催化转化器

催化转换器是利用催化剂的作用将排气中的CO、HC和NOx转换为对人体无害的气体的一种排气净化装置，也称作催化净化转换器。金属铂、钯或铑均可作催化剂。在化学反应过程中，催化剂只促进反应的进行，不是反应物的一部分。

 催化转换器有氧化催化转换器和三元催化转换器。

只将排气中的CO和HC(碳氢化合物)氧化为CO2和H2O，因此这种催化转换器也称做二元催化转换器。必须向氧化催化转换器供给二次空气作为氧化剂，才能使其有效地工作。

可同时减少CO、HC和NOx的排放，它以排气中的CO和HC作为还原剂，把NOx还原为氮(N2)和氧(O2)，而CO和HC在还原反应中被氧化为CO2和H2O。

当同时采用两种转换器时，通常把两者放在同一个转换器外壳内，而且三元催化转换器置于氧化催化转换器前面。排气经过三元催化转换器之后，部分未被氧化的CO和HC继续在氧化催化转换器中与供入的二次空气进行氧化反应。

       控制汽车尾气的排污技术有机内净化和机外净化两种，前者是基础，后者是必不可少的重要组成部分，只有两者结合，才能使汽油机排污控制在日益严格的法规范围内，而机外净化首选应为催化转化器。但是，如果机内净化不好，会使催化转化器的寿命大大缩短。

催化剂是一种物质，是催化转化器的核心部件。它加速化学反应趋于平衡，而自身在反应的最终产物中不显示。催化剂的主要性能是：活性、选择性、稳定性和寿命指标。

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活性是指催化剂影响反应进程变化的程度，活性越高，原料转化率的百分数越大；选择性是指所消耗的原料中转化成目的产物的分率；稳定性是指它的活性和选择性随时间变化的情况；催化剂不能无限期地使用，在长期受热和化学作用下，也会受到不可逆的物理和化学变化，受到亿万次的侵袭，最终导致其失活。

现代贵金属催化剂包括氧化剂Pt（铂），Pd（钯）和还原催化剂Rh（铑 ），氧化与还原催还化剂的质量比一般为5：1，贵金属的总质量占涂层质量的0.1%-0.5%，贵金属含量与载体体积计算为1.5g/L左右。从长远看，使用一般金属代替贵金属应为努力方向，目前市场上铂的价格比黄金贵一倍多，也可能因为催化剂运用过多是原因之一。

  陶瓷载体也是催化转化器的关键部件。其重要材料之一为堇青石，它耐高温，最高连续工作温度可达1200℃，强度高，线膨胀系数低。载体采用有效的表面和适宜的孔结构，国产的陶瓷载体开孔率可达400-460目/inch2，最小壁厚可达0.16mm左右。它可以增强催化剂的机械强度，也提高了它的抗磨损、抗冲击、抗重力、抗压、抗高温、相变的能力，改善了催化剂的传导性、减少活性组分的含量，特别是在使用贵金属催化剂铂、钯、铑时，可将活性组分高度分散，减少用量。总之，载体的质量对催化器是极为重要的。

催化转化器的总成同时要经过一系列试验和转化要求达到的效率，使用寿命一般为8万公里以上。

随着加严的发动机排气污染物限值的标准陆续出台，我国的汽车发动机全部加装催化转化器的日期已经到来，好在我国的科研人员早在70年代就已开始研究二元催化转化器，并开始了艰苦的创业。

虽然与国外一些大公司有一定差距，但已取得了令人欣喜的成果。其中，载体--催化剂及其涂层--封装等技术已完全掌握。

目前，我国催化转化器基本有下面三种来源：

1、完全进口，在国内与电喷系统匹配；

2、进口载体。例如，进口德固萨、 Eugelhard等公司的载体在国内封装；

3、完全由国内公司制造：陶瓷载体、催化剂涂层、封装成催化转化器总成。

       进口汽车为控制尾气排放大都配设了催化转化器。由于不能正确使用和维修，常出现催化转化器过早失效现象，而为使车辆正常行驶，不得不忍痛割爱，将此装置拆除。这一方面造成浪费，另一方面又使汽车尾气排放得不到控制，严重污染环境。 

1、燃料：带催化转化器的汽车必须使用无铅汽油。含铅汽油中的铅和硫大大降低了催化剂的效率。铅使催化剂板结，形成一层外壳，阻碍排气污染物及时到达催化剂并与之反应。因此，连续使用含铅燃料会逐渐削弱或消除催化剂对排气污染的催化转化能力。 

