詹華

摘要：隨著環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，汽車尾氣排放的要求越來(lái)越嚴(yán)格。三元催化器是汽車排氣系統(tǒng)中最重要的機(jī)外凈化裝置。本文以豐田卡羅拉的三元催化器為分析對(duì)象，介紹了三元催化器的工作原理，探究常見(jiàn)的故障診斷及其排除方法和檢修注意事項(xiàng)，希望能為相關(guān)維修技術(shù)人員提供一定的借鑒作用。

Abstract： With the enhancement of environmental protection consciousness， the requirements of automobile exhaust emission are more and more strict. Three-way catalytic converter is the most important external purification device in automobile exhaust system. This paper takes Toyota Corolla's three-way catalytic converter as the analysis object， introduces the working principle of the three-way catalytic converter， explores the common fault diagnosis and troubleshooting methods and maintenance precautions， hoping to provide certain reference for relevant maintenance technicians.

關(guān)鍵詞：三元催化器;工作原理;故障診斷

Key words： three-way catalytic converter;working principle;fault diagnosis

中圖分類號(hào)：U472? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2020）24-0156-02

0? 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車幾乎走進(jìn)家家戶戶，它給人們的出行帶來(lái)了便利，同時(shí)也產(chǎn)生CO、氮氧化物、碳?xì)浠衔锏扔泻怏w，對(duì)環(huán)境造成了很大的危害。為了改善這一問(wèn)題，通常汽車都會(huì)安裝三元催化器。它可以將這些有害物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)害氣體。一旦三元催化器發(fā)生故障，不僅會(huì)造成空氣污染而且還會(huì)增加油耗。因此，對(duì)三元催化器故障的診斷與排除至關(guān)重要。本文以豐田卡羅拉汽車為例簡(jiǎn)要分析三元催化器故障的診斷與排除。

1? 三元催化器功能及工作原理

汽車三元催化器的工作原理是：汽車排氣管排除的尾氣流到汽車凈化裝置，經(jīng)過(guò)三元催化器時(shí)，三元催化器中凈化劑能提高一氧化碳（CO）、碳?xì)浠衔铮℉C）和氮氧化合物（NOX）的活性，高溫有害氣體的活性提高可以很大程度上促進(jìn)它們進(jìn)行氧化-還原反應(yīng)。通過(guò)氧化還原反應(yīng)，有害氣體中的一氧化碳轉(zhuǎn)化為為二氧化碳;碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)化為為水和二氧化碳（CO2）;氮氧化合物被還原成氮?dú)猓∟2）和氧氣（O2），如圖1所示。

2? 常見(jiàn)故障

2.1 三元催化器氣道堵塞? 汽車低速行駛時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)促進(jìn)催化器中有害氣體濃度迅速增大，CO等氣體含量迅速升高就會(huì)造成汽車三元催化器堵塞。這種情況下拆下前部三元催化器之后會(huì)明顯發(fā)現(xiàn)前部積碳嚴(yán)重，后部較干凈。如果正常高速行駛或者是在跑長(zhǎng)途的汽車時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)它的三元催化器較為干凈。另外，缸蓋墊的內(nèi)部密封不良，也會(huì)直接導(dǎo)致三元催化器得污染甚至堵塞。因?yàn)槊芊獠涣既菀讓?dǎo)致冷卻液進(jìn)入燃燒室，這會(huì)造成三元催化器污染甚至堵塞。

2.2 三元催化器失效? 三元催化器失效的原因有很多，最主要包括以下三種：①化學(xué)中毒：化學(xué)中毒現(xiàn)象是國(guó)內(nèi)車輛常見(jiàn)的現(xiàn)象，主要與汽車燃油和所用潤(rùn)滑油的品質(zhì)較差有關(guān)。燃料中的氯化鉛和鋅會(huì)直接造成大量重金屬物質(zhì)沉淀，妨礙磷和HC的轉(zhuǎn)化，硫與車用潤(rùn)滑油中的鋅發(fā)生反應(yīng)后會(huì)形成氯化物，氯化物附著在它的載體表面，這會(huì)直接導(dǎo)致三元催化器凈化劑失活。三元催化器最怕硫、磷、硅、一氧化碳等物質(zhì)的污染。然而汽油和機(jī)油中都有硫和磷，而且國(guó)內(nèi)機(jī)油和汽油中含量都比較高，這都容易造成三元催化器的失效。長(zhǎng)時(shí)間低速行駛汽車會(huì)容易產(chǎn)生車較多的一氧化碳，現(xiàn)代汽車發(fā)展迅速國(guó)內(nèi)轎車多因而像發(fā)達(dá)城市的交通都比較擁堵，容易造成一氧化碳過(guò)多，造成汽車三元催化器的失效。②高溫失活：發(fā)動(dòng)機(jī)排出氣體的溫度可達(dá)900℃，在如此高的溫度下，三元催化器的組成物質(zhì)鉑、鈀、銠極易發(fā)生揮發(fā)，這將直接導(dǎo)致三元催化劑失效。③載體表面積碳、堵塞：這是指溫度較低時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)排出的碳附著在三元催化器載體的表面，導(dǎo)致催化器載體的孔隙堵塞[1]。堵塞油路會(huì)直接使發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)生動(dòng)力供給不足甚至無(wú)法正常啟動(dòng)，這些也是許多車輛無(wú)力的主要原因。

