Katalizator układu wydechowego (VW Passat B5)

Katalizator

• 1 - ciało,
• 2 - pieczęć,
• 3 - katalizator typu plaster miodu

Elementy wchodzące do katalizatora i produkty opuszczające katalizator

Wszystkie pojazdy są wyposażone w katalizatory, które redukują ilość szkodliwych substancji emitowanych do atmosfery wraz ze spalinami.

Katalizator spalin posiada obudowę ze stali nierdzewnej, do której przyspawane są stożki wlotowe i wylotowe z rurami i kołnierzami montażowymi, a także reflektory ciepła utrzymujące ceramiczną wykładzinę. Całą wewnętrzną objętość korpusu zajmuje ceramiczny monolit porowaty, zamocowany za pomocą pierścieni lub siatki ze stali nierdzewnej. Monolit ma strukturę normalnego filtra, ale cała wewnętrzna i zewnętrzna powierzchnia porów mających kontakt z gazami pokryta jest bardzo cienką warstwą molekularną stopu zawierającego platynę, rod i pallad. Porowatość monolitu sprawia, że duża powierzchnia jest pokryta stopem bardzo drogich metali, co w głównej mierze determinuje wysoką cenę katalizatorów, patrz rysunek Katalizator.



(Informacje są dostępne na stronie internetowej: www.VWmanual.ru)

Katalizator powoduje reakcję, w wyniku której potencjalnie niebezpieczne węglowodory i tlenek węgla zawarte w spalinach zamieniają się w nieszkodliwe gazy i parę wodną.

Silnik emituje do atmosfery wraz ze spalinami produkty całkowitego spalania (para wodna H 2 O, azot N 2 itp.) i niekompletne (tlenek węgla CO, a także CnHm, tlenki azotu NOx) spalanie paliwa. Łączna liczba składników zawartych w tych gazach przekracza kilkaset, a większość z nich jest szkodliwa dla zdrowia człowieka.

Spaliny, przenikając przez porowatą powierzchnię monolitu, najpierw go nagrzewają, a następnie utleniają. CO przekształca się w CO₂, który jest nietoksycznym dwutlenkiem węgla, CnHm przekształca się w kilku etapach w CO₂ i H2O, NOx przekształca się w cząsteczkowy N₂, który występuje w normalnym powietrzu, a także w wodzie. Krótko mówiąc, w katalizatorze zachodzą dość złożone reakcje chemiczne, spowodowane wysoką temperaturą i obecnością specjalnej powłoki z drogich metali.

Głównym pozytywnym efektem działania katalizatora jest całkowita neutralizacja trzech składników – CO, CnHm, NOx – których w spalinach jest więcej niż innych szkodliwych substancji. A to jest możliwe nie tylko dzięki obecności platyny, rodu i palladu. Ważną rolę odgrywa temperatura, która utrzymywana jest w granicach 300–800°C. Jeżeli temperatura spadnie do 250°C, to reakcje chemiczne neutralizacji CO, CnHm, NOx, mimo obecności katalizatorów metalicznych, nie zajdą. W temperaturze około 900°C warstwa katalityczna zaczyna się topić i rozpadać.

Silniki benzynowe

Wszystkie modele z katalizatorem posiadają zamknięty układ zasilania paliwem, co oznacza, że na podstawie sygnału z czujnika tlenu zamontowanego w układzie wydechowym, jednostka sterująca stale optymalizuje skład mieszanki paliwowo-powietrznej. W zależności od zawartości tlenu w spalinach czujnik tlenu indukuje napięcie 0,1 V (mieszanka bogata w tlen, uboga) do 0,9 V (mieszanka bogata w tlen). Na podstawie tych danych jednostka sterująca silnikiem zmienia czas otwarcia wtryskiwaczy paliwa i zmienia stosunek paliwa do powietrza w mieszance paliwowej. Stosunek metryczny mieszanki paliwowej, przy którym następuje całkowite spalanie i nie ma szkodliwych substancji w spalinach, wynosi 14,7 części wagowych powietrza na 1 część paliwa, patrz rysunek Elementy wchodzące do katalizatora i produkty opuszczające katalizator.

Katalizator działa efektywnie w temperaturach od +300°C do +800°C.

Silniki Diesla

W pojazdach z silnikami Diesla oczyszczanie spalin odbywa się za pomocą nieregulowanego katalizatora utleniającego.

Zmniejszenie zawartości tlenków azotu w spalinach silnika Diesla osiąga się poprzez zamontowanie w pojeździe układu dopalania spalin (EGR). Zawór EGR układu recyrkulacji spalin zamontowany jest w kolanku układu wydechowego i sterowany jest regulatorem podciśnienia. Zawór EGR w ciepłym silniku kieruje część spalin do komór spalania silnika, co powoduje obniżenie temperatury i jednocześnie zmniejszenie zawartości tlenków azotu w spalinach.