三元催化轉(zhuǎn)換裝置（TWC）

5.4三元催化轉(zhuǎn)換裝置〔TWC〕一、三元催化轉(zhuǎn)換器的功用三元催化轉(zhuǎn)換器TWC〔Three-wayCatalyst〕1、三元催化轉(zhuǎn)換器的功用利用轉(zhuǎn)換器中的三元催化劑，將發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣中的有害氣體CO、HC和NOX轉(zhuǎn)化為無害氣體CO2、H2O和N2，使廢氣得到凈化。

〔1〕三元催化技術(shù)是目前汽車上采用最多的一種排氣污染物處理凈化技術(shù)?！?〕三元催化轉(zhuǎn)換器必須和氧傳感器配合使用，才能充分提高催化轉(zhuǎn)換效率。注意點(diǎn)2、二元催化轉(zhuǎn)換器功用：只將發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣中的有害氣體CO、HC轉(zhuǎn)化為無害氣體CO2、H2O，使廢氣得到凈化。工作條件：必須向氧化催化轉(zhuǎn)換器供給二次空氣作為氧化劑，才能使其有效地工作。二、三元催化轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)1、三元催化轉(zhuǎn)換器的安裝位置——串聯(lián)在排氣系統(tǒng)中。2、三元催化轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)

三元催化轉(zhuǎn)換器實(shí)物

3、三元催化轉(zhuǎn)換器的根本結(jié)構(gòu)——由金屬外殼、載體、催化劑、金屬網(wǎng)等組成。內(nèi)部結(jié)構(gòu)：〔1〕載體——由陶瓷或不銹鋼鉑制成，用于攜帶催化基層?！?〕催化劑——由貴金屬鉑〔Pt〕、鈀〔Pd〕、銠〔Rh〕，以及一些稀土金屬鈰、釕、鑭等制成的混合物。鉑：能促使CO、HC的氧化。銠：能加速NOX的復(fù)原。典型三元催化轉(zhuǎn)化器的結(jié)構(gòu)

4、三元催化轉(zhuǎn)換器的類型根據(jù)載體的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，分為：〔1〕顆粒型——將催化劑沉積在顆粒狀氧化鋁載體外表?！?〕蜂巢型——將催化劑沉積在蜂巢狀氧化鋁載體或陶瓷載體外表。

現(xiàn)在，大多數(shù)三元催化轉(zhuǎn)換芯子以蜂窩狀陶瓷作為承載催化劑的載體，在陶瓷載體上浸漬鉑〔或鈀〕和銠的混合物作為催化劑。注意點(diǎn)蜂窩狀陶瓷作為催化劑載體的三元催化轉(zhuǎn)換器

使用氧化鋁顆粒的轉(zhuǎn)換器

采用陶瓷整體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換器

帶空氣噴射的整體式雙級(jí)催化轉(zhuǎn)換器

帶預(yù)熱轉(zhuǎn)換器的排氣系統(tǒng)

三、三元催化轉(zhuǎn)換器的工作原理

1、根本工作原理當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣流經(jīng)三元催化轉(zhuǎn)換器時(shí)，在催化劑的作用下，CO、HC發(fā)生氧化反響，NOX發(fā)生復(fù)原反響，生成CO2、H2O、N2，使廢氣得到凈化。2CO+O2=2CO22C2H6+7O2=4CO2+6H2O2NO+2CO=N2+2CO2催化轉(zhuǎn)化器工作原理

2、影響三元催化轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換效率的因素

只有當(dāng)可燃混合氣濃度在理論空燃比14.7:1附近的一個(gè)很小的范圍內(nèi)時(shí)，三元催化劑才能同時(shí)促進(jìn)CO、HC、NOX發(fā)生反響，三元催化轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率才最好。因此，必須使用氧傳感器閉環(huán)控制的電控燃油噴射系統(tǒng)才能將可燃混合氣的空燃比精確地控制在14.7:1附近。注意點(diǎn)1

三元催化轉(zhuǎn)換器的工作受溫度的影響很大?！?〕當(dāng)催化劑的溫度到達(dá)300℃以上時(shí)，三元催化轉(zhuǎn)換器才開始工作?！?〕當(dāng)催化劑的溫度超過400℃以上時(shí)，三元催化轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率最高?！?〕當(dāng)排氣溫度超800℃時(shí)，催化劑可能失效。注意點(diǎn)2

三元催化轉(zhuǎn)換器工作時(shí)產(chǎn)生大量的熱量，轉(zhuǎn)換器內(nèi)部溫度將到達(dá)500-850℃，外表溫度也有370℃，因此隔熱非常重要。為防止損壞車身底部，防止熱量進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)艙和駕駛艙內(nèi)，在汽車底部都安裝由防熱罩和隔熱板。注意點(diǎn)3汽車底部安裝的防熱罩和隔熱板

