1、三元催化转换器性能诊断与检修探讨 三元催化转换器（ TWC）研制成功，使汽车排放控制技术有了突破性的进展，它可使汽车排放中的 CO、 HC和 NOX同时降低 90%以上。由于 TWC受本身的工作环境十分恶劣以及其转化性能特点的影响，在使用过程中会有各种不同故障产生。 下载 1.TWC 检测前的准备工作 TWC 的任务是降低排放中的 CO、 HC 和 NOX，但如果车辆的状况很差，例如排出的 CO 值高于 1%，再有效的 TWC 也无能为力。所以在检查 TWC 性能之前，必须首先用尾气分析仪测量汽车尾气中的 CO、 HC和 O2的含量，以判断混合气的浓度是否合适，如果合适才能进行 TWC的性能检
2、测。在测量尾气时候，先脱开 TWC进气口，使发动机运转至正常温度，将测量管插入排气管中至少 400mm，按照怠速法进行测量。若测量值不正常应该先检修发动机工作性能，直至数值在规定范围之内。待数值正常后，装复 TWC进气口，在发动机温度正常时检测 TWC 的工作性能。 2.TWC 性能的检测方法 （ 1）简单人工检查 通过人工检查可以从一开始判断 TWC 是否有损坏。用橡皮槌轻轻敲打TWC，听有无 “ 咔啦 ” 声，并伴随有散碎物体落下。如果有此异响，则说明TWC 内部催化物质剥落或蜂窝陶瓷载体破碎，那么必须更换整个转换器了。如果没有上述异响，应该检查 TWC 是否堵塞。 TWC 芯子堵塞是比较
3、常见的故障，可以用下面两种方法进行。 第一种方法是检测进气歧管真空度法。将废气再循环（ EGR）阀上的真空管取下，将管口塞住，避免产生虚假真空泄漏现象。 将真空管接到进气歧管上，让发动机缓慢加速到 2500r/min。 第二种方法是检测排气背压法。从二次空气喷射管路上脱开空气泵止回阀的接头，再在二次空气喷射管路中接一个压力表。若观察 TWC、消声器及排气管没有外伤，则可将 TWC出口和消声器脱开后观察压力表读数是否有变化。 （ 2）怠速试验法检查 让发动机怠速运转，使用尾气分析仪测量此时的 CO值。当发动机正常工作时候（空燃比为 14.7:1），这时的 CO 典型值为 0.5% 1%，当使用二
4、次空气喷射和 TWC 技术可以使怠速时的 CO 值接近于 0，最 大不应超过 0.3%，否则说明 TWC损坏。通常在怠速时候的 NOX数值应不高于 100ppm，而在稳定的工况下， NOX 数值应该不高于 1000ppm，在发动机一切正常的情况下，而NOX 过高就可以怀疑是三元催化转化器的故障了。 （ 3）快怠速试验法测量 让发动机处于快怠速运转状态，并用转速表测量快怠速是否符合规定值。用尾气分析仪测量发动机处于快怠速状态下尾气中的 CO和 HC含量。如果发动机性能良好，则 CO值应该在 1.0%以下， HC应该在 10ppm以下。若两种数值都超标，则可临时拔下空气泵的出气软管，此 时若 CO
5、和 HC值不变，则可以判定 TWC已损坏，若读数上升，而重新接上软管后又下降，则说明燃油喷射系统故障或是点火系统故障。 （ 4）稳定工况试验法 在完成基本怠速试验后进行该项试验。按照厂家规定接好汽车专用数字式转速表，使发动机缓慢加速，同时应观察尾气分析仪上的 CO和 HC值，当转速加到 2500r/min 并稳定后， CO 和 HC 数值应有缓慢下降，并且稳定在低于或接近于怠速时的排放水平，否则怀疑是 TWC损坏。这种方法不但能够对TWC 是否有故障做出判断，还能有效地综合分析 TWC 在车辆行驶中的实际效能 。这时因为 TWC性能评价指标中有一项 “ 空速特性检验 ” ，它表示了受反应气体在
6、催化剂中的停留时间。开环时候由于无法给予精确的空燃比，转换效率仅仅有 60%左右，而闭环时平均转换效率可达 95%，因此，在对 TWC进行怀疑的时候，也应该对电控系统和氧传感器进行相应检测。 （ 5）红外温度计测量法 这是一种比较简单的测量方法。 TWC 在实际使用过程中，其出口管道温度比进口管道温度至少高出 38 ，在怠速时，其温度也相差 10%。但是若出口与入口处的温度没有差别或出口温度低于入口温度，则说明 TWC没有氧化反应， 此时应该检查二次空气喷射泵是否有故障，若没有故障，就说明 TWC已经损坏。 （ 6）利用双氧传感器信号电压波形分析 目前，许多发动机燃油反馈控制系统中，都安装两个
7、氧传感器。分别装载 TWC 的反应前、后两端。这种结构在装有 OBD- 代系统的汽车上，可以有效地检测 TWC的性能。 OBD- 诊断系统改进了 TWC的随车监视系统，安装在 TWC后端的氧传感器电压波动要比安装在 TWC前端的氧传感器电压波动少得多。 3.TWC 常见故障及原因 TWC 的常见故障有： TWC 性能恶化； TWC 芯子堵塞 后排气不畅，产生过高的排气背压，使废气倒流到发动机内。包括如下现象： 炭灰积聚、污染。含铅汽油燃烧后会使 TWC 很快受到损害；机油窜入汽缸燃烧后机油中的磷和锌等物质也会污染 TWC。 陶瓷芯子破损。热循环的长期作用、外部碰撞和挤压，都有可能使陶瓷芯子破损
8、。 陶瓷芯子熔化。 TWC 正常工作时， TWC 内的温度一般可达 500 -800 ，出口处温度比进口处温度约高 30 -100 。但是，混合气浓或燃烧不完全时会使排气中的 CO、 HC 浓度过高，这将加重 TWC 的负担，使温度升高过多，时间长 后，会使 TWC 的性能恶化，甚至熔化载体。 TWC 上一般还装有排气温度传感器，当温度不定期高时，电控单元会切断二次空气供给，中断催化转化反应。 4.TWC 排除故障的实践及消息 2009 年，因我公司加油站的油品出现质量问题，公司内部的办公用车（轿车）加油上路以后，出现大范围的排气管冒黑烟现象，同时造成了 TWC堵塞。针对这一现象，我们在查阅相关资料以后，得出结论：用硫酸和盐酸清洗 TWC，再用清水冲洗后，皆可再次使用，并通过了 4S 店的尾气排放检测，经过一段时间的观察，我们发现，这种做 法实用性很好，车辆运行过程中没有出现其他异常状况和排污不达标情况。如果不采取这种方法而直接更换新的 TWC，市场价值近万元。该做法申报汽车三元催化的重复使用技术改造项目后，当年被评为公司优秀技术成果二等奖。
