三元催化轉換器

1. 定義同基本構成

三元催化轉換器（三元催化轉換器，TWC） 係一種安裝喺汽油車排氣系統入面嘅尾氣後處理裝置，佢嘅核心功能係利用催化劑嘅化學作用，將發動機排出嘅三種主要有害污染物——一氧化碳（CO）、碳氫化合物（HC）同氮氧化物（NOx）——同時轉化為無害物質。

三元催化轉換器由金屬殼體（通常係唔鏽鋼，擁有良好嘅耐熱性同耐腐蝕性）、陶瓷載體（呈蜂巢狀結構，以增大廢氣同催化劑嘅接觸面積）以及催化劑塗層（鉑、銠、鈀等貴金屬）三大部分組成。

2. 工作原理同化學反應

三元催化轉換器嘅運行依賴於兩個關鍵條件：化學反應與空燃比控制。

氧化反應（淨化 CO 同 HC）：喺催化劑作用之下，CO 同 HC 同廢氣中剩餘嘅氧氣發生氧化反應，生成無害嘅二氧化碳同水。
還原反應（淨化 NOx）：NOx 喺催化劑作用之下被 CO 同 HC 還原，生成無害嘅氮氣同二氧化碳。

呢兩個反應看似簡單，但佢哋高效進行嘅前提係引擎必須喺理論空燃比（14.7:1）附近運轉，此時催化劑嘅轉換效率最高（同時可達 90% 以上）。為此，車輛必須配備氧傳感器並實現閉環控制：氧傳感器檢測廢氣中嘅氧濃度並反饋俾引擎控制單元（ECU），ECU 據此動態調節噴油量，確保空燃比始終保持在理論值附近。

3. 常見故障同診斷方法

高溫失活：引擎長期不正常燃燒（如缺火）會導致大量未燃燒嘅 HC 進入排氣系統並喺 TWC 內燃燒，產生極高溫度，令催化劑燒結失效。
化學中毒：燃油入面嘅硫、鉛、錳等雜質會同貴金屬發生化學反應形成絡合物，覆蓋催化劑表面，導致催化活性下降。使用劣質燃油係導致 TWC 中毒嘅主要原因。
物理堵塞：陶瓷載體若因劇烈顛簸或撞擊而碎裂，碎片可能堵塞排氣通道，導致排氣背壓升高、引擎動力下降。
老化失效：正常使用中，催化劑塗層入面嘅貴金屬會因高溫熱老化而逐漸燒結，活性表面積減少，轉換效率緩慢下降。

診斷通常透過讀取氧傳感器訊號波形、監測 TWC 下游/上游氧傳感器訊號變化率、測量排氣背壓等方式進行。

4. 發展趨勢

GPF 一體化集成：新一代 TWC 正同汽油機顆粒捕集器（GPF）集成，透過一體化塗層設計同時處理氣態污染物同顆粒物，喺滿足國六 b 同未來排放標準嘅同時減少排氣系統體積。
低貴金屬技術：因鉑族金屬價格持續攀升，透過提高塗層分散度、優化載體孔道結構等技術路線降低鉑、銠等貴金屬用量，同時提升抗中毒能力同起燃特性。
電加熱催化器（EHC）：針對冷啟動階段排放高嘅難題，採用電加熱技術快速將催化劑加熱至起燃溫度，顯著縮短冷啟動排放窗口期，為應對國七等未來更嚴格標準儲備技術。