浅析汽油发动机排放控制系统的三元催化转换器
关于三元催化转化器
关于三元催化转换器<一>．三元催化转化器：1.什么是三元催化转化器：三元催化转化器，是安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置，是目前汽油机中使用最广泛，最成熟有效的有害排放物控制措施。
它可将汽车尾气排出的一氧化碳(CO)、碳氢化合物(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(CO2)、水(H2O)和氮气(N2)。
由于这种催化转化器可同时将废气中的3种主要有害物质转化为无害物质，故称三元。
2.结构3.工作原理：废气通过净化器的通道时,三种有害气体的活性增加，活化能降低。
一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)就会在催化剂铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rn)的作用下, 与空气中的氧发生氧化反应产生无害的水(H2O)和二当汽车氧化碳(CO2), 而氮氧化合物(NOx)则在催化剂铑(Rn)的作用下被还原为无害的氧气(O2)和氮气(N2)。
4.化学反应方程式：氧化反应：2CO+O2→2CO2CO+H2O→CO2+H22Cx Hy+(2x+0.5y)O2→yH2O+2xCO2还原反应：2NO+2CO→2CO2+N22NO+2H2→2H2O+N2C x Hy+(2x+0.5y)NO→0.5yH2O+xCO2+(x+0.25y)N2 其他（有关水蒸气的反应）：CxHy+xH2O→xCO+(x+0.5y)H2CO+H2O→CO2+H2H 2+0.5O2→H2O总体上是个放热反应，因此催化转化器出口的温度应至少高于进口温度20%左右。
5.三元催化转化器的优劣：优点：三元催化转化器的性能稳定、质量可靠、寿命长，净化效率非常高，可以净化90%以上的有害物质。
可同时将废气中的三种主要有害物质转化为无害物质。
缺点：只能适用于无铅低硫汽油做燃料的汽车,价格并不低廉，清洗麻烦。
6.三元催化转化器的工作条件问题：○1.空燃比：混合气中空气与燃料之间的质量的比例。
一般用每克燃料燃烧时所消耗的空气的克数来表示。
三元催化转换器的结构与控制原理
三元催化转换器的结构与控制原理
三元催化转换器是一种常用于汽车尾气处理的设备，用于降低发动机排放的氮氧化物（NOx）、一氧化碳（CO）和碳氢化合物（HC）的排放。
结构：三元催化转换器通常由一个陶瓷基体构成，其中包含着许多细小的通道。
通道表面涂有多种催化剂，包括铂、钯和钯铂合金等，这些催化剂可以加速化学反应。
控制原理：三元催化转换器的工作需要保持适当的催化温度，一般在200-300摄氏度之间。
为了实现催化温度的控制，通常采用以下几种控制原理：
1. 空燃比控制：空燃比是指进入发动机的空气和燃料的比例。
在三元催化转换器中，通过控制空燃比的大小来调节排放物的生成和催化器的温度。
当空燃比过高时（富氧状态），催化器中的氮氧化物会被还原为氮气，此时需要通过增加燃料的量来降低催化器的温度；当空燃比过低时（贫氧状态），催化器中的一氧化碳和碳氢化合物会被氧化为二氧化碳和水，此时需要增加空气的量来提高催化器的温度。
2. 温度传感器控制：三元催化转换器通常安装有温度传感器，用于实时监测催化器的温度。
通过监测温度，可以根据需要调节发动机的工作状态，以控制催化器的温度在合适的范围内。
3. 后处理系统控制：三元催化转换器通常与其他排放控制设备（如氧传感器、氮氧化物储存还原器等）配合使用，形成一个
完整的后处理系统。
这个系统可以通过与发动机控制系统的交互，实现对三元催化转换器的温度和效果的控制。
综上所述，三元催化转换器的结构主要包括陶瓷基体和催化剂，其控制原理主要通过空燃比控制、温度传感器控制和后处理系统控制来实现催化温度的调节。
解析汽油车催化转化器
解析汽油车催化转化器黄亮内容摘要：催化转化器是汽车排气系统的重要零件之一。
它通过贵金属的化学特性，净化发动机尾气中的有害气体。
本文从结构、台架试验、失效几方面介绍催化器的基本知识。
Abstract: Catalytic converter is one of the most important parts in exhaust system. It cleans the exhaust gas by characteristic of precious metal. This text introduced the structure, bench, failure of catalytic converters.关键词：催化转化器，载体，贵金属Keywords: catalytic converter, substrate, precious metal一、概述随着人们对健康的日益关注，汽车排出的尾气被要求越来越严格。
