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汽车三元催化器故障原因及如何清洗与维修

时间: 2019-06-19
汽车三元催化器

目前欧马可车型使用的机外净化装置主要有DOC、三元催化器、SCR三种。 DOC:氧化催化转换器,只将排气中的CO和HC氧化为CO2和H2O,因此这种催化转换器也称做二元催化转换器。必须向氧化催化转换器供给二次空气作为氧化剂,才能使其有效地工作。  
 
发动机台架外特性试验表明,加装DOC后,柴油机扭矩略有下降(4%),燃油消耗率略有上升(1%)。表明DOC对原机的动力性和经济性影响较小。加装DOC后,发动机的排放性能得到了较大程度的改善。DOC较大程度降低了烟度,CO,HC的排放,对NOx化合物的排放影响较小。  
 
目前,此转化器用于F2.8国三、国四车上(F2.8s4 96KW或129T除外)。 三元催化器:安装在发动机排气管中,通过氧化还原反应,将发动机排放的三种废气有害物CO、HC和NOx转化为无害的水、二氧化碳和氮气。其催化剂大都含有铂、锗等贵金属或稀土元素,价格昂贵,在正常情况下,使用寿命为八万公里左右(国产的三元催化转化器也能达到五万公里以上)。三元催化器只有汽油车使用。由于三效催化转化器的工作要求比较严格,如果使用不当,会造成催化器早期失效层至损坏。  


随着汽车生产工艺的提高,三元催化器在汽车的使用已经十分普遍。降低有害气体的排放起着不可替代的作用。三元催化器长时间的使用后由于蜂窝状结构、燃烧产生积碳等原因会堵塞、失效、损坏以造成三元催化器的使用寿命大大缩短,即使正常使用其寿命(理论上)也就是十五万公里左右,所以对三元催化器的保养维修,延长使用寿命的课题又摆在我们面前。  
 
一.构造:  三元催化反应器外面用双层不锈薄钢板制成,在双层薄钢板夹层中装有绝热材料----石棉纤维毡。内部在网状隔板中间装有净化剂。
 
净化剂:
 
由载体和催化剂组成。载体一般由三氧化二铝制成,多为通气蜂窝状。净化剂起催化作用,也称为催化剂,用金属铂、铑、钯其中之一种喷涂在载体上,构成了净化剂。铂 ,钯(Pd)、铑、(Rn)等稀有金属,价格昂贵。        
 
二、三元催化反应器的工作原理是:  连接于发动机排气管,正常的使用寿命可达100000km以上。发动机排气时,CO、HC、和NOx、二氧化氮等,其中NOx占总数的95%以上)。三种气体通过净化剂时,增强了三种气体的活性,进行氧化----还原化学反应。CO在高温下氧化成无色、无毒的二氧化碳(CO2)气体。HC化合物在高温下氧化成水和(H2O)和CO2 。NOx还原成氮气(N2)和氧(O2)。使排气得以净化,有害气体变成无害气体。    
  
三、故障现象和形成:  
 
性能较好的催化剂大多为铂(Pt)   三元催化器的价格很高,都在7000-9000元上下。三元催化器因其蜂窝状结构很容易堵塞,造成车辆排气不畅、尾气超标、背压过高、油门沉闷、动力下降、超车无力、加速座车、油耗上升等现象.此时跑高速便容易造成三元催化器高温烧结损坏。所以三元催化器堵塞是逐步形成的。
 
堵塞分为三个阶段 :
 
第一为轻微堵塞阶段,此阶段为化合物吸附在催化器表面上或少数的小孔中,表现为尾气净化功能降低、尾气排放超标。
 
第二阶段为中度堵塞,化合物已在催化器表面或小孔中累积到一定程度,此阶段排气压力升高、油耗增加、动力下降。
 
第三阶段为严重堵塞。由于堵塞严重,三元催化器工作温度升高,在三元催化器前端形成高温烧结堵塞。
 
高温烧结堵塞又分2种:一种为金属烧结堵塞,一种为积炭烧结结焦堵塞。它是由燃油中使用含铅、含锰抗爆剂造成的,此阶段表现为动力严重下降、频繁熄火,严重时排气管烧红。 其中第三种情况我们都能感觉到,而第一,第二阶段是我们所不意察觉的 ,因为这个过程缓慢 ,日积月累 ,我们的感觉被蒙蔽,所以当汽车行驶到三万公里左右就应该进行一次保养清洗,让三元催化器始终保持良好的状态。  
 
四、原因:  
 
1、燃油:含硫量高的燃油容易形成化合物造成堵塞,使用含铅或含锰抗爆剂、油质差、胶质多的汽油容易堵塞三元催化器。  
 
2、乙醇汽油在燃烧室容易形成积炭,同时又对进气系统、燃烧系统胶质积炭有冲洗作用,冲洗下来的胶质积炭很容易堵塞三元催化器。  
 
3、道路:汽车在加速、减速状况下产生不完全燃烧物最多,长期在拥堵道路上行驶容易造成三元催化器堵塞。   
 
4、喷油嘴、进气道免拆清洗养护:清洗过程中冲洗下来部分胶质积炭造成三元催化器堵塞,这也是车辆进行喷油嘴、进气道免拆清洗养护后油耗增加的原因。   
 
5、带涡轮增压器的车辆容易发生三元催化器堵塞。  
 
五、清洗、维修、降本增效:  
 
作为我们车管中心,其中的大部分是中高档车辆,车辆行驶时间长、地域广,三元催化器损坏比较严重,在对三元催化器的原理。构造认真研究,和对旧三元催化器拆解研究,确定了对三元催化器维修的可行性。
 
用药液浸泡、清水清洗、压缩空气吹干后,没有达到预期效果,这种清洗方法只能用于普通、堵塞较轻的三元催化器,而对于严重堵塞的则效果并不明显,按工艺要求三元催化器要更换,在对其进行研究后做好记号,对三元催化器进行切割,三元催化器的主体部分显现出来,上面没有清洗掉的严重的结痂进行细致清理,对堵塞的小孔用细钢丝逐个清理,使三元催化器彻底畅通,然后进行焊接,装车后试车,原有问题全部解决。经过电脑检测和尾气测试合格,维修成功。
 
 



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