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高溫尾氣通過凈化裝置時，三元催化器會對尾氣中的CO(一氧化碳)、碳氫化合物與NOx(氮氧化合物)進行催化處理。
主要是將尾氣中的有害氣體進一步氧化，CO在高溫下氧化成無色、無毒的二氧化碳氣體；碳氫化合物在高溫下氧化成水和二氧化碳；NOx則會還原成氮氣和氧氣。前提是還要有氧氣可用，空燃比要合理。
三元催化器的故障診斷以及處理方式
1.發動機排氣不暢
判斷三元催化器是否發生堵塞和消聲器內部隔音板開焊造成排氣不暢的方法很多。簡單的方法就是將手放到尾管排氣出氣口處，用手感覺排氣尾管的排氣量，如在相同的節氣門開度下，排氣量明顯小于其他車，說明該發動機排氣不暢。
另一個方法是打開空濾器，拆掉濾芯，急加速時如果有廢氣返流，說明該發動機排氣不暢。檢測TWC是否發生堵塞也可以看氧傳感器觸頭顏色。
① 氧傳感器觸頭顏色發黑，說明混合汽過濃，TWC前部被積炭堵塞。
② 氧傳感器觸頭顏色發白，說明冷卻液進入燃燒室(冷卻液結晶為白色)，氧傳感器觸頭被冷卻液污染，TWC前部被冷卻液的白色結晶堵塞。
2.前后氧傳感器輸出電壓和波形的對比
某些發動機TWC前后都裝有氧傳感器，前氧傳感器負責排放的開閉環控制，后方的負責監測TWC。路試中用解碼器讀數據流，正常情況下前氧傳感器輸出電壓在0～1V之間交替快速變化(8次/10s以上)。由于TWC在凈化尾氣時消耗掉了廢氣中的氧氣，使后氧傳感器輸出電壓信號波形變化很緩慢，是接近于一條0.5V的直線，則表明TWC工作良好。TWC已將95%左右的廢氣轉化為無害物質，其突出的表現就是經過TWC轉化后氧含量明顯減少了。
提示：
如果前、后兩個氧傳感器的輸出電壓*一樣，說明TWC已經失效，失去了對廢氣的凈化作用，已不再消耗氧氣，所以TWC前后的氧氣量沒有變化，必須更換TWC。
3.用紅外線測溫儀檢測TWC的前后溫差
汽車行駛中正常的TWC在正常工作溫度下，出氣口溫度至少比進氣口溫度高出38℃，在怠速時出氣口溫度比進氣口溫度也應高出10℃以上。
提示：
在熱車狀態下，舉升汽車，用紅外線測溫儀檢測TWC進氣口和出氣口的溫度，如果溫差不足10℃，說明TWC內部堵塞嚴重，必須更換。
4.怠速時進氣道內真空度過低
怠速時進氣道內真空度應較高，從進氣道上拔下任意一個真空軟管，用手指封住，應感覺到明顯的真空吸力；如真空度過低，感覺不到明顯的真空吸力。
提示：
如果發動機怠速運轉穩定，說明進氣系統沒有任何泄漏點，因為進氣系統泄漏，怠速轉速會出現向高怠速的漂移，最大的可能性是排氣系統不暢通，TWC內部更容易被積炭堵塞。
5.TWC堵塞會造成廢氣返流
打開空氣濾清器上蓋，猛踩加速踏板，廢氣會從空氣濾清器中冒出。發動機工作狀態下用尾氣分析儀檢測空氣濾清器氣流入口處，可以測到HC。所以TWC堵塞后如不及時更換，會使空氣流量傳感器熱絲或熱膜上產生積垢，會造成混合氣過稀的故障，廢氣不能及時排出。TWC堵塞除了車速上不去，嚴重時啟動不著車，通常發動機熱車時怠速還不如冷車時的快怠速穩定，冷車怠速尚可以，熱車怠速不穩，急加速時廢氣從空濾器進氣口回流，尾氣氣味嗆人。
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