隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展,如今快速增長(zhǎng)的汽車數(shù)量也給大家的生活帶來了眾多的便利,但同時(shí)也加速了對(duì)空氣的污染速度,在一些汽車保有量高的城市來說,汽車排放污染已成為空氣污染的重要原因。因此有關(guān)部門也在逐步提高車輛的相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn),并督促汽車廠商使用更先進(jìn)的技術(shù)來減少車輛污染物排放量,以降低對(duì)于環(huán)境的污染程度。
為什么汽車尾氣排放中會(huì)有污染物呢?這是因?yàn)閮?nèi)燃機(jī)的工作需要使用各種化石燃料,比如汽油/柴油等,這些化石燃料在經(jīng)過燃燒后會(huì)產(chǎn)生成分復(fù)雜的有害污染物,其中包括一氧化碳、氮氧化物、碳?xì)浠衔铩⑷╊惢衔铩⒑U化合物及各種顆粒物。因此汽車廠商會(huì)為引擎設(shè)計(jì)各種裝置來降低有害物質(zhì)的排放,同時(shí)通過整合在排氣端的特殊裝置,來進(jìn)一步將污染物質(zhì)轉(zhuǎn)完成無害物質(zhì)排出,而這個(gè)特殊的裝置也就是我們俗稱的三元催化器。
三元催化器是什么
所謂三元催化器,通常被安裝在汽車排氣系統(tǒng)最靠近引擎排氣閥門的頭段排氣管中,通常看上去很像是排氣管上的消聲包,外面用雙層不銹鋼制成筒形,夾層中裝有隔熱材料,內(nèi)部看上去呈網(wǎng)狀的部分則由載體和催化材料組成。
通常三元催化器的載體為多孔陶瓷材料,其通氣孔會(huì)設(shè)計(jì)成網(wǎng)狀和多邊形切面的樣式。但其載體并不參加催化作用,主要用來對(duì)廢氣進(jìn)行催化的材料是覆蓋在載體上的鉑、銠、鈀等貴金屬材料,在高溫的作用下將引擎燃燒排出的廢氣進(jìn)行催化,并把有害氣體通過氧化和還原作用轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害物質(zhì)。
三元催化器有什么用
引擎燃燒后廢氣的溫度高達(dá)數(shù)百度,當(dāng)其經(jīng)過三元催化器時(shí),附著在載體上的貴金屬物質(zhì)將增強(qiáng)CO一氧化碳、HC碳?xì)浠衔锖蚇OX氮氧化物氣體的活性,促使其進(jìn)行一定的氧化-還原化學(xué)反應(yīng),例如一氧化碳被氧化成二氧化碳,碳?xì)浠衔锉谎趸伤投趸迹趸衔锉贿€原成氮?dú)夂脱鯕狻:?jiǎn)單的說,那些因燃燒而產(chǎn)生對(duì)環(huán)境十分不友好且對(duì)人體有害的氣體會(huì)被轉(zhuǎn)化,從而讓最終經(jīng)過排氣管進(jìn)入空氣中的有害排放物大大減少。
在目前的技術(shù)條件下,三元催化器是減少有害物質(zhì)排放最有效的***,不過三元催化器需要在溫度到達(dá)250°以上才能有效工作,溫度不夠高時(shí)其催化效率非常低。而最佳工作溫度則是在400-800℃左右,這個(gè)溫度范圍內(nèi)能實(shí)現(xiàn)最好的催化轉(zhuǎn)換效率,但當(dāng)車輛出現(xiàn)故障,排氣溫度過高時(shí)則容易加速其老化甚至出現(xiàn)損壞。
三元催化器為什么會(huì)壞
三元催化器作為引擎中的下游設(shè)備,其壽命會(huì)受到引擎工作狀態(tài)的直接影響,當(dāng)引擎工作不良或保養(yǎng)不當(dāng)?shù)惹闆r時(shí),有可能會(huì)對(duì)其造成損害。比如三元催化器需要在一定的溫度范圍內(nèi)才能有效工作,其最佳的工作溫度一般在400—800℃,當(dāng)溫度超過1000℃時(shí),其貴金屬涂層會(huì)因?yàn)楦邷囟鵁Y(jié)壞死,進(jìn)而喪失工作能力。而三元催化器中的貴金屬對(duì)于硫/鉛/磷/鋅等元素非常敏感,它們分別來自于汽油和機(jī)油,這幾種物質(zhì)本身以及燃燒后形成氧化物顆粒,如吸附在三元催化器內(nèi)部則會(huì)降低其催化作用,即所謂的“中毒”現(xiàn)象。
正常的三元催化器內(nèi)部
堵塞的三元催化器內(nèi)部
而另一個(gè)影響三元催化器效率的就是設(shè)置在其進(jìn)氣端的氧傳感器,氧傳感器會(huì)燃燒后廢氣中氧的濃度轉(zhuǎn)換成電信號(hào)發(fā)送到ECU中,讓ECU控制合適的噴油量來保持空燃比(空氣和燃油的混合比例)最接近理想的14.7:1,越接近這個(gè)理想的比例,三元催化的工作效率將達(dá)到最佳。因此對(duì)于三元催化器來說,氧傳感器是否正常工作顯得尤為重要,當(dāng)其出現(xiàn)故障時(shí)會(huì)降低催化效率,同時(shí)還會(huì)降低三元催化器的使用壽命。
如何讓三元催化壽命更長(zhǎng)
三元催化器工作環(huán)境十分惡劣,而且很容易受到各種不良因素的影響,因此為了保證污染物排放更低,同時(shí)也讓其壽命更長(zhǎng),我們?cè)谌粘J褂脮r(shí)應(yīng)該注意以下一些問題。
1、不要使用含鉛汽油,含鉛汽油在經(jīng)過燃燒后會(huì)排放出鉛顆粒,這些顆粒會(huì)覆蓋在三元催化器內(nèi)部,讓貴金屬與廢氣的反應(yīng)面積變小,降低轉(zhuǎn)換效率甚至導(dǎo)致三元催化器鉛中毒后失效。
2、過高的溫度會(huì)讓三元催化器內(nèi)的貴金屬成分產(chǎn)生化學(xué)變化,降低催化作用并導(dǎo)致其損壞,因此需要注意避免讓排氣溫度過高。在出現(xiàn)例如缺缸、燒機(jī)油、氧傳感器故障、水溫過高等狀況時(shí),需要及時(shí)對(duì)進(jìn)行維修。
3、三元催化器內(nèi)部多采用蜂窩狀陶瓷材料***載體,很容易因?yàn)榕鲎埠屯饬_擊后破碎,導(dǎo)致其失效甚至堵塞排氣管。因此,日常需要注意檢查排氣管身異響,保養(yǎng)時(shí)檢查三元催化器外殼是否有坑洼和破損,盡早發(fā)現(xiàn)問題并及時(shí)進(jìn)行處理。
4、使用燃油添加劑需要注意,老車盡量不要使用清潔能力太強(qiáng)的產(chǎn)品,應(yīng)該選用溫和清潔型慢慢的清理掉積碳,避免大塊積碳等物質(zhì)進(jìn)入三元催化器內(nèi)部,導(dǎo)致其失去催化能力或者將其堵塞。