目前绝大多数汽车仍然使用的是以石油为原材料的汽油或柴油发动机，这类发动机在运作过程中会排出含有以NO X、HC、CO为主的有害气体。
催化转化器（亦称催化器）是汽车排气系统的重要组成部分，它的功能是净化发动机排出的有害尾气，将发动机产生的废气转化成无害的CO2、H2O等气体。
催化转化器是如何将进入它的有害气体净化掉的呢？以下我们从催化器的构成、废气净化方式等方面入手，剖析催化器净化汽车尾气的原理。
二、催化转化器的构成催化器安装在汽车的底盘上，属于排气系统的一部分。
它主要由壳体、密封垫、载体和涂层这四大部分组成。
壳体和密封垫主要功能是固定催化器、保护内部芯体、防止尾气泄漏。
载体和涂层是催化器的核心，是净化尾气的关键因素。
发动机排出的尾气在通过催化器中的载体时，通过载体上涂覆物的催化作用发生化学反应，转化成对人体无害的CO2、N2、H2O。
汽车是属于机械制造类产品，然而催化器却应该归类到化工产品中，它充分利用了物质的化学性质，净化尾气，保护了我们赖以生存的环境。
汽油机三元催化转换器的原理
汽油机三元催化转换器的原理作者：刘金良来源：《中国科技博览》2014年第12期中图分类号：TK417+.4随着汽车工业的迅速发展，汽车保有量的不断增加，汽车有害气体排放已逐渐成为城市大气污染的主要来源之一。
现在，我们来分析一下汽车尾气中的有害物质。
一、废气中的有害成分一氧化碳：一氧化碳与血液中的血红蛋白结合的速度比氧气快250倍。
一氧化碳经呼吸道进入血液循环，与血红蛋白亲合后生成碳氧血红蛋白，从而削弱血液向各组织输送氧的功能，危害中枢神经系统，造成人的感觉、反应、理解、记忆力等机能障碍，重者危害血液循环系统，导致生命危险。
氮氧化物：氮氧化物主要是指一氧化氮、二氧化氮，它们都是对人体有害的气体，特别是对呼吸系统有危害。
在二氧化氮浓度为9.4毫克/立方米的空气中暴露10分钟，即可造成人的呼吸系统功能失调。
碳氢化合物：目前还不清楚它对人体健康的直接危害。
但当氮氧化物和碳氢化合物在太阳紫外线的作用下，会产生一种具有刺激性的浅蓝色烟雾，这种光化学烟雾对人体最突出的危害是刺激眼睛和上呼吸道黏膜，引起眼睛红肿和喉炎。
铅：铅是有毒的重金属元素，汽车用油大多数掺有防爆剂四乙基铅或甲基铅，燃烧后生成的铅及其化合物均为有毒物质。
城市大气中的铅60%以上来自汽车含铅汽油的燃烧。
尾气在直接危害人体健康的同时，还会对人类生活的环境产生深远影响。
尾气中的二氧化硫具有强烈的刺激气味，达到一定浓度时容易导致“酸雨”的发生，造成土壤和水源酸化，影响农作物和森林的生长。
在排放法规日益严格的今天，不安装汽车三元催化转化器（简称催化器）的汽油车已经无法满足法规的要求。
三元催化转化器安装在汽车排气系统中的机外净化装置，可将有害气体一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物通过氧化和还原作用转变为二氧化碳、水和氮气。
三元催化转化器是汽车尾气排放控制的核心部件，二、三元催化转化器的结构和工作原理三元催化转化器一般由壳体、减振层、载体和催化剂涂层四部分组成。
三效催化转换器性能研究
三效催化转换器性能研究摘要：汽车排放的尾气已成为我国城市的主要污染源。
三效催化转换器是安装于汽车尾气后处理系统中的机外净化装置，通过负载在其载体孔道表面的贵金属催化剂的催化作用，将尾气中的CO、HC和NOx氧化和还原成無害的CO2、H2O和N2。
本文以三效催化转化器的发展情况及研究的现实状况为出发点展开研究，通过明确三效催化转化器的相关概念并分析三效催化转化器的作用机理之后，提出了更好利用三效催化转化器的具体措施。
旨在研究三效催化转化器的性能同时，更加合理的、有效的应用好三效催化转化器。
关键词：三效催化转换器；性能自50年代以来，汽车工业的迅速发展促进了社会进步与经济繁荣。
但汽车排出的CO，HC和NOx等有毒气体，也给人类赖以生存的大气带来严重污染。
为了保护环境，限制和治理汽车排气污染成为十分紧迫的任务。
当用尽各种机内净化措施还是达不到净化要求时，人们将目光转向机外净化，汽车尾气催化转化器应运而生。
由于它能把三种有害物质HC，CO和NOx转化为无害的H2O，CO2和N2，称之为三效催化转化器或三元催化转化器。
