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觸媒轉化器與空氣噴射裝置構造原理與功能

1.在都會地區,其汽機車排放的污染源主要有哪三種?
解答:HC、CO、NOx。
2.汽機車排放的污染源主要有三種,是依據什麼而訂定的?
解答:民國79年「台灣北中南高地區空氣污染物排放總量調查及減量規劃」的研究結果。
3.對於汽車而言,哪一種排放物不是100%由引擎排氣管排出的?
解答:HC。
4.試問NOx在何種狀況時比較容易產生?
解答:引擎燃燒室溫度過高時(溫度愈高NOx會愈多)。
5.請問要如何減少NOx的產生?
解答:降低燃燒室最高溫度、延遲點火時間、使混合氣變濃。
6.對於汽車而言,有兩種排放物幾乎100%由引擎排氣管排出的,是哪兩種?
解答:CO以及NOx。
7.何謂二次空氣?
解答:由大氣供應至排氣系統的空氣。
8.二次空氣的功用是使的HC及CO產生哪種化學反應而產生CO2及H2O?
解答:氧化反應。
9.二次空氣的功用是使哪兩種污染物產生氧化作用?
解答:HC及CO。
10.二次空氣中使HC及CO產生氧化作用的成分是什麼?
解答:O2。
11.對於四缸以下的汽車而言,是使用何種裝置將二次空氣引入排氣管內?
解答:二次空氣導入系統。
12.對於四缸以下的汽車而言,是利用何種原理由空氣濾清器吸入二次空氣的?
解答:利用排氣管內的負壓將新鮮空氣由空氣濾清器吸入(亦即排氣管內的壓力小於外界的大氣壓力)。
13.若排氣管內之壓力高於大氣壓力時,是如何防止逆流?
解答:利用具有單向閥作用的吸氣閥(汽車)。
14.對於六缸以上的汽車而言,是使用何種裝置將二次空氣引入排氣管內?
解答:利用二次空氣噴射系統中的「二次空氣控制閥」。
15.對於六缸以上的汽車而言,為何必須使用空氣噴射裝置提供二次空氣?
解答:因為排氣量大,排氣管中不容易有負壓狀態。
16.三元觸媒轉化器常用的活性金屬是什麼?
解答:鉑、鈀、銠。
17.何謂觸媒?
解答:凡促進其他物質使之容易產生化學變化,但是本身卻不參予變化的物質稱之為觸媒。
18.觸媒是否會與污染物質產生化學變化?
解答:不會。
19.三元觸媒轉化器的活性金屬對CO、HC及NOX的活性有何關係?
解答:鉑(Pt)→HC,鈀(Pd)→CO,以及銠(Rh)→NOX。
20.氧化型觸媒轉化器常用哪兩種活性金屬?
解答:鉑(Pt)、鈀(Pd)。
21.氧化型觸媒轉化器的可使哪兩種污染物產生氧化作用?
解答:HC以及CO。
22.鉑(Pt),鈀(Pd)等觸媒金屬,何者可以增進觸媒之耐熱性?
解答:鈀(Pd)。
23.在氧化型觸媒轉化器中,一般使用時將鉑(Pt)與鈀(Pd)作何種比例之混合?
解答:鉑(Pt)佔70%,鈀(Pd)佔30%。
24.依照美國空氣清淨法之規定,1981年以後出廠之新車其NOx的排放量必須低於多少克/哩?
解答:1.0克/哩。
25.所謂三元觸媒轉化器的“三元"所指為何?
解答:可以淨化HC、CO、NOx三種污染物。
26.試述三元觸媒轉化器的功能為何?
解答:能同時將HC、CO、NOx等三種污染物轉換成無害的H2O以及CO2。
27.使用三元觸媒轉化器時,可將哪三種污染物變成無害的氣體?
解答:HC、CO、NOx等三種污染物。
28.使用空氣噴射裝置提供二次空氣時,需要加裝何種裝置藉以控制二次空氣的供給量?
解答:二次空氣控制閥。
29.當引擎輕負荷運轉時,進氣量減少,此時二次空氣供給量需要增加或減少?
解答:減少。
30.當引擎輕負荷運轉時,二次空氣供給量需要減少,其原因為何?
解答:避免排氣管之溫度過低,導致觸媒轉化器之作用不良。
31.當引擎高負荷運轉時,二次空氣供給量需要減少,其原因為何?
解答:避免排氣管之溫度過高,導致觸媒轉化器燒毀。
32.當引擎高負荷運轉時,HC及CO的排放量會增加,其原因為何?
