前面的文章里已經(jīng)介紹了汽油發(fā)動機(jī)（SI）,，柴油發(fā)動機(jī)（CI）,，以及汽油缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)（GDI）的產(chǎn)生的不同污染物，其生成原理與主要影響因素,。既然已經(jīng)盡最大可能去優(yōu)化發(fā)動機(jī),，改善提高其燃燒效率，盡可能的減少污染物的生成,，但是不可避免這些污染物還是會產(chǎn)生,，所以使用尾氣處理裝置使用催化劑等化學(xué)元素來轉(zhuǎn)化這些污染物，使之成為無污染的氣體,。使排出的尾氣標(biāo)準(zhǔn)可以符合越來越嚴(yán)苛的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn),。

今天這篇文章先來介紹汽油發(fā)動機(jī)的尾氣處理裝置—三元催化器（three way catalyst）。

汽油發(fā)動機(jī)排出的污染氣體主要有三種,，一氧化碳（CO）,，碳?xì)浠衔铮℉C），氮氧化物（NOX）,，之所以稱之為三元的意思就是它能同時將這三種污染物轉(zhuǎn)化。當(dāng)然任何的轉(zhuǎn)化都是有效率的,，也都是有條件的,，對于催化劑來說，兩個最重要的因素,，空燃比（A/F）和溫度（T）,。

其轉(zhuǎn)化效率圖如下圖所示：

從圖上陰影可看出，只有在理想空燃比時,，這三種污染物的轉(zhuǎn)化效率才會相對同時最高,。

起燃溫度（light-off temperature）

溫度對催化劑來說很重要,，只有達(dá)到合適的溫度，才能使化學(xué)反應(yīng)的速率達(dá)到最高,。這也是為什么在汽車尾氣排放檢測中,，冷啟動時收集到的氣體是很重要的一項檢查，因為發(fā)動機(jī)剛啟動,，排氣溫度低,，催化劑活性較低，污染物無法高效轉(zhuǎn)化,。

基底載體（substrate）

催化劑的基底形似馬蜂窩狀,，為的是在有效的空間內(nèi)，盡可能大的增加與廢氣的有效接觸面積,。就像這個樣子,。孔的密度不同,，反應(yīng)效果也不同,。

載體需要有以下特點：

• 可以承受高溫 （T >1200 度）

• 結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要合適

• 密度要小

• 熱膨脹系數(shù)要小

• 與涂層的兼容性要好

• 低成本

涂層（washcoat）

涂層的作用就是可以讓催化劑附著于上，主要物質(zhì)氧化鋁（AL2O3）,。涂層材料要有好的比表面積（specificsurface area）,，和熱穩(wěn)定性（thermalstability）。

貴金屬（precious metal）

重中之重,，整個催化器中最重要的東西就是這幾種貴金屬,。最常見的催化劑是鉑族金屬（platinum group metals PGM）.包括鉑（白金，platinum）,，鈀（鈀金,，palladium），銠（rhodium）,。

前兩種貴金屬主要用于氧化反應(yīng),，轉(zhuǎn)化CO和HC， 第三種主要用于轉(zhuǎn)化氮氧化物NOX,。

各個汽車廠家都在想辦法如何降低催化器起燃溫度,，擴(kuò)寬反應(yīng)窗口。從而減少在汽車?yán)鋯与A段時排出的污染氣體,。從催化器的安裝位置,，貴金屬的混合比例，改變催化器形狀結(jié)構(gòu),，附加元件的使用（比如電加熱）等等等等,，

比如前置催化器（closecoupled catalyst--CCC）.讓催化器緊挨著發(fā)動機(jī)排氣口。這種布置可以讓車在歐洲行駛循環(huán)測試（NEDC）中20秒內(nèi)達(dá)到起燃溫度。從而可以減少50％的碳?xì)浠衔锱欧拧?/p>

再比如利用電流預(yù)加熱,。碳?xì)浠衔铮℉C）可減少20％至60％,。

科技在進(jìn)步，技術(shù)越來越成熟,，相信將來會有更為先進(jìn)的催化器面世,。