汽车用三元催化器基础知识及成本分析.pptx
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65三元催化转化器PPT课件
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由于发动机在高速和高负荷工况下，发动机 的燃烧温度很高，因此致使发动机的排气温度在 这些状况下也会很高。此时的发动机排气温度将 会超过三元催化转化器内涂装的催化剂涂层，甚 至陶瓷载体本身所能承受的最高允许温度范围。 由于不同地区和不同的使用环境要求的各异性， 要求商用汽车必须要满足这些特殊的复杂工作过 程和过环境实际状况和技术要求，并且需要考虑 到实际使用环境下的最为恶劣的工作状况。具体 应用必须适应这些极端工况和环境要求。
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4．涂层 浆状物涂在载体上后烘干，典型涂层的主要
成分是氧化铝和二氧化铈。该涂层为贵金属催化 剂提供一个巨大的表面积，将贵金属催化剂涂布 其上，可防止催化剂发生热退化作用。
催化转化器的涂层如下图所示，在载体孔道 的壁面上涂有一层非常疏松的活性层（英文为 Washcoat），即催化剂涂层。它以γ-Al2O3为主， 其粗糙多孔的表面可使壁面的实际催化反应表面 积扩大7000倍左右。在涂层表面散布着作为活性 材料的贵金属，一般为铂（Pt）、铑（Rh）和钯 （Pd）以及作为助催化剂成分的铈（Ce）、钡 （Ba）和镧（La）等稀土材料。助催化剂主要
车用燃油品质：车用燃料中所含的重金属 添加剂将由于其自身无法燃烧转化为气态而将
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造成在催化剂载体表面的沉积而导致重金属中毒。 由于铅中毒可导致催化剂的永久性的损坏和
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二、三元催化转化器的作用、特点
1.作用
三元催化转化器通常亦被称为触媒。催化剂本 身乃是一种特殊的化学混合物质，它用以加快介质 的化学反应的速率，而催化剂本身的元素或成分则 并不产生任何化学变化。催化剂必须通过采用某些 特定的浸镀并烘干等复杂工艺处理，被可靠地涂敷 在陶瓷载体的蜂窝孔的表面上。
三元催化转化器的作用是将发动机运转工作过 程所产生的燃烧废气中所含的有害气体排放物，主
汽车用三元催化器基础知识及成本分析共49页
汽车用三元催化器基础知识 及成本分析
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托人 自由发 挥自己 的才能 ，而不 是为了 束缚他 的才能 。—— 罗伯斯 庇尔
谢谢你的阅读
❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托人 自由发 挥自己 的才能 ，而不 是为了 束缚他 的才能 。—— 罗伯斯 庇尔
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❖ 知识就是财富 ❖ 丰富你的人生
71、既然我已经踏上这条道路，那么，任何东西都不应妨碍我沿着这条路走下去。——康德 72、家庭成为快乐的种子在外也不致成为障碍物但在旅行之际却是夜间的伴侣。——西塞罗 73、坚持意志伟大的事业需要始终不渝的精神。——伏尔泰 74、路漫漫其修道远，吾将上下而求索。——屈原 75、内外相应，言行相称。——韩非
三元催化器知识ppt课件
三元催化器的结构、工作原理 清洗产品
李健
三元催化器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， 故称三元。
SUCCESS
THANK YOU
2019/5/5
三元催化剂工作原理：
尾气中含CO、HC（碳氢化合物）、NOx （28种氮氧化合物）、硫化物等有害气 体 ，经过催化剂催化反应。
HC+ CO+ O2
H2O+ CO2
氧化反应
NOx
N2+ O2
还原反应
什么是排气背压？
排气背压就是指排气的阻力压力 背压大，排气阻力就大，会降低发动机动力 背压小，排气阻力就小，会增加发动机动力
按横截面分 1.圆形 2.球场形 3.椭圆形
三元催化剂的外形种类：
按目数分： 400目、600目等
目数：每平方英 尺孔的数量
三元催化剂工作原理：
三元催化剂是贵金属铂（Pt）、钯（Pd）、 铑（Rh）按一定比例以稀土金属氧化物的形 式涂覆在蜂窝陶瓷载体上。铂和钯任取一种 与铑配合使用。作为催化剂不参与化学反应。
三元催化器的结构：
不锈钢外壳
不锈钢端盖
衬垫
三元催化剂
三元催化剂：
三元催化剂载体是一种 薄壁蜂窝陶瓷、堇青石 质蜂窝陶瓷载体，具有 尺寸规整、比表面积大、 热传导快、抗压强度高、 热膨胀系数低、热稳定 性好等特点。也叫白载 体。在蜂窝陶瓷载体表 面涂覆贵金属和稀土元 素的混合物后称为催化 剂
三元催化剂的外形种类：
汽车需要装三元催化器（减排用）、消音器（一般 是要装2~4个）和涡轮增压器等，都会增加发动机的
李健
三元催化器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， 故称三元。
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2019/5/5
三元催化剂工作原理：
尾气中含CO、HC（碳氢化合物）、NOx （28种氮氧化合物）、硫化物等有害气 体 ，经过催化剂催化反应。
HC+ CO+ O2
H2O+ CO2
氧化反应
NOx
N2+ O2
还原反应
什么是排气背压？
排气背压就是指排气的阻力压力 背压大，排气阻力就大，会降低发动机动力 背压小，排气阻力就小，会增加发动机动力
按横截面分 1.圆形 2.球场形 3.椭圆形
三元催化剂的外形种类：
按目数分： 400目、600目等
目数：每平方英 尺孔的数量
三元催化剂工作原理：
三元催化剂是贵金属铂（Pt）、钯（Pd）、 铑（Rh）按一定比例以稀土金属氧化物的形 式涂覆在蜂窝陶瓷载体上。铂和钯任取一种 与铑配合使用。作为催化剂不参与化学反应。
三元催化器的结构：
不锈钢外壳
不锈钢端盖
衬垫
三元催化剂
三元催化剂：
三元催化剂载体是一种 薄壁蜂窝陶瓷、堇青石 质蜂窝陶瓷载体，具有 尺寸规整、比表面积大、 热传导快、抗压强度高、 热膨胀系数低、热稳定 性好等特点。也叫白载 体。在蜂窝陶瓷载体表 面涂覆贵金属和稀土元 素的混合物后称为催化 剂
三元催化剂的外形种类：
汽车需要装三元催化器（减排用）、消音器（一般 是要装2~4个）和涡轮增压器等，都会增加发动机的
汽车用三元催化器基础知识及成本分析PPT课件
椭圆形捆绑式封装，切点附近压力过大 导致剪切型断裂
封装工艺中局部填充密度过高导致封装 过程中表层和少量网格被压碎
排放上 游侧的 金属颗 粒造成 的侵蚀
19
堇青石陶瓷载体的软化温度为 1410℃，在陶瓷体软化前涂层会 达到软化/熔化点
