三元催化器基础知识介绍
三元催化器知识
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
氧化反应
ห้องสมุดไป่ตู้
H2O+ CO2
NOx
还原反应
N2+ O2
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 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 的排气背压，使排气不顺畅
为什么要清洗三元催化器？
1、三元催化器经过长期使用后，发动机排出的积 碳和其他杂质会覆盖在三元催化剂表面，使贵金属 无法与尾气接触从而达不到催化作用。导致催化剂 失效。尾气达不到排放标准。 2、发动机排出的积碳和其他杂质会阻塞三元催化 剂小孔。使排气背压增大，导致发动机怠速不稳、 加速不良等症状。
用什么清洗三元催化器？
三元催化器清洁剂
保养功效
• 内含特制专利配方的积炭吹除剂，对三元催化转换
器表面附着物具有清洁、分解作用；
• 能有效恢复三元催化转换器表面活性，降低车辆尾
气中的有害物质； • 有效清洁保护氧传感器和三元催化转换装置、清除 火花塞和汽缸上部的积炭，有效解决怠速不稳、加 速不良等症状；
三元催化器的结构、工作原理 清洗产品
李 健
三元催化器的位置
三元催化器
什么叫三元催化器？
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。
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。
三元催化器的作用及工作原理
三元催化器的作用及工作原理三元催化器（Three-way Catalytic Converter）是一种用于汽车尾气净化的重要设备。
其主要作用是将车辆尾气中的一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）和氮氧化合物（HC）等有害物质转化为无害的二氧化碳（CO2）、氮气（N2）和水（H2O）。
三元催化器一般由进气系统、排气系统和控制系统组成。
三元催化器的主要工作原理是“氧气剩余比”原理。
当发动机处于理想燃烧状态时，进气中含有足够的氧气与燃料完全燃烧生成CO2、H2O等物质。
而车辆行驶过程中，由于不完全燃烧、燃油质量不过关等因素，会产生大量的CO、NOx和HC等有害物质。
而三元催化器通过催化作用，将这些有害物质转化为无害物质。
三元催化器中的催化材料主要有铂、钯和铑等贵金属，催化器的体积较小但表面积相对较大，其中贵金属负载在陶瓷或金属载体上。
进气进入催化器后，先通过氧传感器检测氧气含量，然后进入氧化反应层。
在氧化反应层中，铂和钯催化剂催化CO和HC氧化为CO2和H2O。
接下来，氮氧化物还原层中的铑催化剂使NO和其他氮氧化物还原为N2和O2、最后，还会通过氧传感器再次检测氧气含量，保证催化转化的效果。
三元催化器的工作过程可以大致分为两个状态：暖机状态和稳定工作状态。
暖机状态下，催化器需要达到最佳的工作温度，才能正常发挥催化作用。
一般需要几分钟的时间，催化器达到工作温度后才能开始转化反应。
而在稳定工作状态下，催化器会持续转化有害物质，保持汽车尾气的净化效果。
催化器的工作效果与催化剂活性、氧气含量、温度和气体流速等因素有关。
催化剂活性决定了催化转化的速率，氧气含量过高或过低都会影响转化效果，而温度过低或过高也会降低催化器的活性。
因此，催化器需要配合控制系统进行适当的调节，以保证催化器的性能和工作效果。
在实际使用中，三元催化器也存在一些问题。
例如，高含铅汽油会降低催化剂的活性；硫和磷等物质会中毒催化剂；车辆长时间低速行驶会导致催化器无法达到有效工作温度等。
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)。
三元催化剂的作用及原理
三元催化剂的作用及原理1. 三元催化剂的定义三元催化剂是指由三种不同金属或金属氧化物组成的复合催化剂。
这种催化剂通常具有高活性、高选择性和良好的稳定性，在许多重要的工业反应中被广泛应用。
2. 三元催化剂的作用三元催化剂在化学反应中起到催化作用，加速反应速率并提高产物的选择性。
它们可以通过吸附和解离反应物分子，调节活性位点，促进反应物之间的相互作用，提供活性中心等方式来实现这一功能。
3. 三元催化剂的原理3.1 活性位点调节活性位点是指能够吸附和解离反应物分子，并促进其发生反应的部位。
在三元催化剂中，不同金属或金属氧化物之间存在相互作用，可以调节活性位点的位置和特性。
以Pt-Sn/Al2O3为例，Pt和Sn分别是铂和锡组成的催化剂。
Pt具有较高的氧气解离能力，而Sn具有较高的氢气解离能力。
当Pt和Sn组成复合催化剂时，它们之间的相互作用可以调节活性位点的特性，使其同时具有较高的氧气和氢气解离能力。
这种调节作用可以提高催化剂在反应中的活性。
