废气三元催化转化器常见故障分析

摘要：为了有效控制排放污染，现代汽车普遍加装了废气三元催化转化器。文章从5个方面介绍了催化转化器失效的原因及相应措施，阐述了催化转化器的故障诊断。表明由于使用燃料不当、可燃混合气浓度偏高、点火过迟、烧机油及机械碰撞等因素均可造成其工作性能下降，甚至失效，加剧汽车的排放污染，影响发动机的正常运转。指出在使用车辆时，必须采取必要的防范措施并按照正确的方法加强对其工作性能的检测，才能有效发挥净化尾气功效。

关键词：汽车；三元催化转化器；失效；原因；故障诊断

Failure Diagnosis Analysis on Three-way Catalytic Converter

Abstract: In order to curb emission pollution effectively, three-way catalytic converter is equipped on modern vehicles at large. This paper introduces the failure reasons of the catalytic converter, counter measures in five aspects and expounds the failure diagnosis of it. It shows that the working of three-way catalytic converter may be affected; even worse emission pollution can be caused due to incorrect fuel, a higher burning mixed strength, delayed ignition of oil burnt and mechanical collision and the working of engine may be impeded. This paper points out that we must adopt necessary precautions and reinforce the examination of the performances of the catalytic converter according to the correct methods. Only in this way, the functions of three-way catalytic converter could be brought into full play to purify tail gas.Key words: Automobile; Three-way catalytic converter; Failure; Reasons; Failure diagnosis

随着人们环保意识的不断增强，对汽车尾气排放的环保要求越来越高，相关的汽车尾气排放法规也就越来越严格。汽车尾气排放中对大气造成污染的主要成分是HC，CO及NOx，为了有效减少排入大气废气中的上述有害物质含量，现代汽车中普遍都加装了废气三元催化转化器，借助催化剂的作用，使废气中的HC，CO，NOx发生氧化还原反应，以达到降低污染的目的。

发动机通过排气管排气时，CO，HC及NOx 3种气体通过三元催化转化器中的净化剂时，增强了3种气体的活性，进行氧化还原化学反应。其中，CO在高温下氧化成无色、无毒的CO2气体；HC化合物在高温下氧化成H2O和CO2；NOx还原成N2和O2，3种有害气体变成无害气体，从而使排气得以净化。

1 催化转化器的失效原因及相应措施

燃料中的铅和硫及润滑油中的磷和锌是造成催化

1.1 化学中毒及其措施

剂化学中毒的主要元素，这些元素与催化剂活性物质反应使活性成分发生相变，或覆盖在催化剂活性物质表面，会造成催化器转化效率降低，甚至会完全失效。

其中燃料中的铅毒害性最大，含铅汽油燃烧后，铅颗粒随废气排经三元催化转化器时，会覆盖在催化剂表面，使催化剂作用面积减少，从而大大降低催化器的转换效率，这就是常说的“三元催化转化器铅中毒”。经验表明，即使只使用过一箱含铅汽油，也会造成三元催化器的严重失效；同时铅还会使氧传感器中毒，从而破坏废气三元催化转化器的最佳工作条件，最终导致三元催化转化器的失效。燃料中的硫能抑制

- 41 -

催化剂的活性，其中对铂（Pt）影响最大，随着燃料中含硫量的增加，CO，HC和NOx的转化率均有所降低。因此，加装废气三元催化转化器的车辆，必须加注含硫量少的纯净无铅汽油，否则三元催化转化器极易发生铅中毒而失效或效能下降。

磷在机油中的含量约为1.2 g/L，是尾气中磷的主要来源。它以磷酸铝或焦磷酸锌的化合物形式存在，粘附在催化剂表面，对氧化型催化剂有较大的毒害作用，因此，需要对润滑油及各种添加剂中的硫和磷的含量也要严格控制。装有废气三元催化转化器的车辆，一般应选取SF级以上的高等级优质机油；同时也要加强发动机的维护和保养，减少窜入燃烧室机油的数量。

