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    【貴陽汽車修理設備】三元催化器介紹

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    【貴陽汽車修理設備】三元催化器介紹

    三元催化器,是安裝在汽車排氣系統中最重要的機外凈化裝置,它可將汽車尾氣排出的CO、HC和NOx等有害氣體通過氧化和還原作用轉變為無害的二氧化碳、水和氮氣。當高溫的汽車尾氣通過凈化裝置時,三元催化器中的凈化劑將增強CO、HC和NOx三種氣體的活性,促使其進行一定的氧化-還原化學反應,其中CO在高溫下氧化成為無色、無毒的二氧化碳氣體;HC化合物在高溫下氧化成水(H20)和二氧化碳;NOx還原成氮氣和氧氣。三種有害氣體變成無害氣體,使汽車尾氣得以凈化。

    三元催化器,是安裝在汽車排氣系統中最重要的機外凈化裝置,它可將汽車尾氣排出的CO一氧化碳、HC碳氫化合物和NOx氮氧化物等有害氣體通過氧化和還原作用轉變為無害的二氧化碳、水和氮氣。

    由于這種催化器可同時將廢氣中的三種主要有害物質轉化為無害物質,故稱三元。

     

    工作原理

    增強氣體活性

    三元催化器的工作原理是:當高溫的汽車尾氣通過凈化裝置時,三元催化器中的凈化劑將增強CO、HC和NOx三種氣體的活性,促使其進行一定的氧化-還原化學反應,其中CO在高溫下氧化成為無色、無毒的二氧化碳氣體;HC化合物在高溫下氧化成水(H20)和二氧化碳;NOx還原成氮氣和氧氣。三種有害氣體變成無害氣體,使汽車尾氣得以凈化。

    催化噴涂載體

    三元催化反應器類似消聲器。它的外面用雙層不銹薄鋼板制成筒形。在雙層薄板夾層中裝有絕熱材料----石棉纖維氈。內部在網狀隔板中間裝有凈化劑。 凈化劑由載體和催化劑組成。

    載體一般由三氧化二鋁制成,其形狀有球形、多棱體形和網狀隔板等。凈化劑實際上是起催化作用的,也稱為催化劑。催化劑用的是金屬鉑、銠、鈀。將其中一種噴涂在載體上,就構成了凈化劑。

    檢測

    外觀檢查

    檢查催化轉化器在行駛中是否受到損傷以及是否過熱。將車輛升起之后,觀察催化轉化器表面

    是否有凹陷,如有明顯的凹痕和刮擦,則說明催化轉化器的載體可能受到損傷。觀察催化轉化器外殼上是否有嚴重的褪色斑點或略有成青色和紫色的痕跡,在催化轉化器防護罩的中央是否有非常明顯的暗灰斑點,如有則說明催化轉化器曾處于過熱狀態,需做進一步的檢查。

    用拳頭敲擊并晃動催化轉化器,如果聽到有物體移動的聲音,則說明其內部催化劑載體破碎,需要更換催化轉化器。同時要檢查催化轉化器是否有裂紋,各連接是否牢固,各類導管是否有泄漏,如有則應及時加以處理。此方法簡單有效,可快速檢查催化轉化器的機械故障。

    由于催化劑載體破損剝落、油污聚集,容易阻塞載體的通道,使流動阻力增大,這時可通過測量其壓力損失來進行檢查。

    背壓試驗

    在催化轉化器前端排氣管的適當位置上打一個孔,接出一個壓力表,啟動發動機,在怠速和2500r/min時,分別測量排氣背壓,如果排氣背壓不超過發動機所規定的限值,則表明催化劑載體沒有被阻塞。

    如果排氣背壓超過發動機所規定的限值,則需將催化轉化器后端的排氣系統拆掉,重復以上的試驗,如果催化轉化器阻塞,排氣背壓仍將超過發動機所規定的限值。如果排氣背壓下降,則說明消聲器或催化轉化器下游的排氣系統出現問題,破碎的催化劑載體滯留在下游的排氣系統中,所以首先進行外觀檢查確認催化劑載體完整是非常必要的。對有問題的排氣管、消聲器和催化轉化器也可通過測量其前后的壓力損失來判斷。

    真空試驗

    將真空表接到進氣歧管,啟動發動機,使其從怠速逐漸升至2500r/min,觀察真空表的變化,如果這時真空度下降,則保持發動機轉速2500r/min不變,且此后真空度讀數明顯下降,則說明催化轉化器有阻塞。

