三元催化器的正确使用与维护.pdf

维普资讯 随着汽车保有量的增加，汽车排放污染物使人类的生存环境 日 益恶化。为解决日益紧迫的环保问题，世界各国对汽车尾气排放污染 制定了日趋严格的标准，与此相应的各种降低排放的技术也应运而 生。国内外成功经验证明，在汽油车上通过使用电子控制燃油喷射和 氧传感器来实现闭环控制发动机工作，同时安装排气催化转化器(即 电喷加三元催化转化技术)是大幅度降低汽油车排放污染物的有效手 段，也是目前我国汽车污染控制技术路线和汽车污染控制技术发展的 重点。 一 、 三元催化器的结构和工作原理 1、三元催化器的结构 三元催化器(three—waycatalyst)是由壳体、减振器、载体及催 化剂四部分构成的，如图1所示。 催化转化器壳体 由不锈钢板材制成，以 防止因氧化皮脱落造成 汽车排气污染物在催化器中的反应过程较为复杂，简单的说就 催化剂的堵塞。许多催 是CO、HC、NO，等有害气体在催化剂的作用下进行快速的氧化和 化转化器的壳体做成双 还原反应而生成C0：、H：0和N：等无害气体排出。催化剂是一种能改 层结构，用来保证催化 变化学反应速率而本身的质量和组成在化学反应前后保持不变的物 传感器 剂的反应温度。减振层 质。 一 般有膨胀垫片和钢丝 c。、HC C02 。、Ⅳ2 载体和催化剂 网垫两种，起减震、缓 由化学反应原理分析可知，CO、H，和HC实质上是作为还原剂在 图1 三元催化器的结构示意图 解热应力、固定载体、 起作用，当空气过量，它们首先氧化，NO将不能还原；若空气不 保温和密封作用。早期 足，使CO、HC等将不能完全氧化。所以三元催化反应器只有在理论 的催化剂曾采用氧化铝 (AO。)的球状载体，这种载体存在磨损 空燃比附近时，三种有害气体才能同时被净化(如图2所示)。在闭环控 快、阻力大的缺点。目前世界上车用催化器载体的90％是陶瓷蜂窝状 制电控系统中通常采用安装在排气管中的氧传感器来检测尾气中的氧 载体，其余为金属载体。通常在汽车催化剂蜂窝载体孔道的壁面上涂 的含量，进而判断实际空燃比偏离理论空燃比的程度，并向ECU反馈 有一层多孔的活性水洗层 (Washcoatinglayer)。他以y—A12O。， 相应的电压信号，从而实现喷油量的控制，保证空燃比在14．7：1附近 为主，其粗糙多孔的表面可使载体壁面的实际催化反应表面积大大增 的窄小范围内。 加。在涂层表面分散着作为催化活性材料的贵金属，一般为铂(Pt)、 铹 (Rh)和钯 (Pd)；以及作为助理催化剂成分的铈 (Ce)、钡(Ba)和镧 二、三元催化器的失效原因分析 (La)等稀土或贱金属材料。 三元催化器的劣化是一个非常重要的实际问题，因为它直接影 2、三元催化器的工作原理 响催化器的使用寿命。导致汽车催化器失效的原因总结如表1。在汽 - 50·汽车实用技术 2004．04