电控发动机空燃比反馈控制 氧传感器

4、三元催化转换器转换性能 1）评价指标：转换效率
2）影响三元催化转换器转换效率的因素
（1）转换效率与温度的关系：
三元催化转换器的起燃温度一般为 100
250~270℃左右。 最佳工作温度通常为350℃~800 ℃ 。
转化率 [%]
Light-off-point
5
当温度超过950℃催化转换器会过 0
报废的三元催化转换器
注意：一定要使用无铅汽油及加注符 合规定的机油。
6、三元催化转换器检测
1）外观检查 检查催化转化器在行驶中是否受到损伤以
及是否过热。
将车辆升起之后，观察催化转化器表面是否有凹 陷，如有明显的凹痕和刮擦，则说明催化转化器 的载体可能受到损伤。
观察催化转化器外壳上是否有严重的褪色斑点或 略有成青色和紫色的痕迹，
空燃比反馈控制
控制目标：理论空燃 比（14.7：1）附近
信号反馈：氧传感器
空燃比反馈控制
二个氧传感器 前（主）氧传感器作用：空燃比控制的反馈信号。 后（副）氧传感器作用：将信号输入给ECU测试催化净化的效率。
判断催化效率：后氧传感器 信号比前氧信号平缓, MIL灯 催化器正常 不亮，说明正常。
因为催化剂转换碳氢化 合物和一氧化碳时消耗 了氧，减少了后氧传感
2）背压试验 在催化转化器前端排气管的适当位置上打一个孔，接出一个压
力表，启动发动机，在怠速和2500r/min时，分别测量排气背压， 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问题，破碎的催化剂载 体滞留在下游的排气系统中，所以首先进行外观检查确认催化剂 载体完整是非常必要的。对有问题的排气管、消声器和催化转化 器也可通过测量其前后的压力损失来判断。
在催化转化器防护罩的中央是否有非常明显的暗灰斑点，如有则说明催化转化器 曾处于过热状态，需做进一步的检查。
用拳头敲击并晃动催化转化器，如果听到有物体移动的声音，则说明其内部催化 剂载体破碎，需要更换催化转化器。同时要检查催化转化器是否有裂纹，各连接 是否牢固，各类导管是否有泄漏，如有则应及时加以处理。
3）真空试验 将真空表接到进气歧管，
启动发动机，使其从怠速逐 渐升至2500r/min，观察真空 表的变化，如果这时真空度 下降，则保持发动机转速 2500r/min不变，且此后真空 度读数明显下降，则说明催 化转化器有阻塞。
4、加热法
启动发动机，预热至正常工作温度，将发动机转速维持在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（50mm内）。
空燃比反馈控制与氧传感器
提出问题（考查学生知识储备） 1、什么是空燃比？空燃比与空气过量系数是否同一个概念？
2、混合气过浓、过稀对发动机有哪些影响？ 3、你知道发动机不同工况对混合气浓度的要求？ 4、ECU判断混合气浓稀程度的依据是什么？
动动脑
好大的烟 雾哟！
Hቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ、CO、NO
三元催化转换器
1、功能：
（3）载体：承载催化活性层。
整体式载体：陶瓷载体（应用广泛）
陶瓷载体结构：蜂窝状，有成千上万个通道（60/cm），蜂窝 状提供巨大的催化表面。
陶瓷载体特点：易加工、成本低，可以烧结 成圆柱形、椭圆形或多边形截面。
（4）催化活性层：在载体的表面涂覆
一层y-AI2O3为中间层（活性层），具 有多孔性且极其疏松，表面粗糙使通 陶瓷层
5、催化转换器的老化 1）过热老化：温度过高，表面活性层烧结、晶体变大、表面缩 小，导致活性丧失。 2）化学毒化：燃油和机油中的一些元素（铅、磷、锰、硫，特 别是铅）和催化器中的活性材料发生反应，造成活性下降，或上 述元素覆盖在活性层表面（称为机械中毒）。 3）自然老化：使用时间的增长，也会丧 失活性，转换效率下降。
对排气中CO、HC和NO这 三种有害物质进行净化处理。 2、构造：
金属外壳、隔热减振衬垫、载 体、涂在载体上催化活性层。
（1）壳体
安装位置：在排气消声器前。
壳体一般由不锈钢制成，以防因氧化皮脱落而造成催化剂的堵塞。
（2）减震层
减震层一般由膨胀挚片和钢丝网两种，起到减震、缓解热应力、 保温和密封的作用。
热而丧失活性（有最近资料介绍提
高陶瓷载体的耐高温性，可以达到
1200℃能有效工作）
0 0 100 200 300 400 500 600 700 温度 [°C]
（2）转换效率与混合气浓度的关系
为什么混合气浓度 要在理论空燃比附 近才能被同时净化， 且转化效率最高？
NOX在转化器中还原时需要H2、CO和 HC等作为还原剂，混合气过稀时，这 些还原剂首先与氧反应，所以NOX的 还原反应不能进行。而当混合气过浓 时， CO和HC则不能被充分氧化。
道实际面积增大7000倍。中间层内含
有活性促进剂。
贵金属层
中间层：一是增大活性表面，提高 氧化和还原反应能力；二是提高催 化器的储氧能力。（影响催化效率）
Pt
储氧目的：避免空燃比控制过程中，
“λ”波动时所带来转换效率下降趋
Pd
势。
陶瓷层
贵金属 薄膜 Pt
Pd
Rh
Rh 高温
焊接点
中间层 (Wash Coat)
正常工作的催化转化器，其出口的温度高于进口温度 20～25％。
如果车辆在主催化转化器之前还安装了副 催化转化器，主催化转化器出口温度应高 于进口温度15～20％，如果出口温度值 低于以上的范围，则催化转化器工作不正 常，需更换；
如果出口温度值超过以上范围，则说明 废气中含有异常高浓度的CO和HC，需 对发动机本身做进一步的检查。
活性层表面上涂覆一层主要有贵金属Pt、Ph催化活性物质。 Pt 加速HC、CO氧化， Ph 加速NO还原，可用Pd替代Pt（昂贵）。
3、三元催化转换器转换原理
氧化
+
氧化
减低
+
小知识：铂和钯是氧化催化剂， 当HC和CO与布满铂、钯的热表 面接触时，HC和CO就会分别与 氧气化合成水和二氧化碳。铑 是还原催化剂，当NOX与灼热的 铑接触时，NOX就会脱去氧，还 原为N。