三元催化反应器的作用原理及其检测
怎样检查三元催化反应器及氧传感器
添加 剂烧制 成管状 ， 们称 之 为锆 管 ， 贴锆 管 的 内 我 紧
外表 面是作 为锆 管 内外 电极 的 “ ” 。两 电极 用导 铂 膜 线 和 Ｅ Ｕ相 连 ， 管 内电极 （ 管 的 内表面 ） 大气 Ｃ 锆 锆 和
相 通 ， 图 ３所示 。 如
农 机 使 用 与 维 修
３ ７
发生 变化 ， 混合 气浓 排气 管 中的含 氧量 低 ， 氧化钛 二
的阻 值 变 小 ， 传 感 器 向 Ｅ Ｕ 输 送 一 个 高 电压 信 氧 Ｃ 号 ， 之混 合气 稀排气 管 中 的含氧 量 高 ， 反 阻值 变 大输 送 一个 低 电压信 号 。氧传感 器 的信 号 电压在 空 燃 比 ｌ． ４７附近 发生 突变 ， 了消 除 温 度对 二 氧 化 钛 氧传 为
图 １ 三 元 催化 反应 器 示 意 图
如 图 ２所 示 。
催 化器 损坏 的原 因 ， 排气 中的铅 化 物 ， 炭烟 焦 油 等引起 的 。正 常情 况 应 使 用 无铅 汽 油 ， 用 寿 命 多 使 在 ８×１ ｋ ０ ｍ或 １ ０×１ ｍ 范 围 ， ０ｋ 催化 器 的检 查 ：
个 （ １ 示 只安装 了一个 ） 图 所 。安 装两 个 的能分 别 叫主氧传 感 器 ， 三元 催 化器 后 的 叫副 氧 传 感 器 。 主
１是 三元催化 反应 器 和 氧传感 器 在 排气 管 上 的 安装
位置示 意 图。
测量催 化 前 、 后废 气 中 的氧 含 量 。三 元 催 化 器 前 的
果 在运 转 中 出现 怠 速 不稳 、 速 无 力 、 加 油耗 增 加 、 尾
、
三元催 化器 的工作 原理 及检查 方法
三元 催化器 布置 在 排 气 管 上 ， 观 看 很 像 排 气 外 管 消音器 。壳体 用耐 高热 耐腐 蚀 的 材料 制 成 。 内部
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
三元催化器是一种用于减少汽车尾气中有害气体排放的装置。
它主要
用于减少氮氧化物（NOx）、一氧化碳（CO）和挥发性有机化合物（VOCs）的排放。
三元催化器的工作原理是通过化学反应将有害气体转化为无害的
气体。
在氧化反应中，CO和VOCs与氧气反应生成二氧化碳（CO2）和水
（H2O）。
这个反应可以表示为：CO+1/2O2→CO2，VOCs+O2→CO2+H2O。
在还原反应中，NOx与一氧化碳和氢反应生成氮气（N2）和水。
这个
反应可以表示为：NOx+CO+1/2O2→N2+CO2+H2O，NOx+H2→N2+H2O。
在氧化还原反应中，CO和NOx反应生成CO2和N2、这个反应可以表
示为：2CO+2NOx→2CO2+N2
在冷启动阶段，当引擎启动时，三元催化器还没有达到工作温度，催
化剂无法有效地催化反应。
因此，冷启动时的尾气排放会较高。
在正常工作阶段，催化剂达到了工作温度，可以有效地催化反应。
此时，三元催化器可以将大部分的CO、NOx和VOCs转化为无害的气体。
在氧化阶段，当发动机工作负荷较低时，尾气中的氧气浓度较高，可
能导致催化剂上的氧化反应过于强烈，使CO和VOCs转化为CO2和H2O的
速率超过NOx的还原速率，从而使NOx的排放增加。
总之，三元催化器通过催化反应将汽车尾气中的有害气体转化为无害
的气体，从而减少汽车对环境的污染。
其工作原理是通过催化剂促进氧化、还原和氧化还原反应。
然而，三元催化器的工作性能受到多种因素的影响，因此需要保持适当的工作条件，以确保催化剂的正常工作。
三元催化器作用是什么
三元催化器作用是什么三元催化器作用是什么三元催化器是过滤排气中有害成份的重要部件，是安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置。
那么，下面是由店铺为大家整理的三元催化器作用，欢迎大家阅读浏览。
一、什么是三元催化器?三元催化器又叫“催化转换器”，是过滤排气中有害成份的重要部件，是安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置。
即过滤排气中的二氧化碳、二氧化硫、碳氢化合物三种有害成份。
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，故称三元催化器。
二、三元催化器结构：三元催化器由壳体、含氧传感器接口、催化剂本体组成，催化剂本体就是由很细小的蜂窝结构的铱或铑一类的稀有金属材料组成，通常催化转换器的蜂窝结构密度为1200目/平方英寸左右，可以将排气中大部分的有害物质转换成无害物质。
什么是三元催化器三元催化器类似消声器。
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、三元催化器工作原理：三元催化器及其催化剂大多为铂(Pt)、钯(Pd)、铑、(Rn)等稀有金属制成，价格昂贵。
