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【摘要】 催化转换器安装在汽车的排气系统内，其作用是减少发动机排出的大部分废气污染物。本文围绕三元催化转换器的种类、安装位置、作用、使用注意事项及检修方法加以阐述。
【关键词】 三元催化转化器控制系统；检修
针对汽车污染源和各种污染物的产生原理，近年来，在现代汽车尤其是轿车上装用了多种排放控制系统，主要包括：三元催化转换器控制系统、废气再循环系统、二次空气供给系统、曲轴箱强制通风系统及燃油蒸汽挥发控制系统。
一、三元催化转换器控制（TWC）系统的种类
发动机工作时会产生一些有害的燃烧物，因此，当今汽车普遍安装三元催化转换器。它串联在排气系统中，目的是将发动机排出废气中的有害气体转变为无害气体。根据催化剂载体的结构特点，三元催化转换器可分为颗粒型和蜂巢型两种类型，前者将催化剂沉积在颗粒状氧化铝载体表面，后者将催化剂沉积在蜂巢状氧化铝载体表面，氧化铝表面有形状复杂的表层，可增大催化剂与废气的实际接触面积。
二、三元催化转换器控制（TWC）系统的安装位置
图1是凌志LS400轿车三元催化转换装置。该车为V型发动机，左右排气管上各装一个三元催化转换器。
图1 三元催化转换装置
三、三元催化转换器控制系统的作用
三元催化转换器中起主要作用的是三元催化剂，一般为铂（或钯）与铑贵重金属的混合物。发动机排出的废气流经三元催化转换器时，三元催化剂促使废气中的有害气体HC、CO和NOX有害气体进一步氧化，生成无害气体CO2、N2和H2O。三元催化转换器将有害气体转变成无害气体的效率受很多因素的影响，其中影响最大的是混合气的浓度和排气温度。TWC的转换效率与混合气浓度的关系曲线如图2所示。
图2 TWC的转换效率与混合气浓度的关系
只有在标准的理论空燃比14.7附近，对废气中三种有害气体（碳氢化合物、一氧化碳、氮氧化物）的转换效率均比较高。在发动机工作中，为将实现空燃比精确控制在标准的理论空燃比附近，在装用三元催化转换装置的汽车上，一般都装有氧传感器用来检测废气中的氧浓度，氧传感器信号输送给ECU后，用来对空燃比进行反馈控制。
四、三元催化转换器控制系统的使用注意事项
（一）禁用含铅汽油，防止催化剂失效；
（二）三元催化转换器固定不牢或汽车在不平路面上行驶时的颠簸，容易导致转换器中的催化剂截体损坏；
（三）装用蜂巢型转换器的汽车，一般汽车每行驶80000km应更换转换器心体。装用颗粒型转换器的汽车，其颗粒形催化剂的重量低于规定值时，应全部更换。
（四）如果发动机的排气温度过高（815℃以上），TWC的转换效率将明显下降。有些TWC中装有排气温度报警装置，当报警装置发出报警信号时，应停机熄火，查明排气温度过高的原因，予以排除。在实际使用中，排气温度过高一般是由于发动机长时间在大负荷下工作或因故障而燃烧不完全所致。
五、三元催化转换器控制系统的检查方法
（一）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呈青色和紫色的痕迹，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。
（二）真空试验
将废气再循环（EGR）阀上的真空管取下，将管口塞住，避免产生虚假真空泄漏现象。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。
（三）检测排气背压法
从二次空气喷射管路上脱开空气泵止回阀的接头，再在二次空气喷射管路中接一个压力表。在发动机转速为2500r/min时，观察压力表的读数，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堵塞。
（四）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。
参考文献
[1] 汤子兴，邵玉平，电控发动机技术问答[M].北京：机械工业出版社，2003，（01）.
[2] 王丽梅，汽车发动机构造与维修等[M].北京：中国人民大学出版社，2009，（06）.
【关键词】 三元催化转化器控制系统；检修
针对汽车污染源和各种污染物的产生原理，近年来，在现代汽车尤其是轿车上装用了多种排放控制系统，主要包括：三元催化转换器控制系统、废气再循环系统、二次空气供给系统、曲轴箱强制通风系统及燃油蒸汽挥发控制系统。
一、三元催化转换器控制（TWC）系统的种类
发动机工作时会产生一些有害的燃烧物，因此，当今汽车普遍安装三元催化转换器。它串联在排气系统中，目的是将发动机排出废气中的有害气体转变为无害气体。根据催化剂载体的结构特点，三元催化转换器可分为颗粒型和蜂巢型两种类型，前者将催化剂沉积在颗粒状氧化铝载体表面，后者将催化剂沉积在蜂巢状氧化铝载体表面，氧化铝表面有形状复杂的表层，可增大催化剂与废气的实际接触面积。
二、三元催化转换器控制（TWC）系统的安装位置
图1是凌志LS400轿车三元催化转换装置。该车为V型发动机，左右排气管上各装一个三元催化转换器。
图1 三元催化转换装置
三、三元催化转换器控制系统的作用
三元催化转换器中起主要作用的是三元催化剂，一般为铂（或钯）与铑贵重金属的混合物。发动机排出的废气流经三元催化转换器时，三元催化剂促使废气中的有害气体HC、CO和NOX有害气体进一步氧化，生成无害气体CO2、N2和H2O。三元催化转换器将有害气体转变成无害气体的效率受很多因素的影响，其中影响最大的是混合气的浓度和排气温度。TWC的转换效率与混合气浓度的关系曲线如图2所示。
图2 TWC的转换效率与混合气浓度的关系
只有在标准的理论空燃比14.7附近，对废气中三种有害气体（碳氢化合物、一氧化碳、氮氧化物）的转换效率均比较高。在发动机工作中，为将实现空燃比精确控制在标准的理论空燃比附近，在装用三元催化转换装置的汽车上，一般都装有氧传感器用来检测废气中的氧浓度，氧传感器信号输送给ECU后，用来对空燃比进行反馈控制。
四、三元催化转换器控制系统的使用注意事项
（一）禁用含铅汽油，防止催化剂失效；
（二）三元催化转换器固定不牢或汽车在不平路面上行驶时的颠簸，容易导致转换器中的催化剂截体损坏；
（三）装用蜂巢型转换器的汽车，一般汽车每行驶80000km应更换转换器心体。装用颗粒型转换器的汽车，其颗粒形催化剂的重量低于规定值时，应全部更换。
（四）如果发动机的排气温度过高（815℃以上），TWC的转换效率将明显下降。有些TWC中装有排气温度报警装置，当报警装置发出报警信号时，应停机熄火，查明排气温度过高的原因，予以排除。在实际使用中，排气温度过高一般是由于发动机长时间在大负荷下工作或因故障而燃烧不完全所致。
五、三元催化转换器控制系统的检查方法
（一）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呈青色和紫色的痕迹，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。
（二）真空试验
将废气再循环（EGR）阀上的真空管取下，将管口塞住，避免产生虚假真空泄漏现象。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。
（三）检测排气背压法
从二次空气喷射管路上脱开空气泵止回阀的接头，再在二次空气喷射管路中接一个压力表。在发动机转速为2500r/min时，观察压力表的读数，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堵塞。
（四）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。
参考文献
[1] 汤子兴，邵玉平，电控发动机技术问答[M].北京：机械工业出版社，2003，（01）.
[2] 王丽梅，汽车发动机构造与维修等[M].北京：中国人民大学出版社，2009，（06）.