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汽车三元催化器(汽车)

内容概述:三元催化器功能与结构特点,造成损坏的原因,正常清理修复。

「三元·催化器」是两个概念,三元指碳氢化合物(HC),氮氧化物(NOx)以及一氧化碳(CO)三种物质。这是汽车尾气中对空气质量破坏最严重的气体,所以需要净化处理后才能排放到空气中,催化器的功能正是净化这三种物质(所以才叫做三元催化器)。

图1:三元催化器动态运行概念。

汽车「三元催化器」的功能是什么·是否需要定期清理

图2:催化器结构特点。

汽车「三元催化器」的功能是什么·是否需要定期清理


三元催化器的核心为内部的【蜂巢状滤芯】,其内部的开孔中会有“铂铑钯”三种催化金属。在高温环境中三种气体会与三种催化剂反应,只有成为(相对)没有危害的二氧化碳、氮气、氧气和水。

滤芯孔的数量以「目」为单位,就像砂纸的概念一样:目数越小孔越少但是孔径越大,这种设定的净化能力就会比较差;不过排气会顺畅一些,排气背压低的动力感受会更好。

汽车「三元催化器」的功能是什么·是否需要定期清理


重点:随着汽车排放要求越来越高,催化器滤芯的目数也越来越大!结果是孔径变小导致尾气流速降低,这样能让尾气以更长的时间停留在催化器内部,与催化剂充分反应以降低尾气中有害气体的排放量(经过催化器的尾气并不能100%得到净化)。

随着滤芯目数的增加,发动机在冷启动升温过程中产生并排放的颗粒物(游离碳颗粒),在达到催化器滤芯后会逐渐造成积累并堵塞滤芯;结果会更大幅度的提升排气背压,车辆的动力会明显下降而造成拉升转速才能感受合理动力的状态,油耗会自然而然的升高。

汽车「三元催化器」的功能是什么·是否需要定期清理


清理方式

说明:车龄≤5年,或行驶里程≤10万公里的汽车,理论上催化器都不会堵塞到需要清理的程度。

假设已经处理过发动机积碳,并且检测或修复了喷油系统和点火系统,之后尾气检测仍然超标则有必要清理催化器了。清理的方式多种多样,大部分汽车用户更能接受免拆卸的“溶解剂”清理,然而这是效果最差且难以识别清理效果的笨方法。

汽车「三元催化器」的功能是什么·是否需要定期清理

三元催化器位于排气管理中的中间位置,部分催化器会集成发动机排气歧管,但大部分还是独立的催化器。拆卸这种催化器的技术难度很低,只要开上举升机升起车辆,等待降温后无非是拧几颗螺母而已。而拆卸后可以打开催化器以浸泡冲洗方式清洁滤芯,只要不用草酸理论上都不会有损伤;不过价值非常低的准报废车辆即使用草酸也没有什么影响了。

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堵塞≠损坏

三元催化器滤芯总会堵塞,但是损坏的概率是非常低的。

催化器损坏可能会造成点火困难、动力下降以及排气出现异响等情况,如果有这些情况则有可能是损坏。造成损坏的原因主要是尾气温度过高,上述三种气体与催化剂需要300℃左右的高温才能开始反应,催化器的理想运行温度约为600℃左右,而且不宜超过800℃——但是尾气的温度可以超过1000℃!

汽车「三元催化器」的功能是什么·是否需要定期清理

如果在用车过程中使用过某些特殊的“添加剂”,这些原料是有可能提升燃烧火焰温度的。那么尾气的整体温度就有可能超越催化器承受的极限,一旦达到1000℃左右既有可能导致催化剂涂层烧结,这种情况只有更换才能解决问题,清洗也改变不了催化剂的形态,当然也不能逆向反应使其回到原先的状态了。

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总结:三元催化器的堵塞是正常现象,损坏没有办法能修;所以在用车过程中只需要正常使用燃油,启动后随即正常驾驶(提高热机速度·降低积碳形成量),没有更多方式可以保护催化器了。


编辑:天和Auto-汽车科学岛

责编:天和MCN

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