汽车三元催化器是安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置,它可将汽车尾气排出的CO、HC和NOx等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气。由于这种催化器可同时将废气中的三种主要有害物质转化为无害物质,故称三元。
作用:
当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在高温下氧化成为五色、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。
三元催化反应器类似消声器。它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。净化剂实际上是起催化作用的,也称为催化剂。催化剂用的是金属铂、铑、钯。将其中一种喷涂在载体上,就构成了净化剂。
三元催化一般不用清洗,如果三元催化氧化厉害了就直接更换。因为,三元催化的工作温度在350度左右,所以最好没有液态水残留,所以清洗并不好。
三元清洗剂可以同时清洗发动机进气系统、燃烧系统、排气系统。强力、快速、高效的清除进气道、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。清洗下来的胶质积碳和化学络合物将充分氧化燃烧成气体排出。达到治理尾气、使CO、HC、NOx大幅降低的目的。
经清洗后,汽车尾气CO、HC、NO明显降低,特别是NO大幅下降;改善燃油雾化性能,提高燃烧效率,降低油耗,节约燃油5-20%;提高低温冷启动能力,降低噪音;提高动力性能,延长发动机及三元催化器的使用寿命,使车辆得到正常养护。
每2-3万公里或者1年进行1次三元催化器免拆清洗。
工作原理:
三元催化器的工作原理是: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。
「三元催化器」是汽车的标配·全球汽车都有此配置
- 内容概述:三元催化器的发明者,催化器的功能,排放标准与催化器和动力的关系。
世界上第一组三元催化器是由谁发明的呢?很多人认为这是国内汽车的特色,其实这项技术源自欧洲。发明者为「斯蒂芬·沃尔曼」,此文为瑞典沃尔沃汽车公司的工程师;正因为此人发明了三元催化器,因为也获得了瑞典皇家汽车俱乐部的金质奖章(环保贡献)。
重点:三元催化器的装车时间为1972年,在欧洲汽车制造领域的环保高要求中,该配置已经作为汽车的核心单元使用接近半个世纪了。那么这种催化器到底有什么功能呢?请看第一节
三元催化·概念解析
- Nox·氮氧化物
- HC·碳氢化合物
- CO·一氧化碳
上述三种物质是燃油燃烧的主要有害排放物,危害相对弱一些的是二氧化碳(造成温室效应)。由于汽车保有量的飞速提升,汽车尾气排放逐渐成为了仅次于工业生产的生态环境破坏源;然而基础工业生产承载了现代人的衣食住行,想要降低排放就只能从汽车领域着手。
三种有害物质称之为「三元」,催化器的功能是通过化学反应将三种物质分解,所以也才叫做三元催化器。分解的基础是所“铂·铑·钯”三种金属,将其喷涂在催化器的滤芯中,以高温环境催化尾气中的物质与其发生分解反应,最终形成相对无害的物质。
包括:
- 氧气
- 氮气
- 二氧化碳与水
这些物质是自然空气中存在的分子,除了二氧化碳对温度会有影响以外,剩余的成分已经是可以接受的了。
催化基础
三元催化反应需要≥200℃的高温环境,说白了就是要加热催化器滤芯才行。好在燃油汽车内燃机运行产生的尾气温度非常高,从排气歧管出来时会有900℃左右的高温,达到催化器位置后仍然可以加热到600~800℃。满足正常催化反应是没有问题的,但是也不宜超过800℃,否则催化物质会被永久性的破坏。
知识点:提及催化器运行温度的阈值,原因在于某些车辆会刻意使用一些燃油添加剂。其功能往往号称可以清理积碳或者其他什么,如果能清理的话,其方式多为提升燃油燃烧的火焰温度。而超预设温度不仅会损坏火花塞与喷油嘴,同时也可能因超高温损坏催化器的滤芯;所以汽车只需要正常使用“正常的燃油”,否则损坏净化系统几乎是必然的结果。
催化与排放标准
欧美与中国都有各自的排放标准,其概念是每升一级,都要求通过催化器一定程度的降低排放物。降低的方式可以这样理解:让燃烧产生的废气在催化器中停留的时间越来越长,反应的时间增加则能加大净化程度,尾气自然会更加清洁。
然而净化的时间也有阈值,因为尾气在催化器停留的时间越长,产生的排气背压就会越高。简而言之这就像是“堵塞”了,堵的时间长则会影响发动机的进气效率,结果会造成进气量与喷油量的下降,同时早会层扭矩一定程度的下滑。
总结&说明:排气净化依靠三元催化器,净化的程度主要依靠时间;以目前催化时间与效率的水平分析,预计国内最高的排放标准会是「6-B」。因为如果再提升的话,怕是滤芯就快变成实心的了……下一步减排依靠的应当会是混合动力或增程式技术,最终会以全面转型电动汽车完成蜕变。
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