1.2 热老化及其措施

三元催化转化器开始起作用的温度是200 ℃左右，最佳工作温度在400～800 ℃，而超过1 000 ℃后，就会导致催化器中氧化铝载体涂层组织由γ–Al2O3向α–Al2O3转变，使其比表面积急剧减少。作为催化剂的贵金属成分自身也将会产生烧结、聚集和化学变化，从而使催化器内的有效催化剂成分减少，降低催化作用。高温还同时可以引起氧化铈等助催化剂的活性以及储氧能力降低，从而引起催化器工作性能下降。总之，如果废气三元催化转化器长期在800℃以上的高温下工作，就会引起其转化效能的降低，发生热老化现象。

废气三元催化转化器降低HC和CO这2种有害物质是通过在催化器内部进行燃烧使其转化为H2O及CO2而实现的，而这种反应会产生热量。在发动机工作正常的情况下，废气中这2种成分的含量适当，转化燃烧时所产生的热量会使催化器保持在最佳工作温度附近。而当发动机点火系或燃油系等工作不良时，就会导致过多的未燃烧及燃烧不完全的混合气随废气一起进入催化转化器，这些含有大量HC和CO的气体，在催化转化器中产生过度的氧化反应而产生大量热量，最终使废气三元催化转化器温度大幅升高而超过其正常的工作温度。

因此，平时应注意尽量避免发动机工作时排出的废气中含有大量HC和CO。如：避免让发动机长时间处于怠速空转状态；加强对点火系统的维护保养，避免出现失火、火花过弱及点火过迟等现象；加强对燃油供给系统的检查，避免出现因燃油系统压力过高和喷油器关闭不严滴漏等造成的混合气过浓；加强对电子控制系统的监控，防止出现因水温传感器和空气

- 42 -

流量计等损坏而使电控单元不能准确控制混合气的浓度；正确进行操作，拔出高压线进行断火试验时时间不要过长等。

1.3 表面覆盖及其措施

发动机烧机油，会使催化剂表面被结焦覆盖；废气中排出的烟尘和焦碳等也会导致催化剂表面碳化覆盖。这些会使活性物质逐渐失去活性，导致通孔被堵塞，从而影响发动机的正常运转，使其动力性和经济性降低。因此，要经常注意观察车辆是否有排气管冒蓝烟和机油消耗异常等疑似烧机油现象；以及排气管

冒黑烟等疑似废气中含有大量碳烟的现象。如果出现上述情况，一定要及时查找原因并加以排除。1.4 破损及其措施

催化剂的陶瓷载体耐冲击能力较差，容易破碎而导致工作失效，并会堵塞排气通道使发动机性能恶化。另外催化转化器工作时表面温度很高，突然降温时也

容易形成冷激现象而损坏内部的陶瓷载体。因此，车辆行驶应特别注意不要“托底”，使废气三元催化转化器发生碰撞；也不要涉水行驶，使废气三元催化转

化器骤然降温而出现冷激现象。 1.5 氧传感器工作不正常及其措施

三元催化转化器有效工作必须是空燃比保持在理论空燃比附近这一狭窄区域内进行，汽车中采用的是以氧传感器提供反馈信号的闭环控制系统来保证这一要求的。当氧传感器工作不良时，电子控制系统无法保证对空燃比的精确控制，极大影响三元催化转化器的净化效果。因此，要经常监测氧传感器的工作状态，当发现氧传感器有故障（如故障灯亮并调出氧传感器

故障）时一定要及时检修。

2 催化转化器的故障诊断

2.1 外观常规检查

观察催化转化器表面是否有凹陷，如有明显的凹

痕和刮擦，说明催化转化器的载体可能受到损伤。用橡胶锤或拳头敲击并晃动催化转化器，如果听到有物体移动的声音，说明其内部催化剂载体破碎，需要更换催化转化器。打开空气滤清器，拆下滤芯，然后猛踩加速踏板，若发现空气滤清器处有废气白烟返流，排气门处又没有金属撞击声，说明三元催化转化器堵塞。也可使用内窥镜检查三元催化转化器内部是否有结胶、熔化和破碎现象，在没有内窥镜时，可从汽车上拆下三元催化转化器，用手电筒从一端沿轴向照射三元催化转化器内部，由维修人员在另一端直接观察。

