三元催化器究竟是什么东西?为什么车辆会需要

随着汽车工业的快速发展,如今快速增长的汽车数量也给大家的生活带来了众多的便利,但同时也加速了对空气的污染速度,在一些汽车保有量高的城市来说,汽车排放污染已成为空气污染的重要原因 。因此有关部门也在逐步提高车辆的相关排放标准,并督促汽车厂商使用更先进的技术来减少车辆污染物排放量,以降低对于环境的污染程度 。

三元催化器究竟是什么东西?为什么车辆会需要

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为什么汽车尾气排放中会有污染物呢?这是因为内燃机的工作需要使用各种化石燃料,比如汽油/柴油等,这些化石燃料在经过燃烧后会产生成分复杂的有害污染物,其中包括一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物、醛类化合物、含铅化合物及各种颗粒物 。因此汽车厂商会为引擎设计各种装置来降低有害物质的排放,同时通过整合在排气端的特殊装置,来进一步将污染物质转完成无害物质排出,而这个特殊的装置也就是我们俗称的三元催化器 。
三元催化器是什么
三元催化器究竟是什么东西?为什么车辆会需要

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所谓三元催化器,通常被安装在汽车排气系统最靠近引擎排气阀门的头段排气管中,通常看上去很像是排气管上的消声包,外面用双层不锈钢制成筒形,夹层中装有隔热材料,内部看上去呈网状的部分则由载体和催化材料组成 。
 
三元催化器究竟是什么东西?为什么车辆会需要

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通常三元催化器的载体为多孔陶瓷材料,其通气孔会设计成网状和多边形切面的样式 。但其载体并不参加催化作用,主要用来对废气进行催化的材料是覆盖在载体上的铂、铑、钯等贵金属材料,在高温的作用下将引擎燃烧排出的废气进行催化,并把有害气体通过氧化和还原作用转变为无害物质 。
三元催化器有什么用
引擎燃烧后废气的温度高达数百度,当其经过三元催化器时,附着在载体上的贵金属物质将增强CO一氧化碳、HC碳氢化合物和NOX氮氧化物气体的活性,促使其进行一定的氧化-还原化学反应,例如一氧化碳被氧化成二氧化碳,碳氢化合物被氧化成水和二氧化碳,氮氧化合物被还原成氮气和氧气 。简单的说,那些因燃烧而产生对环境十分不友好且对人体有害的气体会被转化,从而让最终经过排气管进入空气中的有害排放物大大减少 。
三元催化器究竟是什么东西?为什么车辆会需要

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在目前的技术条件下,三元催化器是减少有害物质排放最有效的方法,不过三元催化器需要在温度到达250°以上才能有效工作,温度不够高时其催化效率非常低 。而最佳工作温度则是在400-800 ℃左右,这个温度范围内能实现最好的催化转换效率,但当车辆出现故障,排气温度过高时则容易加速其老化甚至出现损坏 。
三元催化器为什么会坏
三元催化器作为引擎中的下游设备,其寿命会受到引擎工作状态的直接影响,当引擎工作不良或保养不当等情况时,有可能会对其造成损害 。比如三元催化器需要在一定的温度范围内才能有效工作,其最佳的工作温度一般在400—800℃,当温度超过1000℃时,其贵金属涂层会因为高温而烧结坏死,进而丧失工作能力 。而三元催化器中的贵金属对于硫/铅/磷/锌等元素非常敏感,它们分别来自于汽油和机油,这几种物质本身以及燃烧后形成氧化物颗粒,如吸附在三元催化器内部则会降低其催化作用,即所谓的“中毒”现象 。
三元催化器究竟是什么东西?为什么车辆会需要

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【三元催化器究竟是什么东西?为什么车辆会需要】 
正常的三元催化器内部
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堵塞的三元催化器内部
而另一个影响三元催化器效率的就是设置在其进气端的氧传感器,氧传感器会燃烧后废气中氧的浓度转换成电信号发送到ECU中,让ECU控制合适的喷油量来保持空燃比(空气和燃油的混合比例)最接近理想的14.7:1,越接近这个理想的比例,三元催化的工作效率将达到最佳 。因此对于三元催化器来说,氧传感器是否正常工作显得尤为重要,当其出现故障时会降低催化效率,同时还会降低三元催化器的使用寿命 。
如何让三元催化寿命更长
三元催化器工作环境十分恶劣,而且很容易受到各种不良因素的影响,因此为了保证污染物排放更低,同时也让其寿命更长,我们在日常使用时应该注意以下一些问题 。


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