三元催化器的组成及结构图
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内燃机尾气中有害气体排放的装置，它主要用于汽车尾气净化系统中。
三元催化器的工作原理是利用催化剂将尾气中的一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）和氮氧化物（NOx）转化为无害的二氧化碳（CO2）、水蒸气（H2O）和氮气（N2），从而净化尾气排放，保护环境。
三元催化器内部主要由载体、催化剂和辅助材料组成。
载体通常采用陶瓷或金属材料制成，具有较大的表面积，能够提供催化反应所需的反应表面。
催化剂则包括铂、钯、铑等贵金属，它们能够催化氧化还原反应，将有害气体转化为无害物质。
辅助材料则用于稳定催化剂的性能，延长三元催化器的使用寿命。
三元催化器的工作原理主要包括氧化还原反应和还原氧化反应两个过程。
在氧化还原反应中，一氧化碳和碳氢化合物在催化剂的作用下与氧气发生反应，生成二氧化碳和水蒸气。
而在还原氧化反应中，氮氧化物在催化剂的作用下与一氧化碳发生反应，生成氮气和二氧化碳。
通过这两个过程，三元催化器能够高效地将有害气体转化为无害物质。
在汽车运行时，发动机产生的尾气通过排气管进入三元催化器，经过催化剂的作用，有害气体被转化为无害物质，然后排放到大气中。
三元催化器在工作过程中需要保持一定的温度，通常需要依靠发动机排气和辅助加热装置来提供足够的温度。
此外，三元催化器还需要定期进行清洗和更换，以保持其正常的工作效果。
总的来说，三元催化器通过催化剂的作用，能够将汽车尾气中的有害气体转化为无害物质，起到净化尾气排放的作用。
它是现代汽车尾气净化系统中不可或缺的部分，对于保护环境、改善空气质量具有重要意义。
随着汽车工业的发展，三元催化器的技术也在不断进步，将会更加高效地净化尾气排放，为环境保护作出更大的贡献。
三元催化转换装置(TWC)幻灯片PPT
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。
某些汽车在三元催化转换器前的排气系统中，有 一个可插入废气分析仪测头的连接装置。这样可 通过测量三元催化转换器前、后废气中的有害气 体量来判断催化转换器的有效性。如在三元催化 转换器前后测得的读数相同，说明催化转换器已 失效。
（2）蜂巢型——将催化剂沉积在蜂巢状氧化铝
载体或陶瓷载体表面。
注意点
现在，大多数三元催化转换芯子以蜂窝状 陶瓷作为承载催化剂的载体，在陶瓷载体 上浸渍铂（或钯）和铑的混合物作为催化 剂。
蜂窝状陶瓷作为催化剂载体的三元催化转换器
使用氧化铝颗粒的转换器
采用陶瓷整体结构的转换器
带空气喷射的整体式双级催化转换器
三元催化转换装置（TWC）幻灯 片PPT
本PPT课件仅供大家学习使用 请学习完及时删除处理 谢谢！
一、三元催化转换器的功用
三元催化转换器
TWC（Three-way Catalyst ）
1、三元催化转换器的功用
利用转换器中的三元催化剂，将发动机废气中的 有害气体CO、HC和NOX转化为无害气体CO2、H2O 和N2，使废气得到净化。
如有，则说明催化剂载体已破碎，需要更换三元 催化转化器。
2、三元催化转化器性能检查
在三元催化转化器工作时氧化反应会产生大量热， 可通过测量进、出口的温差来检查其性能。
检查方法：使发动机在正常温度下以2500r/min的 转速运转。测量三元催化转化器进、出口的温度 并予以比较。
三元催化器知识ppt课件
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
三元催化器使用说明书TWConverter
三元催化转化器使用说明书（第一版）适用型号：多种不同规格产品C O 2整车排放 N 机排放N O X+ 1/2 O 2 > C O 2+ O 2 > H 2O + C O 2 氧化反应 N O + C O > 1/2 N 2 + C O 2H C + N O > N 2+ H 2O + C O 2还原反应内部隔热冲压壳体封装式整体结构催化转换器内部隔热材料填充管式封装整体结构催化转换器载体支撑填充材料锥形端盖总成催化剂及其载体元件异型为使发动机的燃烧废气流经陶瓷载体时产生化学转化的催化作用，般工艺过程为先在载体表面涂以一层包括氧化铝和二氧化涂层。
实际上，载体自身的作用是被用来形成三元催化转化器的反应床，并被用涂层如氧化铝和二氧化铈的附着体。
经过强化附着力处理之后，再进行以为主要成分的催化剂涂层（ Pt、Pd、 Rh等元素）的涂敷及固体应用的排放法规的不同要求，在金属基础涂层上浸镀不同成分和含即称为催化剂涂层配方技术。
德尔福公司拥有自己独发和浸镀生产工艺技术。
催化剂载体空燃比对排放的影响燃烧废气中的化学有害成分HC、CO NO x气流流经预热后的催化剂表面O2，方可进行高效催化转化反应。
在催化剂反应床上，HC，CO，和NO x的转化需要在载体的温度达到300ºC左右时方可达到较高的转化效率。
通常我们将使催化转化器开始达到50%时的转化效率时载体自身的温度称为催化转化器的起燃温度。
为了使三元催化转化器能够最有效的发挥上述化学反应，使三种元素的废气同时获得更加优化的转化效率，除了催化反应床的温度需要保持在一定的工作温度之外，发动机空燃比也对转化效率高低起着至关重要的作用。
三元催化转化器对于HC、CO和NO 气流流经催化剂表面的转化效率各异。
当发动机的空燃比偏浓时，催化剂对氮氧化合物的转化效率较高；当空燃比偏稀时，催化剂对碳氢化合物和一氧化碳的转化效率较高。
