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影响催化反应的基本因素是反应物质的浓度、温度以及空间速度（单位时间内的气体流量）。因此，为了提高反应效率，需要适当控制这些因素。一般催化剂的工作温度为300℃以上，空间速度为每小时数万升以下。作为反应物的浓度，很重要的因素就是氧气的浓度和被氧化物质（CO、HC、H2）浓度之间的平衡关系。因此，为了在排气过程中氧化HC和CO排放物，或者作为排气净化装置，采用催化装置或热废气反应器时，需要向排气系统供给新鲜空气，并称之为2次空气。
两元催化转化器有两种基本结构形式：整体蜂窝陶瓷的和小球形的。它们的功能都是一样的，区别在于结构形式不同。蜂窝陶瓷在每个小通道表面都涂有薄层的铂和把作为催化剂，小球形催化转化器使用一堆表面上涂上铂和把的小球状铝氧化物作为催化剂。这两种结构的设计都让废气通过蜂窝陶瓷或者小球表面，在那里接触催化剂。反应中，排气温度升高（接近500°F，或者说260℃ ），在催化转化器内部继续氧化。在它们进入消声器之前将CO和HC转化为CO2和H2O。
两种特殊形式的氧化型催化转换器分别是袖珍氧化型和近藕合催化转化器（图129）、它们的基本性能一样，是根据它们的尺寸和靠近发动机安装的位置特点所命名的。袖珍氧化型和近祸合型催化转化器都是快速点燃型催化转化器，它们有助于减少起动过程的污染物排放，在污染物到达主催化转化器之前对其进行预处理。
2．三元催化转化装置
三元催化转化装置是能同时净化汽车尾气排放中的CO、 HC和NOX的后处理装置，如图130、图131所示。但这种三元催化转化装置的有’效净化作用受空燃比的影响，即在理论空燃比附近很窄的空燃比范围内才具备有效的净化效果，所以使用中要求精确控制空燃比。由于目前已开发应用催化剂技术和氧传感器以及电控燃料喷射技术，使汽油机使用时的空燃比可严格控制在理论空燃比上，所以目前在汽油机上广泛应用三元催化转化装置。有两种类型的三元催化转化器，有空气喷射的和无空气喷射的。无空气喷射的三元催化器的内部看起来和两元催化转化器很类似，但是它的载体上面涂覆的却是锗和把。
由于道路负荷发生着变化，有时需要补充额外的氧气以保证催化转化器的工作。为了有效减少三种污染物，可以使用有空气喷射的三元催化转化器。这种催化转化器有两个腔，两个腔中间用一个二次空气喷射系统或者吸气系统的管子分开。空气喷射三元催化转化器通过两步反应降低发动机排气中的NOx、HC和CO排放。第一步是使用前端的催化转化器。这部分载体上涂覆的是锗和把，将NOX转化为氮（N2）和自由的氧（O2），氧可以用来进一步将CO氧化成无毒的二氧化碳（CO2）。在第二步的反应里需要在排气系统中喷人额外的空气。富氧的排放产物通过涂覆有把和铂的载体的第二腔，这个腔位于喷射空气的下游。在这个腔中进一步发生了氧化反应将HC和CO氧化为水蒸气和二氧化碳。最终降低了所有三种污染物的浓度。只有在排气中含有很少的氧时，才有可能同时有效进行三种污染物的催化反应。所以，有必要精确控制进入发动机的可燃混合气的空燃比，将空燃比控制在理论空燃比附近。和发动机一样，三元催化转化器对空燃比非常敏感，只有在理论空燃比时才能同时对三种污染物（CO、 HC和NOX）都具有最佳的转化效率。浓混合气大幅度降低HC、 CO的转化效率，虽然这时NOx的转化效率有所上升。同样，稀混合气大大降低NOx的转化效率。因此，只要发动机的工作允许，氧传感器反馈系统就应当把空燃比控制在理论空燃比附近。
