現(xiàn)在的汽油車(chē)上都有一個(gè)尾氣凈化裝置,它的名字叫做三元催化器,其主要作用是將 汽車(chē) 尾氣中的一氧化碳、碳?xì)浠衔锖偷趸衔?,進(jìn)行氧化和還原處理,生成對(duì)大氣無(wú)害的二氧化碳、氮?dú)庖约八瑥亩_(dá)到凈化的結(jié)果。但是很多人仍然弄不懂:這三元是什么意思?。窟@催化又是什么意思???它又是如何凈化尾氣的呢?它在使用中會(huì)不會(huì)消耗殆盡呢?下面我們就分別來(lái)回答這些問(wèn)題并說(shuō)說(shuō)三元催化器的工作原理。
所謂的“三元”是指三元催化器中所含有的三種貴金屬元素,分別是鉑(Pt)、銠(Rh)、鈀(Pd),這三種元素的金屬氧化物對(duì)某些化學(xué)反應(yīng)具有催化作用。為此,人們就把它們以催化劑涂層的形式涂敷在陶瓷基體上,安裝在 汽車(chē) 的排氣管中以催化 汽車(chē) 尾氣的氧化還原反應(yīng),三元催化器也由此得名。在尾氣凈化過(guò)程中,鉑(Pt)和鈀(Pd)主要起催化一氧化碳和碳?xì)浠衔锏淖饔?,而?Rh)主要起催化氮氧化物的作用,陶瓷基體呈蜂窩狀,可以大大增加三元催化器的催化反應(yīng)面積。
所謂的“催化”是指三元催化器在凈化尾氣的過(guò)程中,能夠起到增強(qiáng)尾氣物質(zhì)活性、加快反應(yīng)速度的作用。但是它本身并不參與反應(yīng),自身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不會(huì)發(fā)生變化,所以即使長(zhǎng)時(shí)間工作,三元催化器也不會(huì)消耗殆盡。這就像我們?cè)趯W(xué)高中化學(xué)時(shí)的氯酸鉀加熱分解制取氧氣的實(shí)驗(yàn),如果沒(méi)有二氧化錳,反應(yīng)會(huì)非常慢,但是加入少量的二氧化錳之后,反應(yīng)速度會(huì)大幅度提高,但二氧化錳本身并沒(méi)有任何消耗與性質(zhì)上的變化。這種催化反應(yīng)的過(guò)程和原理是非常復(fù)雜的,我們?cè)诖艘膊槐赜懻?,只需要知道三元催化器的作用就好了?/p>
三元催化器具體的工作過(guò)程是:當(dāng)高溫的 汽車(chē) 尾氣通過(guò)凈化裝置時(shí),三元催化器中的催化劑將增強(qiáng)一氧化碳、碳?xì)浠衔锖偷趸衔锶N氣體的活性,促使其在催化器表面進(jìn)行一定的氧化-還原化學(xué)反應(yīng):一氧化碳在高溫下氧化成為無(wú)色、無(wú)毒的二氧化碳,碳?xì)浠衔镌诟邷叵卵趸伤投趸?,氮氧化物還原成氮?dú)夂脱鯕狻>瓦@樣三種有害氣體都變成了無(wú)毒無(wú)害的常見(jiàn)氣體, 汽車(chē) 尾氣就這樣得以凈化。
如果 汽車(chē) 上沒(méi)有三元催化器會(huì)怎么樣呢? 汽車(chē) 尾氣中的三種有害氣體,在沒(méi)有催化器的情況下,相互之間的化學(xué)反應(yīng)速度是極慢的,有些反應(yīng)甚至無(wú)法進(jìn)行。因此這些有害氣體幾乎全部排放到了大氣中,大大增加了空氣的污染。在上世紀(jì)九十年代之前, 汽車(chē) 上就沒(méi)有三元催化器,導(dǎo)致某些城市的空氣污染極為嚴(yán)重,并且隨著車(chē)輛數(shù)量的增加,這種污染益發(fā)嚴(yán)重。后來(lái)某些西歐國(guó)家就開(kāi)始強(qiáng)制使用三元催化器, 汽車(chē) 尾氣污染才得以有效控制,隨后這一做法在世界各地都開(kāi)始施行,我國(guó)在2000年以后生產(chǎn)的汽油車(chē)上也強(qiáng)制安裝三元催化器。可以說(shuō),三元催化器是 汽車(chē) 尾氣污染治理過(guò)程中的一個(gè)里程碑。
