汽车故障诊断：三元催化转化器的检测技术

三元催化转化器（TWC）主要是将废气中的碳氢化合物（HC）、一氧化碳（CO）及氮氧化物（NO_x）还原为CO₂、水蒸气及氮气。其结构如图2-89所示。国外规定，汽车原装的三元催化转化器应该保用8万km或5年无损坏。因此在使用期内一般情况下无需对三元催化转化器进行定期维修，只有对发动机进行调试或国家有关部门检测车辆时，才检查三元催

图2-88 氧传感器的波形图

化转化器的工作情况。但我国车辆受使用条件和油品等限制，三元催化转化器损坏的概率较高，故在二级维护时应检查三元催化转化器的工作情况，以便及时发现问题。三元催化转化器工作情况的检测工具可以使用能测量汽车尾气中O₂、CO₂、CO和HC含量的废气分析仪。

1.三元催化转化器使用注意事项

1）装有氧传感器和三元催化转化器的汽车，禁止使用含铅汽油，防止催化剂“铅中毒”而失效。

2）三元催化转化器固定不牢或汽车在不平路面上行驶时的颠簸，容易导致催化剂载体损坏。

3）装用蜂巢型转化器的汽车，一般汽车每行驶8万km应更换转换器芯体；装用颗粒型转化器的汽车，其颗粒形催化剂的质量低于规定值时，应全部更换。

图2-89 三元催化转化器的结构

2.三元催化转化器的工作条件检测

在检测三元催化转化器工作情况之前，必须首先检查汽车尾气中CO₂、O₂和CO的含量，以判断混合气浓度是否合适，混合气浓度合适后，才能检测三元催化转化器的工作情况。

1）脱开三元催化转化器进气口。

2）使发动机运转至正常工作温度。

3）在发动机怠速运转时将汽车废气分析仪的探测管插入与三元催化转化器进气口相连的排气管内至少40mm，等待1min以上，待汽车废气分析仪上的CO₂、O₂和CO读数稳定后，再读取读数。注意：该项测试应该在3min内完成。(www.xing528.com)

4）当混合气浓度合适后，装复三元催化转化器进气口，在发动机温度正常时方能继续检测三元催化转化装置。

混合气的空燃比与废气含量的对应关系表明，理论混合气空燃比在14.7∶1左右，其始点发生在尾气中CO₂含量开始下降、O₂含量开始上升的时刻，在理论混合气时，尾气中O₂和CO的含量接近相等。如果测得的尾气成分不符合上述要求，则按照维修手册调整燃油供给系统，使混合气浓度符合要求。

3.三元催化转化器性能的检测

（1）怠速试验法 发动机怠速运转时，用汽车废气分析仪测量汽车尾气中的CO含量，应接近于0，最大值不超过0.3%。否则，说明三元催化转化器可能已损坏。

（2）稳定工况试验法 按照规定连接好转速表，使发动机缓缓加速，同时观察汽车废气分析仪上的CO和HC的读数，当转速升到2500r/min并稳定在这一转速时，CO与HC的读数应缓慢下降，并稳定在低于或接近于怠速时的排放水平。否则，说明三元催化转化器可能损坏。

4.三元催化转化器堵塞的检查

三元催化转化器堵塞的检查方法有进气歧管负压法和排气背压法两种。

（1）进气歧管负压法

1）将废气再循环阀的负压软管取下，并将管口堵住。

2）将真空表接到进气歧管上，将发动机缓慢加速到2500r/min。

3）观察真空表读数。如果真空表读数瞬间下降后又回升到原有水平，并能稳定保持至少15s，则说明三元催化转化器没有堵塞；如果真空表读数下降，则说明三元催化转化器或排气管堵塞。

（2）排气背压法

1）从二次空气喷射回路上脱开接空气泵单向阀的插接器，再在二次空气喷射管路中接入压力表。

2）发动机转速为2500r/min时，观察压力表的读数，此时压力表的读数应该小于17.24kPa，如果排气背压大于或等于20.70kPa，则表明排气系统堵塞。如果想观察三元催化转化器、消声器、排气管有无外部损伤，则可将三元催化转化器出气口和消声器脱开后再观察压力表的读数有无变化，如果压力表显示的排气背压仍较高，则为三元催化转化器损坏；如果压力表读数突然下降，则说明堵塞发生在三元催化转化器后面的部件。