观察催化转化器外壳上是否有严重的褪色斑点或

略有成青色和紫色的痕迹，在催化转化器防护罩的中央是否有非常明显的暗灰斑点，如有则说明催化转化器曾处于过热状态，需做进一步的检查。同时要检查催化转化器是否有裂纹，各连接是否牢固，各类导管是否有泄漏，如有则应及时加以处理。此方法简单有效，可快速检查催化转化器的机械故障。2.2 比较催化转化器进出口温度

废气三元催化转化器在正常工作状态下，出口温度应高于入口温度，一般要高出30～100 ℃以上，因此可通过温差对比来判断催化转化器性能的好坏。

启动发动机，预热至正常工作温度，将发动机转速维持在2 500 r/min左右，用数字式温度计（接触式或非接触式红外线激光温度计）测量催化转化器进口和出口的温度，需尽量靠近催化转化器（50 mm内）。催化转化器出口的温度应至少高于进口温度的10％～15％，大多数正常工作的催化转化器，其催化转化器出口的温度高于进口温度的20％～25％。如果车辆在主催化转化器之前还安装了副催化转化器，主催化转化器出口温度应高于进口温度的15％～20％，如果出口温度值低于以上的范围，甚至出口处温度比入口处还低些，则催化器没有正常工作。原因有2种：一是已失效；二是有堵塞。但两处温差也不可太大，因为这样，必定有大量异常的CO和HC参与反应，说明点火系或燃油系出了问题，需对发动机本身做进一步的检查。

值得一提的是，随着汽车技术不断进步，对发动机燃烧的控制愈来愈精确，使得催化转化器前后的温差可能变得很小，不易检测到，这时不能简单地判断有故障。正确的方法是拔下某一缸高压线，或拔出水温传感器插头，进行人工调节较浓的混合气来试验，此时若测出出口处温度比入口处温度高且催化器外壳温度比原来高，则可判断催化器工作正常，否则就有故障。但要注意试验时间不可太长，一般不要让发动机在单缸断火的情况下运转时间超过15 s，另外在2次断火试验中间，应当让发动机正常运转不少于120 s。

因为催化转化器过热时易导致烧结损坏，所以检测进出口温差的同时，要检测催化转化器本身的温度是否超过1 000 ℃或车底板温度是否超过125 ℃，若超过则须检修。一些车辆安装有催化器过热故障报警器，当此灯闪烁或报警器鸣响时，表明有过热故障。2.3 检测排气背压和进气真空度

催化转化器由于结焦、烧熔、破碎剥落及油污聚集等原因会造成陶瓷蜂窝载体孔道阻塞，这也是催化

转化器失效的一种常见故障形式。由于流阻增大，会使得催化转化器前的排气背压增高。

检测排气背压的方法：拆下氧传感器或检测螺塞，接上压力表（或从二次空气喷射管路上脱开接空气泵止回阀的接头，再在二次空气喷射管路中接入压力表），在发动机转速为2 500 r/min时观察压力表的读数，此时压力表的读数应小于17.24 kPa。如果排气背压大于或等于20.70 kPa，表明排气系统堵塞；如果排气背压超过发动机所规定的限值，则需将催化转化器后端的排气系统拆掉。重复以上试验，如果催化转化器阻塞，排气背压仍将超过发动机所规定的限值；如果排气背压下降，说明消声器或催化转化器下游的排气系统出现问题。另外也可通过测量催化转化器前后的压力差来判断，当压力差超过规定值时，说明催化器有堵塞。

当排气系统堵塞造成排气不畅时，也会反向影响到进气的顺畅而造成进气管路真空度的下降，因此，通过对进气真空度的检测，也可以间接反应排气通道的堵塞情况。进行进气真空度检测时，应先将废气再循环(EGR)阀上的真空软管取下，并用塞子将管口塞住，以避免产生虚假的真空泄漏现象。然后将真空表接到进气歧管上，将发动机缓慢加速到2 500 r/min，观察真空表读数。若真空表读数瞬间下降后又回升到原有水平(47.5～74.5 kPa)，并能稳定地保持在这一水平至少15 s，说明催化转化器没有堵塞；若真空表读数下降，则可能为催化转化器或排气管堵塞。但是进气歧管真空度下降，并不能完全说明是由催化转化器阻塞造成的。发动机供油量减少时，进气歧管的真空度也会下降，因此与进气真空度相比，排气背压试验更能真实反映催化转化器的情况。2.4 调取车载自诊断系统的故障码

