三元催化器结构图
三元催化器的组成及结构图
三元催化器的组成及结构图随着人类工业文明的发展，对环境的破坏日益严重，大气的污染也日益加剧。
人们逐渐认识到，汽车的尾气是重要的大气污染源，因此对汽车尾气的治理就成了汽车行业的一个亟需解决的问题。
通过对汽车尾气的分析，发现其中的CO、HC和NOx是污染大气最严重的物质，所以，汽车尾气的治理越来越重要，催生出了汽车尾气净化装置，三元催化器是汽车尾气净化装置的主要组成部分。
它可以极大的降低尾气对大气的污染程度。
三元催化器是对汽车及其它发动机固定污染源进行排气净化处理的主要部件。
它采用铂（Pt）、铑（Rh）、钯（Pd）三种贵金属作为催化剂对排气中的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化合物进行氧化和还原处理，生成二氧化碳、氮气以及水，从而达到净化的结果。
其净化效率十分高，可以净化90%以上的有害物质。
随着人们对环境的关注程度的提高，各个国家及地区都制定了越来越严格的排放法规，该部件在排放后处理方面起着举足轻重的地位。
三元催化器一般由壳体、减振层、载体和催化剂涂层4部分组成。
壳体由不锈钢材料制成，以防氧化皮脱落造成载体的堵塞。
减振层的材料一般是膨胀垫片或钢丝网垫，起密封、保温和固定载体的作用，以防止振动、受热变形等原因对载体造成的损害。
膨胀垫片由膨胀云母、硅酸铝纤维和粘接剂组成。
膨胀垫片在第1次受热时体积明显膨胀，而在冷却时只是部分收缩，这样就使壳体与载体之间的缝隙完全胀死和密封。
催化器载体一般为蜂窝状陶瓷材料，也有少数用金属（不锈钢）材料。
三玩催化器的外面用双层不锈薄钢板制成筒形。
在双层薄板夹层中装有绝热材料---石棉纤维毡。
内部在网状隔板中间装有净化剂净化剂：净化剂由载体和催化剂组成。
载体一般由三氧化二铝制成，其形状有球形多棱体形和网状隔板等。
催化剂涂层：主要为Pt（铂）、Rh（铑）、Pd（钯）和助催化剂CeO2（二氧化铈）、氧化。
三元催化转换装置(TWC)幻灯片PPT
奔驰车系三元催化转化器的安装位置
4、废气分析测试法
三元催化转换器的工作正常与否可以用废气分析 仪来测试。把分析仪的探测头插入排气尾管进行 快速检测。如果读数在范围内，说明催化剂仍在 工作，如一个或两个读数超过规定，说明催化剂 可能已经失效。
某些汽车在三元催化转换器前的排气系统中，有 一个可插入废气分析仪测头的连接装置。这样可 通过测量三元催化转换器前、后废气中的有害气 体量来判断催化转换器的有效性。如在三元催化 转换器前后测得的读数相同，说明催化转换器已 失效。
（2）蜂巢型——将催化剂沉积在蜂巢状氧化铝
载体或陶瓷载体表面。
注意点
现在，大多数三元催化转换芯子以蜂窝状 陶瓷作为承载催化剂的载体，在陶瓷载体 上浸渍铂（或钯）和铑的混合物作为催化 剂。
蜂窝状陶瓷作为催化剂载体的三元催化转换器
使用氧化铝颗粒的转换器
采用陶瓷整体结构的转换器
带空气喷射的整体式双级催化转换器
三元催化转换装置（TWC）幻灯 片PPT
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一、三元催化转换器的功用
三元催化转换器
TWC（Three-way Catalyst ）
1、三元催化转换器的功用
利用转换器中的三元催化剂，将发动机废气中的 有害气体CO、HC和NOX转化为无害气体CO2、H2O 和N2，使废气得到净化。
如有，则说明催化剂载体已破碎，需要更换三元 催化转化器。
2、三元催化转化器性能检查
在三元催化转化器工作时氧化反应会产生大量热， 可通过测量进、出口的温差来检查其性能。
检查方法：使发动机在正常温度下以2500r/min的 转速运转。测量三元催化转化器进、出口的温度 并予以比较。
汽车三元催化主要成分
汽车三元催化主要成分