三元催化器在使用中不會(huì)消耗,所以也就無(wú)需定期更換。但是如果使用不當(dāng),比如使用了劣質(zhì)燃油或含鉛汽油、經(jīng)常低溫低速行駛、長(zhǎng)時(shí)間高負(fù)荷行駛等,會(huì)導(dǎo)致它鉛中毒、堵塞或高溫?zé)Y(jié),從而失去對(duì)尾氣的催化作用。這種情況下一般只能更換三元催化器,但是它的價(jià)格可是不便宜的,普遍都在四五千元以上。有些人就想:三元催化器壞了我就把它拆掉不用了會(huì)怎樣?不就是尾氣污染大嗎?但是世界上這么多車(chē),尾氣污染肯定不差我一個(gè)。
我相信有這種想法的人不在少數(shù),特別是中國(guó)人,實(shí)在是太聰明了,總是能在嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼咧姓业铰┒础2贿^(guò)這次恐怕要失算了。一方面, 汽車(chē) 沒(méi)有三元催化器,尾氣污染大,每年一次的檢車(chē)肯定不合格;另一方面, 汽車(chē) 在技術(shù)上已經(jīng)把這種行為屏蔽掉了。它是發(fā)動(dòng)機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)中的一個(gè)重要元件,安裝在它上面的氧傳感器會(huì)檢測(cè)進(jìn)入與排出其中的廢氣氧含量,然后將信號(hào)反饋給發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元,以調(diào)節(jié)噴油量,形成閉環(huán)控制。如果不安裝它,發(fā)動(dòng)機(jī)收不到正確的尾氣信號(hào),會(huì)出現(xiàn)控制混亂的故障, 汽車(chē) 會(huì)出現(xiàn)加速無(wú)力、油耗增高等故障,發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈也會(huì)點(diǎn)亮。
三元催化器是一個(gè)車(chē)上非常重要的配件,它的工作狀態(tài)是否正常直接可以決定我們驗(yàn)車(chē)的時(shí)候尾氣能不能達(dá)標(biāo)。不過(guò)不少車(chē)主對(duì)于三元催化器并不是很了解,今天我們來(lái)看看三元催化到底有什么用,以及它的工作原理是怎樣的。
我們先來(lái)看看三元催化器的作用,三元催化器的最主要作用就是凈化尾氣,它是一個(gè)安裝在排氣系統(tǒng)中的一個(gè)機(jī)外凈化裝置,一般來(lái)說(shuō)舉起車(chē)輛我們?cè)谂艢夤艿奈恢镁湍芸吹剿?。它可以?汽車(chē) 排出的類(lèi)似一氧化碳啊、硫化氣體啊之類(lèi)的有害氣體進(jìn)行過(guò)濾,轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水和氮?dú)膺@種無(wú)毒無(wú)害的氣體。所以可以想象一下,如果沒(méi)有三元催化器我們的環(huán)境污染會(huì)更加嚴(yán)重。
它的工作原理是,在三元催化器內(nèi)有一組過(guò)濾裝置里面還有凈化劑,就好像我們凈水器的過(guò)濾裝置一樣,當(dāng)有害氣體通過(guò)三元催化器的時(shí)候,其中的凈化劑就將有害氣體吸附并且進(jìn)行化學(xué)反應(yīng),從而變成無(wú)害的氣體。這就是它的基本工作原理,其實(shí)大家只要將三元催化器理解成一臺(tái)凈水器就都能理解了。
不過(guò)大家需要注意的是,由于三元催化器一直是吸附有害氣體的,而且和車(chē)輛排氣連接在一起,因此很容易被發(fā)動(dòng)機(jī)帶出的積碳堵塞,這樣會(huì)導(dǎo)致凈化能力下降,從而導(dǎo)致排放不達(dá)標(biāo),因此需要清洗一下,具體清洗里程數(shù)每輛車(chē)可能還不一樣,可以參考保養(yǎng)手冊(cè)。
