三元催化器的作用及性能检测方法你了解吗同江

三元催化器是安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置，当高温的汽车尾气通过净化装置时，三元催化器中的净化剂将增强CO、HC和NXo三种气体的活性，促使其进行一定的氧化还原化学，其中CO在高温下氧化成为无色无毒的二氧化碳气体；HC化合物在高温下氧化成水（H20）和二氧化碳；NXo还原成氮气和氧气，所以三种有害气体变成了无害气体，使汽车尾气得到净化。现在汽车遍及率很高，尾气污染也成为了人们最关注的话题，三元催化器的出现，发挥了很大的作用。下面小编来为大家介绍三元催化器的作用、性能检测方法、使用注意事项、清洗喷油嘴清洗时要采取的措施、失效的原因。大家一起来看看吧！

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三元催化器的作用

三元催化器，是安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置，它可将汽车尾气排出的CO、HC和NOx等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气。由于这种催化器可同时将废气中的三种主要有害物质转化为无害物质。随着环境保护要求的日益苛刻，越来越多的汽车安装了废气催化转化器以及氧传感器装置。它安装在发动机排气管中，通过氧化还原反应，二氧化碳和氮气，故又称之为三元(效)催化转化器。

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三元催化器性能检测方法

一、简单人工检查三元催化器

1、通过人工检查可以从一开始判断三元催化器是否有损坏。用橡皮槌轻轻敲打三元催化器。 听有无"咔啦"声。并伴随有散碎物体落下。如果有此异响，则说明三元催化器内部催化物质剥落或蜂窝陶瓷载体破碎。那么必须更换整个转换器了。如果没有上述异响。

2、检查三元催化器是否堵塞。三元催化器芯子堵塞是比较常见的故障。可以用下面两种方法进行：

第一，是检测进气歧管真空度法：

将废气再循环(EGR)阀上的真空管取下。 将管口塞住，避免产生虚假真空泄漏现象。将真空管接到进气歧管上，让发动机缓慢加速到2500r/min。若真空表读数瞬间又回到原有水平(47.5~74.5kPa)并能维持15s。则说明TWC没有堵塞。否则应该怀疑是三元催化器或排气管堵塞。

第二，是检测排气背压法：

从二次空气喷射管路上脱开空气泵止回阀的接头。 再在二次空气喷射管路中接一个压力表。在发动机转速为2500r/min时观察压力表的读数。此时读数应该小于17.24kPa，如果排气背压大于或等于 20.70kPa。则表明排气系统堵塞。若观察三元催化器、消声器及排气管没有外伤。则可将三元催化器出口和消声器脱开后观察压力表读数是否有变化。若压力表显示排气背压仍然较高。则为TWC损坏：若压力表显示排气背压陡然下降。 则说明堵塞发生在TWC出气口后面的部件。

二、怠速试验法检查三元催化器

让发动机怠速运转，使用尾气分析仪测量此时的CO值。当发动机正常工作时候(空燃比为14.7：1)。这时的CO典型值为0.5~1%。当使用二次空气喷射和三元催化器技术可以使怠速时的CO值接近于0。 最大不应超过0.3%，否则说明三元催化器损坏。另外。据经验分析，怠速时候的NOX的排放量也能给我们一些帮助。通常在怠速时候的NOX数值应不高于100ppm，而在稳定的工况下。 NOX数值应该不高于1000ppm，在发动机一切正常的情况下，而NOX过高就可以怀疑是三元催化器故障了。

三、快怠速试验法测量

让发动机处于快怠速运转状态。并用转速表测量快怠速是否符合规定值。用尾气分析仪测量发动机处于快怠速状态下尾气中的CO和HC含量。如果发动机性能良好，则CO值应该在1.0%以下，HC应该在10ppm以下。若两种数值都超标，则可临时拔下空气泵的出气软管，此时若CO和HC值不变。则可以判定三元催化器已损坏，若读数上升。而重新接上软管后又下降。则说明燃油喷射系统故障或是点火系统故障。

