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比黄金还贵的金属?解读DOC系统里都有啥

比黄金还贵的金属?解读DOC系统里都有啥

卡车之家小柒

2020-11-24

【卡车之家 原创】目前,货运市场中有很多车主早已开始使用国六车型。而国六产品在使用和保养时稍微有些特殊,许多卡友在国六货车的后处理器铭牌上经常能看到“DOC”、“DPF”、“SCR”、“ASC”等字样,然而具体到这些东西都是什么时,大家往往一头雾水。本期小编就先来为大家详细解读下后处理过程的第一关——DOC。

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三元催化器——小偷为什么盯上它

比黄金还贵的金属?解读DOC系统里都有啥

在说DOC之前,我们先来说三元催化器。许多卡友跑车时最担心的是“油耗子”偷油,而在近几年,比“油耗子”更可怕的是偷排气管,有些地区甚至出现了团伙作案的情况。

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这些小偷为什么会盯上排气管?懂的人都知道,他们是看上了排气管中的三元催化器。那三元催化器又为什么会让小偷这么疯狂,甘愿为它铤而走险?这个问题暂且按下不表,等看完文章答案自然浮现。

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很多人都知道三元催化器,但要问起三元是哪三元,知道的人就没那么多了。汽车尾气中夹杂大量的HC(碳氢化合物)、CO(一氧化碳)、NOX(氮氧化合物)等有害物质,三元指的正是这三类主要的有害物质。

三元催化器的作用正是通过催化剂去除这些有害物质,其中后处理中的DOC系统负责去除前两种污染物,因此许多人也称DOC系统为二元催化器。

比黄金更贵的金属 能有多贵

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后处理结构示意图

DOC全名为Diesel Oxidation Catalyst,翻译成人话就是柴油氧化催化器。它的主要任务是将有害的HC(碳氢化合物)和CO(一氧化碳)氧化成无害的CO2(二氧化碳)和水。

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DPF+DOC组合

如图,DOC系统主要就是图中颜色比较浅的类似海绵的那部分,主要包括载体、催化剂和传感器等结构。

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陶瓷载体

常见的载体有堇青石(陶瓷)和铁铬铝合金两种材质,金属载体在起热速度、催化效率和使用寿命等方面均完胜陶瓷载体,然而因为陶瓷价格低廉,多数生产商还是选择陶瓷作为载体的材质。陶瓷载体的性能同样不差,其耐热可达1400度以上,一般工况下它也不会被烧蚀。

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铁铬铝合金载体

上图中满布气孔的圆柱体就是铁铬铝合金载体了,多孔造型可以保证它与废气充分接触、充分反应。载体孔径虽然不大,但因为排气温度通常很高,DOC系统发生堵塞的概率一般不大。

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钯铂浆

载体表面会涂一层催化剂加速有害气体的氧化。DOC系统通常会使用铂族金属(钯/铂/铑/钌/锇)或稀土材料作为催化剂,其中钯、铂、铑应用更为广泛,除了价格具有相对优势,其物理性质也更加稳定。

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上图展示了三种贵金属价格与黄金价格的差异(截至11月19日国际价格行情),后处理系统价格之所以这么贵,也就不难理解了。

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为了确保DOC系统工作状态良好,在其前后两端分别布置有一个温度传感器,用来监测反应前后的气体温度,并将温度信号传递给发动机ECU(电子控制单元),从而实时调整发动机工作状态,确保排放正常。

尾气处理第一关 看DOC如何消毒

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DOC系统的主要工作过程可以用以下两个反应式来说明:

(1)CO(一氧化碳)+ O2(氧气) → CO2(二氧化碳)

CO(一氧化碳)被吸入人体后会导致脑细胞缺氧,严重时会导致脑水肿,引发生命危险。混合气体燃烧不充分时便会产生CO(一氧化碳),所以在卡车拖挡或低档高速行驶的情况下,发动机和DOC系统的负荷都会明显加大,卡友行车时应避免这些操作。

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(2)HC(碳氢化合物) + O2(氧气)→ CO2(二氧化碳)+ H20(水)

汽车尾气中常见的碳氢化合物主要有THC(总碳氢)、NMHC(非甲烷碳氢)、CH4(甲烷)等,同样主要来自于燃烧不充分的混合气体。这些有害的碳氢化合物极容易诱发光化学烟雾,造成温室效应,对人体也同样有害。

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细心的卡友看到这里一定心生疑窦:排气管里哪来的氧气?其实排气管上安装有空气供给装置,利用排气管内的压力吸入新鲜空气,参与到氧化反应过程中。

除了以上主要反应外,DOC系统还可以吸收尾气中的可溶性有机物和部分碳颗粒,并将NO氧化为NO2(NO2是下一步后处理的源气体)。

●  编后语

DOC系统造价昂贵,在排气管中守护着尾气处理的第一道防线,发挥的角色至关重要。在当前运费持续低迷、国六车型价格相对较高、货运市场前途不够明朗的大环境下,卡友们难免情绪化。然而每一个被时代潮流裹挟的我们,更应该积极了解国六政策和新兴技术,适应国六车型使用和保养中的特殊性。(文/姚祺瑾 图/卡车之家 网络)


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