3? 三元催化器故障診斷與排除

3.1 利用風(fēng)速儀診斷三元催化器是否堵塞? 風(fēng)速儀是在修車中常見(jiàn)的工具如圖2所示，在檢測(cè)汽車空調(diào)時(shí)就會(huì)用到，這里就來(lái)談?wù)勶L(fēng)速儀如何用于檢測(cè)三元催化器是否堵塞。如果發(fā)動(dòng)機(jī)是正常的，就可以用風(fēng)速儀來(lái)測(cè)量車輛怠速時(shí)尾氣排放速度，然后在不同的轉(zhuǎn)速下的尾氣排放速度，取幾個(gè)參考值，然后與懷疑三元催化器發(fā)生堵塞的車輛作比較，如果比參考值低就可以發(fā)現(xiàn)是三元催化器堵塞。這種方法不僅可以判斷三元催化器是否堵塞，甚至可以診斷三元催化器的堵塞程度，簡(jiǎn)便易行[3]。

3.2 其他診斷方法? ①真空表法：汽車啟動(dòng)后，將其轉(zhuǎn)速控制在2500轉(zhuǎn)左右，若真空表能夠恢復(fù)為起始數(shù)值，并且能夠維持15秒以上。說(shuō)明三元催化器正常，反之則說(shuō)明堵塞。②紅外線法：用紅外溫度檢測(cè)儀檢測(cè)三元催化器進(jìn)排氣口的溫差，如果溫差小于10度，則說(shuō)明三元催化器堵塞嚴(yán)重，必須及時(shí)更換。③汽車尾氣排放測(cè)試法：在怠速的情況下對(duì)汽車尾氣中CO、HC的含量進(jìn)行檢測(cè)，如果一氧化碳含量大于1%，HC的含量大于200ppm，那么三元催化器很可能堵塞。④冷卻液溫度檢測(cè)法：如果三元催化器堵塞，會(huì)直接導(dǎo)致廢氣無(wú)法快速排出，進(jìn)而使發(fā)動(dòng)機(jī)溫度過(guò)高，因此冷卻溫度不明原因過(guò)高，很可能是三元催化器堵塞。

4? 案例分析一

4.1 故障現(xiàn)象? 一臺(tái)豐田卡羅拉打不著火故障。該車已經(jīng)行駛了21萬(wàn)公里，此車在跑完高速后經(jīng)過(guò)一段路時(shí)。感覺(jué)加速無(wú)力，走了大概六七千米就熄火了。而且多次故障燈亮起，第二天故障燈又自行熄滅。

4.2 故障原因分析? ①氧傳感器故障;②進(jìn)排氣系統(tǒng)故障;③燃油控制系統(tǒng)故障;④三元催化器故障。

4.3 故障診斷與排除? 首先查看車子發(fā)動(dòng)機(jī)的外表沒(méi)有發(fā)現(xiàn)異常。其次確認(rèn)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)有明顯的抖動(dòng)著車的現(xiàn)象。因?yàn)楣收蠠粼c(diǎn)亮過(guò)，所以解碼器進(jìn)行故障檢測(cè)，解碼儀檢測(cè)出氧傳感器源代碼。修正后發(fā)現(xiàn)仍然打不著車，所以將檢測(cè)的重點(diǎn)放在進(jìn)排氣系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)。首先對(duì)汽缸進(jìn)行高壓跳火檢查，發(fā)現(xiàn)高壓分火線有一個(gè)藍(lán)色的高壓火花跳出，然后用塞尺接上每個(gè)燃油汽缸的壓力標(biāo)準(zhǔn)表，測(cè)量每個(gè)燃油汽缸的壓力標(biāo)準(zhǔn)為2.8kg/cm，最后控制在燃油壓力標(biāo)準(zhǔn)27～3.2kg/cm內(nèi)[4]。之后再檢查噴油器，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，用手指去觸摸噴油器，如果有動(dòng)作則說(shuō)明噴油器正常。接著進(jìn)行缸壓測(cè)試，如果每個(gè)汽缸的壓力都在90kPa以上，說(shuō)明正常。在實(shí)際檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)第一和第四缸火花塞和電極管都有燒蝕的現(xiàn)象。因此換上新的花塞，此時(shí)，雖可以著車，但還是感覺(jué)加不起太多的汽油。之后進(jìn)行試車，發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)加速正常，說(shuō)明很有可能時(shí)三元催化器堵塞造成的不著車現(xiàn)象，接下來(lái)檢測(cè)三元催化器工作是否正常。拆下三元催化用手電筒透光檢測(cè)法，發(fā)現(xiàn)三元催化器前部有一層黑色污垢附著在上面，只有少部分光線透過(guò)，由此可以知道是三元催化器堵塞嚴(yán)重造成的。

