三元催化器失效模式
清洗三元催化器同样重要
三元催化器是一个形如“蜂窝煤”的陶瓷过滤装置。
安装在发动机排气系统的前部排气管内。
该装置大大降低了排放中的污染物，它与氧传感器配合使用，又有效降低油耗，提高了汽车的经济性能。
在正常情况下，它的有效使用寿命为八万公里左右（国产的三元催化转化器也能达到五万公里以上）。
三效催化转化器的工作要求比较严格，使用不当会造成催化器早期失效甚至损坏。
早期失效的原因可归纳以下几点：
温度过高
常温下三元催化转化器不具备催化能力，其催化剂必须加热到一定温度才具有氧化或还原的能力，通常催化转化器的起燃温度在250 350℃，正常工作温度一般在350 700℃。
催化转化器工作时会产生大量的自量越高，氧化的温度也愈高，当温度超过850 1000℃时，其内涂层的催化剂很可能会脱落，载体碎裂。
所以必须注意控制造成排气
温度升高的各种因素，如点火时间过迟或点火次序错乱、断火等，造成排气温度过高，影响催化转化器的效能。
慢性中毒
催化剂对硫、铅、磷、锌等元素非常敏感，硫和铅来自于汽油，磷和锌来自于润滑油，这四种物质及它们在发动机中燃烧后形成氧化物颗粒易被吸附在催化剂的表面，使催化剂无法与废气接触，从而失去了催化作用，即所谓的“中毒”现象。
表面积碳
当汽车长期工作于低温状态时，三元催化器无法启动，发动机排出的炭烟会附着在催化剂的表面，造成无法与 CO和 HC接触，长期下来，便使载体的孔隙堵塞，影响其转化效能。
再者，尾气排放不畅，发动机的动力就难以发挥，这也是很多车高速跑不起来的原因。
氧传感器失效
为使废气催化率达到最佳（90％以上），必然在发动机排气管中安装氧传感器并实现闭环控制，其工作原理是氧传感器将测得废气中氧的浓度，转换成电信号后发送给ECU，使发动机的空燃比控制在一个狭小的、接近理想的区域内（14．7：1），保证氧传感器工作正常。
如果燃油中含铅、硅就会造成氧传感器中毒。
此外使用不当，还会造成氧传感器积碳、陶瓷碎裂、加热器电阻丝烧断、内部线路断脱等故障。
氧传感器的失效会导致空燃比失准，排气状况恶化，催化转化器效率降低，长时间会使催化转化器的使用寿命降低。
专家提醒
汽车三元催化器使用寿命缩短、经常堵塞、影响动力等问题的突出，让清洗三元催化器成为用车最需要的清洗养护方式。
目前各大汽车维修企业推出的每一万公里“汽车三元清洗养护”业务是“喷油嘴、进气道免拆养护”更新换代的养护技术，它是专门针对闭环电喷车开发研制的，它能同时清洗汽车发动机进气道、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。
它能疏通三元催化器因附着化学络合物造成的堵塞，恢复三元催化器尾气净化功能，延长三元催化器使用寿命。
它能解决闭环电喷车因胶质积碳和化学络合物造成的油耗增加、动力下降、尾气超标问题。
所以“汽车三元清洗养护”是目前唯一可以匹配欧 II、欧III闭环电喷车的免拆清洗保养方法，必将成为汽修厂常规的发动机养护项目
三元催化器的正确使用与维修
来源：汽车维修保养行业频道
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。
一、使用寿命的影响因素
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。
3、维修规则
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。
二、催化转化器的维修
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。
三元催化效率低最佳解决方法
三元催化效率低最佳解决方法
三元催化效率低的原因可能有以下几种：
1. 三元催化器老化或氧传感器失效。
2. 三元催化系统堵塞。
针对这些原因，以下是最佳的解决方法：
1. 清洗三元催化器。
如果发现车辆的三元催化功能效率过低，可以清洗车辆的三元催化器。
具体方法包括在车辆加油时，在车辆油箱中加入三元催化清洗剂，这个清洗剂会于汽油融合，一同燃烧，通过燃烧后排出的废气，从而清洗车辆的三元催化器；或者到4S店使用吊瓶清洗的方式清洗车辆的三元催化器；或者到专业的汽车修配厂将三元催化器拆下来，使用用浸泡清洗的方式清洗该零部件。
2. 检查并更换氧传感器。
如果清洗三元催化器后问题仍然存在，可以检查氧传感器是否有问题。
