21.三元催化轉(zhuǎn)化器早期失效的原因與對(duì)策有哪些？

隨著環(huán)境保護(hù)要求的日益苛刻，越來(lái)越多的汽車(chē)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(guò)氧化還原反應(yīng)，將發(fā)動(dòng)機(jī)排放的三種廢氣有害物一氧化碳、碳?xì)浠衔锖偷趸衔镛D(zhuǎn)化為無(wú)害的水，二氧化碳和氮?dú)猓视址Q為三元（效）催化轉(zhuǎn)化器。其催化劑大都含有鉑、銠等貴金屬或稀土元素，價(jià)格昂貴，在正常情況下，使用壽命為80000km左右（國(guó)產(chǎn)的三元催化轉(zhuǎn)化器也能達(dá)到50000km以上）。由于三效催化轉(zhuǎn)化器的工作要求比較嚴(yán)格，如果使用不當(dāng)，會(huì)造成催化器早期失效甚至損壞。

（1）三元催化轉(zhuǎn)化器早期失效的原因

①溫度過(guò)高。常溫下三元催化轉(zhuǎn)化器不具備催化能力，其催化劑必須加熱到一定溫度才具有氧化或還原的能力，通常催化轉(zhuǎn)化器的起燃溫度為250～350℃，正常工作溫度一般為350～700℃。催化轉(zhuǎn)化器工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，廢氣中一氧化碳和碳?xì)浠臀锏暮吭礁撸趸臏囟纫灿撸?dāng)溫度超過(guò)850～1000℃時(shí)，其內(nèi)涂層的催化劑很可能會(huì)脫落，載體碎裂。所以必須注意控制造成排氣溫度升高的各種因素，如點(diǎn)火時(shí)間過(guò)遲或點(diǎn)火次序錯(cuò)亂、斷火等，這都會(huì)使未燃燒的混合氣進(jìn)入催化反應(yīng)器，造成排氣溫度過(guò)高，影響催化轉(zhuǎn)化器的效能。

②慢性中毒。催化劑對(duì)硫、鉛、磷、鋅等元素非常敏感，硫和鉛來(lái)自于汽油，磷和鋅來(lái)自于潤(rùn)滑油，這4種物質(zhì)及它們?cè)诎l(fā)動(dòng)機(jī)中燃燒后形成的氧化物顆粒易被吸附在催化劑的表面，使催化劑無(wú)法與廢氣接觸，從而失去了催化作用，即所謂的“中毒”現(xiàn)象。

③排氣惡化。催化轉(zhuǎn)化器對(duì)污染物的轉(zhuǎn)化能力有一定的限度，因此必須通過(guò)機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)將原始排氣降到最低。如果排放的廢氣污染物各成分的濃度、總量過(guò)大，比如混合氣偏濃等，就會(huì)影響催化器的催化轉(zhuǎn)化能力，降低其轉(zhuǎn)化效率。此外，由于廢氣中有大量的HC和CO進(jìn)入催化反應(yīng)器，會(huì)在其中產(chǎn)生過(guò)度的氧化反應(yīng)，氧化反應(yīng)產(chǎn)生大量熱量將使催化反應(yīng)器溫度過(guò)高而損壞。

④表面積炭。當(dāng)汽車(chē)長(zhǎng)期工作于低溫狀態(tài)時(shí)，三元催化器無(wú)法啟動(dòng)，發(fā)動(dòng)機(jī)排出的炭煙會(huì)附著在催化劑的表面，造成無(wú)法與一氧化碳和碳?xì)浠衔锝佑|，長(zhǎng)期下來(lái)，便使載體的孔隙堵塞，影響其轉(zhuǎn)化效能。

⑤與發(fā)動(dòng)機(jī)不匹配。即使是同樣的發(fā)動(dòng)機(jī)，同樣的三元催化轉(zhuǎn)化器，車(chē)型不同，發(fā)動(dòng)機(jī)常用的工作區(qū)間就不同，排氣狀況就會(huì)發(fā)生變化，安裝三元催化轉(zhuǎn)化器的位置就不同，就都會(huì)影響三元催化轉(zhuǎn)化器的催化轉(zhuǎn)化效果。因此，不同的車(chē)輛，應(yīng)使用不同的三元催化轉(zhuǎn)化器。

⑥氧傳感器失效。為使廢氣催化率達(dá)到最佳（90％以上），必須在發(fā)動(dòng)機(jī)排氣管中安裝氧傳感器并實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制。其工作原理是氧傳感器將測(cè)得廢氣中氧的濃度，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)后發(fā)送給ECU，使發(fā)動(dòng)機(jī)的空燃比控制在一個(gè)狹小的、接近理想的區(qū)域內(nèi)（14.7:1）。若空燃比大時(shí)，雖然一氧化碳和碳?xì)浠衔锏霓D(zhuǎn)化率略有提高，但氮氧化合物的轉(zhuǎn)化率急劇下降為20％，因此必須保證最佳的空燃比。實(shí)現(xiàn)最佳的空燃比，關(guān)鍵是要保證氧傳感器工作正常。如果燃油中含鉛、硅就會(huì)造成氧傳感器中毒，此外使用不當(dāng)，還會(huì)造成氧傳感器積炭、陶瓷碎裂、加熱器電阻絲燒斷、內(nèi)部線路斷脫等故障。氧傳感器的失效會(huì)導(dǎo)致空燃比失準(zhǔn)，排氣狀況惡化，催化轉(zhuǎn)化器效率降低，長(zhǎng)時(shí)間會(huì)使催化轉(zhuǎn)化器的使用壽命降低。

（2）使用時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題　鑒于以上三效催化轉(zhuǎn)化器早期失效的多種原因，使用時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)。

①勿用含鉛汽油。

②勿長(zhǎng)期急速運(yùn)轉(zhuǎn)（開(kāi)環(huán)控制狀態(tài)）。

③勿讓發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速忽快忽慢。

④點(diǎn)火時(shí)間勿太遲。

⑤避免長(zhǎng)時(shí)間啟動(dòng)不著火。

⑥不要長(zhǎng)時(shí)間拔出高壓線試火。

⑦測(cè)量氣缸壓力時(shí)，要拔下燃油泵的中控接頭，從而能停止噴油器向氣缸內(nèi)噴油。

⑧發(fā)現(xiàn)有氣缸工作不良時(shí)，應(yīng)及時(shí)停車(chē)檢查并排除故障。

⑨避免混合氣偏濃的諸多因素，如噴油器關(guān)閉不嚴(yán)、燃油壓力調(diào)節(jié)器失效（油壓過(guò)高）、氧傳感器失效、空氣流量傳感器失效等。

⑩催化轉(zhuǎn)化器只要正確使用，一般不需要維護(hù)，故不要隨便拆卸，如需更換時(shí)一定要與發(fā)動(dòng)機(jī)匹配。