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三元催化器的原理及作用。  

2011-12-17 21:10:25|  分类: 汽车 |  标签: |举报 |字号 订阅

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汽车排放的废气主要由一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)和氮氧化合物(NOX)等组成,它们在空气中积累到一定程度后在太阳光线的作用下,氮气化合物和碳氢化合物会起反应,生成含有二氧化氮(NO2)和臭氧(O3)的光化学烟雾,这两种物质均难溶于水,被吸入人体会长驱直入到肺部,浓度大时可引起中毒性水肿,进入血液可形成变性血红蛋白,使组织缺氧,对人们健康危害极大。1955年美国洛杉矶市曾被光化学烟雾笼罩几天,几千人受害,三百人死亡。另外,氢氧化合物进入大气后会形成酸雨,危害生态环境。所以,随着汽车数量不断增加,世界各国日益重视汽车废气的排放问题。从70年代以来,欧美各国针对汽车排放问题相继制定了法律条例,控制汽车废气排放。这种政府行为促进了汽车排气净化装置的发展和应用,一种比较简便和有效的催化式排气净化器也就应运而生了。

催化式排气净化器的关键在于“催化”,也就是利用催化剂对汽车的废气进行净化,将废气中的有害物质转化为无害物质。早在70年代中期,美国已经实行了这种方法,以后被各国汽车业广泛使用,到目前为止仍是最有效的净化方法。催化式排气净化器有氧化型、双床型、三元型等多种型式,其中最常用的是三元型催化式净化器。欧共体规定从1993年1月开始,在欧共体各国出售的汽油发动机新车一律要配置三元型催化式净化器。

三元型催化式净化器的外形象一个排气消声器,实际上也起到消声器的作用。壳体用耐高温的不锈钢制成,内部的蜂巢式通道上涂有催化剂,催化剂的成份有铂、钯和铑等稀土金属,当汽车废气通过净化器的通道时,一氧化碳和碳氢化合物就会在催化剂铂与钯的作用下,与空气中的氧发生反应产生无害的水和二氧化碳,而氮氧化合物则在催化剂铑的作用下被还原为无害的氧和氮。所谓三元型催化式净化器是指汽车废气只要通过净化器本身,就可同时将废气中的三种主要有害物质转化为无害物质的一种高效率净化器。为了充分发挥三元催化剂的效率,必须要将汽车发动机的空燃比(充入气缸的空气量与进入气缸燃油量的重量比值)要接近理论上的比值,其空燃比只能在很小的范围内变动,否则就不能同时对废气中的三种有害物质进行净化。所以,三元型催化式净化器要与车上的电子计算机控制系统连在一起使用,用氧传感器检测排气中的氧浓度,将信息反馈到计算机,再由计算机去控制空燃比。

三元型催化式排气净化器是安装在汽车发动机的排气装置上,其净化效率十分高,可以净化90%以上的有害物质,是现代轿车上一种新的装置。当然,催化式排气净化器也不是全能的,它只能适用于无铅汽油做燃料的汽车,因为使用含铅汽油,废气中的铅就会复盖住催化剂,使净化器停止工作而不起任何作用,俗称“中毒”。因此,汽车使用三元型催化式排气净化器的前提条件有二个:一是要用无铅汽油,二是发动机要使用电控燃油喷射装置,这样,三元型催化式排气净化器才能起到净化效果。而且,三元型催化式排气净化器的技术较高,蜂巢式通道上的催化剂涂层如果展开的话,足有两个足球场面积那么大,制造工艺相当严格,但由于有良好的废气转化效果,因此得到广泛的应用。最近,北京执行了新的轻型汽车排放标准,上海及其它一些大城市也将会公布类此汽车排放标准,三元型催化式排气净化器在中国将会被大量使用。
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