四、三元催化轉(zhuǎn)換器的使用1、使用時(shí)的本卷須知〔1〕必須使用無鉛汽油?！?〕汽車行駛時(shí)應(yīng)特別注意路面的變化?！?〕不要再易燃路面上行駛或停車。〔4〕防止大油門冷起動(dòng)?！?〕防止發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間怠速。2、維修時(shí)的本卷須知〔1〕檢查發(fā)動(dòng)機(jī)各缸的工作情況時(shí)，不要用短接或從運(yùn)轉(zhuǎn)著的發(fā)動(dòng)機(jī)上拔下高壓線進(jìn)行斷火試驗(yàn)?！?〕對(duì)使用傳統(tǒng)變速器的汽車不要推車起動(dòng)?！?〕出現(xiàn)自燃、嚴(yán)重喘振、回火或重復(fù)性失速時(shí)，應(yīng)及時(shí)停車修理，以免導(dǎo)致三元催化轉(zhuǎn)換器永久性失效?！?〕正在行駛的車輛切勿切斷點(diǎn)火開關(guān)?！?〕當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)間斷性點(diǎn)火時(shí)，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的時(shí)間不要超過30s。五、三元催化轉(zhuǎn)換器的檢修造成三元催化轉(zhuǎn)化器堵塞的原因：〔1〕汽油品質(zhì)差，含有過多的膠質(zhì)或雜物，極易造成三元催化轉(zhuǎn)化器堵塞?！?〕發(fā)動(dòng)機(jī)工作不良，如運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)、燒機(jī)油、燃燒不良等，產(chǎn)生的不完全燃燒物堵塞三元催化轉(zhuǎn)化器等?！?〕正確調(diào)校發(fā)動(dòng)機(jī)，防止點(diǎn)火錯(cuò)亂、個(gè)別缸斷火或點(diǎn)火能量缺乏?！?〕發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)間不能過長(zhǎng)，一般要求不超過15min。1、三元催化轉(zhuǎn)化器機(jī)械檢查〔1〕觀察三元催化轉(zhuǎn)化器外表有無刮擦、凹痕或裂紋等損傷。如外殼上有嚴(yán)重的褪色斑點(diǎn)或有青色與紫色的斑痕，或在其防護(hù)罩的中央有明顯的暗灰色斑點(diǎn)，那么說明三元催化轉(zhuǎn)化器曾發(fā)生過過熱狀態(tài)，需對(duì)它作進(jìn)一步檢查?！?〕輕輕敲擊并晃動(dòng)三元催化轉(zhuǎn)化器，同時(shí)聽其內(nèi)部是否有物體移動(dòng)的聲音。如有，那么說明催化劑載體已破碎，需要更換三元催化轉(zhuǎn)化器。2、三元催化轉(zhuǎn)化器性能檢查在三元催化轉(zhuǎn)化器工作時(shí)氧化反響會(huì)產(chǎn)生大量熱，可通過測(cè)量進(jìn)、出口的溫差來檢查其性能。檢查方法：使發(fā)動(dòng)機(jī)在正常溫度下以2500r/min的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。測(cè)量三元催化轉(zhuǎn)化器進(jìn)、出口的溫度并予以比較。如果出口的溫度比進(jìn)口的溫度高20%~25%〔至少10%〕，那么三元催化轉(zhuǎn)化器的性能正常；如果出口的溫度達(dá)不到上述范圍，那么三元催化轉(zhuǎn)化器性能不良，應(yīng)予以更換；如果出口的溫度超過上述范圍，那么說明尾氣中有大量的一氧化碳和碳?xì)浠衔?，需?duì)發(fā)動(dòng)機(jī)作進(jìn)一步檢查。3、氧傳感器信號(hào)測(cè)試法有些車輛在散元催化轉(zhuǎn)換器前裝一個(gè)加熱型氧傳感器，發(fā)動(dòng)機(jī)ECU利用這兩個(gè)氧傳感器的信號(hào)來監(jiān)測(cè)三元催化轉(zhuǎn)換器工作性能?？梢杂眠@兩個(gè)氧傳感器的性能來判斷三元催化轉(zhuǎn)換器的工作性能。確認(rèn)氧傳感器沒有故障的前提下，可以用雙通道示波器獲取兩個(gè)氧傳感器的信號(hào)波形。在發(fā)動(dòng)機(jī)正常的工作溫度條件下，如果兩個(gè)氧傳感器的信號(hào)波形變化根本同步，說明三元催化轉(zhuǎn)換器已經(jīng)失效，必須進(jìn)行更換。奔馳車系三元催化轉(zhuǎn)化器的安裝位置

4、廢氣分析測(cè)試法三元催化轉(zhuǎn)換器的工作正常與否可以用廢氣分析儀來測(cè)試。把分析儀的探測(cè)頭插入排氣尾管進(jìn)行快速檢測(cè)。如果讀數(shù)在范圍內(nèi)，說明催化劑仍在工作，如一