第三节 排气净化装置

随着汽车保有量的与日俱增，汽车排气对人类健康的危害及对环境的污染也日甚一日。对此，世界各国都制定了相应的法规和标准，以期把汽车有害排放物控制在较低的水平。为了满足排放标准，必须对发动机排气进行净化。近几年来，汽车界开发和创制出许多净化排气的新技术和新装置。

一、发动机的有害排放物

以活塞式内燃机为动力的汽车是城市大气的主要污染源之一。汽车排放的污染物主要有一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化合物(NO_ｘ)和微粒。CO是燃油的不完全燃烧产物，是一种无色、无臭、无味的气体。它与血液中血红素的亲和力是氧气的300倍，因此当人吸入CO后，血液吸收和运送氧的能力降低，导致头晕、头痛等中毒症状。当吸入含容积浓度为0.3%的CO气体时，可致人于死亡。NO_ｘ主要是指NO和NO_２，产生于燃烧室内高温富氧的环境中。空气中NO_ｘ浓度在10～20ppm时可刺激口腔及鼻粘膜、眼角膜等。当NO_ｘ超过500ppm时，几分钟可使人出现肺气肿而死亡。

二、恒温进气系统

恒温进气系统也称进气温度自动调节系统。它是由空气加热装置(又称热炉)和安装在空气滤清器进气导流管上的控制装置构成的恒温进气系统多用于化油器式或节气门体喷射式发动机上。当发动机冷起动之后，在怠速或小节气门开度下工作时，由于温度低，须供给发动机浓混合气以保持其稳定运转。但浓混合气燃烧不完全，排气中CO和HC较多。若供给稀混合气，虽然可以减少有害气体的排放，但在低温下发动机不能稳定运转。恒温进气系统的功用就是在发动机冷起动之后，向发动机供给热空气，这时即使供给的是稀混合气，热空气也能促使汽油充分汽化和燃烧，从而减少了CO和HC的排放，又改善了发动机低温运转性能。当发动机温度升高后，恒温进气系统向发动机供给未经加热的环境空气。

三、二次空气喷射系统

很多汽车发动机装有二次空气喷射系统。虽然二次空气喷射系统有各种各样的结构，但其功用基本相同，即利用空气泵将新鲜空气经空气喷管喷入排气道或催化转换器，使排气中的CO和HC进一步氧化或燃烧成为二氧化碳(CO_２)和水(H_２O)。

四、催化转换器

催化转换器是利用催化剂的作用将排气中的CO、HC和NOx转换为对人体无害的气体的一种排气净化装置，也称作催化净化转换器。金属铂、钯或铑均可作催化剂。在化学反应过程中，催化剂只促进反应的进行，不是反应物的一部分。

催化转换器有氧化催化转换器和三元催化转换器。氧化催化转换器只将排气中的CO和HC氧化为CO_２和H_２O，因此这种催化转换器也称做二元催化转换器。必须向氧化催化转换器供给二次空气作为氧化剂，才能使其有效地工作。三元催化转换器可同时减少CO、HC和NOx的排放，它以排气中的CO和HC作为还原剂，把NO_ｘ还原为氮(N_２)和氧(O_２)，而CO和HC在还原反应中被氧化为CO_２和H_２O。当同时采用两种转换器时，通常把两者放在同一个转换器外壳内，而且三元催化转换器置于氧化催化转换器前面。排气经过三元催化转换器之后，部分未被氧化的CO和HC继续在氧化催化转换器中与供入的二次空气进行氧化反应。

五、柴油机微粒过滤器