觸媒轉換器

 

概說
 
1. 氮氧化合物(NOx)與氧(O2)反應成為:二氧化氮(NO2)
2. 二氧化氮(NO2)與碳微粒中的碳(C)反應成為:一氧化碳(CO)與一氧化氮(NO)
3. 一氧化碳(CO)+一氧化氮(NO)+氧(O2)反應成為:二氧化碳(CO2)+-二氧化氮(NO2)

 

隨著環保意識的高漲,大家對空氣品質的要求越來越高,因此也開始仰制汽機車的排放廢氣,其中觸媒轉換器是抑制廢氣最為重要的,
而目前市面上的機車、汽車都已裝上了觸媒,在這老貓將為大家說明有鉛、 無鉛汽油之間的差異、以及觸媒轉換器的作用原理等。

 

何謂觸媒轉換器

 

大部分的人應該都聽過觸媒轉換器,但是真正看過或了解其作用的人卻不多,觸媒轉換器(Catdytic converter),
即為〝污染廢氣轉化器〞之意,一 般所說引擎內燃燒就是在引擎燃燒室內空氣與汽油混合氣體經火星塞點火爆炸的過程,假設為理想狀態下,
整個過程為完全燃燒,而所排放出來的的為二氧化碳、氮、水皆為對人體無害的物質,理論上是不造成污染的,而實際情況卻不是這樣,
隨著車子老化及開車騎車習慣、保養情形都會造成引擎燃燒的完全與否,所以排放出來的就不再是這些無害的物質,而變成CO、HC、NO等有
毒氣體,而觸媒轉換器主要的功能就是將有害的氣體還原,使其成為無害的氣體與物質而排放至空氣中。

 

觸媒轉換器的構造

 

觸媒裝置於排氣管內,以鉑,鈀、銠三種貴金屬所合成、作觸媒強迫CO、HC、NO等氣體和空氣中的氧做氧化作用,而還原為無害的二氧化碳、水和氮氣。
在將有害氣體轉換為無害物質過程中所需的氧氣則是在排氣管前端裝置單向閥門,將新鮮空氣導入排氣歧管內,增加氧化的功能,各家廠牌
所設計的方式不盡相同,都以達到空氣導入觸媒為目的。 早期的觸媒轉換器是塗在排氣管的內部,呈顆粒狀,氣體流通的阻力較大,對馬力
影響也大,新型的觸媒轉換器改用直通式形狀,以陶瓷製成極細的格狀,並在間隙表面覆以鉑、銠等成本高昂的貴金屬,當CO、HC、NO流經
觸媒轉換器內部通路時,一氧化碳和碳氫化合物經鉑金屬作用,與氧化合為二氧化碳和水蒸氣,而氮氫化合物及一氧化碳則經銠金屬作用,
將氮氧化合物還原成為氮氧,一氧化碳則氧化為二氧化碳。
以陶瓷為觸媒轉換器的基材是因為陶瓷可耐排氣高溫,不易變形,製成極細的格狀可使廢氣與這些活性金屬接觸面積增大,加強反應效果。
此設計使排氣較舊式的順暢許多,對馬力的影響也較小。
整個反應過程中,鉑和銠並不 參與化學反應,只作為加速有害氣體還原為無害物質的速度而已,在反應過程,鉑還是鉑,銠還是 鍺,
其化學性質依然不變,所以觸媒不經外力破壞基本上是會一直存在而不耗損的。 

 

有鉛無鉛汽油對觸媒及引擎的影響

 