汽车三元催化器是一种用于减少汽车尾气中有害物质排放的装置，其主要成分包括催化剂、载体和涂层材料三个部分。
催化剂是汽车三元催化器的核心组成部分，主要作用是促使化学反应速率的提高并改变反应的路径，以达到减少有害物质的排放的目的。
常见的催化剂有铂（Pt）、钯（Pd）、铑（Rh）等，它们能够促进废气中的一氧化碳（CO）、氮氧化物（NOx）和碳氢化合物（HC）的氧化还原反应。
催化剂的含量和配比对其催化性能的影响至关重要。
载体是催化剂的固体基质，其基本要求是高比表面积和良好的化学稳定性。
常使用的载体材料有陶瓷、铝酸盐和氧化铝等，它们能够提供大量的微小孔隙，增加催化剂与废气的接触面积，提高反应效率。
涂层材料是将催化剂覆盖在载体表面的材料，其作用是保护并固定催化剂，并调控化学反应。
涂层材料的种类与性质影响着催化器性能的稳定性与催化效率。
常见的涂层材料有氧化铝、硅橡胶、稀土氧化物等。
总的来说，汽车三元催化器的设计和制造需要将催化剂、载体和涂层材料三者合理组合，以保证催化效率的同时，满足稳定性和耐久性的要求，从而达到减少汽车排放有害物质的目的。
中职教育-《汽车发动机电控系统检修》课件：项目4任务3 排放控制系统故障检测与诊断.ppt
学习目标
建议学时
4学时。
学习资讯 三元催化转换器（TWC）和空燃比（A/F）的反馈控制
1.作用 三元催化转换器是现代汽车普遍采用的排气净化装置，它装在排气管上
（见图4-51），能把发动机排出的废气中的有害气体转化成无害气体。
学习资讯 三元催化转换器（TWC）和空燃比（A/F）的反馈控制
2.三元催化转换器（TWC）的结构与工作原理 三元催化转换器是铂（或钯）和铑的混合物，
三元催化转换器性能好坏也可通过测试催化转换器的温度来判断。测试时，将 数字高温计的仪表探针放在催化转换器的进气口与出气口，以测量其温度。如果工 作正常，出气口温度应比进气口温度至少高出38℃。如果出气口温度与进气口温度 差值低于38℃，则表明催化转换器工作不良，应将其更换或进行修理。
学习资讯 三元催化转换器（TWC）和空燃比（A/F）的反馈控制
上应感觉不到EGR阀膜片动作（EGR阀不工作）。 ④在发动机热车（水温高于50℃）后再踩下加速踏板，使发动机转速上升至
2000r/min左右，此时手指应能感觉到EGR阀膜片的动作（EGR阀开启）。 若EGR阀不能按上述规律动作，则废气再循环控制系统工作不正常，应检查该
系统的各零部件。
学习资讯 废气再循环系统（EGR）
作状态与标准不符，则说明电磁阀有故障，应更换。
学习资讯 二次空气喷射系统（AI）
1.二次空气喷射系统的结构与工作原理 在一定工况下，将新鲜空气送入排气
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。
三元催化器
催化剂涂覆材料包括： 催化剂、催化助剂、稳 定 剂 、 γ-Al2O3 涂 层 材 料等。 目前，车辆中广泛使用的催化剂是铂、钯、铑以及 过渡金属氧化物、稀土氧化物等。 催化剂参数：贵金属含量、贵金属比例等 催化剂性能指标：起燃温度、空燃比特性和耐久性 。
三元催化器相关原理和技术
研究 TiO2、MoO3、MnO2 、WO3、V2O5 、CuO等新型涂层 及复合涂层技术。 研究多种助剂粒度、结构对三元催化效果的影响。
采用多组分制成特殊的复合结构，使用多种金属分相作用来 提高催化活性。 制备钙钛矿型、尖晶石型等结构的稀土复合金属氧化物型催 化剂。
公司新技术研究和开发
沈阳新光华晨汽车发动机制造有限公司
常州柴油发动机股份有限公司
北京汽车制造厂有限公司
沈阳中顺汽车制造有限公司
河北中兴汽车制造有限公司
长丰扬子汽车制造有限公司
…………
谢谢大家！
三元催化剂配方的研制依据
汽车污染物排放量和需要达到的排放标准（欧Ⅱ、
Ⅲ、Ⅳ…）决定了不同的三元催化剂配方。
催化剂配方优化的目的是保证HC、CO、NOx转化效
率同时达到最佳的水平。
