汽车尾气中含有一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物(NOx)、二氧化硫、铅、碳微粒和其他杂质粉尘等，这些物质对人类和整个生态环境危害极大，其中CO、HC、NOx及微粒是主要的有害排放物。由于汽车尾气成分与发动机的工况有最直接的联系，所以通过汽车尾气的检测可初步分析发动机的工作状况、性能好坏，可以检查包括燃烧情况、点火能量、进气效果、供油情况、机械情况等诸多方面。当发动机各系统出现故障时，尾气中某种成分必然偏离正常值，通过检测发动机不同工况下尾气中不同气体成分的含量，可判断发动机故障所在的部位。
1、一氧化碳（CO）
CO是燃料没有完全燃烧的产物。CO含量过高主要是混合气浓时，由于空气量不足引起可燃混合气的不完全燃烧。
CO含量过高表明燃油供给过多、空气供给过少，燃油供给系统和空气供给系统有故障，如空气滤清器不洁净、混合气不洁净、活塞环胶结阻塞、燃油供应太多、空气太少、点火提前角过大（点火太早）、曲轴箱通风系统受阻等。如果电喷发动机的CO过高，很可能是喷油器漏油、油压过高、水温传感器和空气流量计有故障或电控系统产生了故障。理论上，当混合气空燃比≥14.7:1时，即在氧气充足情况下，排气中将不含CO而代之产生CO2和未参加燃烧的O2。但现实中由于混合气的分布并不均匀，总会出现局部缺氧的情况，当空气量不足，即混合气空燃比≤14.7:1时，必然会有部分燃料不能完全燃烧而生成CO。比如发动机在怠速时，燃烧的混合气偏浓，此时发动机工作循环中的气体压力与温度不高，混合气的燃烧速度减慢，就会引起不完全燃烧，使一氧化碳CO的浓度增加。发动机在加速和大负荷范围工作、或点火时刻过分推迟时也会使尾气中CO的浓度增高。即使燃料和空气混合很均匀，由于燃烧后的高温，已经生成的CO2也会有小部分被分解成CO和O2。另外排气中的H2和未燃烃HC也可能将排气中的部分CO2还原成CO。
C0的含量过低，则表明混合气过稀，故障原因有：燃油油压过低、喷油嘴堵塞、真空泄漏、EGR（废气再循环）阀泄漏等。
2、碳氢化合物（HC）
HC是燃料没有完全燃烧或没有燃烧的产物，包括燃油、润滑油及其裂解产物和部分氧化物的200多种复杂成份。HC的读数高，说明燃油没有充分燃烧。
HC偏高的原因是：
混合气过稀：气缸压力不足、发动机温度过低、混合气由燃烧室向曲轴箱泄漏、燃油管泄漏、燃油压力调节器损坏。
混合气过浓：油箱中油气蒸发、燃油回油管堵塞、燃油压力调节器损坏。
点火正时不准确、点火间歇性不跳火、温度传感器不良、喷油嘴漏油或堵塞、油压过高或过低等因素都将导致HC读数过高。
在装有催化器的轿车上，如果发动机处于正常状态，排气中的HC读数是很低的。如果一个气缸失火，气缸中所有未燃汽油都进入排气系统，会导致HC排放增加。混合气过浓或过稀、点火不正时、 点火间歇性不跳火、温度传感器不良、喷油器漏油或堵塞、油压过高或过低等均会导致HC值上升。排气中的HC是由未燃烧的燃料烃、不完全氧化产物以及燃烧过程中部分被分解的产物所组成。当混合气过稀或缸内废气过多时会出现火焰传播不充分，即燃烧室部分地区由于混合气过稀或缸内残余废气过高而不能燃烧，出现断火。这时，排气中的HC浓度会显著增加。
碳氢化合物总称烃类，是发动机未燃尽的燃料分解产生的气体，汽车排放污染物中的未燃烃的20％-25％来自曲轴箱窜气；20％来自化油器与燃油箱的蒸发；其余55％由排气管排出。
3、氮氧化合物（NOx）
NOx主要成份是燃烧过程中形成的多种氮氧化合物。NOx包含NO、NO2等多种气体，主要指一氧化氮NO和二氧化氮NO2，它是由排气管排出。NOX常常发生在高温大负荷的情况下。它的产生第一要有足够高的温度（1000度以上），第二要有高压，足够大的压力，第三要有多余的氧才能反应，这三个条件任何一个不满足都不会产生氮氧化物。
过多的NOx排放可能性最大的原因是：EGR阀工作不好造成的或者是气缸里面有炽热点造成爆燃现象。当燃烧室内产生爆燃时，气缸温度大幅提高，这可能导致过多的NOx排放。而气缸的爆燃则可能是由于点火提前过大、燃烧室中的积碳和点火控制系统故障造成。冷却水温度过高也会促成爆燃。试验证明供给略稀的混合气（空燃比≥15.5）会增大NOx的排放量。汽油机排出的氮氧化物中，NO占99％，而柴油机排出的氮氧化物中NO2比例稍大。
4、微粒
微粒物质主要是化合物微粒及燃料没完全燃烧生成的炭粒。尾气呈黑色是混合气太浓，排气中有大量燃料没完全燃烧生成的炭粒。尾所呈白色是排气中有大量水蒸气，如在白烟中有汽油味则是某缸混合气太浓，不能燃烧形成的油蒸气（仅在冷起动时可能）。尾气呈蓝色则是有机油进入气缸内参与燃烧。
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