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三元催化器的故障分析和诊断
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发布时间：2006-06-20
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随着人们环保意识的不断增强，对汽车尾气排放的要求也越来越严格，国产轿车普遍都加装了催化转化器，借助催化剂的作用，使排气中的HC、CO、Nox发生氧化还原反应，以达到降低污染的目的。
汽车在使用过程中容易受到路面的限制，产生拖底或强烈振动，造成催化转化器的碰撞，致使催化转化器载体破碎，容易阻塞排气通道，造成动力性能下降、燃油消耗增加、排放恶化等。由于供油系统、点火系统等的故障，发动机过热、回火，造成催化转化器载体烧结、剥落，排气阻力增大，同样也会产生上述的不良影响。另外，由于燃油或润滑油使用不当，造成催化剂中毒、活性下降，催化转化效率受到影响，进而使汽车排放性能恶化。
对催化转换器进行机械故障诊断时，可从以下几个方面着手。
1.外观检查
检查催化转化器在行驶中是否受到损伤以及是否过热。将车辆升起之后，观察催化转化器表面是否有凹陷，如有明显的凹痕和刮擦，则说明催化转化器的载体可能受到损伤。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。
用拳头敲击并晃动催化转化器，如果听到有物体移动的声音，则说明其内部催化剂载体破碎，需要更换催化转化器。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。
由于催化剂载体破损剥落、油污聚集，容易阻塞载体的通道，使流动阻力增大，这时可通过测量其压力损失来进行检查。
2.背压试验
在催化转化器前端排气管的适当位置上打一个孔，接出一个压力表，启动发动机，在怠速和2500r/min时，分别测量排气背压，如果排气背压不超过发动机所规定的限值，则表明催化剂载体没有被阻塞。
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，重复以上的试验，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，则说明消声器或催化转化器下游的排气系统出现问题，破碎的催化剂载体滞留在下游的排气系统中，所以首先进行外观检查确认催化剂载体完整是非常必要的。对有问题的排气管、消声器和催化转化器也可通过测量其前后的压力损失来判断。
3.真空试验
将真空表接到进气歧管，启动发动机，使其从怠速逐渐升至2500r/min，观察真空表的变化，如果这时真空度下降，则保持发动机转速2500r/min不变，且此后真空度读数明显下降，则说明催化转化器有阻塞。
因为催化转化器的阻塞在真空试验中是一个渐变的过程，而此试验是一个稳态的过程（2500r/min），真空度读数不会产生明显的下降。如果是在试验室进行一个催化转化器阻塞前后的对比检查，催化转化器阻塞后，进气歧管真空度会发生明显下降，如果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。因此与真空试验相比，排气背压试验更能真实反映催化转化器的情况。
以上方法只能检查催化转化器机械故障，催化转化器的性能好坏，也就是其转化效率的高低，则需要通过下列的检查来判断。
4.加热法
催化转化器在正常工作状态下，由于氧化反应产生了大量的反应热，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2500r/min左右，将车辆举升，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（50mm内）。催化转化器出口的温度应至少高于进口温度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15～20％，如果出口温度值低于以上的范围，则催化转化器工作不正常，需更换；如果出口温度值超过以上范围，则说明废气中含有异常高浓度的CO和HC，需对发动机本身做进一步的检查。
其它方法
通过对比整车排放情况来判断催转化器效率的方法是不科学的。因为汽车排放的好坏与各系统的工作状况有关，不可排除的误差因素较多。如用冷热怠速时的排气浓度变化来检查催化转化器转化效率就是不太准确的方法。发动机冷车时，由于汽缸壁较冷，燃烧不完全而产生大量的CO和HC，而发动机热车怠速时，由于燃烧条件好转，发动机已处于闭环控制状态，不需要催化转化器的作用，排气浓度也会大大降低。因此，此项检查不能保证仅仅针对催化转化器的转化效率，可比性较差。
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