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周磊

战战战兢兢,即生时不忘地狱;坦坦荡荡,虽逆境亦畅天怀。

 
 
 

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中国汽车行业知名专家、资深汽车行业评论员,知名汽车行业自媒体人,博派汽车自媒体联盟(AutoBot)发起人。

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你的岁月静好只因为它在负重前行,三元催化器  

2017-05-10 15:20:39|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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随着经济水平的提升,汽车保有量逐年增加,在为我们带来便利出行的同时,也制造出一些无法避免的问题,其中汽车尾气就是亟待解决的难题。为了解决这一难题,世界各国都制定了相应的排放法规,并越来越严格。近十年来,以排放法规为风向标的汽车制造业,在日趋严格的法规压力之下,不断研制出处理尾气的净化装置和新技术,这些我们平时看不到且不易感受的装置,现在已成为汽车不可或缺的一部分。今天车业杂谈就和大家聊聊汽油机汽车尾气方面的问题。

你的岁月静好只因为它在负重前行,三元催化器

汽车尾气究竟是何方妖孽?

汽车尾气其实就是发动机的燃烧产物,由于汽车在不同工况下,经常出现缺氧、燃油混合气混合不充分、燃烧温度过低等情况,导致部分燃油燃烧不充分甚至未燃烧就直接排出,因而生成有害的汽车尾气,其中包括一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化合物(NOx)等。

你的岁月静好只因为它在负重前行,三元催化器

如何降服这些魑魅魍魉?

目前,对车用发动机有害尾气排放物的控制主要有机内措施和后处理两种方式。

机内措施主要是从源头上解决燃烧问题,在燃油和空气的混合上、燃烧过程的控制上加以控制,再辅以废气再循环(EGR)等技术,尽可能达到理想状态的燃烧工况,最大限度的减少有害气体的排放。而后处理则是利用催化剂和废气的高温,将尾气中的有害气体净化为无害气体。在诸多后处理催化装置中,三效催化转换装置凭借其出色的废气转换效果,脱颖而出。

你的岁月静好只因为它在负重前行,三元催化器

三效催化转换装置就是我们通常所说的三元催化器,它一般安装在发动机排气歧管之后,平时我们很难一睹它的“风采”。这套系统是沃尔沃环保技术专家斯蒂芬沃尔曼在上世纪70年代初领导开发出来的,并于1976年第一次应用于沃尔沃自家汽车上。

你的岁月静好只因为它在负重前行,三元催化器

三元催化器主要由催化剂、载体、垫层、壳体等组成,其中催化剂又由铂、铑等活性成分与催化助剂组成。为了最大化的进行催化反应,催化器的载体常采用蜂窝陶瓷或金属孔网,在其表面涂上催化剂。

你的岁月静好只因为它在负重前行,三元催化器

有了这样一套装置,当含有有害气体的废气通过时,HC和CO在铂、钯的作用下转化为水和CO2,NOX在铑的作用下变为无害的氮,当温度在350℃左右时,就能够有效的将有害气体转化为安全气体。

你的岁月静好只因为它在负重前行,三元催化器

三元催化器的转化能力是毋庸置疑的,但其严苛的工作条件也让人为难,除了要求其工作温度超过350℃外,还要求空燃比为理论空燃比,以及必须使用无铅汽油(铅会覆盖在催化剂上使催化剂失效)。好在如今电控燃油喷射技术相当成熟,能够严格把控空燃比,而正常工况下废气的温度也足以达到350℃以上,所以三元催化器的正常运行在目前来看能够得到保证。

说到这里,细心的朋友就会提出,那在汽车刚启动,废气温度较低,三元催化不起作用的时候该怎么办呢?其实也有不少办法应对,比如我们可以采用将催化装置直接安装在排气管后的直接催化法,这种方法对冷态排放处理很有效,但苦于正常工作时受高温影响,所以需要提升催化装置耐热性;还可以采用电加热催化转换法,用外部电力提前加热催化剂,但这种方法对耗电量大,耐久可靠性差;此外,采用HC捕捉器也是不错的选择,拥有沸石、活性炭等吸附剂的HC捕捉器,能够在低温时吸附HC,并随着温度升高逐渐释放,所以与三元催化器配合使用效果很好。

你的岁月静好只因为它在负重前行,三元催化器

雾霾、PM2.5等名字的火热,把汽车尾气问题推到了风口浪尖,三元催化器作为有效解决排放问题的工具越来越被人重视。如果三元催化器堵塞、故障,不仅会使尾气排放超标,更是有汽车动力下降、油耗增加的风险。所以车业杂谈在这里提醒大家,三元催化器默默为我们奉献的同时,我们也应该使用优质燃油,定期保养汽车、清洗三元催化来回报它,这样不仅利于环境,更利于我们自己!

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