当化学爱上汽车
一、化学在汽车上的应用
(一)化学燃烧
(1)燃烧原理
汽车所需要的动力源自各种形式的能量转化,目前汽车普遍采用内燃机发动机,主要燃料有传统的汽油、柴油,也有“绿”燃料,如天然气,沼气或者酒精等。能量的转化过程:化学能→热能→机械能。
燃烧一般具备的三个条件:助燃剂、着火点和燃料。
(2)燃烧不充分的后果
不完全燃烧的产物主要有CO和CH化合物,容易发生“后燃”现象(即放炮),加速三元催化的损坏。
(3)需要定期更换汽油滤芯,清洗喷油嘴,清洗火花塞,更换空气滤芯,确保进气清洁和进气量大。
(二)三元催化转化器
三元催化器,是安装在汽车排气系统中最重要的机外净化装置,它可将汽车尾气排出的CO、HC和NOx等有害气体通过氧化和还原作用转变为无害的二氧化碳、水和氮气.当高温的汽车尾气通过净化装置时,三元催化器中的净化剂将增强CO、HC和NOx三种气体的活性,促使其进行一定的氧化-还原化学反应,其中CO在高温下氧化成为无、无毒的二氧化碳气体;HC化合物在高温下氧化成水(H20)和二氧化碳;NOx还原成氮气和氧气。三种有害气体变成无害气体,使汽车尾气得以净化。
(1)三元催化器损坏的原因
①一定的工作温度。含有金属铂、锗或者稀土金属元素,得在一定的温度下才能发挥功能,当超过850℃,涂层的催化剂可能脱落,载体会碎裂。
②中毒。S和Pb来自汽油,P和Zn来自润滑油,容易形成氧化物颗粒吸附于催化剂表面,无法
与废弃接触。
③表面积碳。长期低温行驶,三元催化无法正常工作,发动机排出的碳烟会附着在催化剂表面,是载体的空隙堵塞.
④排气恶化。对废气转化能力有限,过渡浓的HC和CO在其中反应,会产生大量的热,损坏三元催化.
⑤氧传感器失效。Pb和Si等会造成氧传感器中毒,氧传感器失效意味着空燃比的失调,排气状况进一步恶化。
(2)保养与维护是应注意的问题
①使用无Pb汽油;
②怠速会产生更多的热量;
③形式中午切断点开关;
④氧传感器失效等等。
(三)轮胎填充氮气
氮气为惰性气体,降低损耗、噪音以及延长寿命和降低油耗。
(四)汽车蓄电池
汽车尾气成分(1)汽车上有两个电源,一个是发电机,另一个是蓄电池,蓄电池主要是启动时向起动机提供电力,发电机则是给蓄电池充电的电源。目前通用的铅酸电池是用填满海绵状铅极板作负极,二氧化铅的铅极板作正极,并用稀硫酸作电解质.
放电时,化学能转化为电能;充电时,电能转化为化学能.放电时,金属铅是负极,被氧化,发生氧化反应,生成硫酸铅,正极发生还原反应生成硫酸铅。单格电池电压2V,6个串在一起构成12V的电池组,使用一段时间后要及时补充蒸馏水,是电解质浓度在1。28g/mg左右。
(2)汽车蓄电池的维护与保养
液面下降,适当添加蒸馏水,切勿添加酸溶液。当电池电力不足时,灯光暗淡,启动无力,要防止蓄电池过充电和亏电,过充电活性物质脱落,亏电则会是极板硫化,防止电池大电流工
作,每次启动时间不能超过5S,两次启动时间间隔不能少于15S,经常清理氧化物和溢出的电解液,保持蓄电池清洁干燥,防止自放电。
(五)安全气囊
安全气囊爆炸的化学反应原理
叠氮化钠、硝酸铵,经过猛烈撞击后,这些物质发生分解反应,产生大量的气体充满气囊,保护成员的头部安全。
2NaN3→2Na+3N2↑
2NH4NO3→2N2↑+O2↑+4H2O
点火到ACC后或者On时,金搞定会亮大约4~5S,然后熄灭,若不熄灭,则说明有故障,受潮可能导致无法启动。
二、化学反应对汽车造成的影响以及应对
(一)冷却液由水,防冻液和添加剂组成
水蒸发掉,溶解度较低的CaSO4析出,Ca(HCO3)2,Mg(HCO3)2分解,放出CO2,生成难溶于水的CaCO3和Mg(OH)2,于是就慢慢的形成了水垢.
(二)保养与维护
(1)化学除垢
水垢主要成分是CaCO3和Mg(OH)2,所以加入适量食醋,生成Ca(CH3COOH)2和Mg(CH3COOH)2,稀盐酸也能出水垢。
(2)常年使用冷却液
冷却液不知要防冻和方水垢,同时还需要放腐蚀.
(3)尽量使用软水,避免硬水造成水垢。
(三)生锈的形成
空气中铁容易与O2反应生成Fe2O3,防锈措施如下:
(1)干燥
(2)涂防锈漆,是铁尽量与空气隔绝
(3)封釉
(4)打蜡。每个3~5个月,打蜡一次,这样可以隔绝空气水对于铁的锈蚀,还可以保持清洁和干燥.
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