凡配备了OBD–Ⅱ诊断系统的车辆都装有车载排放诊断系统，OBD–Ⅱ加强了对废气三元催化转化器的监测，当出现故障码P0420时表示催化转换器系统工作不符合要求，有故障。另外还有一些故障码也与

催化转化器密切相关，如：P030x（x=1，2，3……）表示第x缸失火；P0300表示有多个气缸随机出现失火故障；P0172表示混合气太浓；P0130，P0133，P0135，P0136，P0141，P0150，P0153，P0155等都表示氧传感器有故障。

OBD–Ⅱ诊断系统是通过对上下游氧传感器的监测对比来判断催化转化器工作性能好坏。一个完好的新催化转化器有较强的储氧能力，即：在富氧时储存

- 43 -

氧和在贫氧时释放氧的自动调节功能强，因而催化转化器出口的氧传感器电压信号比催化器前的氧传感器电压信号波动幅度小得多。因此，也可以用示波器分别检测催化器前后2个氧传感器的电压波形，来判断催化器的性能好坏。随着催化剂活性下降，其储氧能力即储放氧的调节功能会下降，当测得出口处氧传感器波形十分接近前氧传感器波形时，可以判断催化剂活性已下降和催化转化器已失效。2.5 检测尾气中有害成分含量

废气三元催化转化器正常情况下的使用寿命为(5～8)×104 km，正常劣化过程是一个缓慢而渐进的过程，行驶(1～2)×104 km后，转化效率开始逐渐下降。因此，在车辆使用初期可以先测得催化转化器工作正常状态下的怠速排放值并记录保存，在以后进行故障诊断时可作为原始对比数据，若发动机运行状况无明显变坏，而排放值较原始数据突然有明显恶化，则表明催化器有故障。

另外，催化转化器的起始工作温度在200 ℃左右，温度过低时转化率只有10％～20％以下，基本不工作，这时从排气口检测的废气值可以近似认为与催化器入口浓度一样。然后让发动机运转升温，当水温达90 ℃左右时，再检测一次。2次测量结果对比，若差别不明显，则表明催化器已失效。但要注意，由于发

动机在低温时会额外增加一个修正喷油量，加之低温时燃油雾化不良，因此，2种情况下的排放本身就应有一定的差别，检测判断时必须考虑这一因素。由于汽车排放的好坏与很多系统的工作状况有关系，不可排除的误差因素较多，所以在应用此方法时，最后尽量通过对比三元催化转化器前后废气中有害成分含量的方法加以验证。

由于我国车辆运行条件及使用油品等的限制，废气三元催化转化器损坏的机率较高，故在使用车辆时应针对容易造成其失效的原因而采取一些针对性的措施，同时加强对其工作情况的检测，以便及时发现问题。在对催化器进行失效分析及故障诊断的过程中，应注意根据不同情况具体对待。

参考文献

[1] 邹长庚，赵琳．现代汽车电子控制系统构造原理与故障诊断[M]．

北京：北京理工大学出版社，1997：235-237.

[2] 王先耀．催化转化器失效原因分析及故障诊断[J]．汽车科技，2004 （4）：47-48.

[3] 陈昊，赵炜华．电控发动机氧传感器对排放影响的研究[J]．上海

汽车，2007（8）：24-27.

[4] 张丽芳．三元催化转化器正确使用及检查[J]．山西财经大学学报，

2007（1）：287-288.

（收稿日期：2009-04-29）

(上接第40页)器参数同时进行优化，将使改善整车的动力性、经济性和排放性能具备更大的潜力。

3）由于混合动力系统主要部件本身的高度非线性及其复杂耦合关系，各目标函数之间存在着相互冲突和制约，对求解这样复杂的有约束非线性多目标参数优化问题，根据工程经验设置参数初值，然后通过“试错法”对这些参数进行调整的方法很难实现系统最优。因此，要实现系统多目标参数优化设计必须加强对多目标优化算法的运用。

4）多目标优化算法由于算法的复杂性，一直存在计算量较大的问题，在进行单次运行时比较费时，尤其将其应用于混合动力系统参数优化时，更无法满足在线优化时对实时性的要求。如何提高算法的运算速度，仍是需要解决的一个重要问题。

