会造成氧传感器数据传输失准。
（2）经常检查催化器安装是否牢靠，防止因为震动使载体破碎。
（3）禁止使用含铅汽油。
（4）定期清洗三元催化转换器。一般来讲，汽车行驶30 000km就应该清洗一次三元催化器。清洗后可有效清除积碳及硫、铅、锌、磷等有害物质，消除尾气超标、动力不足、排气背压高等现象，恢复三元催化转换器活性。
（5）行驶应特别注意不要“托底”，因为三元催化转换器大多数内部都是蜂窝陶器形成的催化剂承载体，碰撞后容易破碎，使催化器和排气系统堵塞。
五、三元催化转换器的故障判断
在实际使用当中，如果车辆出现油耗增加、加速无力、转速提升困难甚至启动困难等故障时，应当检查三元催化转换器的工作状况，通常情况经过清洗或疏通三元催化转换器即可恢复正常的油耗和动力。并且，当驾驶员发现以下症状时，同样说明催化器工作不良，应当及时到4s店进行检修。
（1）车辆加油门时可以听到有“嘶嘶”的漏气声或“咕噜咕噜”的异响等声音。
（2）车辆启动后不久排气歧管到三元催化转换器之间会有明显的烧红现象。
（3）怠速或加速时均可闻到刺鼻、发臭的气味，如果进行尾气分析会发现NOx严重超标。
（4）工作正常的三元催化转换器，催化器前部的温度低于后部温度，如果三元催化转换器前部温度高于后部温度，则说明催化器工作不良。
【复习延伸】
1．氧传感器的作用是什么？为什么有的车上装有一个氧传感器，有的车上装有两个氧传感器？
2．目前排气系统的改装都有哪些项目？哪些是合法的，哪些是非法的？
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