三元催化器总成系统基础知识课件.ppt

每天进步一点点每天进步一点点Improving little by little Everyday三元催化器总成系三元催化器总成系统基础知识统基础知识部门：动力总成部部门：动力总成部讲师：张剑讲师：张剑每天进步一点点每天进步一点点Improving little by little Everyday目 录一、系统概述一、系统概述二、有害气体对人体的危害二、有害气体对人体的危害三、有害气体的产生机理三、有害气体的产生机理四、催化剂概述四、催化剂概述五、催化器厂家问题及整改方案五、催化器厂家问题及整改方案每天进步一点点每天进步一点点Improving little by little Everyday一、系统概述一、系统概述（一）、三元催化器的组成（一）、三元催化器的组成1、主要组成：、主要组成：三元催化器总成主要由壳体、载体、减震层、催化剂等组成三元催化器总成主要由壳体、载体、减震层、催化剂等组成每天进步一点点每天进步一点点Improving little by little Everyday一、系统概述一、系统概述（二）、三元催化器的功能（二）、三元催化器的功能三元催化器的功能：三元催化器的功能：将发动机燃烧后排出的有害气体转化将发动机燃烧后排出的有害气体转化成无害气体后排往大气。

催化转化器中的催化剂可以促进成无害气体后排往大气催化转化器中的催化剂可以促进碳氢化合物（碳氢化合物（HC）和一氧化碳（）和一氧化碳（CO）的氧化反应，将其）的氧化反应，将其分别转化成水蒸气（分别转化成水蒸气（H2O）和二氧化碳（）和二氧化碳（CO2）；同时把）；同时把氮氧化物（氮氧化物（NOX）还原成为氮气（）还原成为氮气（N2）每天进步一点点每天进步一点点Improving little by little Everyday二、有害气体对人体的危害二、有害气体对人体的危害（一）有害气体对人体的危害（一）有害气体对人体的危害 一氧化碳一氧化碳(CO)：一氧化碳会降低人体血液的输氧能力，抑制：一氧化碳会降低人体血液的输氧能力，抑制思考，使人反应迟钝，引起睡意：浓度增加会使人出现头疼、发思考，使人反应迟钝，引起睡意：浓度增加会使人出现头疼、发昏等症状，严重的情况下还有可能使人中毒致死昏等症状，严重的情况下还有可能使人中毒致死碳氢化合物碳氢化合物(HC)：机动车排放出的不饱和碳氢化合物，包括烯烃、：机动车排放出的不饱和碳氢化合物，包括烯烃、烷烃、芳香烃，是造成烟雾的主要因素之一其中芳香烃损害人烷烃、芳香烃，是造成烟雾的主要因素之一。

其中芳香烃损害人体神经系统，还是人体致癌因素体神经系统，还是人体致癌因素氮氧化物氮氧化物(NOx)：有强烈的刺激性气味，对肺和心肌有很强：有强烈的刺激性气味，对肺和心肌有很强的损害作用，在水中沉积会导致水的富营养化：其中的损害作用，在水中沉积会导致水的富营养化：其中N02会降低肺会降低肺功能，哮喘病人和儿童最容易受害，而且功能，哮喘病人和儿童最容易受害，而且NO是产生臭氧是产生臭氧(03)的的主要物质之一主要物质之一每天进步一点点每天进步一点点Improving little by little Everyday二、有害气体对人体的危害二、有害气体对人体的危害（一）有害气体对人体的危害（一）有害气体对人体的危害 二氧化硫二氧化硫(S02)，S02、NOx(主要是主要是N02)形成酸雨形成酸雨引起雨水引起雨水pH值的降低，严重污染河流、湖泊，破坏生值的降低，严重污染河流、湖泊，破坏生态系统的自然平衡，并严重腐蚀建筑物态系统的自然平衡，并严重腐蚀建筑物铅铅(Pb):对血液、骨路和神经系统有损害铅对血液、骨路和神经系统有损害铅(Pb)对妇女儿童的危害极大，如对妇女儿童的危害极大，如:儿童多动症、孕妇习惯性儿童多动症、孕妇习惯性流产都与此有关。