参考文献

[1] 刘文杰．混联型混合动力汽车控制策略优化研究[D].重庆：重庆

大学机械工程学院，2007．

[2] 常志江．混合动力电动汽车动力系统匹配性研究[D].西安：西北工

业大学，2003．

[3] 代康伟．混合动力城市客车动力系统参数匹配与仿真研究[D]．合肥：

合肥工业大学，2008．

[4] Gao W ZPorandla S K．Design Optimization of a Parallel Hybrid

ElectricPowertrain[C]．IEEEConferenceonVehiclePowerandPropulsion，2005．

[5] GakdiV，Ippolite L，PiccoloA，et al．Evaluation of Emissions

Influence on Hybrid Electric Vehicles Sizing[C]．Proc. of International Conference on Power Electronics，Electrical Drives，Advanced Machines and Power Quality( SPEEDAM)，2000．[6] Zhu Y，Chen Y b，Tian G Y，et al．A Four-Step Method to

Design an Energy Management Strategy for Hybrid Vehicles[C]．Proceeding of the 2004 American ControlConference，2004．[7] 王保华．混合动力城市客车控制策略与实验研究[D]．上海：上海

交通大学，2008．

[8] 曾小华，王庆年，王伟华，等．正交优化设计理论在混合动力汽车

设计中的应用[J]．农业机械学报，2006（5）：26-28．

[9] 朱伟伟．重型商用车传动系统参数优化匹配的研究[D]．合肥：合

肥工业大学，2007．

[10] 袭著永．混合动力电动汽车控制策略的仿真研究及优化[D]．合肥：

合肥工业大学，2005．

（收稿日期：2009-04-26）

- 44 -

废气三元催化转化器常见故障分析

作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：引用次数：

马春阳， MA Chunyang河南省经济管理学汽车工程师TIANJIN AUTO2009，""(6)0次

参考文献(4条)

1.邹长庚.赵琳 现代汽车电子控制系统构造原理与故障诊断 1997

2.王先耀 催化转化器失效原因分析及故障诊断[期刊论文]-汽车科技 2004(04)3.陈昊.赵炜华 电控发动机氧传感器对排放影响的研究[期刊论文]-上海汽车 2007(08)4.张丽芳 三元催化转化器正确使用及检查[期刊论文]-山西财经大学学报 2007(01)

相似文献(10条)

1.期刊论文 何锁乱.He suoluan 汽车尾净化装置--三元催化转化器的开发应用探讨 -汽车科技2000,""(5)

介绍了三元催化转化器的结构和工作原理,分析了影响其转化效能和使用寿命的因素,指出了其设计要点及发展研究方向.

2.学位论文 聂存庆 汽车三元催化转化器（TWC）工作效率监控方法研究 2005

随着汽车排放法规的日益严格，三元催化转化器的开发和应用已成为控制汽车排放污染物的根本途径。当前，电子燃油喷射加三元催化转化器闭环控制技术已经成为控制汽车排放的主要措施之一，但是随着三元催化转化器使用时间的不断延长，其净化效率不断地下降，因而，对三元催化转化器转化效率的实时监控也成为人们关注和研究的问题。本文将在整车模拟道路试验的基础上，研究采用催化器出入口温差来监控三元催化转化器转化效率的方法。本文在分析研究电控喷射汽车排放控制技术及三元催化转化器失效机理、工作效率监控技术的基础上，通过选定车型-福莱尔三元催化转化器进出口温度差在定负荷不同车速试验条件下的试验数据分析研究，得到反映三元催化转化器工作效率的必要信息，运用数理统计的方法得出进出口温差值和催化转化器转化效率的对应函数关系，并建立一个能用于监控在用车催化转化器工作效率的评价模型。本文研究成果对汽车排放的实时监控具有一定的实用价值和指导意义。

3.期刊论文 赵国涛 三元催化转化器在汽车尾气净化中应用 -沈阳航空工业学院学报2002,19(1)

汽车尾气治理是当前我国环保部门和汽车行业一项十分迫切的任务.控制有害气体的排放,将有害气体转化为无害气体的有效措之一就是采用三元催化转化器.本文论述了三元催化转化器的原理及工作过程分析、构造、应用前景等.

