閉環(huán)電噴車的三元催化器堵塞是一個很普遍的問題，特別是道路擁堵的城市。燃油油質(zhì)差的地區(qū)，這個問題更加突出。三元催化器堵塞不僅嚴(yán)重造成車輛油耗增加、動力下降、尾氣超標(biāo)；更嚴(yán)重的能讓排氣管燒紅，造成車輛自燃。
長期以來，汽修廠對于三元催化器堵塞沒有有效的預(yù)防手段。也沒有有效的治理手段，對于堵塞的三元催化器。只有采取更換的方法。這樣既浪費了資源，又增加車輛用戶的負(fù)擔(dān)，有些不負(fù)責(zé)的修理廠甚至采取將三元催化器內(nèi)的載體除掉的方法，使車輛對環(huán)境造成更嚴(yán)重的污染，所以三元催化器堵塞是閉環(huán)電噴車急需解決的問題。
一、三元催化器堵塞的原因：
1、內(nèi)在因素：
三元催化器載體上貴金屬催化劑對硫、磷、一氧化碳。未完全燃燒物、鉛、錳等分子有強(qiáng)烈吸附作用，很容易形成成份復(fù)雜的化學(xué)絡(luò)合物。同時貴金屬催化劑強(qiáng)烈氧化催化作用，使吸附的汽油不完全燃燒物更容易氧化、縮聚、聚合形成膠質(zhì)積碳，造成三元催化器堵塞。
2、外在因素：
a、汽油：汽油含硫量高容易在三元催化器形成化學(xué)絡(luò)合物造成堵塞。油質(zhì)差，膠質(zhì)多汽油容易造成三元催化器堵塞。使用含鉛或含錳抗爆劑汽油容易造成三元催化器堵塞盡管我國已嚴(yán)禁使用有鉛汽油，但有些地區(qū)汽油在運輸貯存過程中鉛污染嚴(yán)重。有些小煉油廠為了降低成本，仍在違法使用含鉛抗爆劑、含錳抗爆劑，在發(fā)達(dá)國家已禁止使用，但我國還是有些地方仍在使用。
b、機(jī)油：長期使用含硫、磷抗氧劑的機(jī)油容易造成三元催化器堵塞。
c、道路：由于汽車在加速、減速狀況下產(chǎn)生不完全燃燒物最多，所以長期在擁堵道路上行駛?cè)菀自斐扇呋鞫氯?/p>
d、噴油嘴、進(jìn)氣道免拆清洗養(yǎng)護(hù)：由于在清洗過程中會沖洗下來大量膠質(zhì)積碳。所以很容易造成三元催化器堵塞，這也是有些車輛在進(jìn)行'噴油嘴、進(jìn)氣道免拆清洗養(yǎng)護(hù)'后油耗增加的原因。
e、渦輪增壓：帶渦輪增壓的車輛容易發(fā)生三元催化器堵塞，這主要是由于駕駛員不正確操作造成的。
二、三元催化器堵塞的階段
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階段：
總編微信:3083972801
1、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)。
2、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、動力下降。
3、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)為動力嚴(yán)重下降，經(jīng)常熄火，嚴(yán)重時排氣管燒紅。甚至造成車輛自燃。
三、如何檢測三元催化系統(tǒng)的堵塞呢？有以下幾種方法：
1、檢查三元催化器的前后氧傳感器電壓是否一致。如果一致，說明三元催化器損壞，也就是堵塞了或者因為發(fā)動機(jī)失火把三元燒了；
2、把手伸到排氣管處，看能否感覺到氣流，如感覺不到，說明堵塞；
3、摘下空氣濾清器，原地急踩油門，看是不是從空濾處往外冒黑煙，是的話就堵塞；
4、感覺三元催化器的前后溫差來判斷是否堵塞，溫差大說明堵了；
5、試車時達(dá)不到最高車速，加速不良，這也是三元催化器堵塞的可能表現(xiàn)；
四、三元催化轉(zhuǎn)換器性能診斷與檢修
伴隨世界各國對排放法規(guī)實施日益嚴(yán)格，各種機(jī)外凈化技術(shù)也紛紛產(chǎn)生。其中，三元催化轉(zhuǎn)換器(簡稱TWC：threewaycatalystconverter)的研制成功對于與汽車排放控制技術(shù)有了突破性的進(jìn)展，它可使汽車排放中的CO、HC和NOX同時降低90%以上。目前三元催化轉(zhuǎn)換器技術(shù)已經(jīng)在汽油車上廣泛使用。不過，由于三元催化轉(zhuǎn)換器受本身的工作環(huán)境十分惡劣以及其轉(zhuǎn)化性能特點的影響，在使用過程中也會有各種不同故障產(chǎn)生。例如，由于三元催化轉(zhuǎn)換器堵塞造成的發(fā)動機(jī)動力下降、熄火或啟動困難及尾氣超標(biāo)等現(xiàn)象，很可能干擾我們的故障判斷。總編微信:3083972801 除此之外，還會造成嚴(yán)重的后果，例如三元催化轉(zhuǎn)換器中顆粒催化物的熔化，催化轉(zhuǎn)換裝裝置內(nèi)部的蜂窩陶瓷狀基底因過熱而破裂等帶來的損失。