如果氧传感器没有问题，那么可能是三元催化器转换效率低的问题。
此时可以用打吊瓶的方式对三元催化器进行深度清洗。
如果问题无法解决，那么只能更换氧传感器或三元催化器。
3. 更换三元催化器。
如果以上方法都无法解决问题，那么只能更换三元催化器。
更换三元催化器需要到专业的汽车修配厂进行，
需要选择质量可靠的产品。
总之，三元催化效率低需要采取相应的措施进行解决，否则可能会对车辆的性能和排放产生不良影响。
同时，车主也应该注意车辆的保养和维护，定期检查和更换相关零部件，确保车辆的正常运行。
TWC(三元催化器)说明
车载诊断系统 资料
三元催化器 3. 监测手法 （副HO2S反转周期检测法） 3-3.催化剂劣化检测
利用催化剂净化性能与催化剂后的A/F(空燃比)变动周期的关系，通过安装在催化剂后的副HO2S传感器来检测氧 的浓度,浓、淡切换反转周期，通过变动时间，可以检测出催化剂的净化性能下降。
<催化剂前、主HO2S传感器的输出电压> 图8
增加。如果表示这种状态的参数在所定的时间内，超过了所定的值就判定为故障。
For Instructor
120
100
80
车速 [km/h]
60
40
①正常的催化剂
目标副HO2S与实际副HO2S的差异波形图
3 0.6
车速
2.5
0.3
副HO2S目标 2
1.5副HO20S
副HO2S传感器输出
[v]
1 -0.3
20
§由于熄火等原因，造成未燃烧气体产生异常发热时，造成表面积下
降、构成变化、重金属集中等促进化学反应的能力下降（热劣化）。 图3
这种能力的下降，即使在正常工作时，也会随着时间的变化而下
降。
90
催化剂净化率(%)
0
最佳净化温度区
低温区
高温区
不能发生化学 热劣化开始
反应
500
950-1050
催化剂温度(℃)
1. 热劣化
4.催化 剂中毒
图5 MIL亮灯 劣化
暂时性的 性能下降 其它原因
3.物理性破损
更换催化剂
2.载体熔损
长期使用（年久劣化）
异常高温劣化
净化性能劣化 熔损
破损 催化剂中毒
外部(冲击)
内部(催化剂内燃料着火)
三元催化器
HCRJ 007-1999中国环保产品认定技术条件《汽油车排放催化器》
提供报告判定OK
○
○
件名
SEM件号 FJCEC件号
试验项目
试验条件 （支承结构：膨胀衬垫、内部锥形壳） 能承受的最高催化剂反应场温度 少于整车运行工况的1% 振动，任意轴 在20HZ至2000HZ 23°C
Hale Waihona Puke 图面OR SPEC值 900~975°C ＜10g‘s RMS（长期） 10~20g‘s RMS（短期） 177N.m 催化剂： 总涂装量：1.1334g 贵金属比例（铂/钯/铑）：4/0/1 体积：1337.3cm3
CM865未失效（主要失效模式：识别标 识模糊及壳体碎裂） TL6185：与标准设计方案相同 输入已知的噪音信号，测量经过催化器传输后的输出信号 尾气通过催化剂衬垫是否发生潜在泄漏 恶劣条件下老化的催化器的活性 TL6736：腐蚀率＜0.1g/sec RAT：具有良好的催化活性 提供报告判定OK △ ○ ○
实际提供 结构耐久性特性 数据条件
SEM判定 —— —— ——
备注
1特性数据
总成最大承受扭矩
泄漏 2功能测试 贵金属含量（XRF）测试 焊缝质量解剖
气压34Kpa min
＜1.8L/min ＞1.1334-1.1334*10%=1.021 Tm＞60%Hth+0.7X A＞90%Hth+X CM808：未失效（主要失效模式：衬垫 提供报告判定OK 腐蚀、催化剂位移） CM843：未失效（主要失效模式：衬壳 体碎裂、焊缝开裂、催化剂短轴变 长） CM861：未失效（主要失效模式：衬壳 体碎裂、焊缝开裂、催化剂沿轴向断 裂） CM863：未失效（主要失效模式：催化 剂位移） CM864未失效（主要失效模式：催化剂 轴向断裂和壳体碎裂） 未提供报告 无试验报 告，有说 明
三元催化失效的判定
三元催化失效的判定作者：liuchaofeng 发布日期：2008-11-10 13:19:16 人气：455诊断步骤和分析：一、分析P0420故障码的含义：催化器劣化诊断比亚迪汽车为了达到欧三的排放标准，实行了电脑根据前氧传感器和后氧传感器的比较，特别是后氧传感器又称为"三元催化器诊断传感器"，因此电脑根据后氧传感器的信号，判断三元催化器是否失效来进行判定。