2、发动机状况：催化转化器良好工作的平均内部温度高达816摄氏度，高于这个温度时，催化剂就会熔化或分解，从而减少转化器的运行寿命。而发动机在异常工作状态下，进入转化器的废气中含有过量的HC等化合物，这些化合物把催化转化器变成一座温度高得足以熔化催化剂的催化炉。即使在发动机处于良好状况且调试也得当时，对它的不适当使用也会产生过高的催化剂温度。

例如，在怠速下长时间发动是减少催化转化器寿命的一种最坏的工况。怠速时闻拖长，发动机产生比正常道路速度下更多的热量。因此，带有催化转化器的汽车发动机每次怠速切勿超过10分钟。 

       为防止汽车维修检测期间过量的排放物或燃油蒸气到达催化转化器内并引起高温，应遵守下列原则： 

(1)、检查发动机各缸工作情况时，最好用示波器而不用短路法或从运转着的发动机上卸下火花塞导线的办法来脱离缺火气缸。如无示波器，用卸下火花塞导线或短路法检查可疑气缸时，发动机运转切勿超过30秒。 

(2)、对使用传统变速器的汽车不要推车起动，而应用备用蓄电池和跨接电缆线。 

(3)、出现不正常的工作状况，如自燃、严重喘振、回火或重复性失速时，应及时停机修理，因为这些状况可导致催化转化器永久性损坏。 

(4)、行驶着的车辆切勿切断点火开关。 

(5)、当发动机间断性点火时，起动发动机不要超过60秒。 

1、催化转化器的检查　技术状况检查：

检查内容有：有无异常声响(通常由排气管接头松动、催化转化器损坏、催化剂更换塞松动或丢失等原因造成);有无裂皮或外壳压扁之类的外观损坏;导通转化器的排气管有无孔眼或损坏;排气尾管有无催化剂颗粒排出(颗粒式催化转化器特有的现象，排出颗粒说明转化器内盛装颗粒的不锈钢篮组件碎裂)。催化转化器外观损坏或排气尾管排出颗粒，均需维修或更换。 

2、催化转化器的维修　　

目前催化转化器的品牌较多，对其维修应根据具体的品脾而定。如通用汽车公司(GM)和美国汽车公司(AMC)所使用的颗粒式催化转化器不再减少HC和CO排放量，可以重新加催化剂，但福特公司(Ford)和克莱斯勒公司(Hysler)所用的整体式催化转化器是不可维修的，必须更换。 

典型的颗粒式催化转化器的维修方法如下： 

①、在振动器和铁皮罐安装的同时，将“吸气器”或真空泵的电源开关接通，这样在催化转化器装料口螺塞卸除后可防止催化剂颗粒外漏。在振动器和铁皮罐安装就绪后，将真空泵关闭掉，振动器的气源接通，此时，催化剂颗粒就开始进入铁皮罐内。大约10分钟就可以卸空转化器。 

②、填装新的催化剂颗粒时，先将铁皮罐内用过的颗粒倒出，然后装填新的催化剂颗粒。再将铁皮罐接到振动器上，接通气源和真空管路，于是催化剂颗粒从铁皮罐被吸入转化器内。 

③、在新的催化剂颗粒停止流入转化器后，卸除所接的空气软管和振动器，由于真空泵的作用，催化剂颗粒将不会外漏。催化转化器应装满，一直到与装料孔平齐为止，在螺塞的螺纹上涂上一层防粘剂，然后拧在装料孔上，将真空泵卸下。最后起动发动机，检查催化转化器的排料塞有无泄漏，并用红外线分析仪检查汽车的各项排放是否符合标准。 

三元清洗剂可以同时清洗发动机进气系统、燃烧系统、排气系统。强力、快速、高效的清除进气道、燃烧室胶质积碳和氧传感器、三元催化器附着的化学络合物。清洗下来的胶质积碳和化学络合物将充分氧化燃烧成气体排出。达到治理尾气、使CO、HC、NOx大幅降低的目的。

经清洗后，汽车尾气CO、HC、NO明显降低，特别是NO大幅下降；改善燃油雾化性能，提高燃烧效率，

三元催化器

降低油耗，节约燃油5-20%；提高低温冷启动能力，降低噪音；提高动力性能，延长发动机及三元催化器的使用寿命，使车辆得到正常养护。

建议每2-3万公里或者1年进行1次三元催化器免拆清洗。