解答:因混合氣變濃。
33.當引擎高負荷運轉時,混合器的濃度增加,此時二次空氣供給量需要增加或減少?
解答:減少。
34.AIS加裝二次空氣控制閥的用意何在?
解答:藉以調節引擎在不同運轉條件下的污染物排放量。
35.當引擎高速運轉時,二次空氣之壓力會增加或減少?
解答:增加。
36.當引擎高速運轉時,為了減少空氣幫浦的負荷,控制閥有何動作?
解答:洩放部分之二次空氣。
37.觸媒轉化器通常安裝在排氣管較上游的位置,請說明其原因。
解答:上游之溫度較高,觸媒轉化器的功能較好。
38.觸媒轉化器應裝在排氣系統的下游或上游?
解答:上游。
39.觸媒轉化器具有縐摺狀的表面,其用途為何?
解答:幫助散熱。
40.觸媒轉化器在排氣管中安裝位置應該靠近或遠離引擎?
解答:靠近引擎。
41.觸媒轉化器由哪三個基本的部分所構成?
解答:金屬外殼、中間彈性體以及基體構成。
42.觸媒轉化器的基體是由哪三個主要部分組成?
解答:基體是由擔體、觸媒以及氧化鋁塗層等三個主要部分組成。
43.觸媒轉化器的中間彈性層的作用為何?
解答:支撐、吸收排氣系統之震動、固定觸媒、補償溫度升高時因不同膨脹係數造成的尺寸公差。
44.觸媒轉化器中金屬罐的部分有哪兩種作用?
解答:保護金屬觸媒以及將熱量傳到車底或隔熱。
45.除了保護金屬觸媒之外,觸媒轉化器中金屬罐的部分還有哪些功用?
解答:隔熱。
46.除了將熱量傳到車底之外,觸媒轉化器中金屬罐的部分還有哪種功用?
解答:保護金屬觸媒。
47.觸媒轉化器中氧化鋁塗層有何作用?
解答:可以增加活性金屬附著的面積。
48.觸媒轉化器中若缺少氧化鋁塗層,對觸媒金屬有何影響?
解答:活性金屬附著面積較少,轉化效果較差。
49.觸媒轉化器中若氧化鋁塗層熔解了,對觸媒轉化器之轉化效率有何影響?
解答:淹沒觸媒,減少活性面積,使觸媒功能喪失,並增加排氣阻力。
50.觸媒轉化器中若氧化鋁塗層熔解了,對觸媒轉化器之排氣阻力有何影響?
解答:增加排氣阻力。
51.
蜂巢狀觸媒轉化器的基體材料通常是什麼?
解答:陶瓷材料。
52.
何謂高溫劣化?解答:在高溫環境之下,活性金屬會互相結合、或與鄰近物質結合,減少觸媒的活性面積,降低轉化效率。
53.
觸媒轉化器為何會產生燒結的現象?
解答:溫度太高。
54.
觸媒轉化器產生燒結的後果是什麼?
解答:減少觸媒的活性面積,降低觸媒轉換器的轉換效率。
55.
當燒結現象產生時,為何觸媒轉化器之轉化效率降低?
解答:燒結時活性金屬會互相結合、或與鄰近物質結合,減少活性面積,故會使觸媒功能降低。
56.
對汽車而言,為能達到空氣淨化之效果,觸媒轉化器中會產生哪兩種化學反應?
解答:氧化與還原反應。
57.
若觸媒轉化器的安裝位置不當,可能會對引擎性能產生什麼影響?
解答:可能會因排氣背壓升高而降低馬力、增加耗油量。
58.
何謂轉化溫度?
解答:轉換效率達到50%時之溫度。
59.
觸媒轉化器的轉化效率會因溫度或壓力的改變而有大幅度的變化?解答:溫度。
60.
一般汽車使用的觸媒轉化器其轉化溫度是多少?
解答:250~300℃。
61.
轉化溫度是指觸媒轉化器的轉化效率達到多少百分比時的溫度?
解答:50%。
62.
在不超過材料之熔點條件下,一般觸媒轉化器中其溫度愈高愈好,請說明其原因。
解答:因為HC以及CO的轉換效率隨著溫度之升高而升高。
63.
若觸媒轉化器中的溫度低於轉化溫度,其轉化效率將變差或變好?
解答:轉化效率將變差。
64.
HC及CO之轉化效率幾乎達100%時,觸媒轉化器之溫度至少是幾度℃?
解答:溫度至少400℃。
65.