4.期刊论文 毛丽 影响三元催化转化器整体设计的因素分析 -公路与汽运2007,""(4)

电喷车加装三元催化转化器是国际公认的有效的汽车尾气净化技术措施.文中分析了三元催化器设计中的流场、温度、压力损失等影响因素,运用ANSYS/Flotran软件进行了二维流场的动态模拟分析.

5.学位论文 马向明 三元催化转化器快速老化试验系统的开发 2009

当前我国大城市的空气污染问题日益突出，汽车有害排放物已成为其主要来源。为了控制汽油机的有害排放物，各种汽油机排放控制技术已成为汽油机技术发展的核心，特别是排气后处理技术。三元催化转化器就是一种有效的汽车排放污染控制设备，新三元催化转化器的废气转化效率可以达到95％以上。但长期在恶劣环境下工作，导致三元催化转化器老化，废气转化效率下降。

在此背景下，建立一套汽油机专用三元催化转化器寿命评价体系，为其研制开发提供试验依据和衡量标准就成了亟待解决的关键技术问题之一。而评价体系中最关键的部分就是使催化器快速老化的方法及相应的试验装置。

论文分析了三元催化转化器的老化机理，主要是热失活和化学中毒老化，研究了国内外几种主要的三元催化转化器的快速老化模式，主要来说就是二阶段老化和四阶段老化这两种快速老化模式，本文介绍的老化试验台架搭建所依据的模式是GM公司的催化转化器老化模式，这是一种四阶段老化模式，台架快速老化200小时，相当于实车行驶10万公里所进行的老化。循环中，三元催化转化器的入口温度达到800℃以上，通过调节已标定好的发动机的工况来获得这一入口温度。通过进行二次补气，从而达到更高的温度来加速催化器的老化。最后，本文初步设计和开发了一套快速老化考核试验装置。

6.期刊论文 艾锋.AI Feng 浅析三元催化转化器的检测与维修 -汽车电器2008,""(2)

针对目前汽车汽油发动机三元催化转化器(TWC)技术掌握难度大的现状,详细介绍其常见结构及用途,科学阐述其检测方法和维修步骤.对汽车维修人员熟悉三元催化转化器内部构造,快速诊断汽油机排放超标故障,掌握维护和检修三元催化转化器的技术,确保汽油发动机排放达标等具有现实的指导意义.

7.期刊论文 张岩.崔平.丁焰.尚琪.熊春华.张海燕.张丹.汤大钢.ZHANG Yan.GUI Ping.DING Yan.SHANG Qi.XIONG Chun-hua.ZHANG Hai-yan.ZHANG Dan.TANG Da-gang 甲基环戊二烯三羰基锰对轻型汽车排放的影响 -环境科学研究2006,19(5)

甲基环戊二烯三羰基锰(MMT)对机动车排放及排放控制系统的影响一直是人们争论的焦点.为了探讨MMT对国Ⅲ(相当于欧Ⅲ)轻型汽车排放的实际影响程度,组织2组试验车辆(600

cpi三元催化转化器(TWC),欧Ⅳ,原装OBD)进行了8×104km的行车试验及排放测试;为进一步说明排放控制系统关键部件的劣化情况,在8×104km后2组试验车分别更换新、旧TWC进行排放测试,并且将6个老化的TWC在同一参比车上进行排放对比测试.结果表明:2组试验车排放劣化规律基本一致;前2×104km是车辆尾气排放快速劣化阶段,2×104～8×104km中劣化率明显变慢.TWC的更换及对比试验表明:三元催化转化器是排放控制系统中劣化程度最大的部件;2组试验车的TWC劣化程度没有明显差别;经过8×104km,MMT对试验车辆的排放控制系统未造成明显的不良影响.

