汽油机后处理净化技术

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汽车排放与控制技术
➢ 专门对发动机排气进行后处理的方法是将净化装置 串接在发动机的排气系统中，在废气排入大气前， 利用净化装置在排气系统中对其进行处理，以减少 排入大气的有害成分。在发达国家，车用汽油机采 用后处理装置较多。这些装置主要有三元催化转化 器、热反应器和空气喷射器等。目前，在发达国家 生产的汽油车几乎都装备了三效催化转化器，并已 有二十多年的商业化应用历史。随着我国经济的高 速发展，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。
➢ 为了减少催化转化器对汽车底板的高温辐射，避免路面 积水飞溅对催化转化器的激冷损坏以及路面飞石造成的 撞击损坏，壳体外面还装有半周或全周的隔热罩。
➢ 壳体的形状设计，要求尽可能减少流经催化转化器气流 的涡流和气流分流现象，使废气尽可能均匀分布在载体 的端面上，使附着在太载原理体工上大学的车活辆工性程涂系层可能承担相同的 废气注入量，让所有的活性涂层都能对废气产生加速反 应的作用，以提高催化转化器的转换效率和使用寿命。
➢TWC:Three W太原a理y工大C学a车t辆a工ly程t系ic Converter
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催化转化器的结构（圆形）
减振密封垫 外壳
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载体与催化剂
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三元催化转化器基本构造
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三元催化器将汽车排气系统中的 有害物质碳氢化合物、一氧化碳 太原理工大学车和辆工氮程氧系 化物转化为水蒸气、二氧 化碳和氮气。
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三元催化器的位置
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催化转换器安装在排气歧管之后、排气消声器之前的排气 管中。其作用是利用催化剂（通常是金属铂、钯和铑；稀土材 料。）的作用将排气中的CO、HC和NOx转换为对人体无害的 气体。催化转换器有氧化催化转换器和三元催化转换器。氧化 转换器只将排气中的CO、HC氧化成CO2和H2O，又称为二元 催化转换器，必须提供二次空气作为氧化剂。三元催化转换器 可以同时降低CO、HC和NOx的排放。它可以以排气中的CO和 HC作为还原剂，将NOx还原成氮气（N2）和氧气（O2），而 CO和HC则被氧化为CO2和H2O。当空燃比在理论空燃比 （14.7）附近时，氧化太-还原理原工反大学应车达辆工到程平系 衡， CO、HC和NOx 的排放同时达到最低。
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后处理净化技术
在尽量不影响发
动机性能的同时，在
排气系统中安装各种
净化装置，利用净化
装置在排气系统中对
废气进行处理来降低
最终向大气环境排放
的污染物。
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排气系统
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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。
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H2O
CO2
HC
N2
CO
NOx
CO
HC
NOx CO TWC 太原理工大学车辆工程系 2
H2O
N2
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汽车排放与控制技术
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第4章 汽油机后处理净化技术
4.1 概述 4.2 三效催化转化器 4.3 热反应器与空气喷射 4.4 稀薄燃烧汽油机尾气净化技术
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4.1
概述
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汽车排放与控制技术
4.2 三效催化转化器
三元催化转化器 是目前应用最多的废 气后处理技术。当发 动机工作时，废气经 排气管进入三效催化 转化器，将废气中对 环境有害的气体转变 成对环境无害的二太氧原理工大学车辆工程系 化碳和水。
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4.2.1 三效催化转化器的基本构造
➢ 三效催化转化器是 由壳体、垫层、载 体及催化剂四部分 构成的，如图所示 。其中催化剂是指 催化活性组分和涂 层的合称，它是整 个催化转化器的核 心部分，决定着催 化转化器的主要性太原理工大学车辆工程系 能指标。
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机内净化技术
以改善发动机燃烧过程为主，对降低排气 污染起到很大作用，但不同程度地给汽车的 动力性和经济性带来负面影响。
随着对发动机排放要求的日趋严格，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 各国都先后开发太原废理气工大后学车处辆工理程净系 化技术。
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概述
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三效催化转化器是目前应用最多的废气后处理净化技术
三效催化转化器一般采用蜂 窝结构载体，蜂窝表面有涂层和 活性组分，与废气的接触表面积 大，当发动机的空燃比在理论空 燃比附近时，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。对我们的环 境保护起到了关键作用。三效催 化转化器发展最快。
壳体
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垫片
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涂敷催化剂的载体
三元催化转化器 主要由壳体、垫片 和涂敷催化剂的载 体构成
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1.壳体
➢ 催化转化器壳体是催化转化器系统的支撑体。壳体通常 由奥氏体或铁素体镍镉耐热不锈钢板材做成双层结构， 以防氧化皮脱落造成催化剂的堵塞。催化转化器的壳体 作成双层结构，用来保证催化剂的反应温度。
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汽车排放与控制技术
➢壳体材料一般要选取不锈钢和耐热钢： ➢壳体的型腔要与载体尺寸相配， 过渡部分应合理引导 和分布气体的流动方太向原，理工体大积学车较辆大工程的系壳体在结构上要设 加强筋以提高刚度。