三元催化转化

一、催化转换器

(一)作用

三元催化转换器可同时去除90%以上的三种主要污染物(HC、CO和NOx)。完全的催化反应需要可燃混合气的混合比保持在接近理论空/燃比的一个狭小的范围内(14.7:1±1%),而这只能在氧传感器功能良好的情况下才能达到。

(二)结构

催化转换器由一个金属壳、一个陶瓷格栅衬底和铂铑合金涂层构成。活性金属物即是约2g 的铂/铑金属。

(三)原理

当含有HC和CO的废气在有氧的情况下通过转换器时,铂催化剂开始氧化,HC和CO与氧化合形成水蒸气和CO2。此次氧化反应对NOx无影响(见下图)。

要减少氮氧化合物(N0x),需进行一次还原反应。还原反应可去除氧。在三元催化反应器中,用铑作催化剂,将N0x分解成氮、氧元素。污染物的高效转换是在大约250℃的工作温度下开始的。

最高的转化效率和使催化剂保持最长工作寿命的理想工作温度是400℃~800℃。当发动机出现故障,如点火不良会导致转换器升温达到1400℃以上。这样高的温度会使衬底材料熔化而导致转化器彻底损坏。

(四)注意事项:

除非在紧急情况下,否则要避免使用含铅燃油,因为含铅汽油会导致转化器的永久性失效,含铅燃油中的铅化合物会沉积在催化转换器的细孔内和活性金属的表面,降低转换器与废气的接触。过量的机油残留物也会污染催化转换器。

图三元催化转换器的结构及原理图

图注：1 铂铑涂层出不穷2 衬底（用于增加接触面积）3 陶瓷格芯

二、元件位置

催化转换器位于车底中央，见图箭头处。

图催化转换器

三、催化转换器的检测

(一)外观检查

检查催化转换器外部有无裂纹,并根据情况进行维修或更换。

(二)背压

如果怀疑有废气背压过高,则排除排气系统的原因。如果消音器完全断开后,背压仍过高,则

催化转换器可能发生堵塞。

(三)芯部松动

如果排气系统在发动机运转过程中发出"格格"的声音,检查催化转换器铁芯是否松动。吊起车(为易于操作),用橡皮锤轻敲催化转换器。如果转换器有"格格"声,芯部松动,则必须更换转换器。

(四)功能检查

如果排放控制系统的其他功能正常,而汽车仍然有过浓尾气排放,则可能是催化转换器的芯部受到脏污。为彻底检查转换器,请按下述步骤进行:

1.将发动机预热到正常工作温度。

2.使发动机以2500r/min运转30s。

3.用高温计测量催化转换器前后排气管的温度。

4.正常的排气温度应保证转换器出气口温度比进气口温度至少高23.5℃。

5.如果催化转换器对排气量影响较小或根本没有影响,那么芯部可能受了污染。

提示:如果排气温度超过248℃,那么可能是发动机运转时可燃混合气浓度过稀,应加浓

可燃混合气浓度,重新检查排气温度。如果温度仍在248℃以上,则问题出在催化转换器上。