现如今，随着汽车尾气排放标准的日益严格，三效催化器的研究也取得了较大的进展。
1.三效催化转化器的发展及研究现状1.1三效催化转化器的发展在20世纪70年代以来，绝大多数汽车采用汽油机作为动力，因此最先研究开发的汽车净化技术是汽油机的排气净化技术。
汽油机的主要排放物为CO、HC与NOx，在排放控制初期法规主要限定CO和HC的排放限值，因此首先研制的是促进CO和HC后期氧化的热反应器和氧化性催化转化器OC（OxidationCatalyticConverter）。
随着排放法规逐步加紧对NOx的控制，研究逐渐集中于能同时净化CO、HC以及NOx的三效催化转化器TWC。
1.2三效催化转化器的研究现状国内外学者对三效催化转换器结构的开发设计、与发动机的优化匹配等开展了广泛的研究。
随着计算机的高速发展，与计算流体力学，传热学，空气动力学等学科相结合，大型商业软件CFD仿真得以广泛，如FLUENT，STAR-CD，ANSYS，奥地利AVL公司的FIRE等软件。
浅谈三元催化转换器的性能诊断与检修方法
油车上得到广泛使用。 不过 ， 由于受本身恶劣的工作环境及其转化性能特 点的影 响， Ｔ ＷＣ在使 用过程 中也会有各种故 障产 生。 本 文重点 阐述 了 三元催化转换器的检修方法 ， 并对一些常见故 障做 出了分析 。
科技・ 探索・ 争鸣
Ｓ ｃ 科 ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ＆ 技 Ｔ ｅ ｃ ｈ 视 ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ 界 Ｖ ｉ ｓ ｉ ｏ ｎ
浅谈三元催化转换器的性能诊断与检修方法
刘青掌 （ 中国人 民解 放军蚌 埠汽 车士 官学 校装 备保０ １ １ ）
２ Ｔ ＷＣ性能的检 测方法
１ ） 人工检测法。人工检查 是一种最直接最简便的检测 Ｔ ＷＣ是否 有损坏 的方法 。用橡皮锤轻 轻敲击 Ｔ ＷＣ 。 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 ｒ Ｗｃ内部催化 物质剥落或蜂窝 陶瓷载体破碎 ， 就必须更换整个 转换器 了。 如果没有上述异 响， 应该检 查Ｔ ｗｃ 是否堵塞 。Ｔ ＷＣ 芯 子堵 塞是 比较常见的故障 ． 可以用下面两 种方法进行检测 。 第一种方法是检测进气歧 管真空度法 。 将废气再循 环（ Ｅ Ｇ Ｒ ） 阀上 的真 空管取下 ， 将管 口塞 住 ， 避免产生虚假真 空泄露现 象。 将真空表接到进气歧管上 ， 让发动机缓慢加速到 ２ ０ ０ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ 。 若真 空表读数瞬 间又 回到原 有水平 （ ４ ７ ． ５ — ７ ４ ． ５ ｋ ｐ ａ ） 并能维 持 １ ５ ｓ ， 则说 明 Ｔ ＷＣ没有堵 塞． 应该怀疑是排气管堵塞。 第二种方法是 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 ２ ０ ０ ０ ｒ ／ ｍ ｉ ｎ 时观察压力表 的读数 ．此 时读 数应 该小 于 １ ７ ． ２ ４ ｋ ｐ ａ ．如果 排气 背压 大 于或等 于 ２ ０ ． ７ ｋ ｐ ａ ， 则表明排气系统堵塞 。若观察 Ｔ ＷＣ 、 消声器及排气管没有外 伤． 则可将 Ｔ ＷＣ出口和消声器脱开后 观察压力表读数是否有变化。 若 排气背压仍然较高 ．则为 Ｔ ＷＣ损坏 ： 若压力表显示排气背压陡然下 降。 则说 明堵塞发生在 Ｔ ＷＣ出气 口后 面的部件 ２ ） 怠速试验检测法。让发动机怠速运转 。 使用尾气分析仪测量此 时的 ｃ ０值 。当发动机正常工作 时 ． 这 时的 ｃ ０典型值为 Ｏ ． ５ ％ 一 １ ％， 当 使用二次空气喷射和 Ｔ ＷＣ技术可以使 怠速时的 Ｃ Ｏ值接近于 ０ ． 最大 不应超过 ０ ． ３ ％， 否则说 明 Ｔ ＷＣ 损 坏。另外 。 据 经验分析 ． 怠速时候 的 Ｎ Ｏ ｘ的排量 也 能 作一 个 参考 通 常怠 速 时 的 Ｎ Ｏ ｘ数值 应 不 高于 １ ０ ０ ｐ ｐ ｍ， 而在稳 定 的工 况下 。 ＮＯ ｘ数 值应该 不高 于 １ ０ ０ ０ ｐ ｐ ｍ， 在发动 机一切正常 的情况下 ． 如果 Ｎ Ｏ ｘ 值过高就可 以怀疑是 ｒ ｗ ｃ故障 了 ３ ） 快怠速试验检测法。让发动机处于陕怠速运转状态 ． 并用转速表 测量快怠速是否符合规定值 用尾气分析仪钡 ｌ 量发动机处于 陕 怠速状态 下尾气中的 Ｃ Ｏ和 Ｈ Ｃ 含量。如果发动机性 能良好 ． 则Ｃ Ｏ值应该在 １ ％
