三元催化器故障及解決辦法

三元催化器的作用:凈化尾氣三元催化器,是安裝在汽車排氣系統(tǒng)中最重要的機(jī)外凈化裝置,它可將汽車尾氣排出的CO、HC和NOx等有害氣體通過氧化和還原作用轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害的二氧化碳、水和氮?dú)庥捎谶@種催化器可同時(shí)將廢氣中的三種主要有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)隨著環(huán)境保護(hù)要求的日益苛刻,越來越多的汽車安裝了廢氣催化轉(zhuǎn)化器以及氧傳感器裝置它安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管中,通過氧化還原反應(yīng),二氧化碳和氮?dú)猓视址Q之為三元(效)催化轉(zhuǎn)化器三元催化器的工作原理:當(dāng)高溫的汽車尾氣通過凈化裝置時(shí),三元催化器中的凈化劑將增強(qiáng)CO、HC和NOx三種氣體的活性,促使其進(jìn)行一定的氧化-還原化學(xué)反應(yīng),其中CO在高溫下氧化成為無色、無毒的二氧化碳?xì)怏w;HC化合物在高溫下氧化成水(H20)和二氧化碳;NOx還原成氮?dú)夂脱鯕馑?,其作用就是讓三種有害氣體變成無害氣體,使汽車尾氣得以凈化三元催化器失效的原因:1、高溫失活:三元催化器長(zhǎng)期在高溫條件下,會(huì)造成高溫失活,三元催化器產(chǎn)生高溫的原因是:(A)發(fā)動(dòng)機(jī)失火過使未燃混合氣在催化器中燃燒發(fā)生劇烈氧化放熱反應(yīng)B)汽車連續(xù)高速大負(fù)荷運(yùn)行C)汽車突然制動(dòng)、減速發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度的變化范圍很大,怠速時(shí)一般為300~400℃,低速、中速常用工況行駛為400~600℃,高速全負(fù)荷行駛時(shí)為900℃。
如果三元催化劑長(zhǎng)期暴露在800℃以上的高溫環(huán)境下,催化劑的活性組分鉑、鈀和銠貴金屬等組分易揮發(fā),其涂層易剝落,其晶粒及助催化劑氧化鈰的晶粒會(huì)明顯增大,而且載體氧化鋁也會(huì)發(fā)生相變,會(huì)從比表面較大的γ型轉(zhuǎn)變比表面較小的?型,從而加劇了貴金屬活性組分和助劑氧化鈰晶粒的長(zhǎng)大燒結(jié)和聚集,使該催化劑的比表面急劇下降,而使催化劑失活高溫還會(huì)引起氧化鈰助劑等儲(chǔ)氧能力降低,在800℃時(shí)催化劑吸氧能力迅速降低,從而使催化劑的活性大大下降2、化學(xué)中毒:燃油和潤(rùn)滑油中的硫、磷、抗爆劑中的錳、鉛、燃油不完全燃燒產(chǎn)生的一氧化碳都會(huì)造成三元催化劑中毒失效,毒物主要是吸附在催化劑活性表面上,并形成一種化學(xué)吸附絡(luò)合物,其中鉛中毒往往是不可逆的,催化劑在含鉛氣氛中工作幾十小時(shí)就會(huì)完全喪失活性,而對(duì)硫、磷、一氧化碳中毒,催化劑的活性則在一定條件下可以得到恢復(fù)3、積碳失活:因積炭覆蓋在三元催化劑和涂層表面而造成三元催化器失效為積炭失活,覆蓋在涂層表面的積碳往往是一種含有碳、氫、硫、氮、氧、重金屬等多種元素的混合物,積炭失活是目前導(dǎo)致三元催化器失效的主要原因之一4、堵塞失效:三元催化器因堵塞失效造成發(fā)動(dòng)機(jī)工作不正常是目前環(huán)保發(fā)動(dòng)機(jī)很普遍的問題,三元催化器堵塞常見形式有:(A)使用乙醇汽油膠質(zhì)積碳燒結(jié)堵塞。
B)硫磷化學(xué)絡(luò)合物燒結(jié)堵塞C)鉛錳金屬沉積物燒結(jié)堵塞D)發(fā)動(dòng)機(jī)失火造成陶瓷載體燒溶堵塞E)發(fā)動(dòng)機(jī)失火造成三元催化器陶瓷載體和金屬外殼之間的密封層部分高溫老化,成為粉末堵塞后半部陶瓷載體三元催化器堵塞是逐步形成的,堵塞的生成是可逆的,堵塞可通過化學(xué)過程如氧化和氣化而減少,也可以通過物理過程如解吸和揮發(fā)組分、氣相組分蒸發(fā)而減少三元催化器堵塞可以分為三個(gè)階段:第一階段為輕微堵塞階段,此階段化學(xué)絡(luò)合物吸附在催化劑表面上,只表現(xiàn)為尾氣凈化功能降低,尾氣排放超標(biāo)第二階段為中度堵塞階段, 化學(xué)絡(luò)合物已在催化劑表面累積到一定程度,此階段排氣背壓升高,油耗增加、動(dòng)力下降第三階段為嚴(yán)重堵塞階段,由于堵塞嚴(yán)重,“三元催化器” 工作溫度升高,在三元催化器前端形成高溫?zé)Y(jié)堵塞,高溫?zé)Y(jié)堵塞又分為兩種:一種為金屬燒結(jié)堵塞,一種為積碳燒結(jié)結(jié)焦堵塞,它是由燃油中是否使用含鉛、含錳抗爆劑而決定,此階段表現(xiàn)為動(dòng)力嚴(yán)重下降,經(jīng)常熄火,嚴(yán)重時(shí)排氣管燒紅,甚至造成車輛自燃蜂窩狀的三元催化劑載體(氧化鋁) 三元催化劑就附著在載體上為什么必須清洗三元催化器?原因之一:汽車使用的汽油含硫、磷量高,它能在氧傳感器和三元催化器表面形成化學(xué)絡(luò)合物。
原因之二:城市道路擁擠,開開停停的狀況會(huì)使燃油不充分燃燒,不充分燃燒產(chǎn)物會(huì)附著在三元催化器表面原因之三:車輛在做清洗噴油嘴、節(jié)氣門、進(jìn)氣道養(yǎng)護(hù)時(shí)積碳、顆粒物會(huì)污染三元催化器以上這些因素會(huì)造成1、三元凈化功能降低甚至失效,車輛無法達(dá)到尾氣排放標(biāo)準(zhǔn),造成三元10-20萬公里使用壽命縮短3-5萬公里;2、三元排氣不暢,背壓提高,車輛廢油,動(dòng)力下降,嚴(yán)重時(shí)會(huì)阻塞三元,造成車輛動(dòng)力嚴(yán)重不足,甚至引起車輛自燃所以:1、車輛每行駛1萬公里必須清洗三元!2、感覺到車輛廢油,動(dòng)力下降,也必須清洗三元!3、車輛每年尾氣工況檢測(cè)前必須清洗三元!4、車輛每次作清洗噴油嘴、節(jié)氣門和進(jìn)氣道養(yǎng)護(hù)的同時(shí)必須清洗三元!三元凈化器的使用壽命平均只有3-5萬公里每行駛1萬公里清洗一次三元,可將三元凈化器使用壽命延長(zhǎng)至10-20萬公里。