Convertor catalitic al sistemului de evacuare (VW Passat B5)

Catalizator

• 1 - corp,
• 2 - sigiliu,
• 3 - catalizator de tip fagure

Elementele care intră în catalizator și produsele care părăsesc catalizatorul

Toate vehiculele sunt echipate cu convertoare catalitice pentru a reduce cantitatea de substanțe nocive emise în atmosferă prin gazele de eșapament.

Catalizatorul de gaze de eșapament are o carcasă din oțel inoxidabil la care sunt sudate conurile de intrare și ieșire cu țevi și flanșe de montaj, precum și reflectoare de căldură care țin căptușeala ceramică. Întregul volum interior al corpului este ocupat de un monolit ceramic poros, fixat cu inele sau o plasă din oțel inoxidabil. Structura monolitului este un filtru normal, dar întreaga suprafață internă și externă 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.



Convertorul catalitic provoacă 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 gazele de eșapament produsele arderii complete (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 evacuare, care pătrund prin suprafața poroasă a monolitului, în primul rând îl încălzesc și, în al doilea rând, se oxidează. CO este transformat în CO₂, care este dioxid de carbon netoxic, CnHm este transformat în mai multe etape în CO₂ și H2O, NOx este transformat în N₂ molecular, care se găsește în aerul normal și în apă. Pe scurt, în catalizator apar reacții chimice destul de complexe, din cauza temperaturii ridicate și a prezenței unei acoperiri speciale de metale scumpe.

Principalul efect pozitiv al catalizatorului este neutralizarea completă a trei componente – CO, CnHm, NOx – care sunt prezente în gazele de eșapament în cantități mai mari decât alte substanțe nocive. Și acest lucru se realizează nu numai datorită prezenței de platină, rodiu și paladiu. Un rol important îl joacă temperatura, care se menține în intervalul 300–800°C. Dacă scade la 250°C, nu vor avea loc reacții chimice de neutralizare a CO, CnHm, NOx, în ciuda prezenței catalizatorilor metalici. Și la o temperatură de aproximativ 900°C filmul catalitic începe să se topească și să se descompună.

Motoare pe benzina

Toate modelele cu catalizator au un sistem de alimentare cu combustibil în circuit închis, ceea ce înseamnă că pe baza semnalului de la senzorul 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 completă și nu există substanțe nocive în gazele de eșapament este de 14,7 părți în greutate aer la 1 parte de combustibil, vezi Fig. Elementele care intră în catalizator și produsele care părăsesc catalizatorul.

Catalizatorul funcționează eficient la temperaturi de +300°C – +800°C.

Motoare diesel

La vehiculele cu motoare diesel, curățarea gazelor de eșapament se realizează cu un catalizator de oxidare nereglementat.

Reducerea procentului de oxizi de azot din gazele de eșapament ale unui motor diesel se realizează prin instalarea unui sistem de reaprindere a gazelor de eșapament (EGR) pe vehicul. Supapa EGR a sistemului de recirculare 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, o scădere a procentului de oxizi de azot din gazele de eșapament.