可能原因为发动机控制-点火不良， 增加了熔点温度
20
3.5.外壳
●对于超薄壁载体可与合适的衬垫相配
●允许接受任何形状载体
33
5.2.捆绑式封装
34
●通过捆绑式进行封装，可以获得均衡而一致的GBD ●在搭接处进行合理设计，以获得均衡压力 ●对于标准和薄壁载体封装具有高可靠性 ●对于超薄壁载体可与合适的衬垫相配 ●适用圆形零件（在采用先进的设计35和工艺时可接受椭圆形零件）
4
二、触媒的作用
触媒的工作5原理
根据触媒在整车的位置，又 分为FCC（前触媒）与UCC
（后触媒）
6
三、触媒的基本结构
典型的触媒结构由壳体、衬垫、载体、催化剂、涂层等构成
7
3.1.贵金属
铂 （Pt）
钯 （Pd）
铑 （Rh）
CO 高 NOX 差 HC 高
CO 高 NOX 高 HC 高
CO 一 般 NOX 高 HC 差
汽车用三元催化器 基础知识及成本分析
1
一、概述 二、三元催化器的作用、特点 三、三元催化器的基本结构 四、三元催化器的基本性能 五、三元催化器封装工艺 六、三元催化器失效模式 七、三元催化器成本分析
2
3
机动车尾气占大 气污染物比例 CO HC NO
北京市
63.4% 73.5%
46%
上海市
86% 96% 56%
催化器使用中，金属外壳的热膨胀系数很大，而陶瓷载体的热膨胀系数 很小，要靠衬垫的膨胀和弹性加以缓冲，保证载体不会松动。垫片是催 化转化器中保护载体不受损坏的部分。同时有密封、隔热、隔音的作用。 供应商：3M、UNIFRAX（奇耐）、三菱化工
封装工艺中局部填充密度过高导致封装 过程中表层和少量网格被压碎
排放上 游侧的 金属颗 粒造成 的侵蚀
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堇青石陶瓷载体的软化温度为 1410℃，在陶瓷体软化前涂层会 达到软化/熔化点
可能原因为发动机控制-点火不良， 增加了熔点温度
20
3.5.外壳
●对于超薄壁载体可与合适的衬垫相配
●允许接受任何形状载体
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5.2.捆绑式封装
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●通过捆绑式进行封装，可以获得均衡而一致的GBD ●在搭接处进行合理设计，以获得均衡压力 ●对于标准和薄壁载体封装具有高可靠性 ●对于超薄壁载体可与合适的衬垫相配 ●适用圆形零件（在采用先进的设计35和工艺时可接受椭圆形零件）
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二、触媒的作用
触媒的工作5原理
根据触媒在整车的位置，又 分为FCC（前触媒）与UCC
（后触媒）
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三、触媒的基本结构
典型的触媒结构由壳体、衬垫、载体、催化剂、涂层等构成
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3.1.贵金属
铂 （Pt）
钯 （Pd）
铑 （Rh）
CO 高 NOX 差 HC 高
CO 高 NOX 高 HC 高
CO 一 般 NOX 高 HC 差
汽车用三元催化器 基础知识及成本分析
1
一、概述 二、三元催化器的作用、特点 三、三元催化器的基本结构 四、三元催化器的基本性能 五、三元催化器封装工艺 六、三元催化器失效模式 七、三元催化器成本分析
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机动车尾气占大 气污染物比例 CO HC NO
北京市
63.4% 73.5%
46%
上海市
86% 96% 56%
催化器使用中，金属外壳的热膨胀系数很大，而陶瓷载体的热膨胀系数 很小，要靠衬垫的膨胀和弹性加以缓冲，保证载体不会松动。垫片是催 化转化器中保护载体不受损坏的部分。同时有密封、隔热、隔音的作用。 供应商：3M、UNIFRAX（奇耐）、三菱化工
汽车用三元催化器基础知识及成本分析PPT49页
33、如果惧怕前面跌宕的山岩，生命 就永远 只能是 死水一 潭。 34、当你眼泪忍不住要流出来的时候 ，睁大 眼睛， 千万别 眨眼!你会看到 世界由 清晰变 模糊的 全过程 ，心会 在你泪 水落下 的那一 刻变得 清澈明 晰。盐 。注定 要融化 的，也 许是用 眼泪的 方式。
35、不要以为自己成功一次就可以了 ，也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出 及成本分析
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。
35、不要以为自己成功一次就可以了 ，也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出 及成本分析
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。
三元催化器的基础知识PPT课件
使用要求：三元催化器必须和闭环电喷控制发动机同时 使用。才能保持比较高的转换效率，即发动机理论空燃 比为14.7：1。
温度要求：在350℃到850℃，低于或高于正常的工作温 度就会导致三元催化器的转换效率和使用寿命的降低。
3
三元催化器的损坏形式
❖ 高温失活：活性成分在高温烧结后，涂层 中的γ-Al2O3会转化成α-Al2O3。它只是导 致催化器中催化剂的失效，并不影响排气 阻力，所以有很多时候车主不会发现，只 有在测量尾气或车检时才会发现。
❖ 稀土陶瓷
❖ 特性:成本低，抗过载抗高温能力较好，缺 点是升温慢、流动阻力比金属的高，对发 动机性能影响比金属的大，净化效率比金 属的低。现在90%的车辆使用稀土陶瓷载 体的三元催化器。
2
三元催化器工作条件
❖ 三元催化器工作条件:
燃油要求：汽油中铅的含量导致三元催化器的转换效率 严重下降，也是导致其烧缩、烧结的主要原因之一。对 硫、磷等杂质的含量也有要求。
8
闭环பைடு நூலகம்喷控制系统
进气道
燃
E
烧
C U
点火系统 室 氧
传
三元催化 转换器
感
喷油嘴
器
将氧传感器数据传 回 ECU以 便 及时 调 整发动机
9
杰锐产品培训教材
三元催化器培训纲要
杰锐华北技术支持与营销管理中心
10
个人观点供参考，欢迎讨论
1
三元催化器载体
❖ 金属载体 ❖ 优点是：升温快，凉车启动尾气达 标快，和排出气体的几何接触面积 大，有利于催化反应；流通阻力小， 对发动机的性能影响小; 载体的热传 导好，可以延缓催化剂的热老化。 ❖ 缺点是：耐热性差，抗过载能力低； 成本高，现在使用的金属材质为鉻 铝钇不锈钢金属波纹板，价格较昂 贵；高温后金属材质极性变大，容 易吸附燃油中的杂质。
温度要求：在350℃到850℃，低于或高于正常的工作温 度就会导致三元催化器的转换效率和使用寿命的降低。