选择耐高温性好、合适比表面积的氧化铝，同时添 加储氧性能好、热稳定性好的过渡金属氧化物、稀 土氧化物等。 同时，需要对三元催化器结构也进行优化设计。
三元催化器相关原理和技术
三元催化器相关原理和技术
四部分：
1 壳体 2 减震层 3 载体：蜂窝状陶瓷
壳体
垫片
4 活性涂层：铂、钯 、铑贵金属及稀土 化合物等
催化剂
催化涂层
核心部分
三元催化器相关原理和技术
三元催化器工作过程动画
项目五发动机排放系统故障诊断与维修
颗粒物的粒径大小主要表现在以下两个方面
知识一 汽车排放污染与环境
二、汽车排放控制技术的发展过程
颗粒物的粒径大小主要表现在以下两个方面
知识二 废气再循环系统原理与检修
一、废气再循环系统的作用
废气再循环（EGR） 系统的作用主要是减少 NOx的生成，其次降 低HC和CO的排放。 颗粒物的粒径大小主要表现在以下两个方面
图5-13 氧化锆式氧传感器的结构
知识七 氧传感器原理与检修
四、氧传感器的结构与工作原理
1.氧化锆式氧传感器
图5-14 氧化锆式氧传感器的输出特性
知识七 氧传感器原理与检修
2.氧化钛式传感器
1—加热元件； 2—二氧化钛传感元件； 3—基片； 4—垫圈； 5—密封圈； 6—壳体； 7—滑石粉填料； 8—密封釉； 9—护套； 10—电极引线； 11—连接焊点； 12—密封衬垫； 13—传感器引线
三、废气再循环系统的检修
（1）在冷态下起动发动机并使之怠速 运转。 （2）起动发动机并使其冷却液温度达 到正常值，然后踩下加速踏板，使发动机 在中等负荷下运转，这时应能感觉到EGR 阀膜片的动作，即阀门打开，废气开始再 循环。 （3）EGR电磁阀的检查。 （4）EGR阀的检查。 颗粒物的粒径大小主要表现在以下两个方面
图5-9四种气体吸收红外线的情况
知识六 尾气检测
二、不分光红外线气体分析仪的结构
1. 废气取样装置
4. 校准装置
知识六 尾气检测
1—导管； 2—滤清器； 3—低浓度取样探头； 4—高浓度取样探头； 5—CO指示仪 表；6—HC指示仪表； 7—标准HC气样瓶； 8—标准CO气样瓶
图5-10 不分光红外线气体分析仪
汽车排放污染与环境 发动机电控技术的发展
三元催化器基础知识介绍优质PPT课件
载体 涂层 催化剂
连接法兰
衬垫、壳体 隔热罩
3.1 壳体
1.壳体大小和厚度根据布置空间和零件强度要求来定。 2.壳体材料一般为SUH409， SUH409有很强的防腐性，可以满足使用要求。
2.3、紧耦合＋底盘下置式
优点：预三元催化器总成体积较小且离发动机排气歧管较近便于布置且较底盘下 置式三元催化器总成有较好的起燃性。
缺点：若要满足更为严格的排放法规，则三元催化器的前后总体积较大，且前级 催化器要求的贵金属含量较高。 使用条件：发动机舱布置空间狭小且需要满足法规较高的车型。
三、三元催化器总成的结构
3.4 涂层
主要为氧化铝、氧化锶等化合物。粗糙多孔的表面可以使载体壁面的实际催 化反应面积大大增加，在涂层表面分散着作为催化剂的贵金属，以及作为助 催化剂的铈、钡、镧等稀土材料和普通金属材料。助催化剂的主要作用在于 提高催化剂的活性和高温稳定性。
四、三元催化器的工作原理
当高温的汽车尾气通过净化装置时，三元催化器中的净化剂将增强CO、HC 和NOx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 高温下氧化成为无色、无毒的二氧化碳气体；HC化合物在高温下氧化成水 (H20)和二氧化碳；NOx还原成氮气和氧气。三种有害气体变成无害气体， 使汽车尾气得以净化。
2.2、紧耦合式
优点：距离发动机排气歧管出口较近，起燃快，三元催化器在很短的时间里能达 到很高的转化效率，从而降低有害气体的排放值。
缺点：要较小，不利于一些 车型特别是紧凑型车型的发动机仓布置。 选择条件：排放法规要求较高、发动机舱三元催化器总成布置空间较为充裕的 车型。