(1)作用。三元催化器(TWC)安装在发动机的排气管道上,如图6-48所示。 当高温的发动机排气通过三元催化器时,三元催化器中的催化剂(净化剂)将增强CO、HC和NO×三种气体的活性,促使其进行一定的氧化-还原化学反应,其中:CO在高温下氧化成为二氧化碳(CO2)气体;HC在高温下氧化成水(H2O)和二氧化碳(CO2);NO还原成氮气(N2)和氧气(O2)。 经过氧化还原反应之后,三种有害气体变成无害气体,使汽车尾气得以净化。由于这种催化器可同时将废气中的三种主要有害物质转化为无害物质,故称三元催化器。
(2)结构与工作原理。三元催化器内部包含贵金属材料,如铂、钯、铑、二氧化铈等。
铂、钯是氧化反应的催化剂,在氧化反应过程中需要消耗氧气。铑是还原反应的催化剂,在还原反应中能够产生氧气,如图6-49所示。
这就是说,还原反应中产生的氧气能够向氧化反应提供所需的氧气,这种补偿作用只有在理论空燃比下才能达到最佳的平衡状态。因此,只有当发动机系统处于闭环模式下且空燃比为14.7:1时,三元催化器才能正常工作,即发挥出最大效能。
元催化器转换效率与空燃比对应关系如图6-50所示。
如果还原反应中释放的氧气不能储存而随尾气迅速排出,那么必然影响三元催化器的转换效率。为此在三元催化器中加入二氧化铈,它具有储存与释放氧气的能力,无须从外界送入空气。因此,二氧化铈是提高三元催化器转换效率非常重要的材料。
(3)故障诊断流程。根据三元催化器的故障类型及严重程度,发动机控制模块判断是否设定故障、点亮故障灯及启用故障运行模式。在实际维修工作中,可以使用诊断仪,结合故障码、数据流及具体的故障症状,参照维修手册内容,进行相应的检修工作。