3.2 相互作用促进三元催化剂中不同金属或金属氧化物之间存在相互作用，可以促进反应物之间的相互作用，增强反应过程中的协同效应。
以Cu-Zn-Al为例，Cu、Zn和Al分别是铜、锌和铝组成的催化剂。
Cu具有较好的选择性，但活性较低；Zn具有较高的活性，但选择性较差；Al具有调节活性位点的能力。
当Cu、Zn和Al组成复合催化剂时，它们之间存在相互作用，Cu和Zn之间形成共晶相，增加了反应物在表面上的接触机会；Al通过调节活性位点，提高了催化剂在反应中的选择性。
这种相互作用促进了反应物之间的相互作用，提高了反应效率和产物选择性。
3.3 活性中心提供三元催化剂中的不同金属或金属氧化物可以提供不同类型的活性中心，进而实现对不同反应物的催化。
以Co-Mo/Al2O3为例，Co和Mo分别是钴和钼组成的催化剂。
Co具有较好的选择性，而Mo具有较高的活性。
当Co和Mo组成复合催化剂时，它们之间存在相互作用，形成了活性位点。
三元催化器总成系统基础知识
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。
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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。
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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
每天进步一点点
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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。
三元催化器基础知识介绍资料
三元催化器基础知识介绍资料一、三元催化器的结构三元催化器通常由陶瓷基体、催化层和包覆层组成。
陶瓷基体是催化转化器的主体，它由高温陶瓷材料制成，具有良好的耐高温和耐腐蚀性能。
催化层是陶瓷基体上的薄层涂层，主要由贵金属催化剂（如铂、钯、铑）组成，可以催化废气中的一氧化碳、氮氧化物和碳氢化合物等有害物质的氧化还原反应。
包覆层是陶瓷基体的外部保护层，可以提高催化转化器的机械强度和耐腐蚀性。
二、三元催化器的工作原理三元催化器主要通过氧化还原反应将废气中的有害物质转化为无害物质。
当废气通过三元催化器时，催化剂会将一氧化碳（CO）和氮氧化物（NOx）转化为二氧化碳（CO2）和氮气（N2）。
同时，催化剂还可以将碳氢化合物（HC）转化为水蒸气（H2O）和二氧化碳（CO2）。
这些反应主要是在催化剂表面上进行的，催化剂提供了一个活性的表面，使反应能够快速进行。
三、三元催化器的应用三元催化器主要应用于汽车尾气净化领域。
在汽车发动机燃烧过程中，会产生大量的一氧化碳、氮氧化物和碳氢化合物等有害物质。
这些有害物质对人体健康和环境造成严重危害。
通过安装三元催化器，可以将废气中的有害物质转化为无害物质，减少空气污染和保护人们的健康。
三元催化器在汽车工业中得到了广泛的应用，已成为汽车尾气净化的关键技术之一四、三元催化器的注意事项使用三元催化器时，需要注意以下几个问题。
首先，三元催化器需要在适宜的温度下工作，过低的温度会影响催化效果，过高的温度会损害催化剂。
其次，三元催化器对尾气中的硫化物敏感，硫化物会中毒催化剂，降低其催化效果。
因此，汽车使用时需要使用低硫燃料，以减少硫化物的排放。
最后，三元催化器需要定期维护和清洗，以保持其良好的工作状态。
总结：三元催化器是一种常用于汽车尾气净化的催化转化器。
它通过氧化还原反应将废气中的有害物质转化为无害物质，减少空气污染和保护人们的健康。
三元催化器由陶瓷基体、催化层和包覆层组成，其中催化层含有贵金属催化剂，可以促进氧化还原反应的进行。
三元催化器基础知识介绍优质PPT课件
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。
元催化器基础知识
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
三元催化器工作原理
三元催化器工作原理三元催化器是一种用于减少车辆尾气排放中有害物质的装置。
它主要由陶瓷碟片构成，表面涂有贵金属催化剂，如铂、钯和钌。
下面将介绍三元催化器的工作原理。
首先，三元催化器依赖于内部的催化剂来促进化学反应。
在发动机燃烧过程中，氮氧化物（NOx）、一氧化碳（CO）和碳氢化合物（HC）等有害物质会被排放到尾气中。
当尾气通过三元催化器时，催化剂会加速这些有害物质的化学反应，使其转化为无害物质。
其次，三元催化器的工作原理可以分为两个阶段：氧化还原和化学吸附。
在氧化还原阶段，富氧条件下，三元催化器中的催化剂会将一氧化碳（CO）和碳氢化合物（HC）氧化为二氧化碳（CO2）和水蒸气（H2O）。
这个过程需要氧气的参与，使用的是来自发动机和空气中的氧气。
