三元催化器的工作原理是什么？

現(xiàn)在的汽油車上都有一個尾氣凈化裝置，它的名字叫做三元催化器，其主要作用是將 汽車 尾氣中的一氧化碳、碳?xì)浠衔锖偷趸衔铮M(jìn)行氧化和還原處理，生成對大氣無害的二氧化碳、氮氣以及水，從而達(dá)到凈化的結(jié)果。但是很多人仍然弄不懂：這三元是什么意思??？這催化又是什么意思啊？它又是如何凈化尾氣的呢？它在使用中會不會消耗殆盡呢？下面我們就分別來回答這些問題并說說三元催化器的工作原理。

所謂的“三元”是指三元催化器中所含有的三種貴金屬元素，分別是鉑(Pt)、銠(Rh)、鈀(Pd)，這三種元素的金屬氧化物對某些化學(xué)反應(yīng)具有催化作用。為此，人們就把它們以催化劑涂層的形式涂敷在陶瓷基體上，安裝在 汽車 的排氣管中以催化 汽車 尾氣的氧化還原反應(yīng)，三元催化器也由此得名。在尾氣凈化過程中，鉑(Pt)和鈀(Pd)主要起催化一氧化碳和碳?xì)浠衔锏淖饔?，而?Rh)主要起催化氮氧化物的作用，陶瓷基體呈蜂窩狀，可以大大增加三元催化器的催化反應(yīng)面積。

所謂的“催化”是指三元催化器在凈化尾氣的過程中，能夠起到增強(qiáng)尾氣物質(zhì)活性、加快反應(yīng)速度的作用。但是它本身并不參與反應(yīng)，自身的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)不會發(fā)生變化，所以即使長時間工作，三元催化器也不會消耗殆盡。這就像我們在學(xué)高中化學(xué)時的氯酸鉀加熱分解制取氧氣的實驗，如果沒有二氧化錳，反應(yīng)會非常慢，但是加入少量的二氧化錳之后，反應(yīng)速度會大幅度提高，但二氧化錳本身并沒有任何消耗與性質(zhì)上的變化。這種催化反應(yīng)的過程和原理是非常復(fù)雜的，我們在此也不必討論，只需要知道三元催化器的作用就好了。

三元催化器具體的工作過程是：當(dāng)高溫的 汽車 尾氣通過凈化裝置時，三元催化器中的催化劑將增強(qiáng)一氧化碳、碳?xì)浠衔锖偷趸衔锶N氣體的活性，促使其在催化器表面進(jìn)行一定的氧化-還原化學(xué)反應(yīng)：一氧化碳在高溫下氧化成為無色、無毒的二氧化碳，碳?xì)浠衔镌诟邷叵卵趸伤投趸?，氮氧化物還原成氮氣和氧氣。就這樣三種有害氣體都變成了無毒無害的常見氣體， 汽車 尾氣就這樣得以凈化。

如果 汽車 上沒有三元催化器會怎么樣呢？ 汽車 尾氣中的三種有害氣體，在沒有催化器的情況下，相互之間的化學(xué)反應(yīng)速度是極慢的，有些反應(yīng)甚至無法進(jìn)行。因此這些有害氣體幾乎全部排放到了大氣中，大大增加了空氣的污染。在上世紀(jì)九十年代之前， 汽車 上就沒有三元催化器，導(dǎo)致某些城市的空氣污染極為嚴(yán)重，并且隨著車輛數(shù)量的增加，這種污染益發(fā)嚴(yán)重。后來某些西歐國家就開始強(qiáng)制使用三元催化器， 汽車 尾氣污染才得以有效控制，隨后這一做法在世界各地都開始施行，我國在2000年以后生產(chǎn)的汽油車上也強(qiáng)制安裝三元催化器?？梢哉f，三元催化器是 汽車 尾氣污染治理過程中的一個里程碑。

三元催化器在使用中不會消耗，所以也就無需定期更換。但是如果使用不當(dāng)，比如使用了劣質(zhì)燃油或含鉛汽油、經(jīng)常低溫低速行駛、長時間高負(fù)荷行駛等，會導(dǎo)致它鉛中毒、堵塞或高溫?zé)Y(jié)，從而失去對尾氣的催化作用。這種情況下一般只能更換三元催化器，但是它的價格可是不便宜的，普遍都在四五千元以上。有些人就想：三元催化器壞了我就把它拆掉不用了會怎樣？不就是尾氣污染大嗎？但是世界上這么多車，尾氣污染肯定不差我一個。

我相信有這種想法的人不在少數(shù)，特別是中國人，實在是太聰明了，總是能在嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼咧姓业铰┒?。不過這次恐怕要失算了。一方面， 汽車 沒有三元催化器，尾氣污染大，每年一次的檢車肯定不合格；另一方面， 汽車 在技術(shù)上已經(jīng)把這種行為屏蔽掉了。它是發(fā)動機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)中的一個重要元件，安裝在它上面的氧傳感器會檢測進(jìn)入與排出其中的廢氣氧含量，然后將信號反饋給發(fā)動機(jī)控制單元，以調(diào)節(jié)噴油量，形成閉環(huán)控制。如果不安裝它，發(fā)動機(jī)收不到正確的尾氣信號，會出現(xiàn)控制混亂的故障， 汽車 會出現(xiàn)加速無力、油耗增高等故障，發(fā)動機(jī)故障燈也會點亮。