发动机通过排气管排气时，CO、HC、和NOx三种气体通过三元催化反应器中的净化剂时，增强了三种气体的活性，进行氧化—还原化学反应。
其中CO在高温下氧化成无色、无毒的二氧化碳(CO2)气体。
HC化合物在高温下氧化成水(H2O)和CO2 。
NOx还原成氨气(N2)和(O2 )。
三种有害气体变成无害气体，使排气得以净化。
四、三元催化器的作用：都说三元催化器有化腐朽为神奇的特殊作用，那么三元催化器的作用是什么呢?当汽车点火启动那一刻，发动机就轰隆隆的运转起来，发动机在运转的过程中会产生一定的能量，同时也会排出一定量的废气，如CO、HC、NOx等有害气体，这时，三元催化器就起到了净化此类气体的作用，让尾气得以净化，减少对人体及空气的污染。
三元催化器原理
三元催化器原理三元催化器（Three-way catalyst, TWC）是现代汽车尾气净化系统中的关键部件之一。
其主要作用是将三种主要污染物（CO、HC和NOx）转化为无害的二氧化碳、水和氮元素。
三元催化器在汽车尾气净化中的作用越来越重要，成为了现代汽车尾气净化技术的中心。
三元催化器原理基于催化剂的化学反应，即将有害气体转化为无害气体。
三元催化器通过将一些重要的化学反应在同一催化器中进行，使其在较低的温度下有效地净化尾气。
三元催化器主要由贵金属（铂、钯、铑等）制成的催化剂组成，催化剂被涂覆在无机物的陶瓷基底上。
当有害气体进入三元催化器时，它们会先通过氧气反应成二氧化碳和水或氮氧化物。
这种功能需要一个特定的氧气/有害气体比例，这就是“三向”名称的来源，其包括化学氧化、还原和酸还原反应。
Specifically, when carbon monoxide（CO）is present, it is oxidized to carbon dioxide（CO2）:CO + 1/2O2 → CO2三元催化器还包括氧气存储系统，它可以在发动机温度不足，氧化剂不足时保留和释放氧气，以确保催化剂始终在恰当的环境下工作。
这种存储能力是通过与催化剂配套的氧气传感器实现的，用于检测尾气中的氧气含量。
虽然三元催化器非常有效地净化汽车尾气，但它并不是完美的。
它不能去除一些其他的有害物质，例如颗粒物和硫化物，这些物质都能够污染环境和妨碍人类健康。
三元催化器的使用寿命也不是永久的，催化剂会随着时间和使用而磨损、变质。
车主需要定期更换三元催化器，并遵守维护建议，以确保汽车配备的三元催化器始终能够正常运作。
三元催化器是现代汽车尾气净化系统中的重要部分，其通过一系列的化学反应将有害气体转化为无害气体，并能够在较低的温度下进行作业，对环境和人类健康起到了积极的效果。
三元催化器的应用历史可以追溯到上世纪七十年代，当时美国政府开始加强对汽车废气的排放标准，汽车厂商不得不对汽车尾气净化技术做出改进。
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。
三元催化反应器的作用原理及其检测
三元催化反应器的作用原理及其检测郑明军1,王海花1,陈军伟2(1.石家庄铁道学院,河北石家庄050043;2.石家庄市政公司,河北石家庄050041)摘要:介绍排气后处理装置三元催化反应器的作用原理,对其转化要求及转化效率做了说明,指出三元催化反应器的检测方法。
关键词:三元催化反应器;转化要求;转化效率;检测中图分类号:TK 404.5 文献标识码:B 文章编号:1000-6494(2004)01-0034-02The Working Principle of Three -w ay C atalyst C ase and Its I nspection MethodsZHE NG Ming -jun 1,W ANG Hai -hua 1,CHE N Jun -wei 2(1.Shijiazhuang Railway Institute ,Shijazhuang 050043,China ;2.Shijiazhuang City Planning C orp.,Shijiazhuang 050041,China )Abstract :This paper introduces the w orking principle of three -way catalyst case.C onversion requirement and conversion efficien 2cy are described in this paper and its inspection methods are als o introduced.K ey w ords :three -way catalyst case ;conversion requirement ;conversion efficiency ;inspection 作者简介:郑明军(1971-),男,河南温县人,讲师,硕士,主要从事汽车结构强度与发动机排放方面的研究。
16三元催化器的原理与测量
• 发动机怠速运转的时间不能过长，一般要 求不超过15min。
