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比黃金還貴的金屬?解讀DOC系統裡都有啥?

2022-08-04由 卡車之家 發表于 農業

吸入氮氧化合物怎麼辦

【卡車之家 原創】目前,貨運市場中有很多車主早已開始使用國六車型。而國六產品在使用和保養時稍微有些特殊,許多卡友在國六貨車的後處理器銘牌上經常能看到“DOC”、“DPF”、“SCR”、“ASC”等字樣,然而具體到這些東西都是什麼時,大家往往一頭霧水。本期小編就先來為大家詳細解讀下後處理過程的第一關——DOC。

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三元催化器——小偷為什麼盯上它

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在說DOC之前,我們先來說三元催化器。許多卡友跑車時最擔心的是“油耗子”偷油,而在近幾年,比“油耗子”更可怕的是偷排氣管,有些地區甚至出現了團伙作案的情況。

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這些小偷為什麼會盯上排氣管?懂的人都知道,他們是看上了排氣管中的三元催化器。那三元催化器又為什麼會讓小偷這麼瘋狂,甘願為它鋌而走險?這個問題暫且按下不表,等看完文章答案自然浮現。

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很多人都知道三元催化器,但要問起三元是哪三元,知道的人就沒那麼多了。汽車尾氣中夾雜大量的HC(碳氫化合物)、CO(一氧化碳)、NOX(氮氧化合物)等有害物質,三元指的正是這三類主要的有害物質。

三元催化器的作用正是透過催化劑去除這些有害物質,其中後處理中的DOC系統負責去除前兩種汙染物,因此許多人也稱DOC系統為二元催化器。

比黃金更貴的金屬 能有多貴

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後處理結構示意圖

DOC全名為Diesel Oxidation Catalyst,翻譯成人話就是柴油氧化催化器。它的主要任務是將有害的HC(碳氫化合物)和CO(一氧化碳)氧化成無害的CO2(二氧化碳)和水。

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DPF+DOC組合

如圖,DOC系統主要就是圖中顏色比較淺的類似海綿的那部分,主要包括載體、催化劑和感測器等結構。

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陶瓷載體

常見的載體有堇青石(陶瓷)和鐵鉻鋁合金兩種材質,金屬載體在起熱速度、催化效率和使用壽命等方面均完勝陶瓷載體,然而因為陶瓷價格低廉,多數生產商還是選擇陶瓷作為載體的材質。陶瓷載體的效能同樣不差,其耐熱可達1400度以上,一般工況下它也不會被燒蝕。

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鐵鉻鋁合金載體

上圖中滿布氣孔的圓柱體就是鐵鉻鋁合金載體了,多孔造型可以保證它與廢氣充分接觸、充分反應。載體孔徑雖然不大,但因為排氣溫度通常很高,DOC系統發生堵塞的機率一般不大。

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鈀鉑漿

載體表面會塗一層催化劑加速有害氣體的氧化。DOC系統通常會使用鉑族金屬(鈀/鉑/銠/釕/鋨)或稀土材料作為催化劑,其中鈀、鉑、銠應用更為廣泛,除了價格具有相對優勢,其物理性質也更加穩定。

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上圖展示了三種貴金屬價格與黃金價格的差異(截至11月19日國際價格行情),後處理系統價格之所以這麼貴,也就不難理解了。

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為了確保DOC系統工作狀態良好,在其前後兩端分別佈置有一個溫度感測器,用來監測反應前後的氣體溫度,並將溫度訊號傳遞給發動機ECU(電子控制單元),從而實時調整發動機工作狀態,確保排放正常。

尾氣處理第一關 看DOC如何消毒

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DOC系統的主要工作過程可以用以下兩個反應式來說明:

(1)CO(一氧化碳)+ O2(氧氣) → CO2(二氧化碳)

CO(一氧化碳)被吸入人體後會導致腦細胞缺氧,嚴重時會導致腦水腫,引發生命危險。混合氣體燃燒不充分時便會產生CO(一氧化碳),所以在卡車拖擋或低檔高速行駛的情況下,發動機和DOC系統的負荷都會明顯加大,卡友行車時應避免這些操作。

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(2)HC(碳氫化合物) + O2(氧氣)→ CO2(二氧化碳)+ H20(水)

汽車尾氣中常見的碳氫化合物主要有THC(總碳氫)、NMHC(非甲烷碳氫)、CH4(甲烷)等,同樣主要來自於燃燒不充分的混合氣體。這些有害的碳氫化合物極容易誘發光化學煙霧,造成溫室效應,對人體也同樣有害。

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細心的卡友看到這裡一定心生疑竇:排氣管裡哪來的氧氣?其實排氣管上安裝有空氣供給裝置,利用排氣管內的壓力吸入新鮮空氣,參與到氧化反應過程中。

除了以上主要反應外,DOC系統還可以吸收尾氣中的可溶性有機物和部分碳顆粒,並將NO氧化為NO2(NO2是下一步後處理的源氣體)。

● 編後語

DOC系統造價昂貴,在排氣管中守護著尾氣處理的第一道防線,發揮的角色至關重要。在當前運費持續低迷、國六車型價格相對較高、貨運市場前途不夠明朗的大環境下,卡友們難免情緒化。然而每一個被時代潮流裹挾的我們,更應該積極瞭解國六政策和新興技術,適應國六車型使用和保養中的特殊性。(文/姚祺瑾 圖/卡車之家 網路