觸媒轉換器最怕的就是汽油中所含的鉛,因為鉛會使鉑、銠等貴金屬的化學活性失效,失去催化的功用,所以裝有觸媒轉換器的車子非
使用無鉛汽油不可,如果不甚用錯汽油,嘿嘿嘿.......!觸媒會掛掉的。
汽油中所含的鉛並不是原來就有的,而是後來加進去的,其目的是保護引擎並穩定辛烷值。
引擎的壓縮比與使用汽油的辛烷值呈一定的關係,壓縮比愈高,所需辛烷值愈高,以防止辛烷值太低導致引擎在高壓縮比下產生
〝爆震〞,能夠提高辛烷值的物質不只一種,但鉛是最省錢且效果明顯的一種,當有鉛汽油在燃燒室經點火燃燒後,鉛元素會生
成氧化鉛並留於汽門上,變成一種保護磨可緩衝汽門與汽門座之間的衝擊力,並潤滑汽門挺桿,減少汽門機構的摩損,用此鉛不但
可提高引擎性能,尚能保護引擎、潤滑引擎,不過因為使用鉛所產生出來的有害物質難以用類似觸媒轉換器動作的方式來改變,
也因此只好捨棄這個俗又大碗的東西不用,想一想新鮮空氣的價值可真是不低。
轉換器位於排氣管的前段或中段,內部有鉑(白金)、鈀、銠三種貴金屬所合成,所以又稱三元觸媒轉換器,造價都要1~2萬元,
它的功能就是將引擎沒有燃燒乾淨的廢氣二次燃燒讓排放的廢氣能符合環保標準,不過要先利用排放的廢氣與催化的效果慢慢加溫
當達到工作溫度後才能正常的處理廢氣,所以冷車剛發動時廢氣還是會有明顯的汽油味,因為冷車時噴油嘴會送出較多的汽油來溫車、
提高轉速,再加上觸媒還無法完全將汽油轉換燃燒,所以汽油味還會很明顯!!

 

汽油引擎的熱效率很低,汽油的熱量約只有20~30%是成為引擎動能,其它就是熱能與未完全燃燒的廢氣排放到大氣中,
所以汽油引擎很不環保就是如此~觸媒它的原理是將未完全燃燒、含有汽油的的CxHx(碳氫化合物)廢氣,接觸到加熱的觸媒金屬
時能將廢氣二次燃燒將其分解成二氧化碳與水氣排放出來~我曾經遇過有問題的車子汽油供應過量使觸媒過度工作而整個燒
成紅鐵的暗紅色!!

 

有些改裝的車子或保養廠還會鼓吹車主將觸媒拆除裝上直通的空管讓排氣順暢、高速有力,但低速排氣回壓過低起步扭力會降低、
廢氣汙染,有一好沒兩好!!有些車子的含氧感知器是裝在觸媒後端(有些裝在前端、或前後端都有),來偵測廢氣中的含氧量來修正供油量,
但沒觸媒後含氧量跑掉反而使觸媒偵測到的數據不對而亮故障燈!!所以不是每項改裝都是好的,一定都會有副作用!!
若沒有觸媒轉換器 車子會比較省油也比較有力因為已經沒有阻礙排氣管已經變成直通了但是卻會造成空氣污染

 

改裝金屬觸媒
據產品製造商「勁茂」表示,該公司所製造的觸媒轉換器,內部金屬蜂巢載體是由多種特殊金屬箔片所組成,例如鉻、鈦、錳、鋁,並透過專利技術將鎳合金作為焊接材料,
將金屬箔片組合成蜂巢狀,因此該產品除真正具備轉換有毒物質的功效外,還可隨車主的喜好與車輛的引擎形式,訂製100-800目等
不同蜂巢密度的觸媒轉換器,提供其所需的引擎出力特性,因此非常適合應用於改裝市場上,能符合不同車主的需求。
此外,每個觸媒轉換器內部構造也與其他市面上的同性質產品不同,而是具備多層載體,並與載體間建立膨脹室,利用流體力學
的管流原理,使排氣管裡的觸媒間產生回壓,低速扭力更為飽滿,高速有不會產生過多阻力,影響馬力的累積,使車輛開起來更加
滑順有力,獲得更為暢快的駕駛感受。

 

目前該廠所推出的產品共可區分為三種款式,分別為紳士型、競技型與超跑型,透過這三種不同特性的觸媒產品,應能滿足多數的車主需求
,若真不喜歡的話,想要訂製也行,就看您的預算為何,建議售價:9000-20000元。