以上就是有關(guān)三元催化器的一些知識(shí),希望對(duì)大家能夠起到幫助。
具體的工作原理需要一本2萬(wàn)字的小冊(cè)子。這里只簡(jiǎn)單科普以下概念。
汽油燃油發(fā)動(dòng)機(jī)排放物主要污染物為一氧化碳(CO),碳?xì)浠衔?CHx)和氮氧化合物(NOx)。
這些污染物在排氣系統(tǒng)不會(huì)自然轉(zhuǎn)化為無(wú)害物。
研究發(fā)現(xiàn)鉑銠等貴金屬作為催化劑可以促進(jìn)這三種廢氣從有害轉(zhuǎn)化為無(wú)害,但轉(zhuǎn)化效率與貴金屬品種以及含量溫度廢氣成分有關(guān)??蒲腥藛T把可以促使廢氣轉(zhuǎn)化的裝置稱(chēng)為催化轉(zhuǎn)化器。
科研人員找到了其中的規(guī)律并制成商品。因?yàn)橐谠摦a(chǎn)品中發(fā)生倆個(gè)催化氧化(一氧化碳被氧化成二氧化碳,碳?xì)浔谎趸锒趸己退?反應(yīng)和一個(gè)催化還原(氧氮化合物被還原成氮?dú)夂退?反應(yīng),即共有三種(元)物質(zhì)發(fā)生了催化反應(yīng),因此將汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的排放轉(zhuǎn)化器稱(chēng)為三元催化轉(zhuǎn)化器。
需要指出的是:為了應(yīng)對(duì)苛刻的廢氣排放標(biāo)準(zhǔn),提高轉(zhuǎn)化效率,有些車(chē)會(huì)增加顆粒物捕捉器(如柴油機(jī)的尿素罐),將三元催化器分為還原型催化轉(zhuǎn)化器(主要針對(duì)氮氧化物物)和氧化型催化轉(zhuǎn)化器(主要針對(duì)碳?xì)浜脱醯衔?。
它的作用是凈化尾氣降低污染,由非常多稀有金屬組合而成的蜂窩狀零件,它可將 汽車(chē) 尾氣排出的一氧化碳、碳?xì)浠衔锏扔泻怏w通過(guò)氧化和還原作用轉(zhuǎn)變?yōu)闊o(wú)害的二氧化碳、水和氮?dú)?。由于這種催化器可將廢氣轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì),故稱(chēng)三元。
我國(guó)使用的汽油含硫、磷量高,它能在氧傳感器和三元催化器表面形成化學(xué)絡(luò)合物。中國(guó)的城市交通只能用堵來(lái)形容,開(kāi)開(kāi)停停的狀況會(huì)使燃油不充分燃燒,不充分燃燒產(chǎn)物會(huì)附著在三元催化器表面。車(chē)輛在做清洗噴油嘴、節(jié)氣門(mén)、進(jìn)氣道養(yǎng)護(hù)時(shí)積碳、顆粒物會(huì)污染三元催化器。
這些都會(huì)影響三元的正常使用。三元不能正常使用會(huì)導(dǎo)致車(chē)輛無(wú)法達(dá)到尾氣排放標(biāo)準(zhǔn),造成三元10-20萬(wàn)公里使用壽命縮短3-5萬(wàn)公里;
三元排氣不暢,背壓提高,車(chē)輛廢油,動(dòng)力下降,嚴(yán)重時(shí)會(huì)阻塞三元,造成車(chē)輛動(dòng)力嚴(yán)重不足,甚至引起車(chē)輛自燃。
三元催化器是很重要的 汽車(chē) 部件,通常車(chē)輛每行駛3萬(wàn)公里需清洗三元催化器否則車(chē)出現(xiàn)尾氣排放超標(biāo)、發(fā)動(dòng)機(jī)故障燈亮起、排氣管燒紅,異響,排氣怪味難聞。
三元催化器的工作原理是 當(dāng)高溫的 汽車(chē) 尾氣通過(guò)凈化裝置時(shí),三元催化器中的凈化劑將增強(qiáng)CO、碳?xì)浠衔锖蚇Ox三種氣體的活性,促使其進(jìn)行一定的氧化-還原化學(xué)反應(yīng)