20世纪70年代,热反应器在国外汽油车上广泛采用,热反应器主要作用是将CO和THC和二次引入的空气进行混合,产生二次反应。但是这种技术对NOx排放没有作用,由于三元催化的日益流行,现代的汽车不再使用热反应器。
尾气催化转化器的类型按催化剂的不同可以分为两类:氧化型催化和三元催化。
氧化催化主要还是针对尾气中的CO和THC,对NOx排放起不到抑制作用。三元催化剂顾名思义,它对尾气中的CO,THC有氧化的作用,对NOx有催化还原的效果。反应完全后产物是无毒的CO2、H2O和N2。
三元催化面临的挑战:
1.三元催化剂的成分主要是铂、铑和钯三种贵金属,尾气高温会使贵金属发生不可逆的氧化反应,久而久之,三元催化剂的效果会衰减,最终导致失效。
2.三元催化剂的载体是陶瓷,在尾气的高温下,陶瓷会发生熔化,导致尾气排放受阻,会产生排气背压,阻碍尾气正常排放和发动机正常运行。
3.汽油中含有金属铅,铅进入三元催化剂中会使其产生中毒效应,让三元催化的贵金属丧失其化学和物理作用。
此外,在如今盛行的缸内直喷技术背景下,三元催化效果也不是很好。在之前的文章中我们谈到过稀薄燃烧技术。这种技术可以提高燃油经济性,可以基本实现燃油的完全燃烧。但是在实际空燃比远远大于理论空燃比的情况下,空气中的氧含量也相对较高,高温和富氧是氮氧化物大量生成的根本原因,在尾气处理中,原本可以被还原的氮氧化物由于在氧气充足的条件下,化学反应进行起来很艰难,导致还原反应受阻,高温更是让三元催化剂的作用衰减。
总结:三元催化转化器比起以前的热反应器要有很多优势,但是应对当今的内燃机技术仍然还有很多挑战,在发展内燃机燃烧技术的同时,也要相应考虑到尾气排放问题。如今电动车也正积极加入汽车行业新布局,传统的内燃机汽车需要在动力和尾气方面增加更高效的技术。