三元催化转化器的检修
• 三元催化转化器机械损伤与过热的检查 ①观察三元催化转化器表面有无刮擦、凹痕或裂纹
等损伤。如其则说明受到过损伤；如外壳上有 严重的褪色斑点或有青色与紫色的斑痕，或在 其防护罩的中央有明显的暗灰色斑点，则说明 三元催化转化器曾发生过过热状态，需对它作 进一步检查。 ②轻轻敲击并晃动三元催化转化器，同时听其内部 是否有物体移动的声音，如有，则说明催化剂 载体已破碎，需要更换三元催化转化器。
三元催化转化器的结构
1-载体（催化剂） 2-衬垫 3-氧传感器 4-外壳
结构
三元催化转换器安装在排气消声器前面，由 三元催化转换芯子和外壳等构成。
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。
使用氧化铝颗粒的转换器
采用陶瓷整体结构的转换器
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。
• 应尽量选择良好的路况行驶，避免底盘的 刮碰（底盘刮碰将导致陶瓷体碎裂，破碎 的陶瓷体随废气进入消音器中，严重时会 堵塞消音器，导致发动机动力下降，甚至 不能起动）。
汽车用三元催化器的原理及作用
汽车用三元催化器的原理及作用一、引言汽车尾气排放中的有害物质对环境和人体健康造成了严重的威胁。
为了减少尾气排放中的污染物，汽车行业引入了三元催化器。
本文将详细介绍汽车用三元催化器的原理及作用。
二、三元催化器的原理三元催化器是一种通过催化剂将汽车尾气中的有害物质转化为无害物质的装置。
其原理主要基于三个反应：氧化反应、还原反应和氧还原反应。
1. 氧化反应在氧化反应中，三元催化器中的催化剂会将一氧化碳（CO）和氢气（H2）氧化成二氧化碳（CO2）和水（H2O）。
这个反应能够有效地减少一氧化碳和氢气对环境的污染。
2. 还原反应还原反应是指三元催化器中的催化剂将氮氧化物（NOx）还原成氮气（N2）和水（H2O）。
这个反应可以降低氮氧化物对环境的污染。
3. 氧还原反应氧还原反应是指三元催化器中的催化剂通过氧的参与将一氧化碳（CO）和氮氧化物（NOx）同时转化为二氧化碳（CO2）、氮气（N2）和水（H2O）。
这个反应综合了氧化反应和还原反应，能够同时减少一氧化碳和氮氧化物的排放。
三、三元催化器的作用三元催化器主要有以下几个作用：1. 减少一氧化碳排放三元催化器能够将一氧化碳转化为二氧化碳，从而减少对环境的污染。
一氧化碳是一种无色、无味、无臭的有毒气体，长时间暴露于一氧化碳中会导致中毒，严重时甚至会危及生命。
2. 减少氮氧化物排放三元催化器能够将氮氧化物转化为氮气和水，从而减少对环境的污染。
氮氧化物是空气污染的主要元凶之一，会对大气、水体和土壤造成严重的污染，对人体健康也有很大影响。
3. 降低颗粒物排放三元催化器能够将一些颗粒物捕获和转化，从而减少对环境的污染。
颗粒物是由燃油不完全燃烧产生的，会对空气质量和人体呼吸系统造成危害。
4. 提高燃烧效率三元催化器能够提高燃烧效率，使燃料更充分地燃烧，减少燃料的浪费。
这不仅可以节约燃料成本，还可以减少对环境的污染。
四、结论汽车用三元催化器通过催化剂的作用，将汽车尾气中的有害物质转化为无害物质，从而减少尾气排放对环境和人体健康的影响。
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三元催化反应器的作用原理及其检测
郑明军1,王海花1,陈军伟2
(1.石家庄铁道学院,河北石家庄050043;2.石家庄市政公司,河北石家庄050041)
摘要:介绍排气后处理装置三元催化反应器的作用原理,对其转化要求及转化效率做了说明,指出三元催化反应器的检测方法。
关键词:三元催化反应器;转化要求;转化效率;检测
中图分类号:TK 404.5 文献标识码:B 文章编号:1000-6494(2004)01-0034-02
The Working Principle of Three -w ay C atalyst C ase and Its I nspection Methods
ZHE NG Ming -jun 1,W ANG Hai -hua 1,CHE N Jun -wei 2
(1.Shijiazhuang Railway Institute ,Shijazhuang 050043,China ;2.Shijiazhuang City Planning C orp.,Shijiazhuang 050041,China )Abstract :This paper introduces the w orking principle of three -way catalyst case.C onversion requirement and conversion efficien 2cy are described in this paper and its inspection methods are als o introduced.