流产都与此有关醛类醛类(Cn1H2ICHO):它刺激眼睛和鼻黏膜，它刺激眼睛和鼻黏膜，有麻痹作用有麻痹作用碳烟微粒碳烟微粒(PM)，以柴油车为甚柴油微粒直径大，以柴油车为甚柴油微粒直径大多小于多小于0.3Pm，属可吸入微粒，易引起肺组织摩擦损伤属可吸入微粒，易引起肺组织摩擦损伤碳烟微粒具有吸附区，可携带其他有毒物或致癌物碳烟微粒具有吸附区，可携带其他有毒物或致癌物每天进步一点点每天进步一点点Improving little by little Everyday三、有害气体的产生机理三、有害气体的产生机理（二）有害气体的产生机理（二）有害气体的产生机理 一、一、CO的产生受混合气浓度的影响，由于缺氧使燃料中的产生受混合气浓度的影响，由于缺氧使燃料中的的C不能完全氧化程不能完全氧化程CO2，CO作为中间物产生作为中间物产生;二、在排气过程中，为燃碳氢化合物二、在排气过程中，为燃碳氢化合物CH的不完全氧化也的不完全氧化也会产生少量会产生少量CO每天进步一点点每天进步一点点Improving little by little Everyday 一、不完全燃烧：怠速或高负荷工况，混合气浓度过高，形成不一、不完全燃烧：怠速或高负荷工况，混合气浓度过高，形成不完全燃烧；加速或减速时，混合气过浓或过稀也会产生不完全燃烧；完全燃烧；加速或减速时，混合气过浓或过稀也会产生不完全燃烧；混合气不均也是不完全燃烧产生混合气不均也是不完全燃烧产生CH的重要原因。

的重要原因二、壁面淬熄效应：所谓壁面淬熄效应是指温度较低的燃烧室壁二、壁面淬熄效应：所谓壁面淬熄效应是指温度较低的燃烧室壁面对火焰的迅速冷却，使活化分子的能量被吸收，链式反应被中断，面对火焰的迅速冷却，使活化分子的能量被吸收，链式反应被中断，在壁面形成在壁面形成0.1-0.2mm左右的不燃烧或者不完全燃烧的火焰淬熄层，左右的不燃烧或者不完全燃烧的火焰淬熄层，产生大量未燃烧产生大量未燃烧HC三、有害气体的产生机理三、有害气体的产生机理（二）有害气体的产生机理（二）有害气体的产生机理每天进步一点点每天进步一点点Improving little by little Everyday三、有害气体的产生机理三、有害气体的产生机理 壁面油膜和积炭吸附：气缸避面上的润滑油膜以及沉淀在气壁面油膜和积炭吸附：气缸避面上的润滑油膜以及沉淀在气缸内的多孔积炭会吸附燃料混合气体及燃料蒸汽，这些气体在膨缸内的多孔积炭会吸附燃料混合气体及燃料蒸汽，这些气体在膨胀和排气过程中，逐步释放出来，少部分被氧化，大部分随燃烧胀和排气过程中，逐步释放出来，少部分被氧化，大部分随燃烧气体排出气体排出壁面淬熄产生的壁面淬熄产生的CH占排放总量的占排放总量的30%-50%，壁面油膜和积，壁面油膜和积炭吸附产生的碳氢高达炭吸附产生的碳氢高达35%-50%。

二）有害气体的产生机理（二）有害气体的产生机理每天进步一点点每天进步一点点Improving little by little Everyday三、有害气体的产生机理三、有害气体的产生机理（二）有害气体的产生机理（二）有害气体的产生机理 高温高温NO：高温下：高温下O2分子分解为分子分解为O原子，与原子，与N发生强烈发生强烈吸热反应，由于反应在吸热反应，由于反应在1900K下才能进行所以称为高温下才能进行所以称为高温NO激发激发NO：内燃机中混合气在过浓条件下容易产生激发：内燃机中混合气在过浓条件下容易产生激发NO，此反应部需要较高的温度此反应部需要较高的温度燃料燃料NO：，燃料中的氮化合物分解后生成，燃料中的氮化合物分解后生成BCN和和NH3等中间产物，并逐步生成等中间产物，并逐步生成NO，该反应在，该反应在1900K以下就可以以下就可以进行综上所述：产生综上所述：产生NO的三大要素为温度、氧浓度和反应的三大要素为温度、氧浓度和反应时间即在高温、富氧和较长反应时间下时间即在高温、富氧和较长反应时间下NO生成量较大生成量较大每天进步一点点每天进步一点点Improving little by little Everyday三、有害气体的产生机理三、有害气体的产生机理（二）有害气体的产生机理（二）有害气体的产生机理 碳烟的生成机理是由烃类材料在高温缺氧条件下裂解产生的，碳烟的生成机理是由烃类材料在高温缺氧条件下裂解产生的，它们不断脱氢形成原子级的碳粒子，逐渐聚合成它们不断脱氢形成原子级的碳粒子，逐渐聚合成2nm的碳核。

