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汽車排放的廢氣主要由一氧化碳(CO)、碳?xì)浠衔?HC)和氮氧化合物(NOX)等組成，它們在空氣中積累到一定程度后在太陽光線的作用下，氮氣化合物和碳?xì)浠衔飼鸱磻?yīng)，生成含有二氧化氮(NO2)和臭氧(O3)的光化學(xué)煙霧，這兩種物質(zhì)均難溶于水，被吸入人體會長驅(qū)直入到肺部，濃度大時可引起中毒性水腫，進(jìn)入血液可形成變性血紅蛋白，使組織缺氧，對人們健康危害極大。1955年美國洛杉磯市曾被光化學(xué)煙霧籠罩幾天，幾千人受害，三百人死亡。另外，氫氧化合物進(jìn)入大氣后會形成酸雨，危害生態(tài)環(huán)境。所以，隨著汽車數(shù)量不斷增加，世界各國日益重視汽車廢氣的排放問題。從70年代以來，歐美各國針對汽車排放問題相繼制定了法律條例，控制汽車廢氣排放。這種政府行為促進(jìn)了汽車排氣凈化裝置的發(fā)展和應(yīng)用，一種比較簡便和有效的催化式排氣凈化器也就應(yīng)運而生了。
催化式排氣凈化器的關(guān)鍵在于“催化”，也就是利用催化劑對汽車的廢氣進(jìn)行凈化，將廢氣中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。早在70年代中期，美國已經(jīng)實行了這種方法，以后被各國汽車業(yè)廣泛使用，到目前為止仍是最有效的凈化方法。催化式排氣凈化器有氧化型、雙床型、三元型等多種型式，其中最常用的是三元型催化式凈化器。歐共體規(guī)定從1993年1月開始，在歐共體各國出售的汽油發(fā)動機(jī)新車一律要配置三元型催化式凈化器。
三元型催化式凈化器的外形象一個排氣消聲器，實際上也起到消聲器的作用。殼體用耐高溫的不銹鋼制成，內(nèi)部的蜂巢式通道上涂有催化劑，催化劑的成份有鉑、鈀和銠等稀土金屬，當(dāng)汽車廢氣通過凈化器的通道時，一氧化碳和碳?xì)浠衔锞蜁诖呋瘎┿K與鈀的作用下，與空氣中的氧發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生無害的水和二氧化碳，而氮氧化合物則在催化劑銠的作用下被還原為無害的氧和氮。所謂三元型催化式凈化器是指汽車廢氣只要通過凈化器本身，就可同時將廢氣中的三種主要有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)的一種高效率凈化器。為了充分發(fā)揮三元催化劑的效率，必須要將汽車發(fā)動機(jī)的空燃比(充入氣缸的空氣量與進(jìn)入氣缸燃油量的重量比值)要接近理論上的比值，其空燃比只能在很小的范圍內(nèi)變動，否則就不能同時對廢氣中的三種有害物質(zhì)進(jìn)行凈化。所以，三元型催化式凈化器要與車上的電子計算機(jī)控制系統(tǒng)連在一起使用，用氧傳感器檢測排氣中的氧濃度，將信息反饋到計算機(jī)，再由計算機(jī)去控制空燃比。
三元型催化式排氣凈化器是安裝在汽車發(fā)動機(jī)的排氣裝置上，其凈化效率十分高，可以凈化90%以上的有害物質(zhì)，是現(xiàn)代轎車上一種新的裝置。當(dāng)然，催化式排氣凈化器也不是全能的，它只能適用于無鉛汽油做燃料的汽車，因為使用含鉛汽油，廢氣中的鉛就會復(fù)蓋住催化劑，使凈化器停止工作而不起任何作用，俗稱“中毒”。因此，汽車使用三元型催化式排氣凈化器的前提條件有二個：一是要用無鉛汽油，二是發(fā)動機(jī)要使用電控燃油噴射裝置，這樣，三元型催化式排氣凈化器才能起到凈化效果。而且，三元型催化式排氣凈化器的技術(shù)較高，蜂巢式通道上的催化劑涂層如果展開的話，足有兩個足球場面積那么大，制造工藝相當(dāng)嚴(yán)格，但由于有良好的廢氣轉(zhuǎn)化效果，因此得到廣泛的應(yīng)用。
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