汽油車尾氣污染控制減排節(jié)能技術(shù)應(yīng)用

蔡勇 呂劍峰

摘要：近年以來，川西鉆探公司由于車輛日益老化，在每年的尾氣檢測中經(jīng)常不能達標，只能進行清洗或更換原裝排氣支管總成（含三元催化器）來滿足年檢要求，但清洗催化器效果較差，而更換原裝排氣支管總成成本費用又很高。針對這種現(xiàn)狀，為達到降本增效和節(jié)能減排的目標，汽車服務(wù)公司準備使用有效的三元催化器替代方案，以便陳舊車輛能順利通過年審要求，保證生產(chǎn)的正常運行。

關(guān)鍵詞：汽車尾氣;污染;減排;節(jié)能

通過對老舊車輛更換替代催化器后尾氣檢測的結(jié)果對比，確定更換替換催化器的技術(shù)措施，形成老舊車輛催化器的統(tǒng)一解決方案，為公司今后全面實施在用汽油車過期催化器更換提供技術(shù)支撐。

對老舊車輛更換替代催化器后尾氣檢測的結(jié)果對比，確定了凈化催化劑的規(guī)格型號，制定了替換三元催化劑的封裝方案和更換替換催化器的技術(shù)措施，形成老舊車輛催化器的統(tǒng)一解決方案，為汽車服務(wù)公司今后全面實施在用汽油車過期催化器更換提供技術(shù)支撐。

汽車尾氣治理現(xiàn)狀

一、政策法規(guī)背景

隨著《中華人民共和國環(huán)境保護法》的公布實施，國家對汽車尾氣拍放造成的大氣污染日益重視，因此車輛年檢尾氣檢測要求越來越嚴格，汽車服務(wù)公司老舊豐田普拉多2700車型較多，行駛里程很多已超過了70～80萬公里，年檢時經(jīng)常尾氣檢測不達標，而尾氣排放不達標的關(guān)鍵因素就是尾氣處理裝置——三元催化器。

根據(jù) GB-18352 《輕型汽車污染物排放限值與試測量方法》的規(guī)定，滿足國家排放標準的汽油車尾氣凈化催化器的使用壽命是一般是8萬（10萬，國Ⅳ）公里（里程壽命）或5年（時間壽命），我公司的車輛已經(jīng)遠遠超過了這個上限，所以這個項目的關(guān)鍵就是如何解決三元催化器失效的問題。

二、為找到更加有效的解決辦法，汽車服務(wù)公司首先對三元催化器的結(jié)構(gòu)、工作原理和失效原因進行了分析：

三元催化器主要由金屬外殼、絕熱夾層、襯墊和涂覆有金屬催化劑的陶瓷載體組成。其核心部件就是高性能稀土儲氧材料，耐高溫高比表面材料和機動車尾氣凈化的催化劑。

當高溫的汽車尾氣通過凈化裝置時，三元催化器中的凈化劑將增強CO、HC和NOx三種氣體的活性，促使其進行一定的氧化-還原化學反應(yīng)，其中CO在高溫下氧化成為無色、無毒的二氧化碳氣體;HC化合物在高溫下氧化成水（H20）和二氧化碳;NOx還原成氮氣和氧氣。三種有害氣體變成無害氣體，使汽車尾氣得以凈化。

三元催化劑的選型與加工

了解到四川大學與中自環(huán)保科技股份有限公司合作建立了高性能稀土儲氧材料生產(chǎn)線，耐高溫高比表面氧化鋁材料生產(chǎn)線和機動車尾氣凈化催化劑生產(chǎn)線，是國內(nèi)僅有的具有自主知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)配套的生產(chǎn)線，而且成都中自環(huán)?？萍脊煞莨緭碛猩鲜霎a(chǎn)品的三項發(fā)明專利 ：