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三元催化器的损坏形式
❖ 高温失活：活性成分在高温烧结后，涂层 中的γ-Al2O3会转化成α-Al2O3。它只是导 致催化器中催化剂的失效，并不影响排气 阻力，所以有很多时候车主不会发现，只 有在测量尾气或车检时才会发现。
❖ 稀土陶瓷
❖ 特性:成本低，抗过载抗高温能力较好，缺 点是升温慢、流动阻力比金属的高，对发 动机性能影响比金属的大，净化效率比金 属的低。现在90%的车辆使用稀土陶瓷载 体的三元催化器。
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三元催化器工作条件
❖ 三元催化器工作条件:
燃油要求：汽油中铅的含量导致三元催化器的转换效率 严重下降，也是导致其烧缩、烧结的主要原因之一。对 硫、磷等杂质的含量也有要求。
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闭环பைடு நூலகம்喷控制系统
进气道
燃
E
烧
C U
点火系统 室 氧
传
三元催化 转换器
感
喷油嘴
器
将氧传感器数据传 回 ECU以 便 及时 调 整发动机
9
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三元催化器培训纲要
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10
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三元催化器载体
❖ 金属载体 ❖ 优点是：升温快，凉车启动尾气达 标快，和排出气体的几何接触面积 大，有利于催化反应；流通阻力小， 对发动机的性能影响小; 载体的热传 导好，可以延缓催化剂的热老化。 ❖ 缺点是：耐热性差，抗过载能力低； 成本高，现在使用的金属材质为鉻 铝钇不锈钢金属波纹板，价格较昂 贵；高温后金属材质极性变大，容 易吸附燃油中的杂质。
三元催化器介绍
三元催化器介绍三元催化器，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 ⼀氧化碳、HC碳氢化合物和NOx氮氧化物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，故称三元。
⼯作原理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。
性能特点三元催化器性能稳定、质量可靠、寿命长，其产品⼴泛适⽤于本⽥、奥德赛、别克、奥迪、帕萨特、桑塔纳、现代、别克、奥拓、昌河、捷达等车型。
另外承揽不锈钢制品、过滤器、机箱机柜等加⼯业。
三元催化器的载体部件是⼀块多孔陶瓷材料，安装在特制的排⽓管当中。
称它是载体，是因为它本⾝并不参加催化反应，⽽是在上⾯覆盖着⼀层铂、铑、钯等贵重⾦属。
它可以把废⽓中的HC、CO 变成⽔和CO2, 同时把Nox 分解成氮⽓和氧⽓。
HC、CO 是有毒⽓体，过多吸⼊会导致⼈死亡，⽽NOX 会直接导致光化学烟雾的发⽣。
经过研究证明，三元催化器是减少这些排放物的最有效的⽅法。
通过氧化和还原反应，⼀氧化碳被氧化成⼆氧化碳，碳氢化合物被氧化成⽔和⼆氧化碳，氮氧化合物被还原成氮⽓和氧⽓。
三种有害⽓体都变成了⽆害⽓体。
三元催化剂最低要在350 摄⽒度的时候起反应，温度过低时，转换效率急剧下降；⽽催化剂的活性温度( 最佳的⼯作温度) 是400℃到800℃左右，过⾼也会使催化剂⽼化加剧。
在理想的空燃⽐(14.7 ：1) 下，催化转化的效果也最好。
三效催化器使⽤时应注意的问题1.鉴于三效催化器早期失效的原因，使⽤时应注意如下事项： 2.勿⽤含铅汽油。
3.勿长期急速运转(开环控制状态)。
三元催化器总成系统基础知识
Improving little by little Everyday
四、催化剂概述
（四）催化器组成部分的作用
壳体 催化转化器壳体由不锈钢板制成，防止氧化皮脱落造成催化 器堵塞。许多催化器壳体为双层结构，用来保证催化剂的反 应温度，为了减少催化器对汽车底板的高温辐射，防止进入 加油站因催化器表面炽热引起火灾，避免路面积水飞溅对催 化器的激冷损坏，壳体外还有隔热罩。
每天进步一点点
Improving little by little Everyday
四、催化剂概述
（三）催化剂组分的作用
催化转化器是由壳体、减振层、载体以及催化剂四个部分组成， 其中的催化剂通常是指催化活性组分和水洗涂层的合称，它是 整个催化 器的核心部分，决定着催化转化器的主要性能指标。
每天进步一点点
每天进步一点点
Improving little by little Everyday
三元催化器总成系 统基础知识
部门：动力总成部
讲师：张剑
每天进步一点点
Improving little by little Everyday
目 录
一、系统概述 二、有害气体对人体的危害 三、有害气体的产生机理 四、催化剂概述 五、催化器厂家问题及整改方案二、有害气体对人体的危害
（一）有害气体对人体的危害
一氧化碳(CO)：一氧化碳会降低人体血液的输氧能力，抑制 思考，使人反应迟钝，引起睡意：浓度增加会使人出现头疼、发 昏等症状，严重的情况下还有可能使人中毒致死。 碳氢化合物(HC)：机动车排放出的不饱和碳氢化合物，包括烯烃、 烷烃、芳香烃，是造成烟雾的主要因素之一。其中芳香烃损害人 体神经系统，还是人体致癌因素。 氮氧化物(NOx)：有强烈的刺激性气味，对肺和心肌有很强 的损害作用，在水中沉积会导致水的富营养化：其中N02会降低 肺功能，哮喘病人和儿童最容易受害，而且NO。是产生臭氧(03) 的主要物质之一。
四、催化剂概述
（四）催化器组成部分的作用
壳体 催化转化器壳体由不锈钢板制成，防止氧化皮脱落造成催化 器堵塞。许多催化器壳体为双层结构，用来保证催化剂的反 应温度，为了减少催化器对汽车底板的高温辐射，防止进入 加油站因催化器表面炽热引起火灾，避免路面积水飞溅对催 化器的激冷损坏，壳体外还有隔热罩。
每天进步一点点
Improving little by little Everyday
四、催化剂概述
（三）催化剂组分的作用
催化转化器是由壳体、减振层、载体以及催化剂四个部分组成， 其中的催化剂通常是指催化活性组分和水洗涂层的合称，它是 整个催化 器的核心部分，决定着催化转化器的主要性能指标。
每天进步一点点
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三元催化器总成系 统基础知识
部门：动力总成部
讲师：张剑
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目 录
一、系统概述 二、有害气体对人体的危害 三、有害气体的产生机理 四、催化剂概述 五、催化器厂家问题及整改方案二、有害气体对人体的危害
（一）有害气体对人体的危害
