为了严格控制汽车尾气有害物质的排放,现代轿车普遍装备了电子控制燃油喷射系统、元催化转化器(TwC)、氧传感器以及车载故障诊断(OBD-Ⅱ)系统等多种排放控制装置。 其中,三元催化转化器(见图5-36)正常工作时,对HC、CO和NOx的转化效率可以达到80%~90%。 1.三元催化转化器发生故障的主要症状： 三元催化转化器的故障形式包括中毒、堵塞和破损等几种。自从电喷发动机禁止使用含铅汽油以来,三元催化转化器的中毒故障明显减少。在维修实践中,故障形式大量表现为堵塞,电喷发动机排气系统堵塞往往是由三元催化转化器堵塞引起的。 三元催化转化器堵塞故障的主要症状如下。 (1)加速发闷,发动机容易熄火或不能起动这是三元催化转化器堵塞最普遍的特征。
一辆红旗世纪星CA7202E3轿车,装备尼桑六缸2.0L电喷发动机,行驶里程12×10的4次方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“呜鸣”的声音。拆开空气滤清器检查,发现这种“呜呜”声是从进气管中发出的。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,发动机的转速随之下降,如果不放松加速踏板,发动机甚至会熄火,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,产生的破碎物质阻碍了废气的排出,因而造成发动机加速无力的故障现象。
(2)达不到最高车速：如果三元催化转化器堵塞,必然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,实际最高车速只能达到110-130km/h。有时前几天汽车跑得好好的,某天突然没有最高车速了,有的自动变速器无法升到超速档。由于汽车突然没有最高车速和超速档,所以
有的维修人员误认为自动变速器发生了故障,实际上是三元催化转化器堵塞。
(3)发动机温度过高：一辆CA5020XJHA4型救护车,发动机在怠速暖机期间,突然发现车辆底部冒烟起火。采取灭火措施后,发现靠近排气管的主线束约有60cm长被烧坏。更换主线束后试车,起动正常,但是怠速不稳,车辆底部的温度异常高。再过几分钟,发现排气管已经被烧红。再次检查点火系统,发现第2缸和第3缸没有高压火花。更换点火模块和火花塞后,车辆底部的温度恢复正常。分析原因,该车第1缸和第4缸共用一个点火线圈,第2缸和第3缸共用另一个点火线圈。向第2缸和第3缸供给高压电的点火线圈损坏后,ECU仍然按照1-2-4-3的顺序发出点火指令,但是由于第2缸和第3缸火花塞失常,无法点燃混合气,这两个气缸中的混合气进入排气管,与第1缸和第4缸排出的灼热废气混合而燃烧,导致排气管温度异常升高,于是将靠近排气管的主线束烧毁。
不仅如此,由于废气不能及时排出,导致发动机温度过高,严重时烧蚀活塞顶部,甚至将活塞烧熔在气缸内。
(4)一般没有故障码,数据流有多项不正常：
一辆2006款东南得利卡轿车,采用EQ491i发动机,行驶1000km后,突然出现动力不足,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。拆开数据流不正常的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。怠速时,废气尚能排出,因此怠速时数据基本正常。但是在中速和急加
速时,排出的废气量增大,难以通过被堵塞的三元催化转化器,因此造成急加速不良。
导致三元催化转化器堵塞的主要原因,大多数是发动机个别气缸喷油器漏油,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。
2.三元催化转化器堵塞的检测方法：
可以根据具体情况,采取下面几种方法判断三元催化转化器是否堵塞。
(1)通过感官检查：
1)每天首次起动发动机后,快速暖机,然后观察排气管的管口,若有水珠排出,说明三元催化转化器能够将废气中的CO、HC转化为CO2和水蒸气,即三元催化转化器没有损坏,情况正常。
2)如果起动后不久,看到排气歧管至三元催化转化器之间有明显的烧红现象,凉车后,发现三元催化转化器前部“泛蓝”或者起铁屑,说明三元催化转化器已经损坏。
另外,如果感觉驻车制动手柄或变速杆下面烫手,说明排气系统的温度异常偏高,预示着三元催化转化器即将损坏。
3)将汽车升举,用橡胶锤(或拳头)敲击三元催化转化器(也可以用手晃动),如果听诊到三元催化转化器内部有物体移动的响声,说明其蜂窝载体已经破损。
4)起动发动机,稍微踩下加速踏板,如果听到三元催化转化器内有“咕噜咕噜”的响声,说明三元催化转化器可能损坏,应当对三元催化转化器做进一步检查。