二、氧传感器作用：测定发动机燃烧后的排气中氧是否过剩的信息反馈到ECU电脑，这样可以确保ECU准确的调节喷油量，而实现理论空燃比：14.7：1的目标值。
这样可以确保三元催化器的碳氢化合物（HC）、一氧化碳（CO）和氮气化合物（NOX）这三种排放污染物能达到最大的转换效率。
因此，在比亚迪F3车系安装两个氧传感器，前氧传感器注意测量排放中的氧的含量，当电压值在90-450MV之间变化时为浓氧，即空燃比为稀混合气；当电压值在450-900MV之间任何一值变化时为稀氧，即空燃比为浓状态混合气。
后氧传感器主要是检测：经过三元催化器所净化和转换的排放值。
如果所测的电压值在500-800MV之间变化，并且变化频率在2-4次之间为三元催化器转化和净化的排放系数正常。
尽管三元催化器工作状态良好，实际所测的信号仍然是在轻微的波动，比如：电压值在610、620、630、700、710MV轻微变化，这种信号是正常的。
三、怎样根据数据流判断三元催化器是否失效？1、首先预热发动机，让其水温达到90摄氏度，尽快达到三元催化器的工作温度。
方法：在OBD-16插座上，插ED-300检测仪，进入德尔福MT20U2系统，读取数据流，当水温在90摄氏度时，看后氧传感器的电压信号，如果一直100MV不变化，加速让发动机处于2000r/min运转直到后氧传感器的电压在变化，否则仍旧为排放温度没有达到其工作温度（400摄氏度）。
2、当后氧传感器在变化时，保持发动机的转速2000r/min,所读取的数据电压为500-800MV之间轻微变化（一般为2-4次/10S）。
失效模式名词解释
失效模式名词解释
失效模式是指在特定条件下，系统或组件无法执行其预期功能的原因或方式。
这些失效模式可以是由不同原因引起的，例如设计缺陷、材料疲劳、不当操作等。
失效模式分析是一种系统的方法，通过对失效模式的识别、评估和预防来提高系统的可靠性和安全性。
在失效模式分析过程中，需要对失效模式进行分类和命名，以便于描述和交流。
常用的失效模式包括断裂、磨损、腐蚀、疲劳等。
了解失效模式对于制定系统的维护和预防措施非常重要，可以降低因失效导致的事故和损失。
- 1 -。
三元催化转换器的工作特点
三元催化转换器的工作特点三元催化转换器是一种用于处理内燃机尾气中有害气体的装置，主要用于汽车尾气治理。
它的工作特点如下：1. 氧化还原反应：三元催化转换器主要通过氧化还原反应来将有害气体转化为无害气体。
其中，一些有害气体如一氧化碳（CO）和氮氧化物（NOx）会被催化转换为二氧化碳（CO2）和氮气（N2），从而减少对环境的污染。
2. 催化剂：三元催化转换器中含有催化剂，通常是由贵金属如铂（Pt）、钯（Pd）和铑（Rh）组成的。
这些催化剂可以加速氧化还原反应的速率，降低反应的活化能，使反应更容易发生。
3. 工作温度：三元催化转换器需要在一定的温度范围内工作，通常在200-400摄氏度之间。
低于这个温度范围，催化剂的活性会降低，反应效率下降；高于这个温度范围，催化剂可能会受到损坏。
因此，引擎的工作温度对于三元催化转换器的效率非常重要。
4. 氧气供应：三元催化转换器需要足够的氧气来进行氧化还原反应。
引擎的正常燃烧会产生大量的氧气，供给给催化转换器。
然而，如果引擎燃烧不完全，氧气不足，或者存在其他原因导致氧气供应不足，催化转换器的效率会受到影响。
5. 污染物耐受性：三元催化转换器对于某些污染物如硫化物（SOx）和铅（Pb）敏感。
这些污染物会与催化剂发生反应，降低催化剂的活性，从而影响催化转换器的工作效果。
因此，为了保证催化转换器的正常工作，汽油和柴油等燃料需要进行脱硫处理，以及使用无铅燃料。
总的来说，三元催化转换器通过氧化还原反应将有害气体转化为无害气体，需要一定的工作温度和氧气供应，并且对某些污染物敏感。
正确的使用和维护三元催化转换器可以有效减少内燃机尾气对环境的污染。
丰田锐志三元催化器损坏
62
·December
更换2号前排气歧管(带三元催化器) 后重新对发动机的数据流进行录制分 析，数据(如图3)显示一切正常，最终确 定故障排除。
维修小结
对于该故障的排除过程中，首要的 是熟练的使用检测设备，能够对相关的数 据流进行提取和分析。其次，对该故障码 的产生机理必须深刻的理解，在充分掌 握了各传感器之间相互监控关系的基础 上，再结合相应的，有效的数据分析，最 终故障被排除就是水道渠成的事了。
丰田卡罗拉行驶无力 文/上海 杨志
故障现象
一辆2007款卡罗拉轿车，配备自动变 速器。车主反映车辆行驶无力，加速没多 大反应，车速只能上升到30km/h左右。