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。
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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
浅析汽油发动机排放控制系统的三元催化转换器
放 污染 ，现代 汽 油发 动机 轿 车在排 气 系统 中普 遍
装有 三元催 化转 换器 。
三元 催化 转 换器 也称 作触 媒转 换 器 ，它安 装 在排 气道 中 ， 于排 气歧 管 和消音 器之 间 。 位 将汽 车 尾 气 中 有 害 物 Ｃ ＨＣ和 Ｎ ｘ转 换 成 为 无 害 物 Ｏ、 Ｏ
簸 的性 能 ． 芯子 外 面通 常用 钢丝 网包 裹 ， 钢丝 网形
成 了减 震 层 。两 者一起 安 装在 不锈 钢制 成 的 圆筒
状壳体 内
铅 、 、 等 化 学元 素 ． 烧后 的氧 化 物 覆盖 在 催 硫 磷 燃
化剂表面 ，使发动机排气管中尾气的有害成分不 能与催 化 剂接触 ， 无法 进行 氧 化还原 反应 。
中 图分 类 号 ：Ｋ １ ． Ｔ ４３ ４ 文 献 标 识 码 ： Ｂ 文 章编 号 ：６ ３ ３ ４ （０ ００ — ０ ９ ０ １７ ～ １２２ １）８ ０ ５ — ２
Ｄｉｃ ｓ ｉ ｎ ｎ Ｔｈｒ ｅ ｗａ ｔ ｌ ｔｃＣｏ ｖｅ ｔ ｒｏ ｓ ｕ ｓｏ ｏ ｅ － ｙ Ｃａ ａ ｙ ｉ ｎ ｒ ｅ ｆＥｎｇ ｎｅＥｘ ｕｓ ｉ ｈａ ｔＣｏｎ ｒ ｓ ｅ ｔ ｏｌ Ｓｙ ｔ ｍ
在 催 化 剂 的 作 用 下 ，在 一 定 温 度 条 件 下 （０ ～ ３０ ５ ０Ｃ 发 生氧 化还 原反应 ， ０ ￣） 生成 Ｈ０、Ｏ 和 Ｎ。 Ｃ 当
空燃 比为标 准理 论空 燃 比 （ ／＝ ４７１ 时 ， Ａ Ｆ １．：） 三元 催 化转 换器 的转换 效 率能 达 到 ９ ％以上 ，因此装 有 ０
境 中发生 剧烈 的氧化 放热 反应 、发 动机 持续 高 速 大负 荷运 行 、 排气 管堵 塞 等原 因 ， 成三 元催 化转 造 换 器工作 温 度超 过 ８０Ｃ以上 时 涂层 中 的 一 １ ０￣ Ａ ０
汽油发动机排放控制的方法
汽油发动机排放控制的方法
汽油发动机排放控制的方法主要包括以下几种：
1. 三元催化转化器：通过将发动机排放的废气引入三元催化转化器中，在催化剂作用下，将CO（一氧化碳）、HC（碳氢
化合物）和NOx（氮氧化物）等有害物质转化为无害的CO2（二氧化碳）、H2O（水）和N2（氮气）等。
2. 针对NOx的控制方法：包括选择性催化还原（SCR）技术，通过向废气中添加尿素水溶液，在催化剂的作用下将NOx转
化为无害的氮气和水；还有排气气体再循环（EGR）技术，将一部分废气再循环回燃烧室中，降低燃烧温度，减少NOx生成。
3. 直喷技术：通过直接将燃料喷射到燃烧室的气缸内，可以更加精确地控制燃油的供应和燃烧过程，减少燃油的浪费和污染物的生成。
4. 可变气门正时技术（VVT）：通过控制气门开启和关闭的
时机和幅度，可以优化燃烧过程，提高燃烧效率，减少污染物的生成。
5. 航空燃油技术：使用高质量的航空燃油，经过严格的生产和质量控制，可以减少污染物的生成。
6. 电动化技术：电动汽车或混合动力系统可以使用电动驱动代替传统的发动机，减少或消除尾气排放。
浅谈三元催化转化器的使用和检测+(1)
浅谈三元催化转化器的使用和检测摘要全球的环境越来越严峻，汽车排放污染成为主要污染源之一。
汽车排放污染物主要来源于内燃机，其中有害成分包括CO、HC、NOx、微粒及硫化物等，其中汽油车的主要污染物包括CO、HC和NOx。
各国都出台了法律严格控制汽车的排放，实践证明仅靠汽车发动机前处理和机内净化已不能满足法规要求，对于汽油机，催化转化技术作为降低其排气污染的后处理最为有效的措施，已越来越受到各国重视，其中三元催化转化器广泛应用于各类汽车上。
在了解三种有害气体产生原因及汽车排放对人类和环境的主要影响后，重点介绍了三元催化转化器的结构、原理作用及使用注意。
还重点介绍了三元催化器是如何检测的。
关键词：三元催化转化器的作用；三元催化转化器的影响因素；三元催化转化器使用；三元催化转化器的检测1三元催化转化器的简介三元催化转化器(Three-way Catalytic Converter)简称TWC，也称三效催化转化器。