以的碳核以及碳核相互碰撞发生的凝聚，使碳核继续增大，成为直径及碳核相互碰撞发生的凝聚，使碳核继续增大，成为直径20-30nm的碳烟基元；碳烟基元经过相互聚集形成的碳烟基元；碳烟基元经过相互聚集形成1 u m以下的球状以下的球状或者链状的多孔性聚合物重硫分的未燃烃、硫酸盐以及水分在或者链状的多孔性聚合物重硫分的未燃烃、硫酸盐以及水分在碳烟上吸附凝集，形成微粒排放碳烟上吸附凝集，形成微粒排放每天进步一点点每天进步一点点Improving little by little Everyday四、催化剂概述四、催化剂概述（一）催化剂的分类（一）催化剂的分类 催化转换剂是控制排放的有效手段之一，根据组成及作催化转换剂是控制排放的有效手段之一，根据组成及作用不同可以分为三类：用不同可以分为三类：二效催化剂：该类催化器属于氧化催化剂，使用铂、铑二效催化剂：该类催化器属于氧化催化剂，使用铂、铑或两者混合来提高尾气中还原性气体或两者混合来提高尾气中还原性气体(CO、HC)与氧气反应的与氧气反应的速度从而降低速度从而降低CO、HC的排放三效催化剂：三效催化器组合通常是铂、钯、铑除了三效催化剂：三效催化器组合通常是铂、钯、铑。

除了和二效催化剂一样增加和二效催化剂一样增加CH和和CO的转化，钯和铑还加速的转化，钯和铑还加速NO反反应，即三效催化剂能够对三种主要的排气污染物进行进化应，即三效催化剂能够对三种主要的排气污染物进行进化每天进步一点点每天进步一点点Improving little by little Everyday汽车三元催化剂的关键组分是催化剂的活性组分常用的活性组分有汽车三元催化剂的关键组分是催化剂的活性组分常用的活性组分有铂、铑、钯等贵金属和铈、镧、镨、钕等稀土元素和铜、铁、铬、锰、铂、铑、钯等贵金属和铈、镧、镨、钕等稀土元素和铜、铁、铬、锰、钴、镍等普通金属钴、镍等普通金属四、催化剂概述四、催化剂概述（二）三元催化器的组份（二）三元催化器的组份每天进步一点点每天进步一点点Improving little by little Everyday四、催化剂概述四、催化剂概述（三）催化剂组分的作用（三）催化剂组分的作用铑：铑在三元催化剂中控制氮氧化物铑：铑在三元催化剂中控制氮氧化物NO，它在较低的温度下选择性，它在较低的温度下选择性的还原的还原NOX为氮气铂：铂在三效催化剂中的主要贡献是转化一氧化碳和碳氢化合物。

铂：铂在三效催化剂中的主要贡献是转化一氧化碳和碳氢化合物钯：钯与铂一样在三效催化剂中用来转化一氧化碳和碳氢化合物钯：钯与铂一样在三效催化剂中用来转化一氧化碳和碳氢化合物稀土元素：稀土元素：a)存储及释放氧；存储及释放氧；b)稳定载体涂层；稳定载体涂层；c)促进水煤气转化反应和水蒸气重整反应；促进水煤气转化反应和水蒸气重整反应；d)改变反应动力学改变反应动力学每天进步一点点每天进步一点点Improving little by little Everyday四、催化剂概述四、催化剂概述（三）催化剂组分的作用（三）催化剂组分的作用催化转化器是由壳体、减振层、载体以及催化剂四个部分组成，催化转化器是由壳体、减振层、载体以及催化剂四个部分组成，其中的催化剂通常是指催化活性组分和水洗涂层的合称，它是其中的催化剂通常是指催化活性组分和水洗涂层的合称，它是整个催化整个催化器的核心部分，决定着催化转化器的主要性能指标器的核心部分，决定着催化转化器的主要性能指标每天进步一点点每天进步一点点Improving little 。