Catalizator
- 1 - corp,
- 2 - sigiliu,
- 3 - catalizator de tip fagure
Elementele incluse în catalizator și produsele care părăsesc catalizatorul
Pe toate mașinile sunt instalați catalizatori pentru a reduce cantitatea de substanțe nocive emise în atmosferă cu gazele de eșapament.
Catalizatorul de gaze de eșapament are o carcasă din oțel inoxidabil la care sunt sudate conuri de intrare și ieșire cu duze și flanșe de montare, precum și reflectoare de căldură care susțin căptușeala ceramică. Întregul volum interior al carcasei este ocupat de un monolit ceramic poros, fixat cu inele sau plasă din oțel inoxidabil. Structura monolitului este un filtru convențional, dar întreaga suprafață interioară și exterioară a porilor în contact cu gazele este acoperită cu un strat molecular foarte subțire dintr-un aliaj care conține platină, rodiu și paladiu. Porozitatea monolitului are o suprafață mare acoperită cu acest aliaj de metale foarte scumpe, ceea ce determină în principal prețul ridicat al catalizatorilor, vezi fig. Catalizator.
În catalizator are loc o reacție care transformă hidrocarburile potențial periculoase și monoxidul de carbon din gazele de eșapament în gaze inofensive și vapori de apă.
Motorul emite în atmosferă împreună cu produse complete de gaze de eșapament (vapori de apă H 2 O, azot N 2 etc.) si incomplete (monoxid de carbon CO, precum și CnHm, oxizi de azot NOx) arderea combustibilului. Numărul total de componente conținute în aceste gaze depășește câteva sute, iar cele mai multe dintre ele sunt dăunătoare sănătății umane.
Gazele de eșapament, care pătrund prin suprafața poroasă a monolitului, în primul rând, îl încălzesc și, în al doilea rând, sunt oxidate suplimentar. Din CO se obține CO 2, adică dioxid de carbon netoxic, CnHm trece în mai multe etape în CO 2 și H 2 O, NOx se transformă în N2 molecular, care se găsește în aerul normal și în apă. Într-un cuvânt, în catalizator au loc reacții chimice destul de complexe, din cauza temperaturii ridicate și a prezenței unui înveliș special de metale scumpe.
Principalul efect pozitiv al catalizatorului este neutralizarea completă a trei componente - CO, CnHm, NOx - care sunt mai mult în gazele de eșapament decât alte substanțe nocive. Și se realizează nu numai datorită prezenței de platină, rodiu și paladiu. Un rol important îl joacă temperatura menținută în intervalul 300–800°C. Dacă scade la 250°C, reacțiile chimice de neutralizare a CO, CnHm, NOx, în ciuda prezenței metalelor catalizatoare, nu vor avea loc. Și la o temperatură de aproximativ 900°C, filmul catalitic începe să se topească și să se descompună.
Motoare pe benzină
La toate modelele cu catalizator, sistemul de alimentare cu combustibil este de tip închis, adică pe baza unui semnal de la un senzor de oxigen instalat în sistemul de evacuare, unitatea de control optimizează constant compoziția amestecului combustibil-aer. În funcție de conținutul de oxigen din gazele de evacuare, senzorul de oxigen induce o tensiune de 0,1 V (oxigen ridicat, amestec slab) până la 0,9 V (oxigen scăzut, amestec bogat). Pe baza acestor date, unitatea de control al motorului modifică timpul de deschidere al injectoarelor de combustibil și schimbă raportul de combustibil în amestecul combustibil-aer. Raportul metric al amestecului de combustibil, la care are loc arderea sa completă și nu există substanțe nocive în gazele de eșapament, este de 14,7 părți în greutate de aer per 1 parte de combustibil, vezi fig. Elementele incluse în catalizator și produsele care părăsesc catalizatorul.
Catalizatorul funcționează eficient la temperaturi de +300°С – +800°С.
Motoare diesel
La vehiculele cu motoare diesel, gazele de eșapament sunt curățate de un catalizator oxidant nereglementat.
Reducerea procentului de oxizi de azot din gazele de eșapament ale unui motor diesel se realizează prin instalarea unui sistem de re-ardere pentru o parte din gazele de eșapament pe vehicul (EGR). Supapa EGR a sistemului de reaprindere a gazelor de eșapament este instalată în cotul sistemului de evacuare și este controlată de un regulator de vid. Supapa EGR a unui motor cald direcționează o parte din gazele de eșapament în camerele de ardere ale motorului, rezultând o scădere a temperaturii și, în același timp, a procentului de oxizi de azot din gazele de eșapament.
Comentariile vizitatorilor