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技術(shù)

汽車尾氣排放催化轉(zhuǎn)化器的故障分析和診斷

2025China.cn   2009年01月09日

隨著人們環(huán)保意識的不斷增強,對汽車尾氣排放的要求也越來越嚴(yán)格,國產(chǎn)轎車普遍都加裝了催化轉(zhuǎn)化器,借助催化劑的作用,使排氣中的HC、CO、Nox發(fā)生氧化還原反應(yīng),以達(dá)到降低污染的目的。

 

汽車在使用過程中容易受到路面的限制,產(chǎn)生拖底或強烈振動,造成催化轉(zhuǎn)化器的碰撞,致使催化轉(zhuǎn)化器載體破碎,容易阻塞排氣通道,造成動力性能下降、燃油消耗增加、排放惡化等。由于供油系統(tǒng)、點火系統(tǒng)等的故障,發(fā)動機過熱、回火,造成催化轉(zhuǎn)化器載體燒結(jié)、剝落,排氣阻力增大,同樣也會產(chǎn)生上述的不良影響。另外,由于燃油或潤滑油使用不當(dāng),造成催化劑中毒、活性下降,催化轉(zhuǎn)化效率受到影響,進(jìn)而使汽車排放性能惡化。

 

對催化轉(zhuǎn)換器進(jìn)行機械故障診斷時,可從以下幾個方面著手。

 

外觀檢查

 

檢查催化轉(zhuǎn)化器在行駛中是否受到損傷以及是否過熱。將車輛升起之后,觀察催化轉(zhuǎn)化器表面是否有凹陷,如有明顯的凹痕和刮擦,則說明催化轉(zhuǎn)化器的載體可能受到損傷。觀察催化轉(zhuǎn)化器外殼上是否有嚴(yán)重的褪色斑點或略有成青色和紫色的痕跡,在催化轉(zhuǎn)化器防護罩的中央是否有非常明顯的暗灰斑點,如有則說明催化轉(zhuǎn)化器曾處于過熱狀態(tài),需做進(jìn)一步的檢查。

 

用拳頭敲擊并晃動催化轉(zhuǎn)化器,如果聽到有物體移動的聲音,則說明其內(nèi)部催化劑載體破碎,需要更換催化轉(zhuǎn)化器。同時要檢查催化轉(zhuǎn)化器是否有裂紋,各連接是否牢固,各類導(dǎo)管是否有泄漏,如有則應(yīng)及時加以處理。此方法簡單有效,可快速檢查催化轉(zhuǎn)化器的機械故障。

 

由于催化劑載體破損剝落、油污聚集,容易阻塞載體的通道,使流動阻力增大,這時可通過測量其壓力損失來進(jìn)行檢查。

 

背壓試驗

 

在催化轉(zhuǎn)化器前端排氣管的適當(dāng)位置上打一個孔,接出一個壓力表,啟動發(fā)動機,在怠速和2500r/min時,分別測量排氣背壓,如果排氣背壓不超過發(fā)動機所規(guī)定的限值,則表明催化劑載體沒有被阻塞。

 

如果排氣背壓超過發(fā)動機所規(guī)定的限值,則需將催化轉(zhuǎn)化器后端的排氣系統(tǒng)拆掉,重復(fù)以上的試驗,如果催化轉(zhuǎn)化器阻塞,排氣背壓仍將超過發(fā)動機所規(guī)定的限值。如果排氣背壓下降,則說明消聲器或催化轉(zhuǎn)化器下游的排氣系統(tǒng)出現(xiàn)問題,破碎的催化劑載體滯留在下游的排氣系統(tǒng)中,所以首先進(jìn)行外觀檢查確認(rèn)催化劑載體完整是非常必要的。對有問題的排氣管、消聲器和催化轉(zhuǎn)化器也可通過測量其前后的壓力損失來判斷。

 

真空試驗

 

將真空表接到進(jìn)氣歧管,啟動發(fā)動機,使其從怠速逐漸升至2500r/min,觀察真空表的變化,如果這時真空度下降,則保持發(fā)動機轉(zhuǎn)速2500r/min不變,且此后真空度讀數(shù)明顯下降,則說明催化轉(zhuǎn)化器有阻塞。

 

因為催化轉(zhuǎn)化器的阻塞在真空試驗中是一個漸變的過程,而此試驗是一個穩(wěn)態(tài)的過程(2500r/min),真空度讀數(shù)不會產(chǎn)生明顯的下降。如果是在試驗室進(jìn)行一個催化轉(zhuǎn)化器阻塞前后的對比檢查,催化轉(zhuǎn)化器阻塞后,進(jìn)氣歧管真空度會發(fā)生明顯下降,如果進(jìn)氣歧管真空度下降,并不能完全說明是由催化轉(zhuǎn)化器阻塞造成的。發(fā)動機供油量減少時,進(jìn)氣歧管的真空度也會下降。因此與真空試驗相比,排氣背壓試驗更能真實反映催化轉(zhuǎn)化器的情況。

 

以上方法只能檢查催化轉(zhuǎn)化器機械故障,催化轉(zhuǎn)化器的性能好壞,也就是其轉(zhuǎn)化效率的高低,則需要通過下列的檢查來判斷。

 

加熱法

 

催化轉(zhuǎn)化器在正常工作狀態(tài)下,由于氧化反應(yīng)產(chǎn)生了大量的反應(yīng)熱,因此可通過溫差對比來判斷催化轉(zhuǎn)化器性能的好壞。啟動發(fā)動機,預(yù)熱至正常工作溫度,將發(fā)動機轉(zhuǎn)速維持在2500r/min左右,將車輛舉升,用數(shù)字式溫度計(接觸式或非接觸式紅外線激光溫度計)測量催化轉(zhuǎn)化器進(jìn)口和出口的溫度,需盡量靠近催化轉(zhuǎn)化器(50mm內(nèi))。催化轉(zhuǎn)化器出口的溫度應(yīng)至少高于進(jìn)口溫度1015%,大多數(shù)正常工作的催化轉(zhuǎn)化器,其催化轉(zhuǎn)化器出口的溫度高于進(jìn)口溫度2025%。如果車輛在主催化轉(zhuǎn)化器之前還安裝了副催化轉(zhuǎn)化器,主催化轉(zhuǎn)化器出口溫度應(yīng)高于進(jìn)口溫度1520%,如果出口溫度值低于以上的范圍,則催化轉(zhuǎn)化器工作不正常,需更換;如果出口溫度值超過以上范圍,則說明廢氣中含有異常高濃度的COHC,需對發(fā)動機本身做進(jìn)一步的檢查。

 

其它方法

 

通過對比整車排放情況來判斷催轉(zhuǎn)化器效率的方法是不科學(xué)的。因為汽車排放的好壞與各系統(tǒng)的工作狀況有關(guān),不可排除的誤差因素較多。如用冷熱怠速時的排氣濃度變化來檢查催化轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化效率就是不太準(zhǔn)確的方法。發(fā)動機冷車時,由于汽缸壁較冷,燃燒不完全而產(chǎn)生大量的COHC,而發(fā)動機熱車怠速時,由于燃燒條件好轉(zhuǎn),發(fā)動機已處于閉環(huán)控制狀態(tài),不需要催化轉(zhuǎn)化器的作用,排氣濃度也會大大降低。因此,此項檢查不能保證僅僅針對催化轉(zhuǎn)化器的轉(zhuǎn)化效率,可比性較差。

 

(轉(zhuǎn)載)

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