    因為催化轉化器的阻塞在真空試驗中是一個漸變的過程,而此試驗是一個穩態的過程(2500r/min),真空度讀數不會產生明顯的下降。如果是在試驗室進行一個催化轉化器阻塞前后的對比檢查,催化轉化器阻塞后,進氣歧管真空度會發生明顯下降,如果進氣歧管真空度下降,并不能完全說明是由催化轉化器阻塞造成的。發動機供油量減少時,進氣歧管的真空度也會下降。因此與真空試驗相比,排氣背壓試驗更能真實反映催化轉化器的情況。

    以上方法只能檢查催化轉化器機械故障,催化轉化器的性能好壞,也就是其轉化效率的高低,則需要通過下列的檢查來判斷。

    加熱催化

    催化轉化器在正常工作狀態下,由于氧化反應產生了大量的反應熱,因此可通過溫差對比來判斷催化轉化器性能的好壞。啟動發動機,預熱至正常工作溫度,將發動機轉速維持在2500r/min左右,將車輛舉升,用數字式溫度計(接觸式或非接觸式紅外線激光溫度計)測量催化轉化器進口和出口的溫度,需盡量靠近催化轉化器(50mm內)。

    催化轉化器出口的溫度應至少高于進口溫度10~15%,大多數正常工作的催化轉化器,其催化轉化器出口的溫度高于進口溫度20~25%。如果車輛在主催化轉化器之前還安裝了副催化轉化器,主催化轉化器出口溫度應高于進口溫度15~20%,如果出口溫度值低于以上的范圍,則催化轉化器工作不正常,需更換;如果出口溫度值超過以上范圍,則說明廢氣中含有異常高濃度的CO和HC,需對發動機本身做進一步的檢查。

    其它方法

    通過對比整車排放情況來判斷催轉化器效率的方法是不科學的。因為汽車排放的好壞與各系統的工作狀況有關,不可排除的誤差因素較多。

    如用冷熱怠速時的排氣濃度變化來檢查催化轉化器轉化效率就是不太準確的方法。發動機冷車時,由于汽缸壁較冷,燃燒不完全而產生大量的CO和HC,而發動機熱車怠速時,由于燃燒條件好轉,發動機已處于閉環控制狀態,不需要催化轉化器的作用,排氣濃度也會大大降低。因此,此項檢查不能保證僅僅針對催化轉化器的轉化效率,可比性較差。

    性能特點

    三元催化器性能穩定、質量可靠、壽命長,其產品廣泛適用于豐田、本田、別克、奧迪、大眾、現代、鈴木、昌河等車型。

    三元催化器適用的車型

    三元催化器適用的車型 (36張)


    三元催化器的載體部件是一塊多孔陶瓷材料,安裝在特制的排氣管當中。稱它是載體,是因為它本身并不參加催化反應,而是在上面覆蓋著一層鉑、銠、鈀等貴重金屬。它可以把廢氣中的HC、CO 變成水和CO2, 同時把Nox 分解成氮氣和氧氣。HC、CO 是有毒氣體,過多吸入會導致人死亡,而NOX 會直接導致光化學煙霧的發生。

    經過研究證明,三元催化器是減少這些排放物的最有效的方法。通過氧化和還原反應,一氧化碳被氧化成二氧化碳,碳氫化合物被氧化成水和二氧化碳,氮氧化合物被還原成氮氣和氧氣。

    三種有害氣體都變成了無害氣體。三元催化劑最低要在250 攝氏度的時候起反應,溫度過低時,轉換效率急劇下降;而催化劑的活性溫度( 最佳的工作溫度) 是400 ℃到800 ℃左右,過高也會使催化劑老化加劇。在理想的空燃比(14.7 :1) 下,催化轉化的效果也最好。

    使用方法

    三元催化器清洗噴油嘴清洗時要采取的

    措施

    1.關閉發動機,將點火開關旋到OFF檔位置。

    2.斷開燃油泵保險(繼電器或從油箱處拆下油泵電路插頭)

    3.拆下車輛噴油器的供回油管路,根據車型在供回油管路上安裝相應的快速接頭,并與清洗機接好,(回油管可用安裝盲堵,)

    4.將三元清洗劑(1004燃油修復劑)按1瓶兌1000毫升的比例,加入清洗機油箱內。

    5.接通電源,紅色接車蓄電池的正極,黑色接車蓄電池的負極.