而当发动机工作在理想空燃比附近时，三元催化转化器对于HC、CO和NO x转化效率最高达到最高。
三元催化结构原理及养护
三元催化器的工作原理及养护汽车发动机工作时，会产生一些有害气体，如一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化物（NO）等。
这些有害气体如何控制呢？目前发动机上主要用两种方法。
一种是机内净化，如控制汽油的辛烷值、控制空燃比、改进进气道、控制曲轴箱的排放物等等。
用机内净化的方法，还不能够满足排放法规的要求，于是又发展出了机外净化，即在发动机排气尾管中安装废气转化催化器。
因为这种装置可以同时净化CO、HC、NO三种有害气体，所以又叫三元催化器。
二、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。
三元催化反应器类似消声器。
（如图）它的外面用双层不锈薄钢板制成筒形。
在双层薄板夹层中装有绝热材料----石棉纤维毡。
内部在网状隔板中间装有净化剂。
净化剂由载体和催化剂组成。
载体一般由三氧化二铝制成，其形状有球形、多棱体形和网状隔板等。
净化剂实际上是起催化作用的，也称为催化剂。
催化剂用的是金属铂、铑、钯。
将其中一种喷涂在载体上，就构成了净化剂。
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。
是安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置。
三元催化器的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。
三元催化器的基础知识PPT课件
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。
三元催化器
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
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。
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
发动机构造与维修-25-汽油机排气装置零部件认识
建议每2-3万公里或者1 年进行1次三元催化器 免拆清洗
保养后的效果，详见备注
三元催化免拆清洗仪
三、汽油机三元催化的认知
三元催化的养护
定期清洗方法
这是发动机深化保养组合套装， 其中右图最右边边那瓶蓝色标签 就是三元催化器清洗剂
吊瓶式三元催化剂清洗 工具套件 (吊瓶和塑料管)
发动机构造与维修
——发动机排气装置认知
前 言
为了使维修技师能够认识汽油机排气装置零部件， 本讲主要讲述排气装置的组成、作用、形状以及故障的
判断，同时介绍安全注意事项。
为了维修技师更好的学习，采用原理图、实物图并 配合文字说明。希望维修技师能够快速掌握本节学习的 内容。
汽油机排气装置认知
汽油机排气装置的作用 汽油机排气管的认知 汽油机三元催化的认知 汽油机消声器的认知
1、汽油机排气装置起什么作用？
课后作业
2、三元催化器起什么作用？是怎样工作的？
3、汽油机排气管故障有哪些？
4、消声器是怎样消声的？
四、汽油机消声器的认知
消声器的工作原理
（1）排入的废气多次改变气流方向；
（2）气流重复通过收缩又扩大的断面；
（3）气流被分割成许多小支流， 小支流顺着不平滑的面流动； 废气在流动中得到冷却。
（4）消耗了废气的能量，衰减排气 压力波，排气噪声降低，废气中的 火星被消除。
四、汽油机消声器的认知
消声器的故障
易产生烧毁、堵塞、中毒故障。
三、汽油机三元催化的认知
结构：
三元催化器的载体部件 是一块陶瓷材料，
安装在特制的排气管当中。
它是载体，在上面覆盖着一层 铂、铑、钯等贵重金属。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
三元催化器的组成及结构图
随着人类工业文明的发展，对环境的破坏日益严重，大气的污染也日益加剧。
人们逐渐认识到，汽车的尾气是重要的大气污染源，因此对汽车尾气的治理就成了汽车行业的一个亟需解决的问题。
通过对汽车尾气的分析，发现其中的CO、HC和NOx是污染大气最严重的物质，所以，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。
它可以极大的降低尾气对大气的污染程度。
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。
三元催化器一般由壳体、减振层、载体和催化剂涂层4部分组成。
壳体由不锈钢材料制成，以防氧化皮脱落造成载体的堵塞。
减振层的材料一般是膨胀垫片或钢丝网垫，起密封、保温和固定载体的作用，以防止振动、受热变形等原因对载体造成的损害。
膨胀垫片由膨胀云母、硅酸铝纤维和粘接剂组成。
膨胀垫片在第1次受热时体积明显膨胀，而在冷却时只是部分收缩，这样就使壳体与载体之间的缝隙完全胀死和密封。
催化器载体一般为蜂窝状陶瓷材料，也有少数用金属（不锈钢）材料。
三玩催化器的外面用双层不锈薄钢板制成筒形。
在双层薄板夹层中装有绝热材料---石棉纤维毡。
内部在网状隔板中间装有净化剂
净化剂：净化剂由载体和催化剂组成。
载体一般由三氧化二铝制成，其形状有球形多棱体形和网状隔板等。
催化剂涂层：主要为Pt（铂）、Rh（铑）、Pd（钯）和助催化剂CeO2（二氧化铈）、氧化。