試述氧化型觸媒轉化器的功能。
解答:利用鉑以及鈀將廢氣中之HC及CO變成H2O及CO2。
66.
試述還原型觸媒轉化器的功能。
解答:利用銠將廢氣中之NOx變成O2及N2。67.
一般而言,產生氧化作用的同時會放熱或吸熱?
解答:會放熱。
68.
氧化型觸媒轉化器溫度會升高,請說明其原因。
解答:因為氧化作用時會放熱。
69.
使用三元觸媒轉化器時,HC以及CO的轉化效率與溫度的變化關係如何?
解答:HC以及CO的轉化效率與溫度的升高而增加。
70.
三元觸媒轉化器中,若要兼顧HC、CO以及NOx的轉化效率,則混合比須如何選取?
解答:選擇在適當的轉化寬度之範圍內。
71.
觸媒轉化器中的觸媒金屬易受到哪些物質的毒害後,轉化效率會大幅降低?
解答:鉛、硫以及磷等之化合物。
72.
觸媒金屬受到鉛、磷、硫等物質的毒害後,為何轉化效率會大幅降低,請說明之?
解答:因為活性金屬受到鉛、硫以及磷等化合物覆蓋,減少活性面積。
73.
為避免觸媒轉化器遭到毒化,汽機車的燃料使用有何限制?
解答:限加無鉛汽油。74.
銠(Rh)因為產量少價格貴,故在三元觸媒轉化器中觸媒金屬銠(Rh)與鉑(Pt)的比例是多少?
解答:銠(Rh)與鉑(Pt)的比例為1:10。
75.
銠(Rh)通常用於還原型的觸媒轉化器,試說明其原因。
解答:銠對NOx還原成N2以及O2的效果較好。
76.
銠(Rh)可以促使何種污染物加速產生還原作用?
解答:NOx。
77.
在1975年,哪一種觸媒轉化器首先被發展並被使用?
解答:氧化型觸媒轉化器。
78.
氧化型觸媒轉化器係針對哪兩種污染物而設計的?
解答:HC以及CO。
79.
還原型觸媒轉化器係針對哪種污染物而設計的?
解答:NOx。
80.
觸媒轉化器中,隨著溫度的升高,HC及CO的轉化效率將因而降低或升高?
解答:升高。
81.
使用三元觸媒轉化器時,當混合比(A/F)變稀時有利於何種化學反應(氧化或還原)?
解答:氧化反應。82.
使用三元觸媒轉化器時,當混合比(A/F)變濃時有利於何種化學反應(氧化或還原)?
解答:還原反應。
83.
使用三元觸媒轉化器時,當混合比(A/F)稀於14.7時,是屬於富氧或貧氧燃燒?
解答:富氧燃燒。
84.
使用三元觸媒轉化器時,當混合比(A/F)濃於14.7的情況,是屬於富氧或貧氧燃燒?
解答:貧氧燃燒。
85.
使用三元觸媒轉化器時,當混合比(A/F)變稀時,HC及CO的轉化效率將如何變化(變高或變低)?
解答:變高。
86.
使用三元觸媒轉化器時,當混合比(A/F)變濃時,NOx的轉化效率將如何變化(變高或變低)?
解答:變低。
87.
何謂轉化寬度?
解答:欲使三元觸媒轉化器之轉化效率提高,需將A/F控制在理論混合比附近的特定範圍,此一A/F的寬度稱之為轉化寬度。88.
具有80%及50%轉化效率時之轉化寬度有何不同?
解答:具有80%轉化效率時之轉化寬度較窄,而具有50%轉化效率時之轉化寬度則較寬。
89.
具有80%及50%轉化效率時之轉化寬度何者較寬?
解答:具有50%轉化效率時之轉化寬度較寬。
90.
轉化寬度與轉化效率之變化關係為何?
解答:轉化效率高時轉化寬度較窄。
91.
使用三元觸媒轉化器時,為何要將混合比(A/F)控制在理論混合比附近?
解答:可以使得HC、CO以及NOx的轉化效率同時提高。
92.
使用三元觸媒轉化器時,在何種狀態下才能回饋修正混合比(A/F)?
解答:閉迴路控制。
93.
若要提高轉化效率,混合比(A/F)愈需要精準的控制,請問如何達成?
解答:使用閉迴路控制系統,控制在理論混合比附近。
94.
使用三元觸媒轉化器時,混合比(A/F)與轉化效率的關係如何?
解答:在理論混合比附近時轉化效率較高。95.
因為混合比(A/F)關係到三元觸媒轉化器的轉化效率,試問需加裝哪種感知器才能有效監控混合比(A/F)?