 

排氣管的原理 0收藏0推薦
排氣系統是從連接燃燒室的排氣口,經由排氣歧管(也就是頭段),排氣管中段(包括觸媒段),至排氣管尾段,就是整個廢氣排放流程。汽車引擎的排氣系統主要有兩個作用,一是將燃燒過後的高溫廢氣導至車後或車側排出,以避免影響車內乘員;二是利用「消音器」將在高溫高壓的廢氣排放過程中所產生的噪音降至可容許的限度。
整個廢氣排放過程中最先碰到的是排氣歧管,排氣歧管在設計上最重要的是避免各汽缸間的排氣相互干擾,使廢氣盡可能地完全排出管外,排氣管中段本身扮演的角色較為單純,只要將來自排氣歧管的廢氣導引至排氣尾管,有的排氣系統在中段處會多裝一個膨脹室以降低廢氣壓力;因為引擎內部的高溫和高壓廢氣在進入排氣歧管時壓力仍然很高,此時因接觸到排氣歧管管壁而會產生衝擊波,其出現之頻率可達到每分鐘數千次,每一次都會發出相當高頻的惱人噪音,所以需要善加處理,當廢氣經過排氣歧管之後,其衝擊波已從超音速降至穿音速甚至低於音速,但此時衝擊波發出的噪音依舊很大,光靠中段以後的管路不足以減低其威力,所以在中段及尾段處要加裝「膨賬室」及「消音器」以抵消其威力,有的排氣管設計只有尾段的一個消音器,有的則會在中段處多加一個膨脹室,消音器及膨脹室兩者外觀類似,差別在於消音器內部有多層隔板或多孔直通管道藉以吸收聲波及降低流速,而膨脹室只是單純地一個中空的大型容器,其目的也很單純地使廢氣膨脹以降低壓力,所以多一個膨脹室的設計會使噪音降低很多。
排氣系統本身會有回壓是不可避免的,這是來自進氣歧管、內部管路及消音器等的限制效果,設計者本身既要考慮減低噪音,又要盡可能地不阻礙廢氣的排放,還有引擎的輸出曲線、觸媒轉化器…等諸多因素,而如何在箇中尋求到一個平衡點將是一大難題。在排氣的流程中,從燃燒室的排氣門出來到排氣歧管,中間有一段位於引擎本體短短的管道,一般習稱為排氣孔道

 

在排氣管的改裝上,最受爭議的部份就在於回壓,有一派人士認為,過低的回壓會造成燃燒火焰直接衝出排氣門,將排氣氣門燒毀,所以必須有適度的回壓來抵擋排氣門開啟時所衝出的火焰,而且回壓若是過低,亦會造成動力輸出衰退的反效果;另有一派人士則支持回壓愈低愈好,排氣會更順暢,效果更好.........
管徑大,消音氣阻力小就能讓排氣順暢嗎?事實上則不然。因為我們可以看到許多人在更換了未經詳細計算的頭、中、尾整段排氣管之後,反而造成加速無力的窘狀,這原因在於“順暢”二字。或許\\有人會問,都已經這麼“通”了,為何還會不“順暢”呢?仔細觀察可以發現,當排氣管徑過粗時,每一個排氣的脈衝並無法填滿整個管徑,這時廢氣在管徑內即會形成亂流,排氣反而不會順暢。
同樣地,為何排氣管的改裝有分著重中低速扭力或是高轉速輸出的不同改法,以同樣的理論也可以說明,當管徑大到一個程度時,需要有足夠的排氣量才能填滿整個管徑,所以這就屬於俗稱著重高轉速的改法,低速扭力則無法兼顧。
排氣頭段對於整體排氣的效能而言,佔了絕大部份的影響力,要達到順暢的排氣狀態,在從每一缸的排氣門至各缸排氣管接合處必須都有等長的距離,因為每一汽缸的點火都有一定的順序,若各缸至接合處距離不等長時,每缸廢氣所跑的距離就不等長,因此在接合處會由於時間差而造成排氣堵塞在一起,影響排氣效能,但是原廠為了成本的考量,並不見得會將每缸的排氣距離拉成等長,所以當你的排氣系統上有觸媒轉換器、消音器、再加上不等長的排氣頭段,這無疑是雪上加霜,讓動力輸出大受影響。
如果你只是想要有較好聽的排氣聲浪,那你只需更換尾段的消音器就可以了,附加的好處是順便可以獲得“一些”性能的提升,不過這“一些”的多寡則視原廠設計而定。如果原廠設計的中段消音器阻力不大,那光是更換尾段消音器你的愛車可能就會有脫胎換骨的感覺。