四、稳定工况试验法

在完成基本怠速试验后进行该项试验。按照厂家规定接好汽车专用数字式转速表，使发动机缓慢加速，同时应观察尾气分析仪上的CO和HC值。当转速加到2500r/min并稳定后。 CO和HC数值应有缓慢下降。并且稳定在低于或接近于怠速时的排放水平。否则怀疑是三元催化器损坏。这种方法不但能够对三元催化器是否有故障做出判断。 还能有效地综合分析三元催化器在车辆行驶中的实际效能。这时因为三元催化器性能评价指标中有一项"空速特性检验"，它表示了受反应气体在催化剂中的停留时间。性能差三元催化器尽管在低空速(如怠速)时表现出较高的转化效率。但是在高空速(如实际行驶)时的转化效率是很低的，因而不能仅凭借怠速工况评价催化剂的活性是否正常。此外，在具体检测中，还需要注意三元催化器的空燃比特性。三元催化器在过量空气系数为1的附近时。 转换效率最高。实际使用中就需要闭环电子控制燃油供给系统和氧传感器的配合。开环时候由于无法给予精确的空燃比，转换效率仅仅有60%左右。 而闭环时平均转换效率可达95%。在对三元催化器进行怀疑的时候，也应该对电控系统和氧传感器进行相应检测。

五、红外温度计测量法

这是一种比较简单的测量方法。三元催化器在实际使用过程中，其出口管道温度比进口管道温度至少高出38℃，在怠速时，其温度也相差10%。但是若出口与入口处的温度没有差别或出口温度低于入口温度，则说明TWC没有氧化反应。 此时应该检查二次空气喷射泵是否有故障，若没有故障。 就说明三元催化器已经损坏。

六、利用双氧传感器信号电压波形分析

目前，许多发动机燃油反馈控制系统中。都安装两个氧传感器。分别装载三元催化器的反应前、后两端。这种结构在装有OBD-Ⅱ代系统的汽车上，可以有效地检测三元催化器的性能。OBD-Ⅱ诊断系统改进了三元催化器的随车监视系统，安装在三元催化器后端的氧传感器电压波动要比安装在三元催化器前端的氧传感器电压波动少得多。这是因为运行正常的三元催化器转化CO和HC时消耗氧气。当三元催化器坏时，其转换效率基本丧失，使前、后端的氧气值接近，此时氧传感器信号的电压波形和波动范围均趋于一致，因此，需要更换三元催化器。

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三元催化器使用注意事项

1、勿用含铅汽油。

2、勿长期急速运转(开环控制状态)。

3、勿让发动机转速忽快忽慢。

4、点火时间勿太迟。

5、长时间启动不着。

6、不要长时间拔出高压线试火。

7、测量气缸压力时，要拔下燃油泵的中控接头，从而能停止喷油器向气缸内喷油。

8、发现有气缸工作不良时，应及时停车检查、排除故障。

9、避免混合气偏浓的诸多因素，如喷油器关闭不严，燃油压力调节器失效(油压过高)、氧传感器失效、空气流量传感器失效等。

10、催化转化器只要正确使用，一般不需要维护，故不要随便拆卸，如需更换时一定要与发动机匹配。

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三元催化器清洗喷油嘴清洗时要采取的措施

1、关闭发动机，将点火开关旋到OFF档位置。

2、断开燃油泵保险（继电器或从油箱处拆下油泵电路插头）

3、拆下车辆喷油器的供回油管路，根据车型在供回油管路上安装相应的快速接头，并与清洗机接好，（回油管可用安装盲堵，）

4、将三元清洗剂（1004燃油修复剂）按1瓶兑1000毫升的比例，加入清洗机油箱内。

5、接通电源，红色接车蓄电池的正极，黑色接车蓄电池的负极.

6、调压：将调压阀定在低压，将计时器旋在最高值，打开清洗机电源开关，根据所施工的车的电动汽油泵来调整清洗机的工作压力。

7、检查：检查所有的接头是否都已接好，确保无漏油现象的发生。

8、清洗：启动发动机，清洗工作开始，清洗剂用完后，发动机会自动灭火，（当发动机发生警报时表示将停止清洗，可根据情况停止或选择继续，如继续则将计时器旋到高值）在清洗过程中如发生异常，立即关闭清洗机电源开关，修正后在继续工作。