故障诊断与排除
试车发现故障现象属实，停车后现 发动机怠速转速高达900r/min左右，明显 高于正常数值。
首先 分析车 辆加 速不良。从 原 理 上 讲，加 速时发动机电脑 采集加 速 踏板位 置传感器信号和节气门位置传感器信号， 控制节气门执行电机，使节气门打开较大 角度，提 供 大 的 进 气 量，在 汽 缸内形成 的 可燃混合汽量也大，点燃时产生的能量也
接车后试车，证实故障存在。不挂 挡时，发动机抖动间歇时间基本上在10s 左右，挂挡以后时间缩短为5s左右，而 且抖动的程度特别大，每次抖动时间很 短，基本上不超过2s。
发动机抖动主要是因为汽缸内气体 作用力的变化(一个汽缸气体作用力变化 或几个汽缸气体作用力变化)，引起各汽 缸功率不平衡，导致各活塞在做功行程 时的水平方向分力不一致，出现对发动 机横向摇倒的力矩不平衡，从而产生发 动机抖动。也就是说，凡是引起发动机 汽缸内气体作用力变化的故障都有可能 导致发动机怠速抖动。
ETCS
3 A50 +BM
ETCS保险丝
23故障代码说明 - 三元催化转化器效率过低23
AD07.61-P-4000-16V故障代码说明 - 三元催化转化器效率过低三元催化转化器1故障代码0942右侧三元催化转化器效率过低(P0422)在通用解码器上显示)(0946左侧三元催化转化器效率过低(P0432)2故障存储经过测试持续时间以及发生故障后发动机诊断指示灯(EURO4)在连续两个发生故障的行驶循环后或“CHECKENGINE”(检查发动机)故障指示灯的促动3测试频率每个行驶循环检查一次4被检查的信号或状态将测得的氧气存储能力与限制进行比较。
5故障设置条件如果测得的氧气存储能力低于存储的限值超过约 2.5 秒,则发生故障。
检查持续时间用于进行长达 5~60 秒的自由检查。
6检查必要条件- TWC 下游的 O2传感器工作- TWC 上游和下游的 O2传感器无故障(信号、加热、老化)- 混合气自适应无故障且混合气自适应未启动- 混合气自适应未达到最浓或最稀- 无点火不良- 负荷恒定保持在约 25~75 kg/h(部分负荷)- 进气量调节启用- 催化转化器的清除功能未启动- 起动时的冷却液温度高于 -12 ℃- 发动机起动后经过封闭时间(约 200 秒)- 发动机转速低于 5,000 转每分- 催化转化器温度介于 600~800 ℃之间并保持恒定- 空气压力高于 780 hPa 左右(即在海拔高于 2500 m 的情况下不进行测试)。
根据其存储氧气的能力对各催化转化器进行评估。
浓混合气阶段会将在第一阶段,混合气较浓时(过量空气系数约为稀混合气阶段所存储的氧气全部或部分消耗掉。
老化会降低催化转化0.95),存储的氧气减少,直至转化器下游的传感器电压达到约 650 mV器存储氧气的能力。
也会降低 HC 的转化能力。
以上。
法律规定,HC 排放量不得超过特定限值。
催化转化器监控的任务是通过其存储氧气的能力以及碳氢化合物的转化能力来评估其老化程度。
下一阶段切换为稀混合气(过量空气系数约为1.05),并监控使催化转化器下游的传感器电压低于约 200 mV所需的时间。
常见汽油机催化器失效模式及故障原因分析
常见汽油机催化器失效模式及故障原因分析作者：李瑞珂张艳王国栋来源：《时代汽车》2022年第13期摘要：三元催化器作为当今汽油车最有效的后处理装置，被广泛应用于传统燃油车及插电混动汽车。
但随着贵金属价格的不断上涨，催化剂成本大幅提升，不仅给各OEM带来了巨大的成本压力，同时也给终端用户带来了不小困扰。
为尽可能减少或避免不必要的催化器失效，延长其使用寿命，本文将从三元催化器工作原理，通过常见的三元催化器失效模式案例，分析造成催化器失效的故障原因，便于指導OEM开展前端预防、指导终端用户规范操作，减少故障发生，进而减少OEM、零部件供应商及终端用户成本。