8.会议论文 摩托罗拉(中国)电子有限公司 MOTOROLA ECS汽车尾气净化控制系统介绍 1999

摩托罗拉ECS汽车尾气净化控制系统，是摩托罗拉汽车电子工业集团在中国的以发动 机负荷和转速为基准在数的排放控制系统，它有效地解决了目前一般化油器闭环补气系统中存在的仅以发动机转速为基准控制参数所存在的负荷适应性差，系统响应慢、控制质量低的缺点。

9.学位论文 王奇 某微型车三元催化转化器匹配技术研究 2009

汽车排放污染物已成为我国大中城市大气环境的主要污染源之一。汽车排放的污染物主要来源于内燃机，其中有害成分包括一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化合物NOx、微粒(PM)、硫氧化合物(SO2)等，其中汽油车的主要污染物包括CO、HC、NOx。日益严格的排放法规对汽车排放的提出了很高的要求，实践证明仅靠汽车发动机机前处理和机内净化已不能满足日益严格的排放法规要求，对于汽油机，催化转化技术作为降低其排气污染的后处理最有效的措施，已越来越受到各国的重视，其中三元催化转化器(TWC)广泛应用于各类汽油车上。 本文首先介绍了目前世界各地的排放法规，探讨了汽车的排放机理以及减排措施，重点介绍了三元催化转化器的构造和工作原理。总结了目前最为流行的两种三元催化转化器的匹配方法：仿真与实验。

论文建立了三元催化转化器模型，利用ANSYS对三元催化转化器内部气体流动进行了CFD计算，分析了压力损失的来源，探讨了气流速度及其分布对压力损失的影响。研究结果表明气流在扩张圆锥管壁附近出现分离产生较强的扰动，造成局部流动损失和载体前气流速度沿径向分布不均匀；入口扩张管结构对催化器的流动特性有很大影响，但并非扩张角越大，催化器流速分布的不均匀性和压力损失也增大，而是存在着一个最佳角度，但当扩张角增大到一定程度以后，扩张角对流速分布和压力损失的影响变小。计算了三种催化器(扩张角和收缩角分别为60度、70度、90度)在不同流速下的压力损失，结果表明流速越大，其压力损失越大；在低流速时，扩张角对压力损失影响不大，在中高流速时，作用就很明显，且扩张角和收缩角70度的催化器的压力损失最大。最后利用MATLAB对所得的数据进行优化处理，得到最佳扩张角。

论文介绍了汽车排放实验测试设备和实验原理，记录了实验过程。通过实验对三种催化剂配比方案进行了比较实验，三种配方都能够达到国Ⅲ排放标准，比较分析得到了适合产业化的催化剂配方。并在此实验的基础上，定性的分析了贵金属的含量越高，催化效果越好。由此结果，为开发满足今后更为严格的排放法规的三元催化转化器提供了依据。

10.期刊论文 付百学.殷浩 三元催化转化器的正确使用 -汽车电器2001,""(6)

国产在用车经过了强制性、大规模、代价高的改造方式,力图通过加装三元催化转化器,以改善汽车排放污染.本文就改造后的汽车以及在用电喷车易发生的故障,介绍三元催化转化器

的正确使用知识.1 三元催化转化器的失效形式及原因1.1 三元催化转化器的失效形式三元催化转化器除机械损坏外,最主要的失效形式有过热、热老化、铅表面沉积(铅中毒)和慢性表面沉积(慢性中毒)等4种形式.其中过热和铅中毒对三元催化转化器的损坏最为严重.任何形式的失效,都会破坏三元催化转化器的热化学反应结构,使化学反应不能正常进行,造成排气的污染物急剧增加,污染大气环境.1.2 三元催化转化器过热的原因三元催化转化器过热是指三元催化转化器内部的温度超过850℃后,载体和涂层及其上面的催化剂铂Pt、铑Rh等贵金属,因高温烧损和脱落,使化学反应无法正常进行.因发动机缺火(即有未燃烧的汽油排出燃烧室),未燃烧的汽油在三元催化转化器内遇高温而燃烧,使温度迅速上升.其缺火原因如下.a.喷油器故障.如密封不严而滴油、通道堵塞、表面积炭、损坏等;b.火花塞故障.如气缸内混合气不着火、点火能量不足、表面积炭、高压线脱落、高压线接触不良等;c.传感器故障;d.供油系统工作不正常.如燃油箱油量过低、汽油泵有故障、汽油滤清器堵塞、油管堵塞等;e.冷起动困难、发动机有故障;f.用起动机带动汽车移动;g.用单缸熄火法判断各缸工作情况;h.化油器污染严重.

本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_tjqc200906011.aspx

下载时间：2010年5月27日