三元催化转化器ppt课件.ppt

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1、三元催化转化器动力机械及工程1一、概述二、三元催化转化器的作用、特点三、三元催化转化器的基本结构四、结构特征与工作原理五、催化剂使用工作环境条件六、三元催化转化器主要影响因素和失效模式2一、概述随着汽车工业的迅速发展,汽车保有量急剧增加，汽车排放对大气的污染已成为世界公害，直接危害着人类的健康,并破坏着自然界的生态平衡，已引起了各个国家的高度重视。汽车排放污染，不仅是一个环境保护问题,而且本身也造成能源浪费。汽车排气中的CO、HC对大气产生很大的污染。北京、广州、上海、重庆等大城市，单车污染物排放量较大，导致市区的大气污染以机

2、动车为首要污染源。据环保部门的研究结果，北京市机动车排放对大气污染物中CO、HC对大气产生很大的污染。3北京、广州、上海、重庆等大城市，单车污染物排放量较大，导致市区的大气污染以机动车为首要污染源。据环保部门的研究结果，北京市机动车排放对大气污染物中CO、HC、NO的分担率分别为63.4%、73.5%和46%；上海市中心地区机动车排放对大气中CO、HC、NO的分担率分别为86%、96%和56%。许多国家的大中城市的空气污染有五成以上来源于汽车所排出的废气。人类的生存环境已经遭到严重污染，生态平衡日趋恶化，且直接危害到人们的健康

3、，而汽车已成为主要的污染源。机内净化技术以改善发动机燃烧过程为主要内容，对降低排气污染起到了较大作用，但其效果有限，且不同程度地给汽车的动力性和经济性带来负4面影响。随着对发动机排放的日趋严格，改善发动机工作过程的难度越来越大，能统筹兼顾动力性、经济性和排放性能的发动机将越来越复杂，成本也急剧上升。因此，世界各国都先后开发废气后处理净化技术，在不影响发动机其他性能的同时，在排气系统中安装各种净化装置，采用物理的和化学的方法降低排气中的污染物最终向大气环境的排放。采用排气后处理装置可以减少排入大气的有害成分，在发达国家，车用汽

4、油机采用后处理装置较多。这些装置主要有三效催化转化器、热反应器和空气喷射器等。随着我国经济高速的发展，城市机动车辆日益增多，其废气已严重污染了大气环境，对三效催化转化器的需求将更为迫切。5二、三元催化转化器的作用、特点1.作用三元催化转化器通常亦被称为触媒。催化剂本身乃是一种特殊的化学混合物质，它用以加快介质的化学反应的速率，而催化剂本身的元素或成分则并不产生任何化学变化。催化剂必须通过采用某些特定的浸镀并烘干等复杂工艺处理，被可靠地涂敷在陶瓷载体的蜂窝孔的表面上。三元催化转化器的作用是将发动机运转工作过程所产生的燃烧废气中所

5、含的有害气体排放物，主6要指废气中的碳氢化合物（HC）、一氧化碳（CO）和氮氧化合物（NOx），转化成对人类社会环境无害的排放物，如二氧化碳、水蒸气和氮气。三效催化转化器的载体一般采用蜂窝结构，蜂窝表面有涂层和活性组分，与废气的接触表面积非常大，所以其净化效率高，当发动机的空燃比在理论空燃比附近时，三效催化剂可将90%的碳氢化合物和一氧化碳及70%的氮氧化物同时净化，因此这种催化器被称为三效催化转化器。目前，电子控制汽油喷射加三效催化转化器已成为国内外汽油车排放控制技术的主流。72．特点（1）内部隔热结构提高了耐久性、发动机仓

6、的热量管理，降低了噪声。（2）高温涂层技术使在高温环境下能够保持良好的排放性能。（3）牢固的催化床设计，提高耐久性。（4）针对客户车型的专项设计，理想实现发动机性能和排放达标匹配。8三、三元催化转化器的基本结构三元催化转化器是现代汽车发动机管理系统的排气再（后）处理子系统的主要零部件。其构成主要由作为催化转化反应床的、涂敷有促进化学转化反应的催化剂特制配方的涂层的金属薄板载体或陶瓷烧结载体、不锈钢焊接结构的外壳和介于载体与壳体之间，起耐热、隔热和减震作用的衬垫等元件构成，如下图：9101．壳体壳体是整个三效催化转化器的支承体。

7、壳体的材料和形状是影响催化转化器转化效率和使用寿命的重要因素。目前用得最多的壳体材料是含铬、镍等金属的不锈钢，这种材料具有热膨胀系数小、耐腐蚀性强等特点，适用于催化转化器恶劣的工作环境。2．垫层为了使载体在壳体内位置牢固，防止它因振动而损坏，为了补偿陶瓷与金属之间热膨胀性的差别，保证载体周围的气密性，在载体与壳体之间加有一块由软质耐热材料构成的垫层。垫层具有特殊的热膨胀性能，可以避免载体在壳体内部11发生窜动而导致载体破碎。另外，为了减小载体内部的温度梯度，以减小载体承受的热应力和壳体的热变形，垫层还应具有隔热性。常见的垫层有

8、金属网和陶瓷密封垫层两种形式。3．载体早期的催化剂曾采用氧化铝的球状载体，这种载体存在磨损快、阻力大的缺点，目前在汽车催化器中已不采用。美国康宁（Corning）公司于70年代初发明了陶瓷蜂窝载体，并很快占据了车用催化器载体的主导地位。之后，日本NGK公司也掌握了这种技术并开