K ey w ords :three -way catalyst case ;conversion requirement ;conversion efficiency ;inspection
作者简介:郑明军(1971-),男,河南温县人,讲师,硕士,主要从事汽车结构强度与发动机排放方面的研究。
收稿日期:2003-08-25
为了使汽车排放达到较低的法规要求,现代汽车除了改善燃料品质及发动机工作过程外,一般都采取了排气后处理技术,其中三元催化反应器在电控汽车排放后处理中的应用较为广泛。
三元催化反应器通常由圆筒形外壳,上面涂覆着铂(Pt )、铑(Rh )、铈(Ce )及稀土金属等中的某几种催化剂的载体等构成。
载体有γ-Al 2O 3小球、堇青石制成的整体蜂窝多孔陶瓷及金属薄片制成的载体等3种,在排气经过反应器的很短时间内,将其中的HC ,C O ,NOx 同时进行催化反应,使它们转化成C O 2,N 2,NH 3及H 2O 等排入大气中。
1 三元催化反应器的作用原理
燃料在气缸内燃烧后经发动机排放系统排出,排放物被吸附在催化剂的表面上,在催化剂“活性部位”上,吸附物质与相邻的被吸附分子进行化学反应,形成低能量的反应产物,很容易从表面上脱落,该反应产物从催化剂表面脱落后,随着排气流排出,进入外部空间,而在此过程中催化剂本身并不进行反应。
催化剂要在理论空燃比(14.7)或者稍浓的混合气浓度下,即排气中稍有一点氧气的情况下,铂促使HC 及C O 氧化,而铑同时使NOx 还原。
排气中如氧
过多,即燃用稀混合气时,催化剂一般就不能使NOx 还原,因此需要通过安装在排气管中的氧传感器,给电子控制单元传递排气中氧含量的信息,随时将混合气空燃比调整到理论空燃比或者稍浓的状态。
2 转化要求及转化效率
由于要在排气经过反应器很短的时间内完成化学反应,需要有很大的接触反应表面积,因此将催化剂载体制成孔径小的多孔蜂窝状。
采用专门的工艺将形成细微粒子的铂族金属均匀分布在载体上。
贵金属大约占载体质量的0.1%～0.2%,一般每辆车的催化反应器需要1～2g 贵金属。
催化剂载体的体积一般取0.8%～1.0%发动机排量(L ),或者取2%～3%标定功率(H p )值。
在一定温度下,催化剂才有较高的转化效率。
汽油机启动时排气温度很低,怠速时排气温度为300～400
℃。
当排气温度高于300℃以上,催化剂的转化效率较高。
一般将转化效率达到50%时的排气温度称为催化剂的“点火”温度,对于贵金属族,此温度约为280～380℃不等。
排气温度达到300℃以上时,铂对C O 的转化效率可达90%以上,新的催化剂最高转化效率可达98%,对HC 的最高转化效率可达95%。
为了使催化剂有高的转化效率,最好将排气物温度控制在400～800℃范围内。
在理想的工作条件下,催化剂能保持较高的转化效率的使用寿命大约为10万km 。
当排气温度高于800℃时,催化剂活性减弱,长期在高温下工作,
第1期2004年2月内燃机
Internal C ombustion Engines N o.1Feb.2004
催化剂会逐步老化,使转化效率下降。
燃油中含硫及铅,排气中的硫化物及铅化物会毒害催化剂,废气中的残留燃油也可能毒害催化剂,使其活性及转化效率下降。
发动机工作不正常如后燃严重、回火或间断着火,都会使排气温度升高,如果超过1400℃,会使转换器基质熔化,烧坏三元催化转换器。
