淺析三元催化器的性能與故障檢修論文
1前言
一部 《穹頂之下》，觸動了公眾的神經(jīng)，社會整體的環(huán)保意識又被向前推進一步。當今汽車保有量急劇增加，導致汽車尾氣排放上升，這也是造成我國目前大氣污染的主要因素之一。
汽車尾氣中含有大量的CO、HC、NOX、微粒物和硫化物以及少量的醛類、苯類等有害氣體，是大氣污染的主要來源。對于汽車尾氣的治理，不能僅靠后處理技術(shù)，還應(yīng)從新能源開發(fā)、發(fā)動機技術(shù)改進和節(jié)能技術(shù)入手，其中三元催化器的運用使排放控制技術(shù)取得了突破性進展，因此，研究三元催化器的性能以及故障排除方法具有重要意義。
2三元催化器的性能分析
(1)影響轉(zhuǎn)換效率的因素
�、倏杖急忍匦匀呋鬓D(zhuǎn)換效率最主要的影響因素是氧氣濃度，在理論空燃比附近，三元催化器對CO、HC和NOX的轉(zhuǎn)化效率同時達到最高。在實際的應(yīng)用中，常采用氧傳感器結(jié)合電控燃油噴射系統(tǒng)對空燃比進行閉環(huán)控制。
②起燃溫度特性
催化劑的轉(zhuǎn)換效率與溫度有著必然聯(lián)系，催化器只有達到一定溫度時才開始工作的特性即起燃溫度特性，當轉(zhuǎn)換效率達到50%時的溫度就是起燃溫度。三元催化器在400℃～800℃時能達到最佳工作狀態(tài)，溫度低于400℃時，催化效果急劇降低;超過800℃時，三元催化器會因貴金屬與氧化鋁涂層熱損壞而失效。
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每小時通過催化器的排氣體積流量和催化器容積之比即為空速特性。它表明氣體在催化器中的停留時間。
④燃油品質(zhì)
車用燃料中含有重金屬添加劑，在發(fā)動機工作過程中重金屬添加劑無法燃燒而沉積在催化劑表面，會導致催化器中毒。
�、莅l(fā)動機潤滑油品質(zhì)
在發(fā)動機工作過程中，若潤滑油霧化并進入進氣系統(tǒng)燃燒，將導致潤滑油中的添加劑不能轉(zhuǎn)化為無害氣體而沉積在催化劑表面，使催化劑失效。
(2)三元催化器的失效原因
三元催化器的失效形式有高溫失活、化學中毒、表面積碳堵塞、機械損壞等。引起三元催化器失效的原因主要有：
�、侔l(fā)動機管理系統(tǒng)控制異常
由于電路連接不佳引起的點火控制故障會導致氣缸缺火，使混合氣在催化器內(nèi)二次燃燒;因噴油器泄露、噴油精度失準等因素引起的燃油控制系統(tǒng)故障會引起混合氣不完全燃燒，發(fā)動機高速大負荷運轉(zhuǎn)時廢氣溫度過高，均會導致催化劑和襯墊燒傷，催化劑失活。
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發(fā)動機怠速時的排氣溫度一般為300℃～400℃，中低速工況時為400℃～600℃，高速全負荷行駛時為900 ℃，如果三元催化劑長期暴露在高溫條件下，鉑、鈀、銠等組分極易揮發(fā)，從而使催化劑的儲氧能力下降，降低其活性。
�、刍瘜W中毒
化學中毒主要與燃油和潤滑油的品質(zhì)有關(guān)，燃料中的鉛會造成重金屬沉積，阻礙HC的`轉(zhuǎn)化，磷和硅會阻塞催化劑載體的蜂窩結(jié)構(gòu)，硫以及潤滑油中的鋅燃燒后會形成氧化物，吸附在催化劑表面使其失活。
�、鼙砻娣e碳、堵塞
汽車于低溫狀態(tài)工作時，發(fā)動機排出的碳煙附著在催化劑表面，導致載體的孔隙堵塞。堵塞會使發(fā)動機動力不足甚至無法啟動，這是許多車輛加速無力的主要原因。
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燃油中的鉛、硅等元素在高溫下會引起氧傳感器中毒，因使用不當還會導致氧傳感器積碳、加熱器電阻絲燒斷、內(nèi)部線路斷脫、陶瓷破裂等故障，進而引起空燃比失準，排氣狀況惡化，催化轉(zhuǎn)化器效率降低，降低催化轉(zhuǎn)化器的使用壽命。
⑥機械損傷
在日常維修中，受到裝卸不規(guī)范、長期在崎嶇路上行駛、底盤刮碰和長期振動等因素的影響，加之汽車尾氣的高溫，三元催化轉(zhuǎn)換器在熱應(yīng)力和機械應(yīng)力的綜合作用下，極易疲勞裂紋甚至徹底斷裂。
3三元催化器的維護保養(yǎng)
為了充分發(fā)揮三元催化器的降污作用，防止早期損壞失效，在汽車使用過程中應(yīng)注意以下幾個方面：
(1)正確選用汽油和潤滑油
配備三元催化器的車輛，不能使用含鉛汽油。有研究表明，在汽油中加入10%的水或30%~40%的甲醇，可減少甚至消除CO、HC、NOX的排放，采用乙醇汽油可降低尾氣中大約1/3的CO排放量;在機油中加入適當?shù)墓腆w添加劑，可以提高氣缸密封性，降低油耗，改善尾氣排放。
(2)避免未燃燒的混合氣進入催化器
當發(fā)動機燃油系統(tǒng)出現(xiàn)故障，點火延遲等因素的影響會導致混合氣不完全燃燒，廢氣中的HC和CO發(fā)生過度的氧化反應(yīng)，產(chǎn)生的熱量超過催化器的正常工作溫度，就會導致催化劑失效。
(3)避免碰撞和“托底”
在崎嶇山路行駛時，碰撞有可能導致載體破碎，陶瓷碎片會引起催化器和配氣系統(tǒng)堵塞，增大排氣阻力，當急減速時，一旦陶瓷粉末被吸入氣缸，將導致氣缸嚴重磨損甚至報廢。
(4)熄火前應(yīng)進入怠速狀態(tài)
發(fā)動機工作溫度很高，熄火前進入怠速狀態(tài)，可使溫度平滑下降，減少熱沖擊。此外，車輛處于怠速工況的時間不允許超過20分鐘，因為怠速時廢氣中的氧含量不足，會因高溫而損壞三元催化器。
(5)不要涉水行駛
雨天行車，切勿在積水路段行駛，因為三元催化器的工作溫度很高，涉水行駛時，陶瓷載體會因溫度驟然降低而損壞。
(6)定期保養(yǎng)車輛
定期保養(yǎng)有利于及時發(fā)現(xiàn)故障，比如采用調(diào)整噴油量、減小噴油提前角等措施使燃料充分燃燒，可延長三元催化器的使用壽命。
4結(jié)語
隨著人們環(huán)保意識的不斷增強，對汽車尾氣排放的要求也越來越嚴格，國產(chǎn)轎車普遍都加裝了催化轉(zhuǎn)化器，借助催化劑的作用，使尾氣中的HC、CO、NOX發(fā)生氧化還原反應(yīng)，不僅操作方便而且避免了二次環(huán)境污染,達到了降低污染的目的。在我們享受汽車為我們生活帶來便利的同時，只有掌握維修保養(yǎng)和故障檢修的方法，才能真正享受舒適的車生活。
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