根據(jù)調(diào)研結(jié)果，準備與中自環(huán)保科技股份有限公司合作研究該項目，并確定了選用原則和技術(shù)方案：

1、在保證車輛性能的前提下，對老舊車輛的排氣支管總成的三元催化器部分進行替換，然后在與排氣支管焊接集成。

2、用于替換的三元催化器部分形狀尺寸與原車一致，以保證安裝。

3、選用目前國內(nèi)最先進的汽油車催化器技術(shù) ——鈀-銠催化劑技術(shù)，保證尾氣檢測的順利通過。

4、替換后的三元催化器尾氣檢測達到或高于國家標準。

5、替換三元催化器的費用低于更換原裝三元催化器。

根據(jù)兩個公司的選用原則和技術(shù)方案，中自環(huán)?？萍脊煞萦邢薰靖鶕?jù)原車三元催化器參數(shù)，經(jīng)過計算和設(shè)計，設(shè)計定制了中自優(yōu)品3號涂覆有金屬催化劑的陶瓷載體產(chǎn)品。

三元催化器的封裝方案

用壓裝機LBEYZ600通過專利技術(shù)旋壓的方式將涂覆有金屬催化劑的陶瓷載體封裝到金屬外殼內(nèi)，避免載體破裂或竄動。

1、物料制作：加工尺寸φ104*200mm?t=1.5mm;

2、載體壓裝;使用壓裝機LBEYZ600和深度尺，使用旋壓的方式將載體壓裝到殼體前端面距離為53.5±0.8;

3、推力測試：用YACSJ2推力測試機測試，達到推力：150kg允許載體位移：≤2mm的技術(shù)要求;

4、氣密性檢驗：使用氣密性檢測儀/總成氣密性檢具檢驗，保證在200KPa氣壓下，30秒內(nèi)壓力降不得超過10KPa;

5、銘牌標刻：用LM20P-30BG激光打標機進行銘牌標刻。

三元催化器的替換

公司與具有AAA級維修資質(zhì)的企業(yè)，通過共同研究，制定了催化器替換工藝流程，具體步驟如下：

1、將所需要更換的三元催化器總成（包括歧管或消聲器）從車上拆下。

2、將三元催化器附件拆除（確定操作對關(guān)聯(lián)部件不造成損壞）。

3、將三元催化器使用專用的夾具進行固定，確定操作時的牢固可靠及不會產(chǎn)生變位。

4、使用切割器將三元催化器包切割后取下。

5、將切割后的排氣歧管及通風管進行清理、清潔。

6、采用GB/T8110-2008二氧化碳保護焊工藝，對符合技術(shù)標準和工藝尺寸的三元催化器包與原車排氣岐管進行焊接。

7、將焊接好的三元催化器，檢驗合格后，進行裝車并安裝附件。

替換三元催化器前后車輛的尾氣檢測

尾氣檢測主要針對HC、CO、NOx三項指標進行，選擇3臺車安裝催化劑前后數(shù)據(jù)進行對比。經(jīng)過檢測，三臺車在更換催化器前的HC，CO和NOx排放值均超過國家汽車尾氣年檢指標，而更換后進行檢測，其HC，CO和NOx均低于國Ⅲ新車的排放值，更是遠遠低于國家汽車尾氣年檢指標，其中HC（g/km）實測值平均為0.12，CO（g/km） 實值平均為1.17，NOx（g/km） 實測值平均為0.05，滿足了車輛年檢的要求，也達到項目的考核指標。

結(jié)論與建議

公司針對在用車輛的日益老化的現(xiàn)狀，為保證年檢尾氣達標，開展研究與試驗，采取更換替代三元催化器的技術(shù)措施，以便陳舊車輛能順利通過年審要求，解決了生產(chǎn)急需，并達到降低成本和減排及節(jié)能的效果。更換原裝一臺排氣支管總成費用為13940元，而更換替代三元催化器費用為4480元，對比每臺車應(yīng)節(jié)約成本9460元。

該項目重點開展三元催化器的替代技術(shù)與試驗，主要研究目標是在不影響原車性能的前提下，確定替代的三元催化劑和封裝改造的技術(shù)方案，研究內(nèi)容針對性強，目標明確，技術(shù)路線可行，最終達到了項目預(yù)期的效果，為今后的陳舊車輛替換三元催化器奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

（川西鉆探公司?四川?成都?610051）