3 三元催化转换器的检测
为了保证三元催化转换器的正常工作,应经常对其进行目测检查、功能测试以及排气受阻检测。
3.1 目测检查
a.检查转换器的外观。
如发现外壳被压扁、锈蚀或出现凹痕,则应更换转换器。
b.检查排气口处,看是否被积炭或铅污染物堵塞。
c.轻轻摇动催化转换器,听内部元件是否有松动迹象。
如有堵塞、熔化或者其他形式的损坏,都应更换转换器。
3.2 功能测试
a.以较高的转速运转发动机5min,将催化剂转换器加热至工作温度。
b.在催化转换器的废气入口处和出口处分别接一只表面温度探头,测量温度。
c.出口处温度至少应比进口处温度高38℃。
如果温差低于规定值,则应更换催化转换器。
3.3 排气受阻检测
检测排气压力的方法是:
a.在氧传感器(或一氧化碳测试管)处安装排气压力表。
b.在正常工作温度下发动机怠速时,压力表读数不应超过8.6kPa。
c.发动机以2000r/min的转速运转时,压力表的读数不应超出20.7kPa。
d.如果在两种转速中的任何一种情况下背压超出规定值,都表明排气系统受阻。
e.如果没有找出排气系统背压过高的明显原因,那么可能是催化反应器受阻。
f.完成检测后,在重新安装前用防粘剂涂敷氧传感器的螺纹。
4 结束语
三元催化反应器能够同时对HC,C O,NOx三种有害成分进行净化,是现代电控汽车排放后处理必备装置之一,为了使其达到较高的转化效率和工作寿命,必须注意其工作条件,要对三元催化反应器经常进行检测。
〔参考文献〕
〔1〕 张凤山.广州本田雅阁轿车的结构与维修〔M〕.北京:机械工业出版社,2001.
〔2〕 崔心存.现代汽车新技术〔M〕.北京:人民交通出版社, 2001.
舟山市海山密封材料有限公司简介
舟山市海山密封材料有限公司是中国摩擦密封材料协会副理事长单位,省高新技术企业和省信用企业。
公司本部在岱山县境内,为谋求更大的发展,在宁波市征地新建宁波海山克尔铃密封件有限公司,专业开发、研制和生产各种出口气缸垫和大修包,计划在三年内建立起国内最大的汽配密封材料、密封垫片生产基地。
现有厂区占地面积共计3万多m2,厂房1.5万m2,企业总资产3550万元,所有者权益1 560万元,年产各种密封垫2000万片,气缸垫片200万片,各种密封材料1500t,年生产能力5000万元。
公司主要产品:各种内燃机全金属涂氟、无石棉、石墨、气缸垫片和化工、船舶、轻工方面的各种密封垫圈以及无石棉耐油橡胶板、无石棉橡胶板、无石棉抄取板、非石棉抄取密封板、膨胀石墨板、钢架冲刺复合板材料和发动机大修包密封垫。
近年来,公司十分重视科技开发和人才引进
,企
业员工平均年龄36.6岁,大专以上和专业职称占
17%,并与10余所科研院校和二十余个科技顾问建
立了长期的协作关系,生产工艺和质量标准均采用
国外先进标准,企业技术中心通过省级鉴定,具备了
较强的新产品开发能力。
近年来共开发新产品十几
种,有七种通过省、部级鉴定,获二项国家发明专利。
2002年被认定为浙江省高新技术企业,“HSH”商标
被认定为市著名商标,300#无石棉耐油橡胶板和金
属气缸垫片被省科委评为省级新产品,其中300#无
石棉耐油橡胶板还被认定为国家级重点新产品、省高
新技术产品,获省科技进步奖、市科技进步二等奖。
第1期郑明军等:三元催化反应器的作用原理及其检测・35
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