    6.調壓:將調壓閥定在低壓,將計時器旋在最高值,打開清洗機電源開關,根據所施工的車的電動汽油泵來調整清洗機的工作壓力。

    7.檢查:檢查所有的接頭是否都已接好,確保無漏油現象的發生。

    8.清洗:啟動發動機,清洗工作開始,清洗劑用完后,發動機會自動滅火,(當發動機發生警報時表示將停止清洗,可根據情況停止或選擇繼續,如繼續則將計時器旋到高值)在清洗過程中如發生異常,立即關閉清洗機電源開關,修正后在繼續工作。

    9.清洗完畢后,斷開清洗設備電源開關,拆開清洗設備和車輛的各管路連接處,恢復車輛的原有燃油管路和電路系統。

    10.啟動發動機,檢查有無泄露,一切正常后,清洗工作結束。

    說明

    車輛清洗過程中,會有難聞的尾氣排出,發動機抖動,均為正常現象。清洗機清洗液用完后,發動機會有部分積碳被軟化,需車主高速行駛20-50公里,可全部排出。

    失效原因

    溫度過高

    常溫下三元催化轉化器不具備催化能力,其催化劑必須加熱到一定溫度才具有氧化或還原的能力,通常催化轉化器的起燃溫度在250—350℃,正常工作溫度一般在400—800℃。催化轉化器工作時會產生大量的自量越高,氧化的溫度也愈高,當溫度超過1000℃時,其內涂層的催化劑就會燒結壞死,同時也極易發生車輛自燃事故。所以必須注意控制造成排氣溫度升高的各種因素,如點火時間過遲或點火次序錯亂、斷火等,這都會使未燃燒的混合氣進入催化反應器,造成排氣溫度過高,影響催化轉化器的效能。

    慢性中毒

    催化劑對硫、鉛、磷、鋅等元素非常敏感,硫和鉛來自于汽油,磷和鋅來自于潤滑油,這四種物質及它們在發動機中燃燒后形成氧化物顆粒易被吸附在催化劑的表面,使催化劑無法與廢氣接觸,從而失去了催化作用,即所謂的“中毒”現象。

    表面積碳

    當汽車長期工作于低溫狀態時,三元催化器無法啟動,發動機排出的炭煙會附著在催化劑的表面,造成無法與CO和HC接觸,長期下來,便使載體的孔隙堵塞,影響其轉化效能。

    排氣惡化

    催化轉化器對污染物的轉化能力有一定的限度,因此必須通過機內凈化技術將原始排氣降到最低。如果排放的廢氣污染物各成分的濃度、總量過大,比如混合氣偏濃等,就會影響催化器的催化轉化能力,降低其轉化效率。此外,由于廢氣中有大量的HC和CO進入催化反應器后,會在其中產生過度的氧化反應,氧化反應產生大量熱量將使催化反應器溫度過高而損壞。

    區別使用

    與發動機不匹配、即使是同樣的發動機,同樣的三元催化轉化器,車型不同,發動機常用的工作區間就不同,排氣狀況就發生變化,安裝三元催化器的位置就不同,這都會影響三元催化轉化器的催化轉化效果。因此,不同的車輛,應使用不同的三元催化轉化器。

    氧傳失效

    為使廢氣催化率達到最佳(90%以上),必然在發動機排氣管中安裝氧傳感器并實現閉環控制,其工作原理是氧傳感器將測得廢氣中氧的濃度,轉換成電信號后發送給ECU,使發動機的空燃比控制在一個狹小的、接近理想的區域內(14.7:1),若空燃比大時,雖然CO和HC的轉化率略有提高,但NOx的轉化率急劇下降為20%,

    因此必須保證最佳的空燃比,實現最佳的空燃比,關鍵是要保證氧傳感器工作正常。如果燃油中含鉛、硅就會造成氧傳感器中毒。此外使用不當,還會造成氧傳感器積碳、陶瓷碎裂、加熱器電阻絲燒斷、內部線路斷脫等故障。氧傳感器的失效會導致空燃比失準,排氣狀況惡化,催化轉化器效率降低,長時間會使催化轉化器的使用壽命降低。

    注意問題

    鑒于三元催化器早期失效的原因,使用時應注意如下事項:

    1.勿用含鉛汽油。

    2.勿長期急速運轉(開環控制狀態)。

    3.勿讓發動機轉速忽快忽慢。

    4.點火時間勿太遲。

    5.長時間啟動不著。

    6.不要長時間拔出高壓線試火。

    7.測量氣缸壓力時,要拔下燃油泵的中控接頭,從而能停止噴油器向氣缸內噴油。

    8.發現有氣缸工作不良時,應及時停車檢查、排除故障。

    9.避免混合氣偏濃的諸多因素,如噴油器關閉不嚴,燃油壓力調節器失效(油壓過高)、氧傳感器失效、空氣流量傳感器失效等。

    10.催化轉化器只要正確使用,一般不需要維護,故不要隨便拆卸,如需更換時一定要與發動機匹配。

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