催化转化器是对发动机排气管排出的废气进行净化的装置，是一种机外净化技术。
汽油机中有害气体的产生与燃料燃烧过程是密不可分的，其中对人类最有影响的主要有CO、HC和NOx三种污染物，而三元催化转化器主要作用是将尾气中的3种有害气体经过氧化反应和还原反应变成为无害气体。
三元催化转化器的催化剂本身并不发生化学反应，它的作用是加快有害物质的化学反应速度。
在我国汽油车用三元催化转化器得到很好的应用。
三元催化器与电控发动机良好匹配的催化器的稳态转化效率在90%以上实际装车的运行寿命在8万km以上，作为降低废气排放的有效措施。
但从现在使用来看三元催化转化器存在着转化效率低和使用不稳定及耐久性差。
这主要是没有重视三元催化器的使用与检测。
为了是三元催化转化器得到更可靠更有效的工作状态，必须首先重视它的使用检测。
2三元催化转化器的结构、作用和原里及使用条件2.1催化转化器排气系统的简介2-1汽车排气系统如图2-1排气系统由排气管、催化转化器、消音器和排气尾管等部分组成。
三元催化转化器
三元催化转化器三元催化转化器指能同时净化汽车尾气中的碳氢化合物、一氧化碳及氮氧化合物三种污染物的催化转化器。
三元催化转化器截面图催化转换器(CatalyticConverter)，又叫催化净化器。
该装置安在汽车的排气系统内，其作用是减少发动机排出的大部分废气污染物。
三元催化转换器由一个金属外壳，一个网底架和一个催化层(含有铂、铑等贵重金属)组成，可除去HC(碳氢化合物)、CO(一氧化碳)和NOx(氮氧化合物)三种主要污染物质的90%(所谓三元是指除去这三种化合物时所发生的化学反应)。
当废气经过净化器时，铂催化剂就会促使HC与CO氧化生成水蒸汽和二氧化碳；铑催化剂会促使NOx还原为氮气和氧气。
这些氧化反应和还原反应只有在温度达到250℃时才开始进行。
如果汽油或润滑油添加剂选用不当，使用了含铅的燃油添加剂或硫、磷、锌含量超标的机油添加剂，就会使磷、铅等物质覆盖于三元催化转换器的催化层表面，阻止废气中的有害成分与之接触而失去催化作用，这就是人们常说的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。
带有氧传感器的三元催化转换器是汽车排放控制方面最重要的发明之一，它是在环保技术专家斯蒂芬·沃尔曼（StephenWallman）的领导下，由沃尔沃汽车公司在二十世纪70年代初开发出的。
1976年，当首批装有带有氧传感器的三元催化转换器的沃尔沃汽车抵达加利福尼亚时，当地官员亲自开到位于华盛顿国会山的美国国会，问了这样一个问题：“为什么像沃尔沃这样的小公司能够研制出这样的设备而美国汽车厂家却没有？”三元催化转换器的发明者斯蒂芬·沃尔曼以其在沃尔沃汽车公司开创性的环保技术成就，被瑞典皇家汽车俱乐部授予Clarence von Rosen金质奖章。
概述1.作用：用三元催化转换器可降低所排废气中的三种主要污染物(碳氢化合物HC、一氧化碳CO和氮氧化物NOx)约90%。
汽车发动机的排放控制技术
汽车发动机的排放控制技术随着全球交通需求的不断增加，汽车数量也呈现飞速增长的趋势。
然而，汽车的排放对环境造成的污染也引起了广泛的关注。
为了减少汽车尾气排放对空气质量和人类健康的影响，汽车制造商和工程师们不断推出新的发动机排放控制技术。
本文将介绍一些常见的汽车发动机排放控制技术以及其原理和效果。
一、三元催化转化器三元催化转化器是一种广泛应用于汽车尾气系统中的技术，能有效地减少尾气中的污染物。
催化转化器通过使用贵金属催化剂，将一氧化碳（CO）、未燃烧的碳氢化合物（HC）和氮氧化物（NOx）转化为二氧化碳（CO2）、水（H2O）和氮气（N2）。
这种转化过程主要是通过催化剂上的化学反应来实现的。
二、溶液尿素喷射系统溶液尿素喷射系统，又称尿素SCR系统，是一种用于减少柴油车辆尾气中氮氧化物（NOx）排放的技术。
系统通过在尾气中喷射尿素溶液，将尿素分解成氨（NH3），然后将氨与尾气中的氮氧化物进行选择性催化还原反应，将其转化为氮气和水。
这一过程主要发生在车辆尾部的催化转化器中。
三、电动汽车电动汽车是一种以电池为动力来源的汽车，与传统的内燃机汽车相比，其零排放特性使其成为一种环保的交通工具选择。
电动汽车使用电池供电，并通过电动机驱动车辆运动。
由于电动汽车没有尾气排放，因此不会对空气质量造成污染。
四、燃油喷射系统的改进燃油喷射系统是汽车发动机关键的一个部件，对排放性能有重要影响。
近年来，工程师们通过改进燃油喷射系统，有效地降低了汽车尾气中的污染物排放。
