三元催化转换器结构及功能

一、三元催化转换器结构及功能

三元催化转换器（three-way catalyst converter，TWC），又称催化净化器，是安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置。载体部件是一块多孔陶瓷材料，安装在特制的排气管当中。称其为载体，是因为其本身并不参加催化反应，而是在上面覆盖着一层铂、铑、钯等贵重金属。

1.安装位置

三元催化转换器串接在排气歧管和消声器之间，氧传感器之后。

图5-18　催化转换器结构图

2.三元催化转换器结构

三元催化转换器由金属外壳、陶瓷格栅基底和大约2 g的铑、铂涂层（作为催化剂）组成，如图5-18所示。

HC、CO是有毒气体，过多吸入会导致人死亡，而NO x会直接导致光化学烟雾的发生。经过研究证明，三元催化转换器是减少这些排放物的最有效的方法。通过氧化和还原反应，CO被氧化成CO2，HC被氧化成H2 O和CO2，NO x被还原成N2和O2。3种有害气体都变成了无害气体。三元催化剂最低要在350℃时起反应，温度过低时，转换效率急剧下降。而催化剂的活性温度（最佳的工作温度）是400～800℃，过高也会使催化剂老化加剧。在理想的空燃比14.7∶1下，催化转换的效果也最好。它安装在发动机排气管中，通过氧化、还原反应，生成CO2和N2，故又称之为三元（效）催化转换器。

3.三元催化转换器的作用

如图5-19所示，三元催化转换器可降低所排废气中的3种主要污染物，即碳氢化合物HC、一氧化碳CO和氮氧化物NO x，它可以把废气中的HC、CO变成H2O和CO2，同时将NO x分解成N2和O2。但只有当空燃比在14.7的狭窄范围内时才能进行完全催化反应，这就要求氧传感器的工作必须正常。

图5-19　三元催化转换器净化产物图