4月15日 三元催化构造原理与检测维修

催化剂与指标
其中直接起催化作用的主要是铂族贵金属（铂Pt、铑Rd、钯Pd），稀 土材料铈Ce和镧La的氧化物具有储氧功能，并有助催化的作用，将 上述多种材料按一定比例（配方）制成催化剂，能收到最佳的催化效 果。由于贵金属价格昂贵，催化剂中的贵金属含量低就成了它的水平 和市场竞争力的标志。催化要技术剂的主要指标是对废气中三种主要 有害成分的转化效率，一般都应在80％以上，起燃温度是检验低温下 催化剂活性的重要指标，对冷启动时废气的转化作用有重要影响，一 般在300度以下。高温抗老化性能也是重要的技术指标
为什么叫三元催化
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。
三元催化的构成
常用的催化剂是由铂、铑和钯等一些贵金属材料构成， 通过特殊工艺方法浸镀在载体表面的基体涂层上。
三元催化器失效的原因
• 3.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。
三元催化器失效的原因
• 4.排气恶化
•
催化转化器对污染物的转化能力有一定的限
度，因此必须通过机内净化技术将原始排气降到
过高。
•
3、行驶在不平整的道路时应特别注意不要“托底”，因为三元催化器大多数内部都是蜂窝陶
器形成的催化剂承载体，碰撞后容易破碎，使催化器失效和排气管堵塞。
•
4、出现不正常的工作状况，如回火或重复性失速时，应及时停车检查，因为这些状况可导致
催化转化器永久性损坏。
•
5、行驶着的车辆切勿切断点火开关。
•
6、在车辆保养时做好对三元催化器的检查。检查内容有：排气管有无异响，这种异响通常由
飞 度 双 火 花 塞 点 火 系 统
参考：在线书籍-汽车电气-飞度车系电路分析与维修案例集锦-5页
主讲：唐春生 4月15日
三元催化构造与红外测温仪
汽车以三种方式向大气排放污染物
尾气排放
曲轴箱通风 燃油蒸发
其中尾气排放影响最大，其主要污染成分是CO，HC和NOx，
三元催化转化器的作用的是将发动机运转工作工程所产生的燃烧废气中的所含的有害 气体排放物，主要指废气中的碳氢化合物（HC）、一氧化碳（CO）和氮氧化合物 （NOx），转化成对人类社会环境无害的排放物，如二氧化碳（CO2）、水蒸气 （ H2O）和氮气（N2）
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 一、CO在高温下氧化成为无色、无毒的二氧化碳气体； 二、HC化合物在高温下氧化成水(H20)和二氧化碳； 三、NOx还原成氮气和氧气。三种有害气体变成无害气体，
• 载体表面涂有很薄的催化剂涂层，其中直接起催化作用的主要是铂族 贵金属（铂Pt、铑Rd、钯Pd），稀土材料铈Ce和镧La的氧化物具有 储氧功能，并有助催化的作用
• 将上述多种材料按一定比例（配方）制成催化剂，能收到最佳的催化 效果
• 这种气体的转化过程中的化学反应过程主要分为 氧化反应和还原反应两种过程。实际上，这种化 学反应在正常的环境下也能够自发地进行，但其 转化速度和转化效率则很有限。依靠自发地进行 的化学反应无法达到现代汽车排放污染控制法规 的要求。而在三元催化转化器的反应床表面上， 在常规的发动机排气温度和催化剂的作用下，上 述化学反应的速度和效率被大大增强了。三元催 化转化器应用技术的发展已经使之成为现代汽车 废气再处理系统的必不可少的一部分了
三元催化器失效的原因
• 6.氧传感路失效
•
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)，若空燃比大时，虽然CO和HC的转化率
低，长时间会使催化转化器的使用寿命降低。
养护方法
• 1、装有三元催化器的汽车不能使用含铅汽油，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，导致三元催 化器铅中毒。
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•
2、应避免未燃烧的混合气进入催化器。三元催化器开始起作用的温度是200摄氏度左右，最佳
使汽车尾气得以净化。
三元催化器失效的原因
• 1.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，这都会使未燃烧的混合气进入催化反应
器，造成排气温度过高，影响催化转化器的效能。
三元催化器失效的原因
• 2.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。
工作温度在400摄氏度至800摄氏度，而超过1000摄氏度后作为催化剂的贵金属成分自身也将会产
生化学变化，从而使催化器内的有效催化剂成分降低，使催化作用减弱。因此，在车辆使用过程中
要注意排除以下几种情况：一是过久的怠速空转；二是点火时间过迟；三是个别缸失火不工作；四
是启动困难；五是混合气过浓；六是发动机烧机油、七是氧传感器失效；八是散热不良造成的水温
铂
铂是一种化学元素，俗称白金
铑
此信息来自中国合金在线
钯
钯金饰品
• 催化器中心是多空蜂窝陶瓷载体，孔多而壁薄，使废气通过时有很多 接触机会，又不产成较大的背压（排气阻力）。载体材料一般是高纯 度的堇(jin)青石，具有适当的吸水性，以便催化剂的涂附，并有极低的 热膨胀系数，以使在反复承受热冲击的情况下，不产生大的应力变化 和疲劳破损。
略有提高，但NOx的转化率急剧下降为20%，因此必须保
证最佳的空燃比，实现最佳的空燃比，关键是要保证氧传
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
排气管接头松动、三元催化器损坏、催化剂更换塞松动等原因造成；排气管有无开裂或外壳压扁之
类的外观损坏；排气尾管有无催化剂颗粒排出。如果三元催化器外壳损坏或排气尾管排出颗粒，均
需更换。
清洗三元催化器
如何检测三元催化器
红外测温仪
三元催化器的正常工作温度?
最低。如果排放的废气污染物各成分的浓度、总
量过大，比如混合气偏浓等，就会影响催化器的
催化转化能力，降低其转化效率。此外，由于废
气中有大量的HC和CO进入催化反应器后，会在
其中产生过度的氧化反应，氧化反应产生大量热
量将使催化反应器温度过高而损坏。
三元催化器失效的原因
• 5.与发动机不匹配
• 即使是同样的发动机，同样的三元催 化转化器，车型不同，发动机常用的工作 区间就不同，排气状况就发生变化，安装 三元催化器的位置就不同，这都会影响三 元催化转化器的催化转化效果。因此，不 同的车辆，应使用不同的三元催化转化器。