三元催化转化器早期失效的原因与对策

  随着环境保护要求的日益苛刻，越来越多的汽车安装了废气催化转化器以及氧传感器装置。它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一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化合物转化为无害的水，二氧化碳和氮气，故又称为三元（效）催化转化器。其催化剂大都含有铂、铭等贵金属或稀土元素，价格昂贵，在正常情况下，使用寿命为80000km左右（国产的三元催化转化器也能达到50000km以上）。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甚至损坏。

   （1）三元催化转化器早期失效的原因

    ①温度过高。常温下三元催化转化器不具备催化能力，其催化剂必须加热到一定温度才具有氧化或还原的能力，通常催化转化器的起燃温度为250～350℃，正常工作温度一般为350～700℃。催化转化器工作时会产生大量的热量，废气中一氧化碳和碳氢化和物的含量越高，氧化的温度也愈高，当温度超过850～1000℃时，其内涂层的催化剂很可能会脱落，载体碎裂。所以必须注意控制造成排气温度升高的各种因素，如点火时间过迟或点火次序错乱、断火等，这都会使未燃烧的混合气进入催化反应器，造成排气温度过高，影响催化转化器的效能。

    ②慢性中毒。催化剂对硫、铅、磷、锌等元素非常敏感，硫和铅来自于汽油，磷和锌来自于润滑油，这4种物质及它们在发动机中燃烧后形成的氧化物颗粒易被吸附在催化剂的表面，使催化剂无法与废气接触，从而失去了催化作用，即所谓的“中毒”现象。

    ③排气恶化。催化转化器对污染物的转化能力有一定的限度，因此必须通过机内净化技术将原始排气降到最低。如果排放的废气污染物各成分的浓度、总量过大，比如混合气偏浓等，就会影响催化器的催化转化能力，降低其转化效率。此外，由于废气中有大量的HC和CO进入催化反应器，会在其中产生过度的氧化反应，氧化反应产生大量热量将使催化反应器温度过高而损坏。

    ④表面积炭。当汽车长期工作于低温状态时，三元催化器无法启动，发动机排出的炭烟会附着在催化剂的表面，造成无法与一氧化碳和碳氢化合物接触，长期下来，便使载体的孔隙堵塞，影响其转化效能。

    ⑤与发动机不匹配。即使是同样的发动机，同样的三元催化转化器，车型不同，发动机常用的工作区间就不同，排气状况就会发生变化，安装三元催化转化器的位置就不同，就都会影响三元催化转化器的催化转化效果。因此，不同的车辆，应使用不同的三元催化转化器。

    ⑥氧传感器失效。为使废气催化率达到最佳（90％以上），必须在发动机排气管中安装氧传感器并实现闭环控制。其工作原理是氧传感器将测得废气中氧的浓度，转换成电信号后发送给ECU，使发动机的空燃比控制在一个狭小的、接近理想的区域内（14.7 : 1）。若空燃比大时，虽然一氧化碳和碳氢化合物的转化率略有提高，但氮氧化合物的转化率急剧下降为20％，因此必须保证最佳的空燃比。实现最佳的空燃比，关键是要保证氧传感器工作正常。如果燃油中含铅、硅就会造成氧传感器中毒，此外使用不当，还会造成氧传感器积炭、陶瓷碎裂、加热器电阻丝烧断、内部线路断脱等故障。氧传感器的失效会导致空燃比失准，排气状况恶化，催化转化器效率降低，长时间会使催化转化器的使用寿命降低。

   （2）使用时应注意的问题  以上三效催化转化器早期失效的多种原因，使用时应注意以下事项。

    ①勿用含铅汽油。

    ②勿长期急速运转（开环控制状态）。

    ③勿让发动机转速忽快忽慢。

    ④点火时间勿太迟。

    ⑤避免长时间启动不着火。

    ⑥不要长时间拔出高压线试火。

    ⑦测量气缸压力时，要拔下燃油泵的中控接头，从而能停止喷油器向气缸内喷油。

    ⑧发现有气缸工作不良时，应及时停车检查并排除故障。

    ⑨避免混合气偏浓的诸多因素，如喷油器关闭不严、燃油压力调节器失效（油压过高）、氧传感器失效、空气流量传感器失效等。

    ⑩催化转化器只要正确使用，一般不需要维护，故不要随便拆卸，如需更换时一定要与发动机匹配。