化学反应与汽车养护的关系探析.doc

化学反应与汽车养护关系探析 何振波 （黔东南民族职业技术学院 贵州凯里 556000） 摘 要：针对汽车上应用的化工原料和化学反应，根据其组成成分、功用和化学反应原理，探析车辆保养与维护措施。 关键词：化工原料；化学反应；汽车养护；措施 化学反应在交通运输工具中的运用是显而易见的，用以代步的各种现代交通工具，不仅需要汽油、柴油、天燃气等作燃料，还需要各种添加剂以及润滑剂，这些无一不是石油化工产品。所以化学反应与汽车密不可分，如何利用化学反应原理，对车辆进行正常有效的保养和维护，提高车辆行驶舒适性、安全性和经济性，延长车辆使用寿命，同时降低排放引起的环境污染，是摆在我们汽车人面前的一个现实课题。笔者多年从事汽车技术生产、培训和教学工作，归纳总结了一些化学反应与汽车养护关系的实例，供同行参考。 1.化学反应在汽车上的应用及保养注意事项 1.1化学燃烧 1.1.1燃烧的原理 汽车行驶需要的动力来源于各种形式能量的转化，热能转化为动能的，叫内燃机汽车，电能转化为动能的，叫电动汽车，太阳能转化为动能的，叫太阳能汽车，热能或电能两种能量交替转化为动能的，叫混合动力汽车等等。目前汽车普遍用采用的还是内燃机发动机，主要燃料有传统的汽油和柴油，也有“绿色”燃料，如天燃气或沼气、酒精。内燃机发动机就是依靠这些可燃物的化学能，经过燃烧后产生热能，再转化为动能的。 燃烧是一种发光发热的剧烈的化学反应，通常讲的燃烧一般必需三个条件并存才能发生，即可燃物如燃料，助燃物如氧气，着火点即温度要达到燃点，三者缺一不可。 1.1.2燃烧不充分的后果 热能转化成动能的高低，很重要的一个因素就是燃烧的质量好坏，是充分燃烧还是不充分燃烧的问题。这是事关汽车发动机动力性强弱，燃油经济性好坏的问题。理论上，1kg燃油完全燃烧所需的空气量，即空燃比，汽油机的空燃比为14.7：1；柴油机的空燃比为14.5：1。 燃料完全燃烧产生是二氧化碳和水，不完全燃烧除了产生二氧化碳和水之外，还产生一氧化碳和没有燃烧的碳氢化合物。一氧化碳是一种无色无味剧毒气体；没有燃烧的碳氢化合物除了造成燃油浪费之外，还污染环境。在汽车上的表现还有引起“后燃”，俗称“放炮”，使排气管升温而加速三元催化转化器的损坏。 1.1.3车辆保养与维护时注意事项 根据燃烧原理来分析，要想汽车动力性强、经济性良好，而且降低排放，减少污染，那么平常就要做好保养与维护工作。添加燃料时尽量选择正规加油站，加注高纯度的燃料；根据规定里程适时更换燃油滤清器，定期清洗喷油器；清除火花塞积炭，严格按照维修手册规定的里程更换火花塞；经常清洁空气滤清器，确保进气清洁，提高空气流速，加大进气量；加强空气流量计和进排气相关传感器的检测和维护，确保它们正常工作等。 1.2三元催化转化器 随着环境保护要求的越来越高，现在大多的汽车安装了废气催化转化器以及氧传感器装置。 1.2.1 三元催化转化器的工作原理 三元催化转化器，是安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置，发动机通过排气管排气时，CO、HC、和NOx三种有害气体通过三元催化转化器中的催化剂时，增强了三种气体的活性，进行氧化-还原化学反应。其中CO在高温下氧化成无色、无毒的CO2气体。HC化合物在高温下氧化成H2O和CO2 。NOx还原成N2和O2。即把发动机尾气中的三种有害气体CO、HC 和NOx变成无害的气体CO2、H2O和N2，使整车排气得以净化。 在三元催化转化器中的催化剂大都含有铂、锗等贵金属或稀土元素，在正常情况下，使用寿命为5万公里以上。由于三元催化转化器的工作要求比较严格，如果使用不当，会造成催化转化器早期失效层至损坏。 1.2.2三元催化转化器早期失效的原因 1.2.2.1温度过高 常温下三元催化转化器不具备催化能力，其催化剂必须加热到一定温度才具有氧化或还原的能力，通常催化转化器的起燃温度在250—350℃，正常工作温度一般在350—700℃。当温度超过850—1000℃时，其内涂层的催化剂很可能会脱落，载体碎裂。 1.2.2.2慢性中毒 催化剂对硫、铅、磷、锌等元素非常敏感，硫和铅来自于汽油，磷和锌来自于润滑油，这四种物质及它们在发动机中燃烧后形成氧化物颗粒易被吸附在催化剂的表面，使催化剂无法与废气接触，从而失去了催化作用，即所谓的“中毒”现象。 1.2.2.3表面积碳 当汽车长期工作于低温状态时，三元催化转化器无法正常工作，发动机排出的炭烟会附着在催化剂的表面，造成无法与CO和HC接触，长期下来，便使载体的孔隙堵塞，影响其转化效能。 1.2.2.4排气恶化 催化转化器对污染物的转化能力有一定的限度，因此必须通过机内净化技术将原始排气降到最低。如果排放的废气污染物各成分的浓度总量过大，比如混合气偏浓等，就会影响催化器的催化转化能力，降低其转化效率。此外，由