一氧化碳(CO)：一氧化碳会降低人体血液的输氧能力，抑制 思考，使人反应迟钝，引起睡意：浓度增加会使人出现头疼、发 昏等症状，严重的情况下还有可能使人中毒致死。 碳氢化合物(HC)：机动车排放出的不饱和碳氢化合物，包括烯烃、 烷烃、芳香烃，是造成烟雾的主要因素之一。其中芳香烃损害人 体神经系统，还是人体致癌因素。 氮氧化物(NOx)：有强烈的刺激性气味，对肺和心肌有很强 的损害作用，在水中沉积会导致水的富营养化：其中N02会降低 肺功能，哮喘病人和儿童最容易受害，而且NO。是产生臭氧(03) 的主要物质之一。
三元催化器
催化剂
催化剂涂覆材料包括： 催化剂、催化助剂、稳 定 剂 、 γ-Al2O3 涂 层 材 料等。 目前，车辆中广泛使用的催化剂是铂、钯、铑以及 过渡金属氧化物、稀土氧化物等。 催化剂参数：贵金属含量、贵金属比例等 催化剂性能指标：起燃温度、空燃比特性和耐久性 。
三元催化器相关原理和技术
研究 TiO2、MoO3、MnO2 、WO3、V2O5 、CuO等新型涂层 及复合涂层技术。 研究多种助剂粒度、结构对三元催化效果的影响。
采用多组分制成特殊的复合结构，使用多种金属分相作用来 提高催化活性。 制备钙钛矿型、尖晶石型等结构的稀土复合金属氧化物型催 化剂。
公司新技术研究和开发
沈阳新光华晨汽车发动机制造有限公司
常州柴油发动机股份有限公司
北京汽车制造厂有限公司
沈阳中顺汽车制造有限公司
河北中兴汽车制造有限公司
长丰扬子汽车制造有限公司
…………
谢谢大家！
三元催化剂配方的研制依据
汽车污染物排放量和需要达到的排放标准（欧Ⅱ、
Ⅲ、Ⅳ…）决定了不同的三元催化剂配方。
催化剂配方优化的目的是保证HC、CO、NOx转化效
率同时达到最佳的水平。
选择耐高温性好、合适比表面积的氧化铝，同时添 加储氧性能好、热稳定性好的过渡金属氧化物、稀 土氧化物等。 同时，需要对三元催化器结构也进行优化设计。
三元催化器相关原理和技术
三元催化器相关原理和技术
四部分：
1 壳体 2 减震层 3 载体：蜂窝状陶瓷
壳体
垫片
4 活性涂层：铂、钯 、铑贵金属及稀土 化合物等
催化剂
催化涂层
核心部分
三元催化器相关原理和技术
三元催化器工作过程动画
催化剂涂覆材料包括： 催化剂、催化助剂、稳 定 剂 、 γ-Al2O3 涂 层 材 料等。 目前，车辆中广泛使用的催化剂是铂、钯、铑以及 过渡金属氧化物、稀土氧化物等。 催化剂参数：贵金属含量、贵金属比例等 催化剂性能指标：起燃温度、空燃比特性和耐久性 。
三元催化器相关原理和技术
研究 TiO2、MoO3、MnO2 、WO3、V2O5 、CuO等新型涂层 及复合涂层技术。 研究多种助剂粒度、结构对三元催化效果的影响。
采用多组分制成特殊的复合结构，使用多种金属分相作用来 提高催化活性。 制备钙钛矿型、尖晶石型等结构的稀土复合金属氧化物型催 化剂。
公司新技术研究和开发
沈阳新光华晨汽车发动机制造有限公司
常州柴油发动机股份有限公司
北京汽车制造厂有限公司
沈阳中顺汽车制造有限公司
河北中兴汽车制造有限公司
长丰扬子汽车制造有限公司
…………
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三元催化剂配方的研制依据
汽车污染物排放量和需要达到的排放标准（欧Ⅱ、
Ⅲ、Ⅳ…）决定了不同的三元催化剂配方。
催化剂配方优化的目的是保证HC、CO、NOx转化效
率同时达到最佳的水平。
选择耐高温性好、合适比表面积的氧化铝，同时添 加储氧性能好、热稳定性好的过渡金属氧化物、稀 土氧化物等。 同时，需要对三元催化器结构也进行优化设计。
三元催化器相关原理和技术
三元催化器相关原理和技术
四部分：
1 壳体 2 减震层 3 载体：蜂窝状陶瓷
壳体
垫片
4 活性涂层：铂、钯 、铑贵金属及稀土 化合物等
催化剂
催化涂层
核心部分
三元催化器相关原理和技术
三元催化器工作过程动画
三元催化器
三元催化器的结构
三元催化器主要由壳体、减震层、载体、催化器等部分 组成。 壳体：由不锈钢板材料制成，外面装有隔热罩，防止高 温 对外 辐射和外部撞击或溅水造成的损坏。 减震层：是壳体与载体之间的减震密封垫,主要起减震， 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、NO等转化为无害气 体。
•
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、碳氢化合物和 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； 碳氢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。
Design Template •二次空气供给装置 •热反应器 •氧化催化反应器 •三元催化反应器 •排放在循环系统 •曲轴箱强制通风装置
三元催化器
本节课学习内容： 1、了解三元催化器的结构、 工作原理 2、了解三元催化器的维修 及保养
三元催化器：
• 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，故称三元。
三元催化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、定期清洗三元催化器。一般来讲，汽车行驶3 万公里就应该清洗一次三元催化器。清洗后可有 效清除积碳以及硫、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 复三元催化器活性。
三元催化器基础知识介绍优质PPT课件
三元催化器一般主要由以下几个部分组成：载体、涂层、催化剂、衬垫、壳 体、隔热罩以及同排气系统其它部件连接的法兰。
载体 涂层 催化剂
连接法兰
衬垫、壳体 隔热罩
3.1 壳体
1.壳体大小和厚度根据布置空间和零件强度要求来定。 2.壳体材料一般为SUH409， SUH409有很强的防腐性，可以满足使用要求。
2.3、紧耦合＋底盘下置式
优点：预三元催化器总成体积较小且离发动机排气歧管较近便于布置且较底盘下 置式三元催化器总成有较好的起燃性。
缺点：若要满足更为严格的排放法规，则三元催化器的前后总体积较大，且前级 催化器要求的贵金属含量较高。 使用条件：发动机舱布置空间狭小且需要满足法规较高的车型。
三、三元催化器总成的结构
3.4 涂层
主要为氧化铝、氧化锶等化合物。粗糙多孔的表面可以使载体壁面的实际催 化反应面积大大增加，在涂层表面分散着作为催化剂的贵金属，以及作为助 催化剂的铈、钡、镧等稀土材料和普通金属材料。助催化剂的主要作用在于 提高催化剂的活性和高温稳定性。
四、三元催化器的工作原理
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。
2.2、紧耦合式
优点：距离发动机排气歧管出口较近，起燃快，三元催化器在很短的时间里能达 到很高的转化效率，从而降低有害气体的排放值。
