要解答這個問題,我們需要先搞清楚這兩種發動機的排放特性以及后處理思路。
柴油機的排放物主要是顆粒物和氮氧化合物。柴油被噴到氣缸里時很難達到理想的霧化效果,會呈現局部缺氧局部富氧的狀態。在缺氧燃燒的情況下,柴油燃燒不充分,會生成大量的顆粒物。在富氧燃燒的情況下,因為氮氣含量同樣很高,氮氣和氧氣在高溫高壓作用下會生成大量的氮氧化合物。
針對柴油機排放出來的大量顆粒物,國六柴油機主要通過DOC(柴油氧化催化器)和DPF(柴油顆粒捕集器)降低它的排放。針對氮氧化合物,柴油機主要通過SCR(選擇性催化還原技術)來處理,在催化劑作用下,噴入排氣管的尿素溶液會將氮氧化合物還原成無害的氮氣和水。
燃氣機的排放物主要是一氧化碳、碳氫化合物和少量氮氧化合物,顆粒物含量較低。天然氣進入燃燒室后同樣很難達到理想的與空氣均勻混合的狀態。在缺氧燃燒的情況下,天然氣燃燒不充分,會生成大量的一氧化碳和碳氫化合物。在富氧燃燒的情況下,氮氣和氧氣同樣會在高溫高壓作用下生成氮氧化合物。
國六燃氣機主要通過三元催化器來處理排放出來的污染物,在其作用下,一氧化碳會被氧化成二氧化碳,碳氫化合物會被氧化成二氧化碳和水,氮氧化合物會被轉化為氮氣和氧氣。
有的卡友一定會問三元催化器是什么?它是車輛后處理中最重要的機外凈化裝置,高溫的汽車尾氣經過三元催化器時,其中的催化劑會增強一氧化碳、碳氫化合物和氮氧化合物的活性,引發氧化還原反應,三種有害的氣體從而被轉化成無害的二氧化碳、水和氮氣。因為能同時將這三種主要的有害物質轉化為無害物質,所以被叫做三元催化器。
大家可別小看了這里面的催化劑,催化劑一般采用鉑族金屬(鈀、鉑、銠、釕、鋨)或稀土材料制成,其中鈀、鉑、銠應用更為廣泛,除了價格具有相對優勢外,其物理性質也更穩定。但這三種金屬同樣價值不菲,下圖展示了它們與黃金價格的差異(截至2021年3月31日金投網行情):
三元催化器的價格根據品牌、定位以及購買銷售渠道的不同,價格也不盡相同,據說大貨車上的三元催化器價格在2萬元至10萬余元不等。
理清了柴油機的排放特性和三元催化器的工作過程后,再回過頭看文章開頭提出的問題,答案就顯而易見了。
三元催化器無法大量催化顆粒物和氮氧化合物,自然就不適合用在柴油機上。目前燃氣機大多采用當量燃燒技術,沒有過量的空氣進入,產生的氮氧化合物相比柴油機會少很多;同時因為天然氣的主要成分是烷烴類物質,所以顆粒物排放較低,采用三元催化器即可滿足排放要求。
再來補充下如何保養和維護三元催化器:
1.注意油品,盡量不要加小油,油品問題是導致三元催化器損壞的最大原因;
2.避免發動機長時間空轉,否則會導致部分混合氣體未完全燃燒便進入后處理,造成催化器過熱甚至燒壞;
3.注意不要托底,三元催化器的材料很脆弱,被碰撞后很容易破碎,導致后處理堵塞。
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