三元催化转化器失常：原因与症状详解

2023-08-30 理论教育版权反馈

【摘要】：将汽车升举，检查三元催化转化器，发现内部的蜂窝状催化物质大面积破损，这些破碎物阻碍了废气的排出，因而造成发动机加速无力的故障。最后发现三元催化转化器的芯子已经破碎，引起排气堵塞。三元催化转化器损坏或者载体破碎后，有时辉发出类似制动异响的尖锐声，并且发生在某一车速区间内。

三元催化转化器的故障形式包括两大类，一是催化剂的活性下降，造成转化动能失效；二是物理破损，造成气路堵塞。

（1）催化剂的活性下降其原因有以下两个方面：

①高温引起催化剂老化。TWC的工作温度应当控制在950℃以下，如果由于异常情况造成TWC表面温度急剧升高，则催化剂的活性严重下降，而且温度上升的幅度与活性下降的速度呈指数关系。如果瞬间温度超过1300℃，可能造成催化剂活性永久消失。

图5-54 三元催化转化器的性能曲线图

例如点火系统发生故障，未燃的油气进入三元催化转化器，并且发生后燃，瞬间高温可能达到1400℃，对催化剂的危害非常大，可以完全破坏催化剂的结构。

②油料造成催化剂中毒。三元催化转化器大多数采用陶瓷载体，陶瓷载体的横截面做成600目网格，每平方英寸面积上有600个孔眼（见图5-55），这些孔眼的直径不足1mm，发动机的废气都要通过这些孔眼排出去。而燃油和润滑油添加剂中含有锰、硅、磷等元素，这些元素不可避免地随着尾气进入TWC，沉积在催化剂表面，占用催化剂的活性相位，导致催化剂的活性逐渐下降。

图5-55 严重堵塞的催化转化物质表面状况

（2）三元催化转化器堵塞在维修实践中，TWC的故障大量表现为陶瓷载体堵塞，有时从三元催化转化器的入口端检查没有问题，但是从出口端检查，会发现陶瓷载体已被“掏空”，有时能够倒出陶瓷载体的碎块和粉末。TWC堵塞的主要症状如下：

①加速发闷，发动机容易熄火或不能起动（这是TWC堵塞常见的症状）。一辆尼桑轿车，装配六缸2.0L电喷发动机，行驶里程为12万km，出现发动机不容易起动，起动后加速无力的现象。检查燃油系统压力为280kPa，正常。进行急加速试验，发动机转速上升缓慢，并且伴有“呜呜”的声音。拆开空气滤清器检查，发现这种“呜呜”声是从进气管发出的。用真空表检测进气歧管的真空度，怠速时为60kPa，基本正常。当发动机转速达到2000r/min时，真空表的读数从47kPa降低到13kPa，发动机的转速也随之下降，如果不放松加速踏板，发动机会熄火，于是怀疑排气系统堵塞。将汽车升举，检查三元催化转化器，发现内部的蜂窝状催化物质大面积破损，这些破碎物阻碍了废气的排出，因而造成发动机加速无力的故障。

②达不到最高车色。如果三元催化转化器堵塞，将造成发动机排气不畅，严重时导致发动机的动力明显下降，具体表现为达不到最高车速。如设计最高车速为200km/h的汽车，最高车速只能达到110～130km/h。有时前几天汽车跑得好好的，突然没有最高车速了，有的自动变速器无法升到超速档。

③发动机温度过高。由于飞起不能及时排出，导致发动机的温度过高，严重时烧蚀活塞顶部，甚至将活塞烧熔在气缸内。

④多项数据不正常。一辆2006款东南得利卡轿车，装配EQ491i发动机，形式1000km后突然出现动力不足和急加速不良现象。检查燃油压力、火花塞、正时带，都正常。用故障诊断仪检测电控系统，没有故障码存储。读取数据流，怠速时正常，但是在2000～3000r/min时数据一片混乱。在大多数情况下，不会有这么多传感器和执行器同时出现故障，怀疑ECU有问题，但是检测ECU的电源和接地，都正常。替换ECU试验，无效。拆开数据流不正常各传感器的插接器试验，数据没有变化。用示波器检测曲轴位置传感器和凸轮轴位置传感器，其波形在怠速和中速时都符合标准。最后发现三元催化转化器的芯子已经破碎，引起排气堵塞。

⑤发出噪声核异响。三元催化转化器损坏或者载体破碎后，有时辉发出类似制动异响的尖锐声，并且发生在某一车速区间内。

导致三元催化转化器堵塞的原因，大多数是发动机个别喷油器漏油，或者火花塞失常，造成燃料燃烧不完全，未燃混合气进入排气系统内继续燃烧，最终引起三元催化转化器堵塞。

三元催化转化器失常：原因与症状详解

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