安裝在汽車排氣系統中最重要的機外凈化裝置，它可將汽車尾氣排出的CO一氧化碳、HC碳氫化合物和NOx氮氧化物等有害氣體通過氧化和還原作用轉變為無害的二氧化碳、水和氮氣。由于這種催化器可同時將廢氣中的三種主要有害物質轉化為無害物質，故稱三元。
三元催化器失效的原因：
溫度過高
常溫下三元催化轉化器不具備催化能力，其催化劑必須加熱到一定溫度才具有氧化或還原的能力，通常催化轉化器的起燃溫度在250—350℃，正常工作溫度一般在350—700℃。催化轉化器工作時會產生大量的自量越高，氧化的溫度也愈高，當溫度超過850—1000℃時，其內涂層的催化劑很可能會脫落，載體碎裂。所以必須注意控制造成排氣溫度升高的各種因素，如點火時間過遲或點火次序錯亂、斷火等，這都會使未燃燒的混合氣進入催化反應器，造成排氣溫度過高，影響催化轉化器的效能。
排氣惡化
催化轉化器對污染物的轉化能力有一定的限度，因此必須通過機內凈化技術將原始排氣降到最低。如果排放的廢氣污染物各成分的濃度、總量過大，比如混合氣偏濃等，就會影響催化器的催化轉化能力，降低其轉化效率。此外，由于廢氣中有大量的HC和CO進入催化反應器后，會在其中產生過度的氧化反應，氧化反應產生大量熱量將使催化反應器溫度過高而損壞。
慢性中毒
催化劑對硫、鉛、磷、鋅等元素非常敏感，硫和鉛來自于汽油，磷和鋅來自于潤滑油，這四種物質及它們在發動機中燃燒后形成氧化物顆粒易被吸附在催化劑的表面，使催化劑無法與廢氣接觸，從而失去了催化作用，即所謂的“中毒”現象。
氧傳感路失效
為使廢氣催化率達到最佳，必然在發動機排氣管中安裝氧傳感器并實現閉環控制，其工作原理是氧傳感器將測得廢氣中氧的濃度，轉換成電信號后發送給ECU，使發動機的空燃比控制在一個狹小的、接近理想的區域內，若空燃比大時，雖然CO和HC的轉化率略有提高，但NOx的轉化率急劇下降為20%，因此必須保證最佳的空燃比，實現最佳的空燃比，關鍵是要保證氧傳感器工作正常。如果燃油中含鉛、硅就會造成氧傳感器中毒。此外使用不當，還會造成氧傳感器積碳、陶瓷碎裂、加熱器電阻絲燒斷、內部線路斷脫等故障。氧傳感器的失效會導致空燃比失準，排氣狀況惡化，催化轉化器效率降低，長時間會使催化轉化器的使用壽命降低。
表面積碳
當汽車長期工作于低溫狀態時，三元催化器無法啟動，發動機排出的炭煙會附著在催化劑的表面，造成無法與CO和HC接觸，長期下來，便使載體的孔隙堵塞，影響其轉化效能。
與發動機不匹配
即使是同樣的發動機，同樣的三元催化轉化器，車型不同，發動機常用的工作區間就不同，排氣狀況就發生變化，安裝三元催化器的位置就不同，這都會影響三元催化轉化器的催化轉化效果。因此，不同的車輛，應使用不同的三元催化轉化器。
養護方法
三元催化器養護周期不宜過長，一般都要去4S店或者正規的修理廠進行清洗保養，平時用車時多加注重的話更能維持愛車性能也減少了尾氣中有害物質的成分。
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