9、清洗完毕后，断开清洗设备电源开关，拆开清洗设备和车辆的各管路连接处，恢复车辆的原有燃油管路和电路系统。

10、启动发动机，检查有无泄露，一切正常后，清洗工作结束。

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三元催化器失效的原因

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一、高温失活：

三元催化器长期在高温条件下，会造成高温失活，三元催化器产生高温的原因是：

1、发动机失火过使未燃混合气在催化器中燃烧发生剧烈氧化放热反应。

2、汽车连续高速大负荷运行。

3、汽车突然制动、减速。

发动机排气温度的变化范围很大，怠速时一般为300~400℃，低速、中速常用工况行驶为400~600℃，高速全负荷行驶时为900℃。如果三元催化剂长期暴露在800℃以上的高温环境下，催化剂的活性组分铂、钯和铑贵金属等组分易挥发，其涂层易剥落，其晶粒及助催化剂氧化铈的晶粒会明显增大，而且载体氧化铝也会发生相变，会从比表面较大的γ型转变比表面较小的?型，从而加剧了贵金属活性组分和助剂氧化铈晶粒的长大烧结和聚集，使该催化剂的比表面急剧下降，而使催化剂失活。高温还会引起氧化铈助剂等储氧能力降低，在800℃时催化剂吸氧能力迅速降低，从而使催化剂的活性大大下降。

二、化学中毒：

燃油和润滑油中的硫、磷、抗爆剂中的锰、铅、燃油不完全燃烧产生的一氧化碳都会造成三元催化剂中毒失效，毒物主要是吸附在催化剂活性表面上，并形成一种化学吸附络合物，其中铅中毒往往是不可逆的，催化剂在含铅气氛中工作几十小时就会完全丧失活性，而对硫、磷、一氧化碳中毒，催化剂的活性则在一定条件下可以得到恢复。

三、积碳失活：

因积炭覆盖在三元催化剂和涂层表面而造成三元催化器失效为积炭失活，覆盖在涂层表面的积碳往往是一种含有碳、氢、硫、氮、氧、重金属等多种元素的混合物，积炭失活是目前导致三元催化器失效的主要原因之一。

四、堵塞失效：

三元催化器因堵塞失效造成发动机工作不正常是目前环保发动机很普遍的问题，三元催化器堵塞常见形式有：

1、使用乙醇汽油胶质积碳烧结堵塞。

2、硫磷化学络合物烧结堵塞。

3、铅锰金属沉积物烧结堵塞。

4、发动机失火造成陶瓷载体烧溶堵塞。

5、发动机失火造成三元催化器陶瓷载体和金属外壳之间的密封层部分高温老化，成为粉末堵塞后半部陶瓷载体。

三元催化器堵塞是逐步形成的，堵塞的生成是可逆的，堵塞可通过化学过程如氧化和气化而减少，也可以通过物理过程如解吸和挥发组分、气相组分蒸发而减少。三元催化器堵塞可以分为三个阶段：

①第一阶段为轻微堵塞阶段，此阶段化学络合物吸附在催化剂表面上，只表现为尾气净化功能降低，尾气排放超标。

②第二阶段为中度堵塞阶段， 化学络合物已在催化剂表面累积到一定程度，此阶段排气背压升高，油耗增加、动力下降。

③第三阶段为严重堵塞阶段，由于堵塞严重，“三元催化器” 工作温度升高，在三元催化器前端形成高温烧结堵塞，高温烧结堵塞又分为两种：一种为金属烧结堵塞，一种为积碳烧结结焦堵塞，它是由燃油中是否使用含铅、含锰抗爆剂而决定，此阶段表现为动力严重下降，经常熄火，严重时排气管烧红，甚至造成车辆自燃。

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上文相关知识，大家都了解了吗？这些是小编为大家归纳的三元催化器的作用、性能检测方法、使用注意事项、清洗喷油嘴清洗时要采取的措施及失效的原因。同时这里要特别提醒大家的是：要注意保养三元催化器，只要悉心保养，才能够延长它的使用寿命，一般三元催化器的使用寿命可以达到10万公里甚至更长！三元催化器，除了烧正规的汽油外，还应防止车辆长时间怠速运转，否则过浓的混合汽会继续在排气管中燃烧，将造成三元催化器的多孔陶瓷载体的高温烧碎，排气阻力会增大，车辆加速也会感到无力，当发动机急减速时，破碎的陶瓷粉末甚至会随排气压力的波动，被倒吸入汽缸内，造成发动机的严重磨损。

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