 

1.前段:又叫排氣岐管,是將各缸排出來的廢氣,連接集中到中段。

 

2.中段:安裝有觸媒轉化器,主要功用是將廢氣中的NOx、HC等氣體排出量減少,以防止污染空氣。

 

3.尾段:具備減音的功用,減少排氣噪音。(即最後一段排氣管後面有一個體稱比較大的),當然如果排氣管這三段不管那一段有破掉,那你就會聽到很大的排氣噪音,那時候你就要找出那一段在漏,換掉它。

 

種類分為:
(1)一般原廠管

 

(2)回壓管(和原廠一樣比較環保)
跟原廠的原理一樣,但是聲音會比原廠好聽原廠車大多都採用這種管
主要是靠管內的格板或消音器或管子的容積變化
來產生一種會返回汽缸的壓力
當引擎點火後,活塞開始逕行動力行程
而排氣門會在活塞到達下死點前就會打開
這時,管內的回壓會擋住廢氣衝出,讓混合氣能夠達到完全燃燒
但回壓過強,會造成廢氣無法完全排出汽缸,造成廢氣與混合氣伊起燃燒
降低燃燒效率...當然最直接的就是引響馬力輸出
優點l:噪音小,低速扭力佳
缺點:高速時廢氣無法快速排出,引響引擎動力輸出
音量:低 (一顆星)

 

(3)半回壓管
當然...這種管子回壓的力量較低,排氣的順度比回壓管好
簡單的說,他是介於回壓管與直通管之間
有適度的回壓來取得起步扭力
排氣順度比回壓管佳,當然中高轉速扭力也比回壓管大
優點:起中尾速扭力表現不錯
缺點:噪音偏大(二顆星)
音量:較大

 

 

 

(4)直通管
加速性會比回壓管好,但是最大的缺點是非常的吵,吵到會讓"警察杯杯"來追你
回壓極低,排氣無阻力,低轉速扭力較差,中高轉速扭力較大
優點:排氣順暢,高轉速扭力強
缺點:低轉速軟力,噪音大(有人說容易燒壞汽門不知道是不是真的)
音量:超大...(四顆星)

 

(5)半直通管
其實半直通管跟半回壓管是一樣
只是排氣口徑比半回壓管來的大
優點:起步扭力較半回壓低,但中高轉速扭力大
缺點:噪音大(三顆星)

 


警方指出,部分車種的觸媒轉換器與排氣管連接,經回收分解,可分析出白金、黃金、鈀金、銠、鉑,
屬於貴重金屬,一組看氣管,賣給資源回收廠,可以賣到2000元至3000元左右,相當一片大鐵門的回收行情,
成了安全氣囊、音響外,偷車賊的新寵。

 

根據此段新聞指出
1.
觸媒轉換器 經回收分解,可分析出白金、黃金、鈀金、銠、鉑,屬於貴重金屬
2.
小偷偷一整組排氣管賣給資源回收廠,可以賣到2000元至3000元左右
我的車經修車廠判定觸媒轉換器阻塞後 把舊的觸媒轉換器敲碎清除 換上新的

 

這樣看來 舊的觸媒轉換器的碎片 應該一樣可以賣錢ㄡ

 

 

 

                                                                                                        文章整理.摘至網路

 

 

 

 

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