缺点：要较小，不利于一些 车型特别是紧凑型车型的发动机仓布置。 选择条件：排放法规要求较高、发动机舱三元催化器总成布置空间较为充裕的 车型。
载体 涂层 催化剂
连接法兰
衬垫、壳体 隔热罩
3.1 壳体
1.壳体大小和厚度根据布置空间和零件强度要求来定。 2.壳体材料一般为SUH409， SUH409有很强的防腐性，可以满足使用要求。
2.3、紧耦合＋底盘下置式
优点：预三元催化器总成体积较小且离发动机排气歧管较近便于布置且较底盘下 置式三元催化器总成有较好的起燃性。
缺点：若要满足更为严格的排放法规，则三元催化器的前后总体积较大，且前级 催化器要求的贵金属含量较高。 使用条件：发动机舱布置空间狭小且需要满足法规较高的车型。
三、三元催化器总成的结构
3.4 涂层
主要为氧化铝、氧化锶等化合物。粗糙多孔的表面可以使载体壁面的实际催 化反应面积大大增加，在涂层表面分散着作为催化剂的贵金属，以及作为助 催化剂的铈、钡、镧等稀土材料和普通金属材料。助催化剂的主要作用在于 提高催化剂的活性和高温稳定性。
四、三元催化器的工作原理
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。
2.2、紧耦合式
优点：距离发动机排气歧管出口较近，起燃快，三元催化器在很短的时间里能达 到很高的转化效率，从而降低有害气体的排放值。
缺点：要较小，不利于一些 车型特别是紧凑型车型的发动机仓布置。 选择条件：排放法规要求较高、发动机舱三元催化器总成布置空间较为充裕的 车型。
三元催化系统
Part
04
三元催化系统的优化与改进
新型材料的研发与应用
总结词
新型材料的研发与应用是三元催化系统优化与改进的重要方向之一。
详细描述
随着科技的不断进步，新型催化材料如贵金属催化剂、非贵金属催化剂和金属氧 化物催化剂等不断涌现，这些新材料具有更高的活性、稳定性和耐久性，能够提 高三元催化系统的转化效率和减少排放。
竞争格局的变化
随着技术的不断进步和市场的变化，三元催化系统的竞争 格局也将发生变化，技术领先、品质优良、服务完善的公 司将获得更大的市场份额。
新兴市场的潜力
新兴市场如印度、巴西等国家，由于汽车市场的快速发展 和环保意识的提高，对三元催化系统的需求也将不断增长 ，成为未来的重要市场。
THANKS
感谢您的观看
噪音污染
由于发动机性能下降，车辆可能 会产生更大的噪音，影响周边居 民和驾驶员的舒适度。
安全风险பைடு நூலகம்
交通事故风险增加
由于车辆性能下降和排放控制失效，三元催化系统故障可能增加交通事故的风 险，影响驾驶员和乘客的安全。
发动机过热
三元催化系统故障可能导致发动机过热，进一步引发其他机械故障，对车辆安 全造成威胁。
详细描述
通过定期检查、清洁和更换催化器，以及使用先进的诊断工具和技术，可以及时发现并解决潜在问题，确保三元 催化系统的正常运行，延长其使用寿命。同时，正确的维护保养还能提高催化器的转化效率和减少排放。
Part
05
三元催化系统的未来发展
技术发展趋势
1 2 3
高效能催化剂
随着环保标准的提高，对三元催化系统的性能要 求也越来越高，高效能催化剂的研究和开发成为 未来的重要趋势。
功能
元催化器基础知识
► 机械损伤：热冲击和物理性破碎导致三元 催化器机械损伤。
络合物对三元催化器的影响
►络合物: 络合物是燃油及润滑油中的铅、硫、 磷、
汞、锌、铜、碳粒等在高温下形成的可逆吸 附、结焦。这些沉积物导致三元的通气管路 变小甚至堵塞，使得车辆的排气压力骤增， 发动机的性能下降、动力下降。严重时可以 烧缩、烧结三元催化器载体，使用户的机件 过早更换，增加维修费用。
使用要求：三元催化器必须和闭环电喷控制发动 机同时使用。才能保持比较高的转换效率，即发 动机理论空燃比为14.7：1。
温度要求：在350℃到850℃，低于或高于正常的 工作温度就会导致三元催化器的转换效率和使用 寿命的降低。
三元催化器的损坏形式
► 高温失活：活性成分在高温烧结后，涂层 中的γ-Al2O3会转化成α-Al2O3。它只是导 致催化器中催化剂的失效，并不影响排气 阻力，所以有很多时候车主不会发现，只 有在测量尾气或车检时才会发现。
不同的络合物对三元催化的影响
七万公里左右时,三元催化表面图
十万公里左右时，三元催化表面的图片
我们所能做的
►E.T Cleansers 系列三元催化器氧传感器清洁 剂是一种免拆清洁剂，选择节气门后的一个 进气真空管，将。对三元催化器孔内的络合物 进行去除，打破络合物中的交链物质，使其 他的杂质、灰分和含碳的沉积物失去了粘附 的能力，从而自动脱落，排出车外。
三元催化器基础知识
► 三元催化转换器
► 作用:
与闭环电喷发动机配合使用,将 汽车 尾气有害成分:HC（碳 氢）、CO（一氧化碳）、 NOx(氮氧化合物) 进行催化反 应，生成CO2（二氧化碳） H2O（水）、N2(氮气)排出车 外，降低了尾气对环境的污染。
三元催化器结构
络合物对三元催化器的影响
►络合物: 络合物是燃油及润滑油中的铅、硫、 磷、
汞、锌、铜、碳粒等在高温下形成的可逆吸 附、结焦。这些沉积物导致三元的通气管路 变小甚至堵塞，使得车辆的排气压力骤增， 发动机的性能下降、动力下降。严重时可以 烧缩、烧结三元催化器载体，使用户的机件 过早更换，增加维修费用。
使用要求：三元催化器必须和闭环电喷控制发动 机同时使用。才能保持比较高的转换效率，即发 动机理论空燃比为14.7：1。
温度要求：在350℃到850℃，低于或高于正常的 工作温度就会导致三元催化器的转换效率和使用 寿命的降低。
三元催化器的损坏形式
► 高温失活：活性成分在高温烧结后，涂层 中的γ-Al2O3会转化成α-Al2O3。它只是导 致催化器中催化剂的失效，并不影响排气 阻力，所以有很多时候车主不会发现，只 有在测量尾气或车检时才会发现。
不同的络合物对三元催化的影响
七万公里左右时,三元催化表面图
十万公里左右时，三元催化表面的图片
我们所能做的
►E.T Cleansers 系列三元催化器氧传感器清洁 剂是一种免拆清洁剂，选择节气门后的一个 进气真空管，将。对三元催化器孔内的络合物 进行去除，打破络合物中的交链物质，使其 他的杂质、灰分和含碳的沉积物失去了粘附 的能力，从而自动脱落，排出车外。
三元催化器基础知识
► 三元催化转换器
► 作用:
与闭环电喷发动机配合使用,将 汽车 尾气有害成分:HC（碳 氢）、CO（一氧化碳）、 NOx(氮氧化合物) 进行催化反 应，生成CO2（二氧化碳） H2O（水）、N2(氮气)排出车 外，降低了尾气对环境的污染。
三元催化器结构
三元催化转换装置(TWC)幻灯片PPT
气作为氧化剂，才能使其有效地工作。
二、三元催化转换器的结构
1、三元催化转换器的安装位置
——串联在排气系统中。
2、三元催化转换器的结构
三元催化转换器实物
3、三元催化转换器的基本结构
——由金属外壳、载体、催化剂、金属网等组成。
内部结构：
（1）载体——由陶瓷或不锈钢铂制成，用于携带
催化基层。
1、三元催化转化器机械检查