1、三元催化轉(zhuǎn)換器檢測前的準(zhǔn)備工作
三元催化轉(zhuǎn)換器(TWC)的任務(wù)是降低排放中的CO、HC和NOX。但如果車輛的狀況很差，例如排出的CO值高于1%，再有效的TWC也無能為力。所以在檢查TWC性能之前，必須首先用尾氣分析儀測量汽車尾氣中的CO、HC和O2的含量。以判斷混合氣的濃度是否合適，如果合適才能進(jìn)行TWC的性能檢測。
在測量尾氣時候，先脫開TWC進(jìn)氣口。使發(fā)動機(jī)運轉(zhuǎn)至正常溫度，將測量管插入排氣管中至少400mm。按照怠速法進(jìn)行測量。(注意：該項測試應(yīng)該在3min內(nèi)完成)。若測量值不正常應(yīng)該先檢修發(fā)動機(jī)工作性能。直至數(shù)值在規(guī)定范圍之內(nèi)。待數(shù)值正常后，裝復(fù)TWC進(jìn)氣口。在發(fā)動機(jī)溫度正常時檢測TWC的工作性能。
2、三元催化轉(zhuǎn)換器性能的檢測方法
a、簡單人工檢查
1)、通過人工檢查可以從一開始判斷TWC是否有損壞。
2)、用橡皮槌輕輕敲打TWC
3)、聽有無'咔啦'聲，并伴隨有散碎物體落下。如果有此異響，則說明TWC內(nèi)部催化物質(zhì)剝落或蜂窩陶瓷載體破碎。
4)、那么必須更換整個轉(zhuǎn)換器了。
5)、如果沒有上述異響，應(yīng)該檢查TWC是否堵塞，TWC芯子堵塞是比較常見的故障，可以用下面兩種方法進(jìn)行：
第一種方法是檢測進(jìn)氣歧管真空度法
將廢氣再循環(huán)(EGR)閥上的真空管取下。將管口塞住，避免產(chǎn)生虛假真空泄漏現(xiàn)象。將真空管接到進(jìn)氣歧管上，讓發(fā)動機(jī)緩慢加速到2500r/min。若真空表讀數(shù)瞬間又回到原有水平(47.5~74.5kPa)并能維持15s。
則說明TWC沒有堵塞。否則應(yīng)該懷疑是TWC或排氣管堵塞。
總編微信:3083972801
第二種方法是檢測排氣背壓法
從二次空氣噴射管路上脫開空氣泵止回閥的接頭。再在二次空氣噴射管路中接一個壓力表。在發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為2500r/min時觀察壓力表的讀數(shù)。此時讀數(shù)應(yīng)該小于17.24kPa：
如果排氣背壓大于或等于20.70kPa：則表明排氣系統(tǒng)堵塞。
若觀察TWC、消聲器及排氣管沒有外傷：則可將TWC出口和消聲器脫開后觀察壓力表讀數(shù)是否有變化。
若壓力表顯示排氣背壓仍然較高：則為TWC損壞。
若壓力表顯示排氣背壓陡然下降：則說明堵塞發(fā)生在TWC出氣口后面的部件。
b、怠速試驗法檢查
讓發(fā)動機(jī)怠速運轉(zhuǎn)，使用尾氣分析儀測量此時的CO值。當(dāng)發(fā)動機(jī)正常工作時候(空燃比為14.7：1)。這時的CO典型值為0.5~1%。
當(dāng)使用二次空氣噴射和TWC技術(shù)可以使怠速時的CO值接近于0，最大不應(yīng)超過0.3%，否則說明TWC損壞。
另外據(jù)經(jīng)驗分析，怠速時候的NOX的排放量也能給我們一些幫助。通常在怠速時候的NOX數(shù)值應(yīng)不高于100ppm，而在穩(wěn)定的工況下。NOX數(shù)值應(yīng)該不高于1000ppm，在發(fā)動機(jī)一切正常的情況下，而NOX過高就可以懷疑是TWC故障了。
c、快怠速試驗法測量
讓發(fā)動機(jī)處于快怠速運轉(zhuǎn)狀態(tài)，并用轉(zhuǎn)速表測量快怠速是否符合規(guī)定值。用尾氣分析儀測量發(fā)動機(jī)處于快怠速狀態(tài)下尾氣中的CO和HC含量。如果發(fā)動機(jī)性能良好，則CO值應(yīng)該在1.0%以下，HC應(yīng)該在10ppm以下。
