三元催化剂的作用是什麽？

2025-03-30 20:52:52

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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工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)催化转化器三元催化器的工作原理是：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NOx三种气体的活性，促使其进行一定的氧化-还原化学反应，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；NOx还原成氮气和氧气。三种有害气体变成无害气体，使汽车尾气得以净化。汽车三元催化转换器三元催化器的检测 1.外观检查检查催化转化器在行驶中是否受到损伤以及是否过热。将车辆升起之后，观察催化转化器表面是否有凹陷，如有明显的凹痕和刮擦，则说明催化转化器的载体可能受到损伤。观察催化转化器外壳上是否有严重的褪色斑点或略有成青色和紫色的痕迹，在催化转化器防护罩的中央是否有非常明显的暗灰斑点，如有则说明催化转化器曾处于过热状态，需做进一步的检查。用拳头敲击并晃动催化转化器，如果听到有物体移动的声音，则说明其内部催化剂载体破碎，需要更换催化转化器。同时要检查催化转化器是否有裂纹，各连接是否牢固，各类导管是否有泄漏，如有则应及时加以处理。此方法简单有效，可快速检查催化转化器的机械故障。由于催化剂载体破损剥落、油污聚集，容易阻塞载体的通道，使流动阻力增大，这时可通过测量其压力损失来进行检查。 2.背压试验在催化转化器前端排气管的适当位置上打一个孔，接出一个压力表，启动发动机，在怠速和2500r/min时，分别测量排气背压，如果排气背压不超过发动机所规定的限值，则表明催化剂载体没有被阻塞。如果排气背压超过发动机所规定的限值，则需将催化转化器后端的排气系统拆掉，重复以上的试验，如果催化转化器阻塞，排气背压仍将超过发动机所规定的限值。如果排气背压下降，则说明消声器或催化转化器下游的排气系统出现问题，破碎的催化剂载体滞留在下游的排气系统中，所以首先进行外观检查确认催化剂载体完整是非常必要的。对有问题的排气管、消声器和催化转化器也可通过测量其前后的压力损失来判断。 3.真空试验将真空表接到进气歧管，启动发动机，使其从怠速逐渐升至2500r/min，观察真空表的变化，如果这时真空度下降，则保持发动机转速2500r/min不变，且此后真空度读数明显下降，则说明催化转化器有阻塞。因为催化转化器的阻塞在真空试验中是一个渐变的过程，而此试验是一个稳态的过程（2500r/min），真空度读数不会产生明显的下降。如果是在试验室进行一个催化转化器阻塞前后的对比检查，催化转化器阻塞后，进气歧管真空度会发生明显下降，如果进气歧管真空度下降，并不能完全说明是由催化转化器阻塞造成的。发动机供油量减少时，进气歧管的真空度也会下降。因此与真空试验相比，排气背压试验更能真实反映催化转化器的情况。以上方法只能检查催化转化器机械故障，催化转化器的性能好坏，也就是其转化效率的高低，则需要通过下列的检查来判断。 4.加热法催化转化器在正常工作状态下，由于氧化反应产生了大量的反应热，因此可通过温差对比来判断催化转化器性能的好坏。启动发动机，预热至正常工作温度，将发动机转速维持在2500r/min左右，将车辆举升，用数字式温度计（接触式或非接触式红外线激光温度计）测量催化转化器进口和出口的温度，需尽量靠近催化转化器（50mm内）。催化转化器出口的温度应至少高于进口温度10～15％，大多数正常工作的催化转化器，其催化转化器出口的温度高于进口温度 20～25％。