改进包括优化喷油嘴设计，提高燃油喷雾的细度和均匀性，使燃油更完全地燃烧，减少未燃烧碳氢化合物的排放。
五、舱内空气质量控制技术除了车辆尾气排放外，汽车的舱内空气质量也是一项重要的考虑因素。
舱内空气污染物主要来自人造革、塑料制品、空气新鲜度不足等原因。
为保证车内空气质量，现代汽车配备了空调过滤系统，可以有效地过滤和去除空气中的污染物，使车内空气保持清新。
综上所述，随着社会对环境污染问题的关注不断增加，汽车发动机排放控制技术得到了广泛的研究和应用。
三元催化转化器产品介绍
三元催化转化器产品介绍三元催化转化器是一种用于减少汽车尾气中有害物质排放的关键组件。
它主要由陶瓷基体、催化剂和金属壳体组成。
它能够将废气中的一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）和碳氢化合物（HC）转化为二氧化碳（CO2）、氮气（N2）和水蒸气。
氧化反应是指将一氧化碳（CO）和碳氢化合物（HC）氧化为二氧化碳（CO2）和水（H2O）。
在氧化反应中，催化剂起到促进反应的作用。
催化剂通常由铂（Pt）、钯（Pd）和铑（Rh）等贵金属组成。
还原反应是指将氮氧化物（NOx）还原为氮气（N2）。
氮氧化物主要由汽车发动机燃烧过程中的高温燃烧生成，是导致大气污染和酸雨的主要原因之一、在还原反应中，催化剂通常由铑（Rh）组成。
解离反应是指将二氧化碳（CO2）分解为一氧化碳（CO）和氧气（O2）。
解离反应主要发生在高温条件下，可提高催化剂的活性，从而提高催化转化效率。
除了以上三种反应，三元催化转化器还可通过吸附和丰度变化的方式减少有害物质的排放。
催化剂上的吸附剂可以吸附一部分有害物质，从而减少其在尾气中的排放。
此外，当汽车行驶在不同速度和负荷条件下，燃烧产生的废气成分也会有所不同，三元催化转化器可以根据废气组成的变化自动调整催化剂的丰度，以保证高效的催化转化效果。
总的来说，三元催化转化器是现代汽车尾气净化系统中不可或缺的关键组件。
它能够有效降低汽车尾气中的有害物质排放，减少对环境和人体健康的影响。
随着环保意识的提高和国家对汽车尾气排放标准的不断提高，三元催化转化器的发展也将得到更好的推进和应用。
三元催化转换器的功能
三元催化转换器的功能
三元催化转换器是汽车排气系统中一个重要的环保装置，其主要功能是将汽车尾气中的有害物质（如一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化物等）通过化学反应转化为无害物质。
三元催化转换器内含有铂、钯、铑等贵金属，当尾气通过催化器时，贵金属会促进尾气中的有害物质与氧气发生反应，生成水和二氧化碳。
三元催化转换器的使用可以降低尾气中有害物质的排放，从而减少对环境的污染，提高空气质量。
同时，三元催化转换器的使用也可以提高汽车的燃油经济性，降低汽车的尾气排放量。
项目七 汽油机排放控制系统的检修 教案设计1：三元催化转换器的检修
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
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
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（50顾内）。
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
能力
目标
1.培养学生的决策评价能力；
2.培养学生的自学拓展能力；
3.培养学生勤于动脑、动手、善于反思、分析与总结的度好学习习惯。
素质
目标
1.培养学生分析问题的素质；
2.培养学生语言表达素质；
3.培养学生的团队合作精神和交流合作素质。
教学重点
三元催化转换器的工作过程
教学难点
三元催化转换器的检测方法
教学素材
丰田卡罗拉LZR发动机台架、万用表等常用检测工具
浅析汽油发动机排放控制系统的三元催化转换器
浅析汽油发动机排放控制系统的三元催化转换器摘要：介绍了三元催化转换器的作用、结构、工作原理、常见故障分析、检修方法和故障排除实例分析关键词：三元催化转换器；故障原因；检修1 三元催化转换器的作用在大气污染物质中，CO的75%、HC和 Nox的50%来源汽油发动机排放的尾气。
为了减少排放污染。
现代汽油发动机桥车在排气系统中普遍装有三元催化转换器。
三元催化转换器也称作触媒转换器，它安装在排气道中，位于排气歧管和消音器之间。
将汽车尾气中有害物CO、HC和NOx转换成为无害物H2O、HC和N2。