解答:裝置含氧感知器,並使用閉迴路控制系統。
96.
在三元觸媒轉化器中,含氧感知器的用途為何?
解答:測知廢氣中的含氧量,進而回饋修正混合比。
97.
含氧量多時,表示混合比(A/F)濃或稀?
解答:稀。
98.
濃油燃燒時表示混合比(A/F)濃或稀?
解答:濃。
99.
有利於氧化反應進行時,其混合比(A/F)較濃或較稀?
解答:較稀。
100.
有利於還原反應進行時,其空氣燃料比值(A/F)是高或低?
解答:空氣燃料比值低。
101.
觸媒轉化器的四大重要特性是什麼?
解答:轉化溫度、轉化寬度、高溫劣化以及毒化。
102.
何謂觸媒轉化器的毒化?
解答:因為活性金屬受到燃料中的鉛、硫以及磷等化合物之覆蓋,減少活性面積,進而降低轉化效率,此一現象稱之為毒化。103.
為何使用含鉛汽油會使觸媒轉化器失去轉化能力?
解答:因為活性金屬受到燃料中的鉛化合物之覆蓋而喪失活性。
104.
含鉛汽油中含有哪一種化學成分,經氧化之後形成鉛化物,進而會使得觸媒金屬失去活性?
解答:四乙基鉛。
105.
哪些物質會毒化觸媒轉化器?
解答:鉛、硫以及磷等。
106.
對觸媒具有毒化作用的元素其來源為何?
解答:燃料中的鉛、硫以及磷等化合物。
107.
車輛使用無鉛汽油有哪兩種作用?
解答:保護觸媒轉化器、降低排氣中的鉛污染。
108.
車輛使用無鉛汽油主要是可以保護觸媒轉化器,那麼次要的作用是什麼?
解答:降低排氣中的鉛污染。
109.
車輛使用無鉛汽油不但可以降低汽車產生的鉛污染,其主要之作用是什麼?
解答:可以保護觸媒轉化器。
110.
除了里程數之外,觸媒轉化器的轉化效率受哪兩個因素影響最大?
解答:燃料之種類、觸媒轉化器溫度高低。
111.
在觸媒轉化器中裝置溫度感測器,其目的為何?
解答:感知觸媒轉化器中之溫度高低,以作適當之空氣量調節,達成較佳的轉化效率。
112.
何謂高溫劣化?
解答:在高溫環境之下,活性金屬會互相結合、或與鄰近物質結合,此一現象稱之為燒結。觸媒轉化器產生燒結的後果是減少觸媒的活性面積,降低觸媒轉換器的轉化效率。
113.
觸媒轉化器溫度過高將會使氧化鋁塗層產生何種變化,導致轉化效率變低?
解答:將使氧化鋁塗層鎔化包覆觸媒減少活化面積。
114.
觸媒轉化器中高溫環境是如何形成的?
解答:因為不斷產生放熱的氧化作用所形成的。
115.
當混合比(A/F)過稀時,排氣中的哪些成分急遽升高,將使得觸媒轉化器中的氧化反應增強而導致高溫之形成?
解答:HC。
116.
二次空氣供給系統故障會導致觸媒轉化器中的溫度過高,請說明其原因。
解答:過濃混合氣進入燃燒室,導致排氣中的HC以及CO成分急遽升高,將使得觸媒轉化器中的氧化反應增強而導致高溫之形成。
117.
點火系統不正常將會導致觸媒轉化器中的溫度過高,請說明其原因。
解答:火星塞漏火次數增多,導致未燃混合氣進入排氣系統,將使得觸媒轉化器中的氧化反應增強而導致高溫之形成。
118.
在台灣,何時實施新車一律限用無鉛汽油?
解答:79年7月1日。
119.
請問二次空氣供給系統是引入汽機車的排氣或進氣系統?
解答:排氣系統。
120.
氧化型觸媒轉化器的出口比入口的溫度高出大約90℃,試說明其原因。
解答:因為氧化反應是放熱反應。
121.
氧化型觸媒轉化器的出口比入口的溫度高出幾度?
解答:大約90℃。
122.
依功能區分,汽車上的觸媒轉化器有哪四種?解答:(1)氧化型、(2)還原型、(3)三元轉化器、(4)雙床式。
123.
觸媒轉化器裝設後會稍微降低引擎的性能,請說明其原因。
解答:因為排氣阻力增加。
124.
觸媒轉化器裝設後會增加燃料之消耗量,請說明其原因。
解答:排氣阻力增加,使馬力下降、耗油量增加。
125.