若兩種數(shù)值都超標(biāo)，則可臨時拔下空氣泵的出氣軟管，
此時若CO和HC值不變：則可以判定TWC已損壞，若讀數(shù)上升。
而重新接上軟管后又下降：則說明燃油噴射系統(tǒng)故障或是點火系統(tǒng)故障。
d、穩(wěn)定工況試驗法
在完成基本怠速試驗后進(jìn)行該項試驗。按照廠家規(guī)定接好汽車專用數(shù)字式轉(zhuǎn)速表，使發(fā)動機(jī)緩慢加速，同時應(yīng)觀察尾氣分析儀上的CO和HC值。當(dāng)轉(zhuǎn)速加到2500r/min并穩(wěn)定后，CO和HC數(shù)值應(yīng)有緩慢下降，并且穩(wěn)定在低于或接近于怠速時的排放水平。否則懷疑是TWC損壞。
這種方法不但能夠?qū)WC是否有故障做出判斷，還能有效地綜合分析TWC在車輛行駛中的實際效能。這時因為TWC性能評價指標(biāo)中有一項'空速特性檢驗'，它表示了受反應(yīng)氣體在催化劑中的停留時間。性能差TWC盡管在低空速(如怠速)時表現(xiàn)出較高的轉(zhuǎn)化效率。總編微信:3083972801
但是在高空速(如實際行駛)時的轉(zhuǎn)化效率是很低的，因而不能僅憑借怠速工況評價催化劑的活性是否正常。此外，在具體檢測中，還需要注意TWC的空燃比特性。TWC在過量空氣系數(shù)為1的附近時，轉(zhuǎn)換效率最高。
實際使用中就需要閉環(huán)電子控制燃油供給系統(tǒng)和氧傳感器的配合。開環(huán)時候由于無法給予精確的空燃比，轉(zhuǎn)換效率僅僅有60%左右。
而閉環(huán)時平均轉(zhuǎn)換效率可達(dá)95%，因此在對TWC進(jìn)行懷疑的時候，也應(yīng)該對電控系統(tǒng)和氧傳感器進(jìn)行相應(yīng)檢測。
e、紅外溫度計測量法
這是一種比較簡單的測量方法。TWC在實際使用過程中，其出口管道溫度比進(jìn)口管道溫度至少高出38℃，在怠速時，其溫度也相差10%。但是若出口與入口處的溫度沒有差別或出口溫度低于入口溫度，則說明TWC沒有氧化反應(yīng)。此時應(yīng)該檢查二次空氣噴射泵是否有故障，若沒有故障，就說明TWC已經(jīng)損壞。
f、利用雙氧傳感器信號電壓波形分析
目前，許多發(fā)動機(jī)燃油反饋控制系統(tǒng)中都安裝兩個氧傳感器。分別裝載TWC的反應(yīng)前、后兩端。這種結(jié)構(gòu)在裝有OBD-Ⅱ代系統(tǒng)的汽車上，可以有效地檢測TWC的性能。OBD-Ⅱ診斷系統(tǒng)改進(jìn)了TWC的隨車監(jiān)視系統(tǒng)，安裝在TWC后端的氧傳感器電壓波動要比安裝在TWC前端的氧傳感器電壓波動少得多。這是因為運行正常的TWC轉(zhuǎn)化CO和HC時消耗氧氣。當(dāng)TWC損壞時其轉(zhuǎn)換效率基本喪失，使前、后端的氧氣值接近，此時氧傳感器信號的電壓波形和波動范圍均趨于一致，因此，需要更換TWC。
五、三元催化轉(zhuǎn)換器常見故障及原因
三元催化轉(zhuǎn)化器的常見故障有：三元催化轉(zhuǎn)化器性能惡化；三元催化轉(zhuǎn)化器芯子堵塞后排氣不暢，產(chǎn)生過高的排氣背壓，使廢氣倒流到發(fā)動機(jī)內(nèi)。包括如下現(xiàn)象：
1、炭灰積聚、污染：含鉛汽油燃燒后會使三元催化轉(zhuǎn)化器很快受到損害；機(jī)油竄入汽缸燃燒后機(jī)油中的磷和鋅等物質(zhì)也會污染三元催化轉(zhuǎn)化器。
2、陶瓷芯子破損：熱循環(huán)的長期作用、外部碰撞和擠壓都有可能使陶瓷芯子破損。
3、陶瓷芯子熔化：三元催化轉(zhuǎn)化器正常工作時，三元催化轉(zhuǎn)化器內(nèi)的溫度一般可達(dá)500~800℃。出口處溫度比進(jìn)口處溫度約高30~100℃。但是混合氣濃或燃燒不完全時會使排氣中的CO、HC濃度過高，這將加重三元催化轉(zhuǎn)化器的負(fù)擔(dān)。使溫度升高過多，時間長后會使三元催化轉(zhuǎn)化器的性能惡化，甚至熔化載體。
4、三元催化轉(zhuǎn)化器上一般還裝有排氣溫度傳感器，當(dāng)溫度不定期高時，電控單元會切斷二次空氣供給，中斷催化轉(zhuǎn)化反應(yīng)。