同时，催化剂还能将部分氮氧化物（NOx）氧化为氮气（N2）。
在化学吸附阶段，富燃和贫燃条件下，三元催化器中的催化剂会吸附废气中的氮氧化物。
在富燃条件下，富氧环境会生成氧化剂，如NO2，它能够氧化吸附在催化剂上的氮氧化物吸附物，将其还原为氮气。
而在贫燃条件下，高温和低氧条件会生成还原剂，如一氧化碳（CO）和氢气（H2），它们能够将吸附物还原为氮气。
通过这两个阶段的反应，三元催化器能够将车辆尾气中的有害物质转化为无害物质，从而净化排放。
值得注意的是，三元催化器需要达到一定的工作温度才能发挥催化作用，因此在冷启动时会产生更多的尾气排放。
对于冷启动阶段，一些车辆会配备预热装置来提供适宜的工作温度。
总结而言，三元催化器通过其内部的催化剂将有害物质转化为无害物质。
它以氧化还原和化学吸附两个阶段的反应机理工作，并在一定的工作温度下发挥最佳性能。
这一装置在保护环境、减少尾气排放方面起着重要的作用。
三元催化器的工作条件
三元催化器的工作条件
三元催化器的工作条件主要包括以下几个方面：
1. 理论空燃比：这是指发动机中空气与燃料之间的理想比例。
在理论空燃比下，三元催化器的转化效率最高。
因此，为了保持较高的转换效率，发动机的理论空燃比应为:1。
2. 温度：三元催化器需要在一定的温度范围内工作。
其最佳工作温度为300℃，在这个温度下，转换效率可达50%。
温度过高或过低都会影响三元催化器的转化效率。
3. 燃油要求：车辆所使用的燃油必须为无铅清洁燃油。
因为含铅油燃烧后，铅颗粒会覆盖在催化剂表面，使催化剂作用面积减少，从而大大降低催化器的转换效率。
4. 防止铅化物中毒：如果使用含铅汽油，会导致三元催化器铅中毒，从而使催化剂失去活性，降低转换效率。
5. 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。
以上是三元催化器的工作条件，如果不能满足这些条件，可能会影响三元催化器的性能和寿命。
因此，在使用过程中需要特别注意。
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。
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故障 故障
故障 故障
故障
故障
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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
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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
三元催化器的基本结构
三元催化器的基本结构
三元催化器是用于减少内燃机尾气中的氮氧化物（NOx）、一氧化碳（CO）和氢碳化合物（HC）排放的重要排放控制设备。
其基本结构主要包括催化转化体、保温材料和外壳三个部分。
1.催化转化体：
催化转化体是三元催化器的核心部分，通常由陶瓷或金属材料制成。
催化转化体内部覆盖有催化剂，常用的催化剂包括铂（Pt）、钯（Pd）和铑（Rh）等贵金属。
通常采用蜂窝状或薄片状结构，以增加催化剂的表面积，提高催化效率。
这种结构有助于在相对较低的温度下启动催化反应，促使废气中的有害气体转化为无害的水、二氧化碳和氮气。
2.保温材料：
为了提高三元催化器的效率，减少启动时间，降低对温度的敏感性，通常在催化转化体外部包裹一层保温材料。
这可以减缓催化转化体的散热速度，维持催化反应所需的温度。
常用的保温材料包括陶瓷纤维、硅酸铝纤维等。
3.外壳：
三元催化器的外壳是整个结构的外包装，通常采用金属材料，如不锈钢，以保护内部结构不受外界物理损伤，同时起到固定、支撑的作用。
外壳上通常设有进气口和出气口，以便将废气引入催化转化体进行净化。
三元催化器通过催化转化体中的催化剂，将尾气中的一氧化碳、氮氧化物和碳氢化合物转化为无害的气体，从而实现减少汽车尾气中
有害气体排放的目的。
它在汽车尾气处理中起到了重要的环保作用。
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3.3 载体 载体分为金属和稀土陶瓷两种，形状为蜂窝状，现在主要使用400目的载体。 1.金属载体 优点：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：耐热性差，抗过载能力低；成本高，现在使用的金属材质为铬铝钇不 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。 2.稀土陶瓷 特点：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定的大，净化效率比金属的低，现在90%车.温度要求 燃烧废气中的化学有害成分HC、CO和NOx气流流经预热后的催化剂表 面，方可进行高效催化转化反应。在催化剂反应床上，HC，CO和NOx的转 化需要在载体的温度达到350º 左右时方可达到50%的转化效率。通常将使催 化器开始达到50%时的转化效率时，载体自身的温度称为催化器的起燃温度。 由下图可知三元催化器的最佳工作温度为500-850º 之间，温度太低三元 催化器转化效率较低，温度太高容易使催化剂失去活性和催化剂载体烧结。
