Urządzenie i zastosowanie katalizatora

Katalizator

• 1 - ciało;
• 2 - pieczęć;
• 3 - katalizator o strukturze plastra miodu

Pierwiastki wchodzące w skład katalizatora oraz produkty opuszczające katalizator

We wszystkich samochodach montowane są katalizatory, które zmniejszają 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 dyszami i kołnierzami mocującymi oraz reflektory ciepła podtrzymujące okładzinę ceramiczną. Całą wewnętrzną objętość obudowy zajmuje ceramiczny porowaty monolit, mocowany za pomocą pierścieni lub siatki ze stali nierdzewnej. Struktura monolitu jest konwencjonalnym filtrem, ale cała wewnętrzna i zewnętrzna powierzchnia porów stykających się z gazami pokryta jest bardzo cienką warstwą molekularną stopu zawierającego platynę, rod i pallad. Porowaty monolit ma dużą powierzchnię pokrytą tym stopem bardzo drogich metali, co w głównej mierze determinuje wysoką cenę katalizatorów.


W katalizatorze zachodzi reakcja, która przekształca potencjalnie niebezpieczne węglowodory i tlenek węgla w spalinach w nieszkodliwe gazy i parę wodną.

Silnik emituje do atmosfery wraz ze spalinami produkty kompletne (para wodna H2O, azot N2 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.

Gazy spalinowe, przenikając przez porowatą powierzchnię monolitu, po pierwsze podgrzewają go, a po drugie są dodatkowo utleniane. Z CO otrzymuje się CO2, czyli nietoksyczny dwutlenek węgla, CnHm przechodzi w kilku etapach do CO2 i H2O, NOX zamienia się w cząsteczkowy N2, który jest zawarty w zwykłym powietrzu oraz w wodę. Jednym słowem w katalizatorze zachodzą dość złożone reakcje chemiczne, ze względu na wysoką temperaturę i obecność 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. I to nie tylko dzięki obecności platyny, rodu i palladu. Ważną rolę odgrywa temperatura utrzymywana w przedziale 300-800°C. Jeśli spadnie do 250°C, reakcje chemiczne neutralizacji CO, CnHm, NOX, pomimo obecności metali katalizatorów, nie zajdą. W temperaturze około 900°C film katalityczny zaczyna się topić i rozpadać.

Silniki benzynowe

We wszystkich modelach z katalizatorem układ zasilania paliwem jest typu zamkniętego, to znaczy na podstawie sygnału z czujnika tlenu zainstalowanego 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 (bogata w tlen, uboga mieszanka) do 0,9 V (uboga w tlen, bogata mieszanka). Na podstawie tych danych sterownik silnika zmienia czas otwarcia wtryskiwaczy paliwa oraz zmienia stosunek paliwa w mieszance paliwowo-powietrznej. Stosunek metryczny mieszanki paliwowej, przy którym następuje jej całkowite spalenie i brak szkodliwych substancji w spalinach, wynosi 14,7 części wagowych powietrza na 1 część paliwa.


Katalizator działa skutecznie w temperaturach od +300°С do +800°С.

Silniki Diesla

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

Zmniejszenie procentowej zawartości tlenków azotu w spalinach silnika Diesla uzyskuje się poprzez zamontowanie w pojeździe instalacji dopalania części spalin (EGR). Zawór EGR układu dopalania spalin montowany jest w kolanku układu wydechowego i sterowany jest regulatorem podciśnienia. Zawór EGR w ciepłym silniku kieruje część spalin do komór spalania silnika, co powoduje spadek temperatury, a tym samym procentowej zawartości tlenków azotu w spalinach.

Eksploatacja pojazdów z katalizatorem

Katalizator jest niezawodnym i prostym urządzeniem, które nie wymaga żadnej konserwacji, ale są pewne fakty, których właściciel musi być świadomy, aby zmaksymalizować żywotność katalizatora.

Nie używaj benzyny ołowiowej w pojeździe wyposażonym w katalizator, ponieważ ołów pokryje metale szlachetne w siatce katalizatora, zmniejszając ich wydajność konwersji i ostatecznie uszkadzając katalizator.

Zawsze utrzymuj zapłon i układ paliwowy w doskonałym stanie.

W przypadku zaobserwowania wypadania zapłonów przy pracującym silniku, nie należy uruchamiać pojazdu, dopóki problem nie zostanie naprawiony.

Jeśli lampka ostrzegawcza układu sterowania silnikiem zaświeci się podczas pracy silnika, należy jak najszybciej skontaktować się ze stacją obsługi. Jeśli dojdzie do uszkodzenia zarządzania silnikiem, to oprócz zwiększenia zużycia paliwa i zmniejszenia dynamicznych właściwości silnika katalizator może ulec awarii.


Nie uruchamiaj silnika przez holowanie.

Nie wyłączaj zapłonu przy wysokich prędkościach obrotowych silnika.

Nie stosować dodatków do paliwa i oleju silnikowego, ponieważ dodatki mogą zawierać substancje, które mogą uszkodzić katalizator.

Nie prowadź pojazdu, jeśli z rury wydechowej widoczny jest ślad niebieskiego dymu.

Po zatrzymaniu silnika układ wydechowy jeszcze przez długi czas emituje znaczną ilość ciepła, dlatego należy unikać parkowania samochodu na trawie i suchych liściach. Pamiętaj, że katalizator jest delikatny, więc unikaj uderzania go podczas demontażu katalizatora lub układu wydechowego.

Katalizator zastosowany w dobrze wyregulowanym aucie powinien wystarczyć na przejechanie od 100 do 160 tysięcy kilometrów auta.