觸媒轉化器裝設後會減低空氣污染,請說明其原因。
解答:可以將CO、HC、NOx轉換成CO2、H2O以及N2等無害之氣體。
126.
觸媒轉化器受到鉛的毒化,請問鉛的主要來源是何處?
解答:燃料中的抗爆劑(四乙基鉛)。
127.
觸媒轉化器受到磷的毒化,請問磷的主要來源是何處?
解答:潤滑油。
128.
含氧感知器是根據排氣中含氧量之大小,請問其對應的電訊號是以電壓或電流的方式輸出?
解答:以電壓訊號輸出。
129.
若含氧量與大氣中之含氧量差變小的情形,含氧感知器輸出電壓差變小或變大?
解答:輸出電壓差變小。
130.
雙床式觸媒轉化器是如何組成的?解答:前段可為還原型或三元型,後段則必須是氧化型的觸媒轉化器所組成。
131.
雙床式觸媒轉化器的前段是以何種型式的觸媒轉化器為主?
解答:前段可為還原型或三元型觸媒轉化器。
132.
雙床式觸媒轉化器的後段是以何種型式的觸媒轉化器為主?
解答:後段則必須是氧化型的觸媒轉化器。
133.
雙床式觸媒轉化器的前、後段間需要連接二次空氣供給系統,請說明其必要性。
解答:因為後段則必須是氧化型的觸媒轉化器,故需要提供新鮮的氧氣方能進行氧化反應。
134.
當引擎輕負荷運轉時,進氣量減少,此時若將二次空氣供給量增加將會產生何種後果?
解答:排氣管內之溫度下降,造成觸媒轉化器之轉化效率降低。
135.
當引擎高負荷運轉時,若將二次空氣供給量增加,將會產生何種後果?
解答:觸媒轉化器之HC以及CO含量增加,若增加二次空氣供給量則轉化器之溫度將大幅提高,有燒毀觸媒轉化器之虞。136.
試述蜂巢狀觸媒轉化器之優劣點。
解答:優點:抗震性強、體積小、氣阻小,缺點:不可修復、加熱時間長。
137.
試述顆粒式觸媒轉化器之優劣點。
解答:缺點:抗震性弱、體積大、氣阻大、加熱時間長,優點:流失後易於填補。
138.
試述金屬式觸媒轉化器之優劣點。
解答:優點:抗震性強、體積小、氣阻小、加熱時間短,缺點:價格貴、易因熱脹冷縮而變形。
139.
環保法規規定裝有觸媒轉化器之汽車在使用幾年以後仍要符合排放標準?
解答:至少5年。
140.
環保法規規定裝有觸媒轉化器之汽車在使用多少公里之後仍要符合排放標準?
解答:8萬公里。
141.
1975年符合美國清潔空氣標準的觸媒轉化器是屬於哪一型的?該型產品主要的功能係將哪兩種廢氣轉化成無害之氣體?
解答:氧化型,係將HC以及CO兩種廢氣轉化成無害之氣體。142.
安裝有觸媒轉化器的汽車,使用時必須注意的兩大重要項目,方能維持轉化器之壽命以及轉化效率。請問是哪兩大項目。
解答:溫度以及燃料種類(無鉛汽油)。提高轉化效率,避免被毒化。(一)高溫劣化、(二)毒化。
143.
在觸媒轉化器中,若溫度高於850℃且持續上升時,為何會降低轉化效率?
解答:因氧化鋁塗層將鎔化或毀壞,因此會降低轉化效率。
144.
若使過量之濃混合進入燃燒室進行燃燒,為何會造成觸媒轉化器損壞?試說明其原因。
解答:濃混合進入燃燒室進行燃燒,排氣中HC以及CO之成分大增,劇烈之氧化反應將造成轉化器內溫度之急遽升高。
145.
若要擴大三元觸媒轉化器之轉化寬度可於觸媒中加入哪兩種氧化物?
解答:二氧化銫、或氧化鎳。
146.
當廢氣為富氧時,過剩的氧氣會被哪一種氧化物吸附,使得廢氣仍然符合標準?
解答:二氧化銫。147.
當廢氣為貧氧時,不足的的氧氣會由該氧化物放出,提供氧化反應所需之氧氣。請此一氧化物是什麼?
解答:二氧化銫。
148.
傳統的化油器之引擎其混合氣稍濃,通常採用何種觸媒轉化器?雙床式或三元觸媒轉化器?
解答:雙床式觸媒轉化器。

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