关键词：汽油车催化器失效模式故障分析Failure Modes and Failure Cause Analysis of Common Gasoline Engine CatalyticLi Ruike，Zhang Yan，Wang GuodongAbstract：Three-way catalytic converter is the most effective aftertreatment device for gasoline vehicles today， and it is widely used in traditional fuel vehicles and plug-in hybrid vehicles. However， with the continuous rise of precious metal prices， the cost of catalysts has increased significantly， which not only brings huge cost pressure to various OEMs， but also brings a lot of trouble to end users. In order to minimize or avoid unnecessary catalytic converter failures and prolong its service life， this paper will analyze the failure causes of catalytic converter failures from the working principle of three-way catalytic converters and through common three-way catalytic converter failure mode cases， so as to facilitate guidance. OEMs carry out front-end prevention and guide end-users to standardize operations to reduce failures， thereby reducing costs for OEMs，parts suppliers and end-users.Key words：gasoline vehicle， catalytic converter， failure mode， failure analysis随着我国汽车销量及保有量的不断提升，汽车排放问题越来越受到国家重视。
三元催化器故障模式分析及控制措施
154AUTO TIMEAUTO PARTS | 汽车零部件三元催化器故障模式分析及控制措施1 三元催化器概述1.1 三元催化器的工作原理三元催化器的工作原理为将汽车尾气排出的CO、HC 和NOx 等有害气体通过催化氧化和还原反应转变为无害的二氧化碳、水和氮气。
三元催化器中的贵金属铂（Pt）、钯（Bd）、铑（Rh）本身不参与氧化和还原反应，只起催化反应的作用。
三元催化器的催化作用可以使汽车尾气污染物降低90%。
[1]三元催化器催化有害气体的氧化和还原反应如下。
氧化反应：C y H n +（1+n/4）O 2→yCO 2+n/2H 2O CO+1/2O 2→CO 2CO+H 2O →CO 2+H 2还原反应：NO（NO 2）+CO →1/2N 2+CO 2NO（NO 2）+H 2→1/2N 2+H 2O (2+n/2)NO(NO 2)+C y H n →(1+n/4)N 2+yCO 2+n/2H 2O1.2 三元催化器的结构三元催化器的主体结构（如图1）包含连接螺栓、进气法兰、进气端盖、三元催化剂（载体）、衬垫、筒体、隔热棉、隔热罩、出气端盖、出气法兰，部分车型由于布置原因，在法兰和端盖之间增加连接管。
1.3 三元催化器的生产工艺了解三元催化器的生产工艺是分析三元催化器故障模式及采取正确的控制措施的基础，下文简单介绍三元催化剂涂覆及三元催化器封装的生产工艺。
1.3.1 三元催化剂生产工艺目前大部分三元催化剂供应商已实现全自动涂覆生产。
三元催化剂的生产工艺流程如图2所示，含白载体来料检查、贵金属浆料制备及检测、涂覆、干燥、烧结、成品检测、包装、存储、运输等。
关键控制点在于自动涂覆生产线的设备维护，各环节检测数据审核和放行管理。
1.3.2 三元催化器封装生产工艺三元催化器封装生产工艺流程如图3所周万全 张熙 朱少秋上汽通用五菱汽车股份有限公司 广西柳州市 545007摘 要： 随着铂（Pt）、钯（Bd）、铑（Rh）贵金属价格飞涨，三元催化器的价值越来越高，贵金属价格峰值时，某些国六车型的三元催化器（含GPF）采购价格甚至超越发动机总成，成为整车价格最高的单个零件，因此，分析三元催化器的售后故障模式，及采取相应的控制措施，具有重要意义。