5? 案例分析二

5.1 故障現(xiàn)象? 一輛豐田卡羅拉轎車，行駛里程21萬(wàn)km?？蛻舴从承枰獑?dòng)多次才能起動(dòng)車輛，早晨起動(dòng)車輛特別困難。首先檢查儀表上的所有發(fā)動(dòng)機(jī)控制燈和故障報(bào)警指示燈，查看是否有故障報(bào)警，用道通708診斷儀表來(lái)檢查所有發(fā)動(dòng)機(jī)的控制燈和診斷單元，沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)故障報(bào)警代碼數(shù)據(jù)存儲(chǔ)[4]。在早晨和冷車起動(dòng)時(shí)，為了有效避免因汽油泵長(zhǎng)時(shí)間的停放，汽油泵止回閥的泄壓，使得燃油系統(tǒng)的壓力低，導(dǎo)致的混合氣火花塞過(guò)稀，車輛不易進(jìn)行起動(dòng)，維修技師在早晨冷車起動(dòng)前通常會(huì)先開(kāi)關(guān)汽油泵點(diǎn)火開(kāi)關(guān)2次，先讓混合燃油泵連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)2次建立一定的油壓后再進(jìn)行起動(dòng)，起動(dòng)困難的現(xiàn)象依舊。

5.2 故障原因分析? ①汽車發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火控制系統(tǒng)主要元件發(fā)生故障：點(diǎn)火線圈中一些電子元件以及線圈老化、火花塞和鋼絲匝間電子元件發(fā)生短路、火花塞積碳過(guò)多、火花塞內(nèi)部的電極元件受到燒蝕、點(diǎn)火驅(qū)動(dòng)線圈鋼絲匝間隙變大，都會(huì)引起汽車起動(dòng)困難。②汽車進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力控制傳感器（map）故障：進(jìn)氣歧管絕對(duì)壓力控制傳感器能夠監(jiān)測(cè)汽車進(jìn)氣歧管壓力，并把它直接轉(zhuǎn)化成交流電信號(hào)，之后將信號(hào)傳給壓力控制管理單元，作為決定基本噴油量的重要依據(jù)。如果這個(gè)傳感器發(fā)生故，很容易引起汽車起動(dòng)困難。③發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣系統(tǒng)故障：發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道和進(jìn)氣歧管積碳漏氣，有額外的大量空氣和燃油進(jìn)入，導(dǎo)致可燃混合氣歧管積碳過(guò)稀;進(jìn)氣道、進(jìn)氣門歧管的積碳和發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的混合氣歧管積碳過(guò)多，起動(dòng)時(shí)歧管噴出的空氣和燃油會(huì)被這些進(jìn)氣歧管積碳大量的吸收，使得起動(dòng)時(shí)的可燃汽油混合氣歧管積碳過(guò)稀，導(dǎo)致起動(dòng)的車輛不易正常的起動(dòng)，吸附在這些進(jìn)氣歧管積碳上的空氣在燃油飽和后又進(jìn)入會(huì)迅速使可燃的混合氣變濃，使得起動(dòng)容易導(dǎo)致車輛的起動(dòng)困難。④三元催化器堵塞：三元催化器隔熱墊層防震材料墊層可以保護(hù)并支撐著整個(gè)載體，墊層一旦松動(dòng)、脫落造成三元催化器導(dǎo)管堵塞等等都會(huì)直接造成排氣不暢[4]。

5.3 故障診斷與排除? 點(diǎn)火線圈：點(diǎn)火線圈沒(méi)有損壞，檢查高壓火花，在起動(dòng)時(shí)有藍(lán)白色的火花，說(shuō)明點(diǎn)火線圈并無(wú)問(wèn)題。檢查進(jìn)氣歧管：測(cè)量傳感器各線束是否連接良好，電壓是否正常。檢查三元催化器：首先檢查排氣管及三元催化器表面是否有損壞，用橡膠錘輕輕敲擊三元催化器，如果三元催化器內(nèi)有響聲，說(shuō)明載體出現(xiàn)松動(dòng)。拆開(kāi)排氣管與三元催化器之間的連接法蘭，起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，順利著車，加速極為順暢。拆下三元催化器檢查，發(fā)現(xiàn)三元催化器內(nèi)部載體的孔隙堵塞，排氣壓力推動(dòng)載體移動(dòng)，造成排氣間歇堵死，同時(shí)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)困難現(xiàn)象。換掉三元催化器就好了。

6? 總結(jié)

本文主要介紹了三元催化器的工作原理，分析了三元催化器的常見(jiàn)故障以以及排除方法。

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