三元催化转换器结构和工作原理。
三元催化转换器由三元催化转换芯子、减震层和外壳等组成，现代轿车用的三元催化转换芯子。
大多数以蜂窝状陶瓷作为承载催化剂的载体，简称陶瓷载体。
为了提高三元催化转换芯子抗颠簸的能，芯子外面通常用钢丝网包裹，钢丝网形成了减震层，两者一起安装在不锈钢制成的圆筒状壳体内。
蜂窝状陶瓷载体每平方英寸有400﹋200个孔。
这些孔贯通与整个载体。
在每个孔的内表面儿涂有一层非常疏松的涂层，其粗糙多孔的表面，可使壁面实际催化剂反应表面扩大到7000倍左右，在涂层表面散布着贵金属催化剂（钯、铂、铑等）。
尾气中的CO、HC和Nox以及燃烧剩余的O2在催化剂的作用下，在一定温度条件下（300-500°C）发生氧化还原反应，生成H2O、HC和N2。
当空燃比为标准理论空燃比（A/F=14.7：1）时，三元催化转换器的转换效率能达到90%以上。
因此装有三元催化转换器的发动机必须采用氧传感器对空燃比进行反馈控制。
将空燃比精确控制在标准理论空燃比附近。
三元催化转换器上常用的故障有催化剂化学中毒、积碳堵塞、高温烧结和陶瓷载体破损。
催化剂化学中毒原因是燃料和机油中含有铅，硫，磷等化学元素，燃烧后的氧化物覆盖在催化剂表面，使发动机排气管中尾气的有害成分不能与催化剂接触，无法进行氧化还原反应。
积碳堵塞原因是来燃烧产生的积碳或机油经排气门导管进入排气管内高温氧化生成积碳堵塞了三元催化转换器的陶瓷载体，造成排气不畅、恶化燃烧，导致发动机动力不足，怠速抖动。
排气净化与排放控制系统三元催化转换器功能
排气净化与排放控制系统
使用条件：
1、采用无铅汽油。 铅会使催化剂“中毒
”失去催化效力。
2、把工作温度控制在 一定范围内。最低工 作温度为250℃，理 想的工作温度为 400~800 ℃，如果 超过1000 ℃，催化 剂迅速变质，使得三 元催化转换器损坏。
排气净化与排放控制系统
三元催化转换器的检测与诊断
在发动机工作过程中，将一部分废气引入进气管，
与新鲜空气（或混合气）混合后返回气缸进行再
循环。
减少NOX排放 量的一种有效
措施
排气净化与排放控制系统
小部分已燃烧的气体返 回进气歧管，在进气混 合气中起到惰性稀释作 用，混合气中单位燃料 对应氧的浓度减少，缸 内可燃油蒸气的质量也 减少，燃烧速度降低， 燃烧温度随之下降，从 而有效抑制NOX的生成。
排气净化与排放控制系统
一、三元催化转换器
功能：利用转换器中 三元催化剂（铂铑混合 物），将发动机排出的 废气中的有害气体转换 为无害气体。
排气净化与排放控制系统
三元催化反应转化效率与发动机所用的空燃比有关
只有在理论空燃比附近，对废气中三种有害气体（HC、 CO、NOX）的转换效率最高。
在发动机电控系统 中普遍采用由氧传感器 组成的空燃比反馈控制 方式，即闭环控制方式。
生电势差。 浓度差越大，电势差越大。
排气净化与排放控制系统
组成：二氧化钛元件、导线、金属外壳和接线端子等。
原理：
废气中的氧浓度高时，二氧化钛的电阻值增大；
废气中氧浓度较低时二氧化钛的电阻值减小。
二氧化钛元件
金属外壳
陶瓷绝缘体
接线端子
金属保护套
导线
陶瓷元件
排气净化与排放控制系统
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浅析汽油发动机排放控制系统的三元催化转换器
发表时间：2017-11-03T12:56:37.607Z 来源：《基层建设》2017年第21期作者：张代财[导读] 摘要：介绍了三元催化转换器的作用、结构、工作原理、常见故障分析、检修方法和故障排除实例分析山东省烟台市蓬莱市南王街道办事处农业科技综合服务站
摘要：介绍了三元催化转换器的作用、结构、工作原理、常见故障分析、检修方法和故障排除实例分析关键词：三元催化转换器；故障原因；检修
1 三元催化转换器的作用
在大气污染物质中，CO的75%、HC和 Nox的50%来源汽油发动机排放的尾气。
为了减少排放污染。
现代汽油发动机桥车在排气系统中普遍装有三元催化转换器。
三元催化转换器也称作触媒转换器，它安装在排气道中，位于排气歧管和消音器之间。
将汽车尾气中有害物CO、HC和NOx转换成为无害物H2O、HC和N2。
三元催化转换器结构和工作原理。
三元催化转换器由三元催化转换芯子、减震层和外壳等组成，现代轿车用的三元催化转换芯子。
大多数以蜂窝状陶瓷作为承载催化剂的载体，简称陶瓷载体。
为了提高三元催化转换芯子抗颠簸的能，芯子外面通常用钢丝网包裹，钢丝网形成了减震层，两者一起安装在不锈钢制成的圆筒状壳体内。
