Kipufogórendszer katalizátor

Katalizátor

• 1 - test,
• 2 - pecsét,
• 3 - méhsejt katalizátor

A katalizátorban lévő elemek és a katalizátorból kilépő termékek

Minden autóba katalizátort szerelnek fel, hogy csökkentsék a kipufogógázokkal a légkörbe kibocsátott káros anyagok mennyiségét.

A kipufogógáz-katalizátor rozsdamentes acél házzal rendelkezik, amelyhez fúvókákkal és szerelőkarimákkal ellátott bemeneti és kimeneti kúpok vannak hegesztve, valamint a kerámia bélést tartó hővisszaverők. A ház teljes belső térfogatát porózus kerámia monolit foglalja el, rozsdamentes acél gyűrűkkel vagy hálóval rögzítve. A monolit szerkezete egy hagyományos szűrő, de a gázokkal érintkező pórusok teljes belső és külső felületét platinát, ródiumot és palládiumot tartalmazó ötvözet nagyon vékony molekuláris rétege borítja. A monolit porozitása nagy felülettel rendelkezik, amelyet ez a nagyon drága fémek ötvözete borít, ami elsősorban a katalizátorok magas árát határozza meg, lásd az 1. ábrát. Katalizátor.


A katalizátorban olyan reakció megy végbe, amely a kipufogógázokban lévő potenciálisan veszélyes szénhidrogéneket és szén-monoxidot ártalmatlan gázokká és vízgőzné alakítja.

A motor a kipufogógázokkal együtt komplett termékeket bocsát ki a légkörbe (vízgőz H₂ O, nitrogén N₂ stb.) és hiányos (szén-monoxid CO, valamint CnHm, nitrogén-oxidok NOx) tüzelőanyag égés. Az ezekben a gázokban található komponensek száma meghaladja a több százat, és legtöbbjük káros az emberi egészségre.

A monolit porózus felületén áthatoló kipufogógázok először felmelegítik, másodszor pedig oxidálódnak. A CO-ból CO₂ keletkezik, azaz nem mérgező szén-dioxid, a CnHm több lépcsőben CO₂ és H₂ O-ba megy át., az NOx molekuláris N2-vé alakul, amely normál levegőben és vízben is megtalálható. Egyszóval meglehetősen bonyolult kémiai reakciók mennek végbe a katalizátorban, a magas hőmérséklet és a drága fémek speciális bevonata miatt.

A katalizátor fő pozitív hatása három olyan komponens - CO, CnHm, NOx - teljes semlegesítése, amelyek több a kipufogógázban, mint más káros anyagok. És ez nem csak a platina, a ródium és a palládium jelenléte miatt érhető el. Fontos szerepet játszik a 300-800°C tartományban tartott hőmérséklet. Ha 250°C-ra csökken, akkor a CO, CnHm, NOx semlegesítés kémiai reakciói a katalizátorfémek jelenléte ellenére sem mennek végbe. És körülbelül 900°C hőmérsékleten a katalitikus film elkezd olvadni és lebomlik.

Benzinmotorok

Minden katalizátoros modellen az üzemanyag-ellátó rendszer zárt típusú, vagyis a kipufogórendszerbe telepített oxigénérzékelő jele alapján a vezérlőegység folyamatosan optimalizálja az üzemanyag-levegő keverék összetételét. A kipufogógázok oxigéntartalmától függően az oxigénérzékelő 0,1 V feszültséget indukál (magas oxigéntartalmú, sovány keverék) 0,9 V-ig (alacsony oxigéntartalmú, gazdag keverék). Ezen adatok alapján a motorvezérlő egység megváltoztatja az üzemanyag-befecskendezők nyitási idejét és megváltoztatja az üzemanyag-levegő keverékben az üzemanyag arányt. A tüzelőanyag-keverék metrikus aránya, amelynél a teljes égés megtörténik, és nincs káros anyag a kipufogógázokban, 14,7 tömegrész levegő 1 rész üzemanyagra vonatkoztatva, lásd az ábrát. A katalizátorban lévő elemek és a katalizátorból kilépő termékek.


A katalizátor +300°С – +800°С hőmérsékleten működik hatékonyan.

Dízel motorok

A dízelmotoros járműveknél a kipufogógázokat nem szabályozott oxidáló katalizátor tisztítja.

A nitrogén-oxidok százalékos arányának csökkentése a dízelmotorok kipufogógázaiban úgy érhető el, hogy a kipufogógázok egy részét újraégető rendszerrel szerelik fel a járműre (EGR). A kipufogógáz-újraégető rendszer EGR szelepe a kipufogórendszer könyökébe van beépítve, és egy vákuumszabályzó vezérli. A meleg motoron lévő EGR-szelep a kipufogógázok egy részét a motor égésterébe irányítja, ami a hőmérséklet csökkenését és ezzel egyidejűleg a kipufogógázok nitrogén-oxidjainak százalékos arányát eredményezi.