如果车辆在主催化转化器之前还安装了副催化转化器，主催化转化器出口温度应高于进口温度15～20％，如果出口温度值低于以上的范围，则催化转化器工作不正常，需更换；如果出口温度值超过以上范围，则说明废气中含有异常高浓度的CO和HC，需对发动机本身做进一步的检查。其它方法通过对比整车排放情况来判断催转化器效率的方法是不科学的。因为汽车排放的好坏与各系统的工作状况有关，不可排除的误差因素较多。如用冷热怠速时的排气浓度变化来检查催化转化器转化效率就是不太准确的方法。发动机冷车时，由于汽缸壁较冷，燃烧不完全而产生大量的CO和HC，而发动机热车怠速时，由于燃烧条件好转，发动机已处于闭环控制状态，不需要催化转化器的作用，排气浓度也会大大降低。因此，此项检查不能保证仅仅针对催化转化器的转化效率，可比性较差。提起汽车养护，咱老百姓最先想到的是换机油，换三滤，清洗喷油嘴，检查火花塞等项目。其实，清洗三元催化器与前面那些项目一样同等重要。　　三元催化器是一个形如“蜂窝煤”的陶瓷过滤装置。它被安装在发动机排气系统的前部排气管内。现在出厂的汽车都安有三元催化器。该装置大大降低了排放中的污染物，它与氧传感器配合使用，又有效降低油耗，提高了汽车的经济性能。在正常情况下，它的有效使用寿命为八万公里左右（国产的三元催化转化器也能达到五万公里以上）。　　由于三效催化转化器的工作要求比较严格，如果使用不当，会造成催化器早期失效甚至损坏。三元催化转化器早期失效的原因可归纳以下几点：　　温度过高　　常温下三元催化转化器不具备催化能力，其催化剂必须加热到一定温度才具有氧化或还原的能力，通常催化转化器的起燃温度在250 350℃，正常工作温度一般在350 700℃。催化转化器工作时会产生大量的自量越高，氧化的温度也愈高，当温度超过850 1000℃时，其内涂层的催化剂很可能会脱落，载体碎裂。所以必须注意控制造成排气温度升高的各种因素，如点火时间过迟或点火次序错乱、断火等，造成排气温度过高，影响催化转化器的效能。　　慢性中毒　　催化剂对硫、铅、磷、锌等元素非常敏感，硫和铅来自于汽油，磷和锌来自于润滑油，这四种物质及它们在发动机中燃烧后形成氧化物颗粒易被吸附在催化剂的表面，使催化剂无法与废气接触，从而失去了催化作用，即所谓的“中毒”现象。　　表面积碳　　当汽车长期工作于低温状态时，三元催化器无法启动，发动机排出的炭烟会附着在催化剂的表面，造成无法与 CO和 HC接触，长期下来，便使载体的孔隙堵塞，影响其转化效能。再者，尾气排放不畅，发动机的动力就难以发挥，这也是很多车高速跑不起来的原因。　　氧传感器失效　　为使废气催化率达到最佳（90％以上），必然在发动机排气管中安装氧传感器并实现闭环控制，其工作原理是氧传感器将测得废气中氧的浓度，转换成电信号后发送给ECU，使发动机的空燃比控制在一个狭小的、接近理想的区域内（14．7：1），保证氧传感器工作正常。如果燃油中含铅、硅就会造成氧传感器中毒。此外使用不当，还会造成氧传感器积碳、陶瓷碎裂、加热器电阻丝烧断、内部线路断脱等故障。氧传感器的失效会导致空燃比失准，排气状况恶化，催化转化器效率降低，长时间会使催化转化器的使用寿命降低。　　专家提醒　　汽车三元催化器使用寿命缩短、经常堵塞、影响动力等问题的突出，让清洗三元催化器成为用车最需要的清洗养护方式。目前各大汽车维修企业推出的每一万公里“汽车三元清洗养护”业务是“喷油嘴、进气道免拆养护”更新换代的养护技术，它是专门针对闭环电喷车开发研制的，它能同时清洗汽车发动机进气道、燃烧室胶质积碳和氧传感器、三元催化器附着的化学络合物。它能疏通三元催化器因附着化学络合物造成的堵塞，恢复三元催化器尾气净化功能，延长三元催化器使用寿命。它能解决闭环电喷车因胶质积碳和化学络合物造成的油耗增加、动力下降、尾气超标问题。所以“汽车三元清洗养护”是目前唯一可以匹配欧 II、欧III闭环电喷车的免拆清洗保养方法，必将成为汽修厂常规的发动机养护项目。

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