蜂窝状陶瓷载体每平方英寸有400﹋200个孔。
这些孔贯通与整个载体。
在每个孔的内表面儿涂有一层非常疏松的涂层，其粗糙多孔的表面，可使壁面实际催化剂反应表面扩大到7000倍左右，在涂层表面散布着贵金属催化剂（钯、铂、铑等）。
尾气中的CO、HC和Nox以及燃烧剩余的O2在催化剂的作用下，在一定温度条件下（300-500°C）发生氧化还原反应，生成H2O、HC和N2。
当空燃比为标准理论空燃比（A/F=14.7：1）时，三元催化转换器的转换效率能达到90%以上。
因此装有三元催化转换器的发动机必须采用氧传感器对空燃比进行反馈控制。
将空燃比精确控制在标准理论空燃比附近。
三元催化转换器上常用的故障有催化剂化学中毒、积碳堵塞、高温烧结和陶瓷载体破损。
催化剂化学中毒原因是燃料和机油中含有铅，硫，磷等化学元素，燃烧后的氧化物覆盖在催化剂表面，使发动机排气管中尾气的有害成分不能与催化剂接触，无法进行氧化还原反应。
积碳堵塞原因是来燃烧产生的积碳或机油经排
气门导管进入排气管内高温氧化生成积碳堵塞了三元催化转换器的陶瓷载体，造成排气不畅、恶化燃烧，导致发动机动力不足，怠速抖动。
启动困难等故障。
高温烧结原因是未燃混合气在载体的高温环境中发生剧烈的氧化放热反应、发动机持续高速大负荷运行，排气管堵塞等原因，造成三元催化转换器工作温度超过800℃以上时涂层烧结，表面积大大减少，导致三元催化转换器实效。
陶瓷砖体破碎破损原因是三元催化转换器过热，外部碰撞和挤压都有可能使陶瓷载体断裂和破碎，导致排气不畅。
三元催化转换器的检修方法
检测之前必须确认点火系正常、发动机无漏气，燃料供给系统正常、曲轴箱、通风装置和废气再循环装置齐全有效，排气管无泄漏。
外观检视法：检视三元催化转换器外壳儿无大面值凹陷，否则更换，检视三元催化转换器与车身之间应固定牢固，与排气管的连接应完好无漏气，连接螺栓应紧固无松动。
否则应予修理，用橡皮锤敲击三元催化转换器外壳，其内部应无异响，否则更换。
尾气测试法：发动机预热后，取下氧传感器和怠速马达导线插头，启动发电机，发动机怠速运转30s，使用尾气分析仪检测CO、HC、O2数值并做好记录，将任何一方高压线搭铁，使该缸不工作（时间不超过五min），观察尾气成分变化。
若O2值升高，CO、HC值基本无变化，说明三元催化转换器正常。
若O2值升高，CO、HC值升高，说明三元催化转换器失效，应更换。
温度检测法：
用数字万用表的温度探头（高温热电偶），测试三元催化转换器前后排气管上的温度，后端温度应高出前端温度38℃以上，否则说明三元催化转换器失效，应更换。
双氧传感器波形测试：有的发动机电控系统为了检测三元催化转换器效率，在三元催化转换器前后各安装一个氧传感器，前端的氧传感器成为主氧传感器，后段断氧传感器成为副氧传感器。
由于三元催化转换器的转换作用，两个氧感器检测的氧浓度由较大的差别。
若副氧传感器信号电压幅值达到或超过，主氧传感器信号电压幅值的50%时，说明三元催化转换器失效。
故障排除实例分析
一辆丰田PREVIA子弹头轿车，发动机动力性差，加速至3000r/min时转速再也上不去，“检查发动机”警告灯启动后熄灭。
检查油压，喷油雾化，高压火点火都正常，检查空气流量计vs信号怠速2.3﹏2.8正常，加速至3000r/min应该为0.3﹏1.0V，但实际为2V，再踩下加速踏板，VS信号一直为2V，说明随节气门儿开度增加进气量不能增加或空气流量计本身有故障。
拆下空气流量计，插头仍插在空气流计上。
接通点火开关，用手推动翼板式空气流量计的计量板，没有卡住现象，信号电压也正常，这说明空气流量计良好，拆下空气滤清器。
起动机加速发动机，仍为3000r/min，空气流量计至节气门之间无漏气现象，检查排气系统是否堵塞，用上述方法检查排气背压，压力表数值为20kpa大于正常值18kpa，并观察三元催化转换器、消音器和排气管、并无碰瘪和其他损伤。
进一步脱开三元催化转换器排气口，压力仍很高，这说明三元催化转换器内部堵塞，更换三元催化转换器后，发动机恢复正常。
形成该故障的原因是发动机排出尾气中的积碳经过三元催化转换器陶瓷载体小孔时，粘附在孔壁上，长时间的积累就造了三元催化转换器内部堵塞。
由于三元催化转换器结构特点和汽油发动机尾气所含成分的特殊性，要定期检查和维护排放控制系统，以防三元催化转化器堵塞或失效，造成发动机工作不良或污染空气环境。
参考文献：
[1].夏令伟.汽车电控发动机构造与维修北京人民交通出版社2002
[2].朱军电子控制发动机电路波形分析北京机械工业出版社2004
[3].杨庆彪丰田轿车电控系统维修速查手册北京电子工业出版社2009。