（1）观察三元催化转化器表面有无刮擦、 斑点或有青色与紫色的斑 痕，或在其防护罩的中央有明显的暗灰色斑点， 则说明三元催化转化器曾发生过过热状态，需对 它作进一步检查。
（2）轻轻敲击并晃动三元催化转化器，同 时听其内部是否有物体移动的声音。
为防止损坏车身底部，避免热量进入发动 机机舱和驾驶舱内，在汽车底部都安装由 防热罩和隔热板。
汽车底部安装的防热罩和隔热板
四、三元催化转换器的使用
1、使用时的注意事项
（1）必须使用无铅汽油。 （2）汽车行驶时应特别注意路面的变化。 （3）不要再易燃路面上行驶或停车。 （4）避免大油门冷起动。 （5）避免发动机长时间怠速。
3、氧传感器信号测试法
有些车辆在散元催化转换器前装一个加热型氧传 感器，发动机ECU利用这两个氧传感器的信号来 监测三元催化转换器工作性能。
可以用这两个氧传感器的性能来判断三元催化转 换器的工作性能。确认氧传感器没有故障的前提 下，可以用双通道示波器获取两个氧传感器的信 号波形。
在发动机正常的工作温度条件下，如果两个氧传 感器的信号波形变化基本同步，说明三元催化转 换器已经失效，必须进行更换。
奔驰车系三元催化转化器的安装位置
4、废气分析测试法
三元催化转换器的工作正常与否可以用废气分析 仪来测试。把分析仪的探测头插入排气尾管进行 快速检测。如果读数在范围内，说明催化剂仍在 工作，如一个或两个读数超过规定，说明催化剂 可能已经失效。
二、三元催化转换器的结构
1、三元催化转换器的安装位置
——串联在排气系统中。
2、三元催化转换器的结构
三元催化转换器实物
3、三元催化转换器的基本结构
——由金属外壳、载体、催化剂、金属网等组成。
内部结构：
（1）载体——由陶瓷或不锈钢铂制成，用于携带
催化基层。
1、三元催化转化器机械检查
（1）观察三元催化转化器表面有无刮擦、 斑点或有青色与紫色的斑 痕，或在其防护罩的中央有明显的暗灰色斑点， 则说明三元催化转化器曾发生过过热状态，需对 它作进一步检查。
（2）轻轻敲击并晃动三元催化转化器，同 时听其内部是否有物体移动的声音。
为防止损坏车身底部，避免热量进入发动 机机舱和驾驶舱内，在汽车底部都安装由 防热罩和隔热板。
汽车底部安装的防热罩和隔热板
四、三元催化转换器的使用
1、使用时的注意事项
（1）必须使用无铅汽油。 （2）汽车行驶时应特别注意路面的变化。 （3）不要再易燃路面上行驶或停车。 （4）避免大油门冷起动。 （5）避免发动机长时间怠速。
3、氧传感器信号测试法
有些车辆在散元催化转换器前装一个加热型氧传 感器，发动机ECU利用这两个氧传感器的信号来 监测三元催化转换器工作性能。
可以用这两个氧传感器的性能来判断三元催化转 换器的工作性能。确认氧传感器没有故障的前提 下，可以用双通道示波器获取两个氧传感器的信 号波形。
在发动机正常的工作温度条件下，如果两个氧传 感器的信号波形变化基本同步，说明三元催化转 换器已经失效，必须进行更换。
奔驰车系三元催化转化器的安装位置
4、废气分析测试法
三元催化转换器的工作正常与否可以用废气分析 仪来测试。把分析仪的探测头插入排气尾管进行 快速检测。如果读数在范围内，说明催化剂仍在 工作，如一个或两个读数超过规定，说明催化剂 可能已经失效。
三元催化培训教材
德国科技 品质保证
（二）对于因油质差标，城市道路拥堵，汽车长时间处 于怠速，低速运转造成的喷油咀滴油，进气岐管、气 门、燃烧室大量积碳，三元催化器“中毒”，尾气排 放严重超标，排气系统清洗养护有助于减少汽车故障 的发生，能通过其特殊成分有效清除氧传感器上的沉 积物；重新激活三元催化转换器的催化剂活性，大幅 降低CO、HC、NOX排放，使汽车尾气重新达标。
后，功率下降10.5％，用含硫0.723％的燃料工作 相同时间，功率下降28％，燃油消耗增加12.2％。 燃油含硫量大是造成中国在用车三元失效最主要 的原因。硫吸附在氧传感器和三元催化器表面， 形成化学络合物不仅造成三元中毒失效，还给汽 车动力带来一系列问题。
德国科技 品质保证
3、道路拥堵严重 由于居住、工作环境的限制，中国大部分
德国科技 品质保证
（三）对于已出现怠速不稳、加速不良、动力不足、 燃油消耗大的故障。汽车清洁养护后有明显的提 速性能、动力性能、节油性能、驾驶者会有明显 感觉，油门轻柔、提速顺畅，动力强劲，节油显 著的效果。
德国科技 品质保证
三元催化养护操作规程
（一） 产品用量及配比 三元催化清洗剂 350ml 每行驶1—2万公里的车辆使用一次；
德国科技 品质保证
为避免“中毒”、失效，应注意以下几点： 1、汽油添加剂中铅的含量应严格控制，国家规定
汽油中铅的含量不大于0.005g/L。 2、机油添加剂中不能选用磷酸盐型添加剂，国家
规 定 机 油 中 磷 的 含 量 不 得 超 过 0.05 ％ 即 500pmm。
德Байду номын сангаас科技 品质保证
3、保持发动机良好的工作状态，即理想的空燃比和安全燃 烧；避免大油门冷车起动；催化器降低碳氢化合物(HC)和 一氧化碳(CO)这两种有害物质是通过在催化器内部进行 燃烧使其转化为水(H2O)及二氧化碳(CO2)而实现的，而 这种反映会产生热量，两种成分的含量适当，燃烧所产生 的热量会使催化器保持在最佳工作温度附近，而发动机工 作出现异常时排气中这两种成分的含量远远超过正常情况。
（二）对于因油质差标，城市道路拥堵，汽车长时间处 于怠速，低速运转造成的喷油咀滴油，进气岐管、气 门、燃烧室大量积碳，三元催化器“中毒”，尾气排 放严重超标，排气系统清洗养护有助于减少汽车故障 的发生，能通过其特殊成分有效清除氧传感器上的沉 积物；重新激活三元催化转换器的催化剂活性，大幅 降低CO、HC、NOX排放，使汽车尾气重新达标。
后，功率下降10.5％，用含硫0.723％的燃料工作 相同时间，功率下降28％，燃油消耗增加12.2％。 燃油含硫量大是造成中国在用车三元失效最主要 的原因。硫吸附在氧传感器和三元催化器表面， 形成化学络合物不仅造成三元中毒失效，还给汽 车动力带来一系列问题。
德国科技 品质保证
3、道路拥堵严重 由于居住、工作环境的限制，中国大部分
德国科技 品质保证
（三）对于已出现怠速不稳、加速不良、动力不足、 燃油消耗大的故障。汽车清洁养护后有明显的提 速性能、动力性能、节油性能、驾驶者会有明显 感觉，油门轻柔、提速顺畅，动力强劲，节油显 著的效果。
德国科技 品质保证
三元催化养护操作规程
（一） 产品用量及配比 三元催化清洗剂 350ml 每行驶1—2万公里的车辆使用一次；
德国科技 品质保证
为避免“中毒”、失效，应注意以下几点： 1、汽油添加剂中铅的含量应严格控制，国家规定
汽油中铅的含量不大于0.005g/L。 2、机油添加剂中不能选用磷酸盐型添加剂，国家
规 定 机 油 中 磷 的 含 量 不 得 超 过 0.05 ％ 即 500pmm。
德Байду номын сангаас科技 品质保证
3、保持发动机良好的工作状态，即理想的空燃比和安全燃 烧；避免大油门冷车起动；催化器降低碳氢化合物(HC)和 一氧化碳(CO)这两种有害物质是通过在催化器内部进行 燃烧使其转化为水(H2O)及二氧化碳(CO2)而实现的，而 这种反映会产生热量，两种成分的含量适当，燃烧所产生 的热量会使催化器保持在最佳工作温度附近，而发动机工 作出现异常时排气中这两种成分的含量远远超过正常情况。
