同样是国六,为何燃气车要使用三元催化器?

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同样是国六,为何燃气车要使用三元催化器?

 

 【卡车之家 原创】燃气机和柴油机在工作原理等方面有着很大的区别,比如同样是国六卡车,天然气卡车的后处理系统会用到三元催化器,而柴油卡车的后处理系统却不用三元催化器,这种差异是怎么造成的呢?

● 两者的排放物有何区别?后处理过程有何区别?

要解答这个问题,我们需要先搞清楚这两种发动机的排放特性以及后处理思路。

柴油机的排放物主要是颗粒物和氮氧化合物。柴油被喷到气缸里时很难达到理想的雾化效果,会呈现局部缺氧局部富氧的状态。在缺氧燃烧的情况下,柴油燃烧不充分,会生成大量的颗粒物。在富氧燃烧的情况下,因为氮气含量同样很高,氮气和氧气在高温高压作用下会生成大量的氮氧化合物。

针对柴油机排放出来的大量颗粒物,国六柴油机主要通过DOC(柴油氧化催化器)和DPF(柴油颗粒捕集器)降低它的排放。针对氮氧化合物,柴油机主要通过SCR(选择性催化还原技术)来处理,在催化剂作用下,喷入排气管的尿素溶液会将氮氧化合物还原成无害的氮气和水。

燃气机的排放物主要是一氧化碳、碳氢化合物和少量氮氧化合物,颗粒物含量较低。天然气进入燃烧室后同样很难达到理想的与空气均匀混合的状态。在缺氧燃烧的情况下,天然气燃烧不充分,会生成大量的一氧化碳和碳氢化合物。在富氧燃烧的情况下,氮气和氧气同样会在高温高压作用下生成氮氧化合物。

国六燃气机主要通过三元催化器来处理排放出来的污染物,在其作用下,一氧化碳会被氧化成二氧化碳,碳氢化合物会被氧化成二氧化碳和水,氮氧化合物会被转化为氮气和氧气。

● 三元催化器是什么?

有的卡友一定会问三元催化器是什么?它是车辆后处理中最重要的机外净化装置,高温的汽车尾气经过三元催化器时,其中的催化剂会增强一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化合物的活性,引发氧化还原反应,三种有害的气体从而被转化成无害的二氧化碳、水和氮气。因为能同时将这三种主要的有害物质转化为无害物质,所以被叫做三元催化器。

钯铂浆

大家可别小看了这里面的催化剂,催化剂一般采用铂族金属(钯、铂、铑、钌、锇)或稀土材料制成,其中钯、铂、铑应用更为广泛,除了价格具有相对优势外,其物理性质也更稳定。但这三种金属同样价值不菲,下图展示了它们与黄金价格的差异(截至2021年3月31日金投网行情):

三元催化器的价格根据品牌、定位以及购买销售渠道的不同,价格也不尽相同,据说大货车上的三元催化器价格在2万元至10万余元不等。

● 柴油车为何不用三元催化器?

理清了柴油机的排放特性和三元催化器的工作过程后,再回过头看文章开头提出的问题,答案就显而易见了。

三元催化器无法大量催化颗粒物和氮氧化合物,自然就不适合用在柴油机上。目前燃气机大多采用当量燃烧技术,没有过量的空气进入,产生的氮氧化合物相比柴油机会少很多;同时因为天然气的主要成分是烷烃类物质,所以颗粒物排放较低,采用三元催化器即可满足排放要求。

● 如何保养三元催化器?

再来补充下如何保养和维护三元催化器:

1.注意油品,尽量不要加小油,油品问题是导致三元催化器损坏的最大原因;

2.避免发动机长时间空转,否则会导致部分混合气体未完全燃烧便进入后处理,造成催化器过热甚至烧坏;

3.注意不要托底,三元催化器的材料很脆弱,被碰撞后很容易破碎,导致后处理堵塞。

 

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