三元催化器是一個車上非常重要的配件，它的工作狀態(tài)是否正常直接可以決定我們驗車的時候尾氣能不能達(dá)標(biāo)。不過不少車主對于三元催化器并不是很了解，今天我們來看看三元催化到底有什么用，以及它的工作原理是怎樣的。

我們先來看看三元催化器的作用，三元催化器的最主要作用就是凈化尾氣，它是一個安裝在排氣系統(tǒng)中的一個機(jī)外凈化裝置，一般來說舉起車輛我們在排氣管的位置就能看到它。它可以將 汽車 排出的類似一氧化碳啊、硫化氣體啊之類的有害氣體進(jìn)行過濾，轉(zhuǎn)化為二氧化碳、水和氮氣這種無毒無害的氣體。所以可以想象一下，如果沒有三元催化器我們的環(huán)境污染會更加嚴(yán)重。

它的工作原理是，在三元催化器內(nèi)有一組過濾裝置里面還有凈化劑，就好像我們凈水器的過濾裝置一樣，當(dāng)有害氣體通過三元催化器的時候，其中的凈化劑就將有害氣體吸附并且進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，從而變成無害的氣體。這就是它的基本工作原理，其實大家只要將三元催化器理解成一臺凈水器就都能理解了。

不過大家需要注意的是，由于三元催化器一直是吸附有害氣體的，而且和車輛排氣連接在一起，因此很容易被發(fā)動機(jī)帶出的積碳堵塞，這樣會導(dǎo)致凈化能力下降，從而導(dǎo)致排放不達(dá)標(biāo)，因此需要清洗一下，具體清洗里程數(shù)每輛車可能還不一樣，可以參考保養(yǎng)手冊。

以上就是有關(guān)三元催化器的一些知識，希望對大家能夠起到幫助。

具體的工作原理需要一本2萬字的小冊子。這里只簡單科普以下概念。

汽油燃油發(fā)動機(jī)排放物主要污染物為一氧化碳(CO)，碳?xì)浠衔?CHx)和氮氧化合物(NOx)。

這些污染物在排氣系統(tǒng)不會自然轉(zhuǎn)化為無害物。

研究發(fā)現(xiàn)鉑銠等貴金屬作為催化劑可以促進(jìn)這三種廢氣從有害轉(zhuǎn)化為無害，但轉(zhuǎn)化效率與貴金屬品種以及含量溫度廢氣成分有關(guān)?？蒲腥藛T把可以促使廢氣轉(zhuǎn)化的裝置稱為催化轉(zhuǎn)化器。

科研人員找到了其中的規(guī)律并制成商品。因為要在該產(chǎn)品中發(fā)生倆個催化氧化(一氧化碳被氧化成二氧化碳，碳?xì)浔谎趸锒趸己退?反應(yīng)和一個催化還原(氧氮化合物被還原成氮氣和水)反應(yīng)，即共有三種(元)物質(zhì)發(fā)生了催化反應(yīng)，因此將汽油發(fā)動機(jī)的排放轉(zhuǎn)化器稱為三元催化轉(zhuǎn)化器。

需要指出的是：為了應(yīng)對苛刻的廢氣排放標(biāo)準(zhǔn)，提高轉(zhuǎn)化效率，有些車會增加顆粒物捕捉器(如柴油機(jī)的尿素罐)，將三元催化器分為還原型催化轉(zhuǎn)化器(主要針對氮氧化物物)和氧化型催化轉(zhuǎn)化器(主要針對碳?xì)浜脱醯衔?。

它的作用是凈化尾氣降低污染，由非常多稀有金屬組合而成的蜂窩狀零件，它可將 汽車 尾氣排出的一氧化碳、碳?xì)浠衔锏扔泻怏w通過氧化和還原作用轉(zhuǎn)變?yōu)闊o害的二氧化碳、水和氮氣。由于這種催化器可將廢氣轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，故稱三元。

我國使用的汽油含硫、磷量高，它能在氧傳感器和三元催化器表面形成化學(xué)絡(luò)合物。中國的城市交通只能用堵來形容，開開停停的狀況會使燃油不充分燃燒，不充分燃燒產(chǎn)物會附著在三元催化器表面。車輛在做清洗噴油嘴、節(jié)氣門、進(jìn)氣道養(yǎng)護(hù)時積碳、顆粒物會污染三元催化器。

這些都會影響三元的正常使用。三元不能正常使用會導(dǎo)致車輛無法達(dá)到尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)，造成三元10-20萬公里使用壽命縮短3-5萬公里;

三元排氣不暢，背壓提高，車輛廢油，動力下降，嚴(yán)重時會阻塞三元，造成車輛動力嚴(yán)重不足，甚至引起車輛自燃。

三元催化器是很重要的 汽車 部件，通常車輛每行駛3萬公里需清洗三元催化器否則車出現(xiàn)尾氣排放超標(biāo)、發(fā)動機(jī)故障燈亮起、排氣管燒紅，異響，排氣怪味難聞。

三元催化器的工作原理是 當(dāng)高溫的 汽車 尾氣通過凈化裝置時，三元催化器中的凈化劑將增強(qiáng)CO、碳?xì)浠衔锖蚇Ox三種氣體的活性，促使其進(jìn)行一定的氧化-還原化學(xué)反應(yīng)