关于三元催化转化器

关于三元催化转换器

<一>．三元催化转化器：

1.什么是三元催化转化器：三元催化转化

器，是安装在汽车排气系统中最重要的机外净

化装置，是目前汽油机中使用最广泛，最成熟

有效的有害排放物控制措施。它可将汽车尾气

排出的一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)和(NO

x

)

等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的

二氧化碳(CO

2)、水(H

2

O)和氮气(N

2

)。由于这种

催化转化器可同时将废气中的3种主要有害物质转化为无害物质，故称三元。

2.结构

3.工作原理：废气通过净化器的通道时,三种有害气体的活性增加，活化能降低。一氧化碳(CO)和碳氢化合物(HC)就会在催化剂铂(Pt)、钯(Pd)、铑(Rn)的作用下, 与空气中的氧发生氧

化反应产生无害的水(H

2O)和二当汽车氧化碳(CO

2

), 而氮氧化合物(NO

x

)则在催

化剂铑(Rn)的作用下被还原为无害的氧气(O

2)和氮气(N

2

)。

4.化学反应方程式：

氧化反应：

2CO+O

2→2CO

2

CO+H

2O→CO

2

+H

2

2C

x H

y

+(2x+0.5y)O

2

→yH

2

O+2xCO

2还原反应：

2NO+2CO→2CO

2

+N

2

2NO+2H

2

→2H

2

O+N

2

C x H

y

+(2x+0.5y)NO→0.5yH

2

O+xCO

2

+(x+0.25y)N

2 其他（有关水蒸气的反应）：

C

x

H

y

+xH

2

O→xCO+(x+0.5y)H

2

CO+H

2

O→CO

2

+H

2

H 2+0.5O

2

→H

2

O

总体上是个放热反应，因此催化转化器出口的温度应至少高于进口温度20%左右。

5.三元催化转化器的优劣：

优点：三元催化转化器的性能稳定、质量可靠、寿命长，净化效率非常高，可以净化90%以上的有害物质。可同时将废气中的三种主要有害物质转化为无害物质。

缺点：只能适用于无铅低硫汽油做燃料的汽车,价格并不低廉，清洗麻烦。

6.三元催化转化器的工作条件问题：

○1.空燃比：混合气中空气与燃料之间的质

量的比例。一般用每克燃料燃烧时所消耗的空气

的克数来表示。

右图表示了混合气浓度与三元催化转换器中

三种有害排放物的转换效率的关系。由图中可

见，只有在接近理论空燃比（14.7）的狭窄范围

内，对CO、HC、NO

x

这三种有害排放物才能都有

高的转换效率。因此使用三元催化转化器时，应

将混合气浓度严格控制在理论空燃比附近（过量空气系数a=1）。

○2.排气温度：废气从发动机排气口排出时的温度。

三元催化剂最低要在350 摄氏度的时候起反应，温度过低时，转换效率急剧下降；而催化剂的活性温度( 最佳的工作温度) 是400℃到800℃左右，超过900℃也会使催化剂老化急剧加剧。

由于发动机刚启动时，排气温度较低，要尽快将温度升高至最佳工作温度，因此三元催化转化器的安装位置一般尽量靠近排气管的入口。为保证较高的排气温度以改善转换效率，还可以安装

一较小的前置三元催化转换器，采用电加

热以及喷入部分燃油等。

但是，一般汽油发动机正常工作时，

排气口温度能达到700℃，再加上转化器

内部反应等情况，很有可能超过最佳工作

温度，减少使用寿命。因此排气温度也要

严格控制。

7.点火提前角对尾气温度的影响：

从点火时刻起到活塞到达压缩上止点，这段时间内曲轴转过的角度称为点火提前角。最佳点火提前角的作用就是在各种不同工况下使气体膨胀趋势最大段处于活塞做功下降行程，使效率最高。点火过早，会造成爆震，活塞上行受阻，效率降低，热负荷、机械负荷、噪声和振动加剧，这是应该防止的。点火过迟，气体做功困难，油耗大，效率低，排气声大。不论点火过早或过迟，都会影响转速的提升。

为了降低燃烧室内的最高压力和温度，降低尾气排放温度，可以适当的减小点火提前角以推迟点火。由右图可知，适当减小点火提前角还可以降低HC和的生成。但为了考虑做功效率、发动机负荷、油耗、爆震等因素，点火提前NO

x

角不宜过小。

8.三元催化转化器失效原因：

○1.由于汽油中含有硫、铅等有害物质，润滑油中含有磷、锌元素。这些物质及燃烧后的氧化物颗粒会在三元催化转化器内部的催化剂表面形成化学络合物，使催化剂无法与废气接触，失去催化作用。

○2.由于驾驶员的不良驾驶习惯，或者长期行驶在拥堵路面，发动机经常处于不完全燃烧状态，会在氧传感器和三元催化器内形成积炭，堵塞孔隙，造成失效。

○3.点火时间过迟或点火次序错乱、断火等，都会使未燃烧的混合气进入催化反应器，造成排气温度过高，影响催化转化器的效能。

9.解决办法：由于三元催化器主要载体是由贵重金属构成，价格十分昂贵，因此养护三元催化器也是降低用车成本的有效方法，定期清洗三元催化器是必要的。同时定期做整车保养。

<二>．三元催化转化器清洗剂：

1.什么是三元催化转化器清洗剂：三元催化清洗剂是一种清洗机动车三元催化转化器表面络合物的透明液体，能有效清除三元催化器表面的硫、磷等化学物，疏通排气管堵塞，恢复三元催化器活性，延长三元催化器使用寿命。清洗三元催化器是降低尾气排放的最直接、有效的方法。随着国家对机动车尾气排放检测的日趋严格，三元催化器清洗剂的市场也越来越大，被广大车友接受。目前市场上主流清洗剂的品牌中，均为国产品牌，如“铜爵三元清洗剂”等。

2.清洗剂使用方法：利用三元催化器清洗剂清洗机动车三元催化器，需要专门的清洗工具，类似医院输液，因此，三元催化器清洗俗称为“打吊瓶”。清洗液通过工具由进气真空管吸入发动机，通过燃烧室、排气管到达三元催化器，在一定温度下，与三元催化器表明的覆盖物发生化学反应，以达到清洁目的。