1.汽车三元催化转化器存在的问题
汽车污染物排放要想稳定达到国III汽车排放标准,车辆必须采取相应的技术措施,常采用的技术措施有:安装废气循环(EGR)系统降低氮氧化物排放;安装二次空气喷射系统降低汽车冷起动污染物排放;安装2个氧传感器实时监测三元催化转化器的工作情况;安装2个三元催化转化器或加倍增加贵金属催化剂提高尾气排放净化效率。
但是,目前许多国III汽车都没有安装EGR系统和二次空气喷射系统,更没有安装监测汽车排放的OBD系统,许多国III汽车只安装1个三元催化转化器,虽然许多合资汽车设计时预留了2个三元催化转化器的安装位置,但到了很多汽车上另一个三元催化转化器却变成了一个“空筒”。汽车三元催化转化器的工作原理就是利用涂附在陶瓷载体表面的贵金属(铂、锗、把)促使尾气中的CO、HC、NOx等有害成分转化成二氧化碳、氮气和水等无害物质,其转化效率与三元催化转化器中的贵金属含量直接相关,贵金属含量越高转化就越彻底,为满足国III排放标准,国III汽车三元催化转化器的贵金属含量应当比国II汽车的要高出近1倍。
欧美发达国家汽车三元催化转化器的使用寿命都在16万km以上,为降低汽车排放水平,提升三元催化转化器转化效率,欧美发达国家也都是通过增加贵金属催化剂含量来实现的。例如,从欧II排放标准提高到欧IV排放标准,三元催化转化器贵金属含量从2.47g/L增加到5.297g/L。
根据相关规定,国III汽车三元催化转化器的使用寿命为8万km以上,国IV汽车三元催化转化器的使用寿命为10万km以上。一些汽车生产企业为了降低成本,在实际生产中大量降低三元催化转化器中贵金属含量,导致汽车三元催化转化器达不到规定的使用寿命。
2010年,某汽车生产企业发动机研究院请笔者去帮助解决汽车排放超标问题,他们生产的国IV标准汽车在很短的时间就出现尾气检测超标的情况,被北京许多用户投诉。笔者了解到,该生产企业生产的2.0 L排量以上汽车均使用1.5 L排量的三元催化转化器,而1.5 L排量的汽车的三元催化转化器贵金属含量仅为1g,也就是说,他们生产的国IV汽车三元催化转化器贵金属含量只是欧美发达国家欧II汽车三元催化转化器贵金属含量的1/6,是欧IV汽车三元催化转化器贵金属含量的1/14。
汽车生产企业在新生产汽车三元催化转化器上偷工减料问题早已被揭露过,2010年中国环境保护产业协会机动车污染防治委员会在《我国机动车污染防治行业2009年发展综述》一文中,针对这一问题做过深刻的论述:“当前,国家主要从整车的年度控制机动车尾气排放,但是对整车企业生产的车辆型式核准上存在尾气后处理装置参数备案不齐全,关键参数未经检验核实等管理漏洞,而且由于国家目前对汽车排放控制的资金投入尚不足,排放法规执行力度与控制机制尚不完善等因素,使得国家还无法实现对汽车产品的一致性检验和排放耐久性检验的有效监管,这造成某些汽车生产厂家为了应付通过国家的排放一致性认证或者排放耐久性试验,在车辆上先装备较好的催化器,并涂有含量较高的贵金属,但在认证完成后的整车生产时,就会选用一些较差的催化器,或者在整车生产了一段时间后,为了降低成本而更换载体或减少贵金属含量”。
汽车生产企业在新生产汽车三元催化转化器上偷工减料,弄虚作假带来了严重污染问题,某些低档小排量汽车、微型乘用车由于大量使用了劣质三元催化转化器,导致这类汽车每年尾气检测有60%~80%排放超标,有的车行驶了几千千米就排放超标,有的新车甚至就排放超标。使用了偷工减料、弄虚作假三元催化转化器的汽车,尾气排放净化功能会很快降低甚至完全失效,尾气排放会变得不受控制,因此严重污染环境。
2.三元催化转化器造成的排放超标解决方案
解决汽车劣质三元催化转化器导致的尾气超标问题的最根本方法,是用合格的三元催化转化器替换掉劣质三元催化转化器,但由于某些汽车生产厂在新车生产时配套的就是劣质三元催化转化器,在汽配市场上购买的三元催化转化器很多是假冒伪劣产品,正规厂家生产的合格三元催化转化器很难买,所以即使汽车用户想更换合格的三元催化转化器也难以实现。因此如何解决劣质三元催化转化器导致的汽车污染问题是一个很棘手的难题。
第三代汽车环保养护产品“氮氧净化载体”(图1)可以在不更换损坏的三元催化转化器的情况下,在成本可以让汽车用户接受的前提下解决这个难题。“氮氧净化载体”是在耐高温的钢丝球上涂敷三氧化二铝载体和贵金属催化剂,固定在汽车排气管内起到辅助三元催化转化器的作用,弥补部分劣质三元催化转化器贵金属含量不足的缺陷,提升尾气净化效率,虽然不能完全达到真正三元催化转化器的作用,但有以下功效:一是提高EGR率,降低汽车尾气氮氧化物排放;二是提高氮氧化物还原率,降低氮氧化物排放;三是提高氧化能力,降低CO和HC排放。“氮氧净化载体”在正常情况下可以让汽车保持5000 km排放环保达标,因此,可以作为汽车维修企业控制三元催化转化器完全损坏的汽车排放污染的5 000 km定期维护产品使用。
“氮氧净化载体”配合“三元环保养护技术”、“三元清洗养护技术”、“三元再生保养技术”,可以全面解决在用汽车污染问题,让中国的天空变得更蓝!