催化转换器是汽车排气系统中不可或缺的组件。
催化转换器的功能是将废气及有毒气体转化为毒性较低的气体。换言之,它能减少内燃机排放废气中的碳氢化合物含量。这项创新工艺需要在气体排出车辆前改变其化学组成。
您是否思考过催化转换器内部构造如何实现这一过程?想象一个带有微型通道的金属腔体。因其密布的微通道结构,常被比作蜂巢。但这种特殊蜂巢结构由陶瓷基复合材料和多种贵金属制成。
当废气进入催化转换器的蜂巢结构时,会流经不同通道。在此过程中引发化学反应,转化有毒污染物。每个通道表面都镀有钯、铂、铑等金属催化剂,这些金属通过化学反应有效减少废气中的碳氢化合物、氮氧化物(NOx)和一氧化碳。
确保催化材料具有最大表面积至关重要,这正是采用蜂巢结构的原因。这些贵金属本身价值不菲,许多盗车贼专门窃取车辆催化转换器以获取其中贵金属。
以下是汽油车使用的两种主要催化剂及其构成金属:
氧化催化剂 – 由铂和钯金属构成。当一氧化碳和未燃燃料流经时,这些元素会被转化为水和二氧化碳。
还原催化剂 – 由铑和钯构成。当废气中的氮氧化物接触该催化剂时,会被分解为氧气和氮气。这对减少雾霾至关重要,因为氮氧化物是雾霾的主要成因之一。
早期催化转换器仅配备双向氧化功能,即只有氧化催化剂而无还原装置。但加拿大和美国政府对氮氧化物及其无法被氧化催化剂转化的问题提出监管要求,促使催化转换器标准升级为三元氧化/还原系统。
柴油车配备专门的柴油氧化催化剂,可吸收碳氢化合物和一氧化碳并将其转化为二氧化碳与水。该装置利用排气气流中的氧气实现转化,效率达90%,能显著减少可见颗粒物与排气异味。
结论
早期催化转换器曾使用镍、铁、铈、锰等廉价金属,但转化有毒废气的效果不佳。随着碳排放标准日益严格,汽车制造商不得不采用更昂贵的金属。实践证明铂、铑、钯是在降低碳氢化合物和还原氮氧化物方面最有效的金属材料。
若需更换催化转换器,费用可能介于1,000至3,000美元。这笔支出本质上是对贵金属价值的支付。切勿为省钱规避更换,否则在被查处时可能面临法律风险。