五、三元催化器工作要求 要使三元催化器正常高效的工作，需要满足以下要求，否则会降低三元催化 器的转化效率，甚至损坏三元催化器。 5.1.燃油要求 车辆所用燃油必须为无铅清洁燃油。因为含铅油燃烧后，铅颗粒随废气 排经三元催化器时，会覆盖在催化剂表面，使催化剂作用面积减少，从而大 大降低催化器的转换效率，这就是常说的“三元催化器铅中毒”。低品质燃 油也是导致三元催化器烧缩、烧结、堵塞的主要原因之一。对汽油中硫、磷 等杂质的含量也有要求。
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 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。
三元催化器基础知识介绍
北汽股份株洲分公司生产技术部 何正清 2013.9.7
一、三元催化器功能介绍 二、三元催化器总成的布置方式 三、三元催化器总成的结构 四、三元催化器的工作原理 五、三元催化器工作要求 六、三元催化器使用时注意事项
一、 三元催化器功能介绍
随着汽车保有量的增加和人类对环保的要求越来越高，汽车尾气的治理越来越 重要，催生出了汽车尾气净化装置，三元催化器是汽车尾气净化装置的主要组成 部分。 三元催化器是对汽车及其它发动机固定污染源进行排气净化处理的主要部件。 它采用铂（Pt)、铑(Rh)、钯(Pd)三种贵金属作为催化剂对排气中的一氧化碳 、碳 氢化合物和氮氧化合物进行氧化和还原处理，生成二氧化碳、氮气以及水，从而 达到净化的结果。其净化效率十分高，可以净化90%以上的有害物质。随着人们 对环境的关注程度的提高，各个国家及地区都制定了越来越严格的排放法规，该 部件在排放后处理方面起着举足轻重的地位。
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。
3.2 衬垫 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。衬垫是催化器中保护 载体不受损坏的部分。
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。 氧化反应 4HC+5O2 =4CO2+2H2O 2CO+ =2CO2 还原反应 2 NO+2CO=N2+2CO2 10 NO+4HC=5N2+2H2O+4CO2
六、三元催化器使用时注意事项 鉴于三元催化转化器早期失效的原因，使用时应注意如下事项 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、发现有气缸工作不良时，应及时停车检查、排除故障。 7、催化器只要正确使用，一般不需要维护，故不要随便拆卸，如需更换 时一定要与原车匹配。 8、车辆行驶时避免拖底、磕碰三元催化器，以免损坏三元催化。
5.2. 现代点燃式（汽油）发动机在燃烧时，空气—燃料混合比对于其所产生 燃烧废气含量的成分有直接的影响。汽油的构成成分为碳氢化合物，当发动 机的空燃比较浓时，意味着混合气中有更多的燃料（汽油）参与燃烧，因此， 相对而言发动机排出燃烧废气中的碳氢化合物成分含量会较高；当发动机的 空燃比较稀时，意味着混合气中有较少的燃料（汽油）参与燃烧。由于发动 机的工作特点，发动机此时非常容易造成高温燃烧过程。相对而言此时发动 机排出的燃烧废气温度相对较高且其中的氧含量成分较高。此时容易产生更 多的氮氧化合物。为了更有效地控制发动机在燃烧过程中产生较少的有害废 气HC，CO，NOx，通常需要对这三种元素的输出含量加以平衡。如图所示， 将发动机的空燃比控制在理想空燃比（14.7：1亦称λ ═ 1）附近或略低些时， 发动机的有害排放物输出较低。
二、三元催化器的布置方式 三元催化器按照布置位置划分可分为三种方式： 2.1、底盘下置式催化器：
优点：布置空间较为宽广 缺点：因为离发动机排气出口的距离相对较远，催化器的起燃时间较长，所以发 动机在启动时的排放值相对比较高。 底盘下置式三元催化器主要用于发动机仓布置空间不能满足要求，且需要满 足的排放法规相对较低的车型中，该布置一般在满足欧洲2号排放标准的车型上 大量使用。随着排放法规的加严，该布置已经不能满足越来越苛刻的排放法规的 要求。
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：要求三元催化器总成与发动机排气歧管出口之间的距离较小，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。