汽车用三元催化器基础知识及成本分析PPT文档49页
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 — 析
16、人民应该为法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
08、三元催化器
根据运行状态来ｸ消ﾙ ｰ ｽ ﾞ時間 [sec]
除SO2的变动
换算
120
100
80
车速 [km/h]
60
40
②劣化的催化剂
目标SO2与实际SO2的差异波形图
3 0.6
车速
2.5 SO2目标 2
1.5
0.3 S[VO]20
SO2传感器输出
1 -0.3
20
0.5 -0.6
0
0
0
50 100 150 200
劣化
异常高温劣化
净化性能劣化 熔损
暂时性的 性能下降
破损 催化剂中毒
外部(冲击) 内部(催化剂内燃料着火) 品质不良燃料(硫磺含量过高）
后着火 使用有铅汽油
异常升温 (催化剂温度上升不足)
排压漏气
其它原因
劣化检测用、SO2传感器异常 催化剂净化最佳空燃比控制出现偏差 由于其它原因空燃比有偏差。
Page-3
故障 故障
故障 故障
故障
故障
Page-4
汽车技术培训 三元催化器
3． 监测手法 3-1. 中国的OBD监测手法
① SO2反转周期检测法 ② 预测SO2偏差检测法
On Board Diagnosis
Page-5
汽车技术培训 三元催化器
3. 监测手法 3-2. OBD监测适应车型
图7 中国上市车型
・ACCORD ・FIT
平时
DTC确定 （亮灯）
故障
On Board Diagnosis
1D/C
IG ON
IG OFF
断过蓄电池，DTC清除后，如果车有故障，利用2D/C来 ※ 基本上是进行1D/C检测，但是在进行了蓄电池断电以及利用HDS清除
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封装工艺中局部填充密度过高导致封装 过程中表层和少量网格被压碎
排放上 游侧的 金属颗 粒造成 的侵蚀
堇青石陶瓷载体的软化温度为 1410℃，在陶瓷体软化前涂层会 达到软化/熔化点
可能原因为发动机控制-点火不良， 增加了熔点温度
3.5.外壳
●壳体材料一般要选取不锈钢和耐热钢：SUH 409L、SUS436、 SUS441等。 ●壳体的型腔要与载体尺寸相配， 过渡部分应合理引导和分布气 体的流动方向，体积较大的壳体在结构上要设加强筋以提高刚度。
SEM现用标准为HCRJ007-2001(GB/T 18377-2001)
4.3.三菱的一些特殊要求（LS AT欧III 后触媒国产化案）
试验方法 三元催化器按实车布置型式 与发动机台架进行连接，发动机在最 大功率时转速(6000rpm)下运转200 小时；其中三元催化器表面温度控制 在600±20℃。
汽车用三元催化器 基础知识及成本分析
一、概述 二、三元催化器的作用、特点 三、三元催化器的基本结构 四、三元催化器的基本性能 五、三元催化器封装工艺 六、三元催化器失效模式 七、三元催化器成本分析
机动车尾气占大 气污染物比例 CO HC NO
北京市
63.4% 73.5%
46%
上海市
86% 96% 56%
➢ 陶瓷载体 ➢ 优点：成本低，抗过载、抗高温 ➢ 缺点：升温慢、背压高 ➢ 现在90%的车辆使用稀土陶瓷载体 的三元催化器。
载体的规格
圆形 跑道型
椭圆 非对称型
600/4
目数： 每平 方英 寸的 孔数
壁厚： 标准 载体 为6， 薄壁 为4， 超薄 壁为3
陶金 瓷属 载载 体体
载体的失效形式
椭圆形捆绑式封装，切点附近压力过大 导致剪切型断裂
催化器使用中，金属外壳的热膨胀系数很大，而陶瓷载体的热膨胀系数 很小，要靠衬垫的膨胀和弹性加以缓冲，保证载体不会松动。垫片是催 化转化器中保护载体不受损坏的部分。同时有密封、隔热、隔音的作用。 供应商：3M、UNIFRAX（奇耐）、三菱化工
膨胀型衬垫
非膨胀型衬垫
衬垫的构成 1、陶瓷纤维 2、蛭石 3、有机粘合剂
三元催 化器的 三大封 装形式
塞入式 捆绑式 蚌壳式
5.1.塞入式封装
●GBD按照零部件公差发生变化 ●在推入锥管处具有高封装压力 ●要考虑衬垫剪切 ●对于标准和薄壁载体封装具有高可靠性 ●对于超薄壁载体可与合适的衬垫相配 ●允许接受任何形状载体
5.2.捆绑式封装
●通过捆绑式进行封装，可以获得均衡而一致的GBD ●在搭接处进行合理设计，以获得均衡压力 ●对于标准和薄壁载体封装具有高可靠性 ●对于超薄壁载体可与合适的衬垫相配 ●适用圆形零件（在采用先进的设计和工艺时可接受椭圆形零件）
功能 硅酸铝，耐高温 加热膨胀 生产加工时提供强度
膨 胀 率
温度
3M膨胀型衬垫基本特性
衬垫的填充密度
密封后的密度=
衬垫的重量 壳体与载体间的间隙
通常密封后的密度控制在1g/cm3左右 最高不超过1.2g/cm3，最低不低于0.8g/cm3 注：以上适用于3M Interam 100和200衬垫
3.4.载体
二、触媒的作用
触媒的工作原理
根据触媒在整车的位置，又 分为FCC（前触媒）与UCC
（后触媒）
三、触媒的基本结构
典型的触媒结构由壳体、衬垫、载体、催化剂、涂层等构成
3.1.贵金属
铂 （Pt）
钯 （Pd）
铑 （Rh）
CO 高 NOX 差 HC 高
CO 高 NOX 高 HC 高
CO 一般 NOX 高 HC 差
四、三元催化器的基本性能
催化剂性能
空燃比特性 起燃特性
封装的机械性能
轴向推力 冷态振动 热态振动 热寿命&水急冷
4.1.催化剂的基本特性 空燃比特性
起燃特性
触媒在各种不同温度条 件下的物理及化学特性
为了避免由于高温造 成损坏，需要通过 EMS标定，对触媒进 行高温保护。
4.2.触媒的机械性能
如图1所示试验所用排气前管、消音器 等排气系统零件均采用实车现用件。 在催化器上下表面安装温度传感器实 时监控催化器表面温度，另在台架附 近有鼓风机，当表面温度高于620℃ 时以降温。传感器安装位置如图2。
判定标准 试验终了，三元催化器不得 有破损、催化剂（载体）不得有裂纹、 衬垫不得有飞散现象。
五、触媒的封装工艺
圆形可以获得比椭圆形载体更均匀的GBD 圆形载体比椭圆形载体更易于实现工艺控制，以获得目标GBD
六、触媒主要影响因素和失效模式
2018年1月1日 全国实施国五油
相对国四油 硫含量指标降低了80% 锰含量指标降低了75% 禁止人为加入含锰添加剂
●载体是承载催化剂的物体。它提供很大的比表面，使催化剂 与有害气体充分接触。 ●陶瓷蜂窝载体应用最广泛。其主要参数有外形尺寸、孔密度、 壁厚、等压强度、抗热冲击性热膨胀系数、吸水率等。最常 用的规格是400目及600目 ●供应商：康宁、NGK
载体种类
➢ 金属载体 ➢ 优点：升温快，背压小、热传导好 ➢ 缺点：耐热性差，抗过载能力低；成 本高，现在典型涂层的主要成分是氧化铝和二氧化铈，为贵 金属提供表面积，可防止催化剂发生热退化作用
