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浅析三元催化器的性能与故障检修论文

浅析三元催化器的性能与故障检修论文1前言一部《穹顶之下》，触动了公众的神经，社会整体的环保意识又被向前推进一步。当今汽车保有量急剧增加，导致汽车尾气排放上升，这也是造成我国目前大气污染的主要因素之一。汽车尾气中含有大量的CO、HC、NOX、微粒物和硫化物以及少量的醛类、苯类等有害气体，是大气污染的主要来源。对于汽车尾气的治理，不能仅靠后处理技术，还应从新能源开发、发动机技术改进和节能技术入手，其中三元催化器的运用使排放控制技术取得了突破性进展，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义。2三元催化器的性能分析(1)影响转换效率的因素①空燃比特性三元催化器转换效率最主要的影响因素是氧气浓度，在理论空燃比附近，三元催化器对CO、HC和NOX的转化效率同时达到最高。在实际的应用中，常采用氧传感器结合电控燃油喷射系统对空燃比进行闭环控制。②起燃温度特性催化剂的转换效率与温度有着必然联系，催化器只有达到一定温度时才开始工作的特性即起燃温度特性，当转换效率达到50%时的温度就是起燃温度。三元催化器在400℃～800℃时能达到最佳工作状态，温度低于400℃时，催化效果急剧降低;超过800℃时，三元催化器会因贵金属与氧化铝涂层热损坏而失效。③空速特性每小时通过催化器的排气体积流量和催化器容积之比即为空速特性。它表明气体在催化器中的停留时间。④燃油品质车用燃料中含有重金属添加剂，在发动机工作过程中重金属添加剂无法燃烧而沉积在催化剂表面，会导致催化器中毒。⑤发动机润滑油品质在发动机工作过程中，若润滑油雾化并进入进气系统燃烧，将导致润滑油中的添加剂不能转化为无害气体而沉积在催化剂表面，使催化剂失效。(2)三元催化器的失效原因三元催化器的失效形式有高温失活、化学中毒、表面积碳堵塞、机械损坏等。引起三元催化器失效的原因主要有：①发动机管理系统控制异常由于电路连接不佳引起的点火控制故障会导致气缸缺火，使混合气在催化器内二次燃烧;因喷油器泄露、喷油精度失准等因素引起的燃油控制系统故障会引起混合气不完全燃烧，发动机高速大负荷运转时废气温度过高，均会导致催化剂和衬垫烧伤，催化剂失活。②高温失活发动机怠速时的排气温度一般为300℃～400℃，中低速工况时为400℃～600℃，高速全负荷行驶时为900℃，如果三元催化剂长期暴露在高温条件下，铂、钯、铑等组分极易挥发，从而使催化剂的储氧能力下降，降低其活性。③化学中毒化学中毒主要与燃油和润滑油的品质有关，燃料中的铅会造成重金属沉积，阻碍HC的`转化，磷和硅会阻塞催化剂载体的蜂窝结构，硫以及润滑油中的锌燃烧后会形成氧化物，吸附在催化剂表面使其失活。④表面积碳、堵塞汽车于低温状态工作时，发动机排出的碳烟附着在催化剂表面，导致载体的孔隙堵塞。堵塞会使发动机动力不足甚至无法启动，这是许多车辆加速无力的主要原因。⑤氧传感器失效燃油中的铅、硅等元素在高温下会引起氧传感器中毒，因使用不当还会导致氧传感器积碳、加热器电阻丝烧断、内部线路断脱、陶瓷破裂等故障，进而引起空燃比失准，排气状况恶化，催化转化器效率降低，降低催化转化器的使用寿命。⑥机械损伤在日常维修中，受到装卸不规范、长期在崎岖路上行驶、底盘刮碰和长期振动等因素的影响，加之汽车尾气的高温，三元催化转换器在热应力和机械应力的综合作用下，极易疲劳裂纹甚至彻底断裂。3三元催化器的维护保养为了充分发挥三元催化器的降污作用，防止早期损坏失效，在汽车使用过程中应注意以下几个方面：(1)正确选用汽油和润滑油配备三元催化器的车辆，不能使用含铅汽油。有研究表明，在汽油中加入10%的水或30%~40%的甲醇，可减少甚至消除CO、HC、NOX的排放，采用乙醇汽油可降低尾气中大约1/3的CO排放量;在机油中加入适当的固体添加剂，可以提高气缸密封性，降低油耗，改善尾气排放。(2)避免未燃烧的混合气进入催化器当发动机燃油系统出现故障，点火延迟等因素的影响会导致混合气不完全燃烧，废气中的HC和CO发生过度的氧化反应，产生的热量超过催化器的正常工作温度，就会导致催化剂失效。(3)避免碰撞和“托底”在崎岖山路行驶时，碰撞有可能导致载体破碎，陶瓷碎片会引起催化器和配气系统堵塞，增大排气阻力，当急减速时，一旦陶瓷粉末被吸入气缸，将导致气缸严重磨损甚至报废。(4)熄火前应进入怠速状态发动机工作温度很高，熄火前进入怠速状态，可使温度平滑下降，减少热冲击。此外，车辆处于怠速工况的时间不允许超过20分钟，因为怠速时废气中的氧含量不足，会因高温而损坏三元催化器。(5)不要涉水行驶雨天行车，切勿在积水路段行驶，因为三元催化器的工作温度很高，涉水行驶时，陶瓷载体会因温度骤然降低而损坏。(6)定期保养车辆定期保养有利于及时发现故障，比如采用调整喷油量、减小喷油提前角等措施使燃料充