浅谈三元催化转换器的性能诊断与检修方法

2014-08-15刘青掌

科技视界 2014年29期

刘青掌

（中国人民解放军蚌埠汽车士官学校装备保障系汽车维修教研室，安徽蚌埠233011）

1 检测TWC性能前的准备工作

汽车安装TWC的主要目的就是降低汽车尾气中的CO、HC和NOx，但如果车辆的状况很差，例如排出的CO值高于1%，TWC就无法起作用了。所以在检查TWC性能之前，需要用尾气分析仪测量汽车尾气中的CO、HC和O2的含量，以判断混合气的浓度是否合适，如果合适才能进行TWC的性能检测。在测量尾气时，先脱开TWC进气口，使发动机运转至正常温度，将测量管插入排气管中至少40cm，采用怠速法进行测量。若测量值不正常应该先检修发动机工作性能，直至数值在规定范围之内。待数值正常后，装复TWC进气口，在发动机温度正常时检测TWC的工作性能。

2 TWC性能的检测方法

1）人工检测法。人工检查是一种最直接最简便的检测TWC是否有损坏的方法。用橡皮锤轻轻敲击TWC，听有无“咔啦”声，并伴随有散碎物体落下。如果有此异响，则说明TWC内部催化物质剥落或蜂窝陶瓷载体破碎，就必须更换整个转换器了。如果没有上述异响，应该检查TWC是否堵塞。TWC芯子堵塞是比较常见的故障，可以用下面两种方法进行检测。第一种方法是检测进气歧管真空度法。将废气再循环（EGR）阀上的真空管取下，将管口塞住，避免产生虚假真空泄露现象。将真空表接到进气歧管上，让发动机缓慢加速到2000r/min。若真空表读数瞬间又回到原有水平（47.5-74.5kpa）并能维持15s，则说明TWC没有堵塞，应该怀疑是排气管堵塞。第二种方法是检测排气背压法。从二次空气喷射管路上脱开空气泵止回阀的接头，再在二次空气喷射管路中接一个压力表。在发动机转速为2000r/min时观察压力表的读数，此时读数应该小于17.24kpa，如果排气背压大于或等于20.7kpa，则表明排气系统堵塞。若观察TWC、消声器及排气管没有外伤，则可将TWC出口和消声器脱开后观察压力表读数是否有变化。若排气背压仍然较高，则为TWC损坏；若压力表显示排气背压陡然下降，则说明堵塞发生在TWC出气口后面的部件。

2）怠速试验检测法。让发动机怠速运转，使用尾气分析仪测量此时的CO值。当发动机正常工作时，这时的CO典型值为0.5%-1%，当使用二次空气喷射和TWC技术可以使怠速时的CO值接近于0，最大不应超过0.3%，否则说明TWC损坏。另外，据经验分析，怠速时候的NOx的排量也能作一个参考。通常怠速时的NOx数值应不高于100ppm，而在稳定的工况下，NOx数值应该不高于1000ppm，在发动机一切正常的情况下，如果NOx值过高就可以怀疑是TWC故障了。

3）快怠速试验检测法。让发动机处于快怠速运转状态，并用转速表测量快怠速是否符合规定值。用尾气分析仪测量发动机处于快怠速状态下尾气中的CO和HC含量。如果发动机性能良好，则CO值应该在1%以下，HC应该在10ppm以下。若两种数值都超标，则可临时拔下空气泵的出气软管，此时若CO和HC值不变，则可以判定TWC已损坏，若读数上升，而重新接上软管后又下降，则说明燃油喷射系统或点火系统故障。

4）稳定工况试验法。在完成基本怠速试验后进行该项试验。按照厂家规定接好汽车专用数字式转速表，使发动机缓慢加速，同时观察尾气分析仪上的CO和HC值，当转速加到2000r/min并稳定后，CO和HC值应缓慢下降，并且稳定在低于或接近于怠速时的排放水平，否则怀疑是TWC损坏。这种方法不但能够对TWC是否有故障做出判断，还能有效的综合分析TWC在车辆行驶中的实际效能。这是因为TWC性能评价指标中有一项“空速特性检验”，它表示受反应气体在催化剂中的停留时间。性能差的TWC尽管在低速时表现出较高的转化效率，但是在高速时的转化效率是很低的，因而不能仅凭借怠速工况评价催化剂的活性是否正常。此外，在具体检测中，还需要注意TWC的空燃比特性。TWC在过量空气系数为1的附近时，转换效率最高，实际使用中就需要闭环电子控制燃油供给系统和氧传感器的配合。开环时由于无法给予精确的空燃比，转换效率仅仅有60%左右，而闭环时平均转换效率可达95%，因此，在怀疑TWC出现故障时，也应该对电控系统和氧传感器进行相应的检测。

5）红外温度计测量法。TWC在实际使用过程中，其出口管道温度比进口管道温度至少高出38℃，在怠速时，其温度也相差10%。但是若出口与入口处的温度没有差别或出口温度低于入口温度，则说明TWC没有氧化反应，此时应该检查二次空气喷射泵是否有故障，若没有故障，就说明TWC已经损坏。