汽车发动机电控系统三元催化转化器和氧传感器闭环控制

三元催化转化器是控制废气排放最有效的装置。前述主动排放控制系统，也称燃烧过程排放控制系统，意味着使用稀混合气并且空燃比和点火正时可能失去最佳控制，而这些通常都会使发动机的功率输出以及燃油经济性大大降低。当使用三元催化转化器后，一些主动排放控制装置就可以不再使用，发动机制造商可以重新调整设计思路，以获得更好的发动机性能。

要使三元催化转化器正常工作并取得较高的转化效率，有以下因素需要控制：

1）三元催化转化器和氧传感器需要预热，一般要达到300～400℃以上才能正常工作。在这之前已经产生约90%的HC排放物，所以需要考虑如何利用汽车电源快速预热三元催化转化器和氧传感器。

2）如图4-27所示，只有当混合气的空燃比保持在理论空燃比14.7附近很窄的范围内时，三元催化转化器的转换效率才比较高。所以必须对可燃混合气的空燃比进行精确地控制，而氧传感器（O₂S）恰好可以满足这一要求。现代发动机均采用氧传感器来实现空燃比的反馈控制。但是在某些发动机工况下，需要更大或更小的空燃比，此时ECU将退出氧传感器反馈控制。

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图4-27 三元催化转化器转换效率 与空燃比的关系

3）催化转化过程需要足够的空气，因此装有三元催化转化器的汽车上常配有二次空气喷射系统。但是如果空气进入废气的时间不当，会产生NO_x。二次空气喷射系统也可以在排气阀出口处喷射空气，减少进入三元催化转化器的有害气体，以减轻三元催化转化器的负担。但此时氧传感器检测出的排气含氧量比实际情况要高，不能反映真实空燃比，所以不能进行氧传感器反馈控制。

4）三元催化转化器工作时的氧化反应会产生大量的热。在正常工作期间，三元催化转化器内部温度将达到约500～850℃，一些三元催化转化器内装有热敏传感器，发生过热如1000℃时，仪表板上的警告灯会亮起。

5）绝对禁止使用含铅汽油。铅会附着在催化剂上使其丧失催化作用（铅中毒）。