Katalyzátor
- 1 - telo,
- 2 - tesnenie,
- 3 - voštinový katalyzátor
Prvky vstupujúce do katalyzátora a produkty opúšťajúce katalyzátor
Všetky vozidlá sú vybavené katalyzátormi na zníženie množstva škodlivých látok vypúšťaných do ovzdušia výfukovými plynmi.
Katalyzátor výfukových plynov má puzdro z nehrdzavejúcej ocele, ku ktorému sú privarené vstupné a výstupné kužele s rúrkami a montážnymi prírubami, ako aj tepelné reflektory, ktoré držia keramickú výstelku. Celý vnútorný objem tela zaberá keramický porézny monolit, upevnený krúžkami alebo sieťovinou z nehrdzavejúcej ocele. Štruktúra monolitu je bežný filter, ale celý vnútorný a vonkajší povrch pórov v kontakte s plynmi je pokrytý veľmi tenkou molekulárnou vrstvou zliatiny obsahujúcej platinu, ródium a paládium. Pórovitosť monolitu má veľkú plochu pokrytú touto zliatinou veľmi drahých kovov, od čoho závisí najmä vysoká cena katalyzátorov, viď kresba Katalyzátor.
Katalyzátor spôsobuje reakciu, ktorá premieňa potenciálne nebezpečné uhľovodíky a oxid uhoľnatý vo výfukových plynoch na neškodné plyny a vodnú paru.
Motor vypúšťa do atmosféry spolu s výfukovými plynmi produkty úplného spaľovania (vodná para H 2 O, dusík N 2 atď.) a neúplné (oxid uhoľnatý CO, ako aj CnHm, oxidy dusíka NOx) spaľovanie paliva. Celkový počet zložiek obsiahnutých v týchto plynoch presahuje niekoľko stoviek a väčšina z nich je škodlivá pre ľudské zdravie.
Výfukové plyny, ktoré prenikajú cez pórovitý povrch monolitu, ho najprv zahrievajú a po druhé oxidujú. CO sa premieňa na CO₂, čo je netoxický oxid uhličitý, CnHm sa v niekoľkých stupňoch mení na CO₂ a H2O, NOx sa mení na molekulárny N₂, ktorý sa nachádza v normálnom vzduchu, a na vodu. Stručne povedané, v katalyzátore prebiehajú pomerne zložité chemické reakcie v dôsledku vysokej teploty a prítomnosti špeciálneho povlaku drahých kovov.
Hlavným pozitívnym účinkom katalyzátora je úplná neutralizácia troch zložiek – CO, CnHm, NOx – ktoré sú vo výfukových plynoch prítomné vo väčšom množstve ako iné škodlivé látky. A to sa dosahuje nielen vďaka prítomnosti platiny, ródia a paládia. Dôležitú úlohu zohráva teplota, ktorá sa udržiava v rozmedzí 300–800°C. Ak klesne na 250°C, nedôjde k chemickým reakciám neutralizácie CO, CnHm, NOx napriek prítomnosti kovových katalyzátorov. A pri teplote asi 900°C sa katalytický film začne topiť a rozpadať sa.
Benzínové motory
Všetky modely s katalyzátorom majú uzavretý systém prívodu paliva, čo znamená, že na základe signálu z kyslíkového senzora inštalovaného vo výfukovom systéme riadiaca jednotka neustále optimalizuje zloženie zmesi paliva a vzduchu. V závislosti od obsahu kyslíka vo výfukových plynoch indukuje kyslíkový senzor napätie 0,1 V (chudobná zmes s vysokým obsahom kyslíka) až 0,9 V (nízky obsah kyslíka, bohatá zmes). Na základe týchto údajov riadiaca jednotka motora mení čas otvárania vstrekovačov paliva a mení pomer paliva v zmesi paliva a vzduchu. Metrický pomer palivovej zmesi, pri ktorej dochádza k úplnému spáleniu a vo výfukových plynoch nie sú žiadne škodlivé látky, je 14,7 hmotnostných dielov vzduchu na 1 diel paliva, viď kresba Prvky vstupujúce do katalyzátora a produkty opúšťajúce katalyzátor.
Katalyzátor efektívne funguje pri teplotách +300°C – +800°C.
Dieselové motory
Vo vozidlách s dieselovými motormi sa čistenie výfukových plynov vykonáva pomocou neregulovaného oxidačného katalyzátora.
Zníženie percenta oxidov dusíka vo výfukových plynoch naftového motora sa dosiahne inštaláciou systému spätného spaľovania výfukových plynov (EGR) na vozidlo. EGR ventil systému recirkulácie výfukových plynov je inštalovaný v kolene výfukového systému a je riadený podtlakovým regulátorom. EGR ventil na teplom motore smeruje časť výfukových plynov do spaľovacích priestorov motora, čím dochádza k poklesu teploty a zároveň k zníženiu percenta oxidov dusíka vo výfukových plynoch.
Komentáre návštevníkov