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隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，如今快速增長的汽車數(shù)量也給大家的生活帶來了眾多的便利，但同時也加速了對空氣的污染速度，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，以降低對于環(huán)境的污染程度。
為什么汽車尾氣排放中會有污染物呢？這是因為內(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?、醛類化合物、含鉛化合物及各種顆粒物。因此汽車廠商會為引擎設(shè)計各種裝置來降低有害物質(zhì)的排放，同時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?？瓷先ズ芟袷桥艢夤苌系南暟?，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，其通氣孔會設(shè)計成網(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，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?，氮氧化合物被還原成氮氣和氧氣。簡單的說，那些因燃燒而產(chǎn)生對環(huán)境十分不友好且對人體有害的氣體會被轉(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)排放最有效的方法，不過三元催化器需要在溫度到達(dá)250°以上才能有效工作，溫度不夠高時其催化效率非常低。而最佳工作溫度則是在400-800 ℃左右，這個溫度范圍內(nèi)能實現(xiàn)最好的催化轉(zhuǎn)換效率，但當(dāng)車輛出現(xiàn)故障，排氣溫度過高時則容易加速其老化甚至出現(xiàn)損壞。
三元催化器為什么會壞
三元催化器作為引擎中的下游設(shè)備，其壽命會受到引擎工作狀態(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，有可能會對其造成損害。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，其貴金屬涂層會因為高溫而燒結(jié)壞死，進(jìn)而喪失工作能力。而三元催化器中的貴金屬對于硫/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，氧傳感器會燃燒后廢氣中氧的濃度轉(zhuǎn)換成電信號發(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，越接近這個理想的比例，三元催化的工作效率將達(dá)到最佳。因此對于三元催化器來說，氧傳感器是否正常工作顯得尤為重要，當(dāng)其出現(xiàn)故障時會降低催化效率，同時還會降低三元催化器的使用壽命。

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