三元催化转换器的工作原理图

三元催化转换器的工作原理图(要详细的）

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。

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。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。 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。 增强气体活性 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。三种有害气体变成无害气体，使汽车尾气得以净化。 催化喷涂载体 三元催化反应器类似消声器。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。 三元催化器性能稳定、质量可靠、寿命长，其产品广泛适用于丰田、本田、别克、奥迪、大众、现代、铃木、昌河等车型。 三元催化器适用的车型 (36张) 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。它可以把废气中的hc、co 变成水和co2, 同时把nox 分解成氮气和氧气。hc、co 是有毒气体，过多吸入会导致人死亡，而nox 会直接导致光化学烟雾的发生。 经过研究证明，三元催化器是减少这些排放物的最有效的方法。通过氧化和还原反应，一氧化碳被氧化成二氧化碳，碳氢化合物被氧化成水和二氧化碳，氮氧化合物被还原成氮气和氧气。 三种有害气体都变成了无害气体。三元催化剂最低要在250 摄氏度的时候起反应，温度过低时，转换效率急剧下降；而催化剂的活性温度( 最佳的工作温度) 是400 ℃到800 ℃左右，过高也会使催化剂老化加剧。在理想的空燃比(14.7 ：1) 下，催化转化的效果也最好。