催化剂生产工艺的三大工序
贵金属、氧化物、 水的混合、搅拌 与研磨
涂浆
催化剂溶液的颗粒度 分析
贵金属含量 的测试
催化剂生产检测的三大环节
烘烤
比表面积测试 附着性测试 固含量测试 背压测试
3.3.衬垫
5.3.蚌壳式封装
●传统上适用于车身下置式触媒 ●批次内的GBD可变性源于封装接口位置 ●零部件本身GBD分布不均匀 ●适用于标准载体和圆形载体 ●容易产生收缩点-可能会使零件产生剪切
5.4.封装工艺对比
类型
典型位置
容器直径 控制
GBD（在批 次内具有可
变性）
GBD一致性 （容器内）
封装时间
变形 量
成本
蚌壳式 UCC
一致
不一致
差
取决焊枪 数量
大
相当
塞入式 FCC&UCC 一致
不一致
好
长
相当 相当
捆绑式 FCC&UCC 可变外径
一致
优
短
相当 高
捆绑式圆形与蚌壳式跑道形比对
圆形载体捆绑式工艺要比跑道形载体蚌壳式封装获得更高、更均匀的GBD
5.5.触媒外形的影响
圆形与椭圆形载体的比较（捆绑式工艺）
排放上 游侧的 金属颗 粒造成 的侵蚀
堇青石陶瓷载体的软化温度为 1410℃，在陶瓷体软化前涂层会 达到软化/熔化点
可能原因为发动机控制-点火不良， 增加了熔点温度
3.5.外壳
●壳体材料一般要选取不锈钢和耐热钢：SUH 409L、SUS436、 SUS441等。 ●壳体的型腔要与载体尺寸相配， 过渡部分应合理引导和分布气 体的流动方向，体积较大的壳体在结构上要设加强筋以提高刚度。
SEM现用标准为HCRJ007-2001(GB/T 18377-2001)
4.3.三菱的一些特殊要求（LS AT欧III 后触媒国产化案）
试验方法 三元催化器按实车布置型式 与发动机台架进行连接，发动机在最 大功率时转速(6000rpm)下运转200 小时；其中三元催化器表面温度控制 在600±20℃。
汽车用三元催化器 基础知识及成本分析
一、概述 二、三元催化器的作用、特点 三、三元催化器的基本结构 四、三元催化器的基本性能 五、三元催化器封装工艺 六、三元催化器失效模式 七、三元催化器成本分析
机动车尾气占大 气污染物比例 CO HC NO
北京市
63.4% 73.5%
46%
上海市
86% 96% 56%
➢ 陶瓷载体 ➢ 优点：成本低，抗过载、抗高温 ➢ 缺点：升温慢、背压高 ➢ 现在90%的车辆使用稀土陶瓷载体 的三元催化器。
载体的规格
圆形 跑道型
椭圆 非对称型
600/4
目数： 每平 方英 寸的 孔数
壁厚： 标准 载体 为6， 薄壁 为4， 超薄 壁为3
陶金 瓷属 载载 体体
载体的失效形式
椭圆形捆绑式封装，切点附近压力过大 导致剪切型断裂
催化器使用中，金属外壳的热膨胀系数很大，而陶瓷载体的热膨胀系数 很小，要靠衬垫的膨胀和弹性加以缓冲，保证载体不会松动。垫片是催 化转化器中保护载体不受损坏的部分。同时有密封、隔热、隔音的作用。 供应商：3M、UNIFRAX（奇耐）、三菱化工
膨胀型衬垫
非膨胀型衬垫
衬垫的构成 1、陶瓷纤维 2、蛭石 3、有机粘合剂
三元催 化器的 三大封 装形式
塞入式 捆绑式 蚌壳式
5.1.塞入式封装
●GBD按照零部件公差发生变化 ●在推入锥管处具有高封装压力 ●要考虑衬垫剪切 ●对于标准和薄壁载体封装具有高可靠性 ●对于超薄壁载体可与合适的衬垫相配 ●允许接受任何形状载体
5.2.捆绑式封装
●通过捆绑式进行封装，可以获得均衡而一致的GBD ●在搭接处进行合理设计，以获得均衡压力 ●对于标准和薄壁载体封装具有高可靠性 ●对于超薄壁载体可与合适的衬垫相配 ●适用圆形零件（在采用先进的设计和工艺时可接受椭圆形零件）
功能 硅酸铝，耐高温 加热膨胀 生产加工时提供强度
膨 胀 率
温度
3M膨胀型衬垫基本特性
衬垫的填充密度
密封后的密度=
衬垫的重量 壳体与载体间的间隙
通常密封后的密度控制在1g/cm3左右 最高不超过1.2g/cm3，最低不低于0.8g/cm3 注：以上适用于3M Interam 100和200衬垫
3.4.载体
二、触媒的作用
触媒的工作原理
根据触媒在整车的位置，又 分为FCC（前触媒）与UCC
（后触媒）
三、触媒的基本结构
典型的触媒结构由壳体、衬垫、载体、催化剂、涂层等构成
3.1.贵金属
铂 （Pt）
钯 （Pd）
铑 （Rh）
CO 高 NOX 差 HC 高
CO 高 NOX 高 HC 高
CO 一般 NOX 高 HC 差
四、三元催化器的基本性能
催化剂性能
空燃比特性 起燃特性
封装的机械性能
轴向推力 冷态振动 热态振动 热寿命&水急冷
4.1.催化剂的基本特性 空燃比特性
起燃特性
触媒在各种不同温度条 件下的物理及化学特性
为了避免由于高温造 成损坏，需要通过 EMS标定，对触媒进 行高温保护。
4.2.触媒的机械性能
如图1所示试验所用排气前管、消音器 等排气系统零件均采用实车现用件。 在催化器上下表面安装温度传感器实 时监控催化器表面温度，另在台架附 近有鼓风机，当表面温度高于620℃ 时以降温。传感器安装位置如图2。
判定标准 试验终了，三元催化器不得 有破损、催化剂（载体）不得有裂纹、 衬垫不得有飞散现象。
五、触媒的封装工艺
圆形可以获得比椭圆形载体更均匀的GBD 圆形载体比椭圆形载体更易于实现工艺控制，以获得目标GBD
六、触媒主要影响因素和失效模式
2018年1月1日 全国实施国五油
相对国四油 硫含量指标降低了80% 锰含量指标降低了75% 禁止人为加入含锰添加剂
●载体是承载催化剂的物体。它提供很大的比表面，使催化剂 与有害气体充分接触。 ●陶瓷蜂窝载体应用最广泛。其主要参数有外形尺寸、孔密度、 壁厚、等压强度、抗热冲击性热膨胀系数、吸水率等。最常 用的规格是400目及600目 ●供应商：康宁、NGK
载体种类
➢ 金属载体 ➢ 优点：升温快，背压小、热传导好 ➢ 缺点：耐热性差，抗过载能力低；成 本高，现在典型涂层的主要成分是氧化铝和二氧化铈，为贵 金属提供表面积，可防止催化剂发生热退化作用
催化剂生产工艺的三大工序
贵金属、氧化物、 水的混合、搅拌 与研磨
涂浆
催化剂溶液的颗粒度 分析
贵金属含量 的测试
催化剂生产检测的三大环节
烘烤
比表面积测试 附着性测试 固含量测试 背压测试
3.3.衬垫
5.3.蚌壳式封装
●传统上适用于车身下置式触媒 ●批次内的GBD可变性源于封装接口位置 ●零部件本身GBD分布不均匀 ●适用于标准载体和圆形载体 ●容易产生收缩点-可能会使零件产生剪切
5.4.封装工艺对比
类型
典型位置
容器直径 控制
GBD（在批 次内具有可
变性）
GBD一致性 （容器内）
封装时间
变形 量
成本
蚌壳式 UCC
一致
不一致
差
取决焊枪 数量
大
相当
塞入式 FCC&UCC 一致
不一致
好
长
相当 相当
捆绑式 FCC&UCC 可变外径
一致
优
短
相当 高
捆绑式圆形与蚌壳式跑道形比对
圆形载体捆绑式工艺要比跑道形载体蚌壳式封装获得更高、更均匀的GBD
5.5.触媒外形的影响
圆形与椭圆形载体的比较（捆绑式工艺）