Катализатор издувног система

Катализатор

• 1 - тело,
• 2 - печат,
• 3 - саћасти катализатор

Елементи укључени у катализатор и производи који напуштају катализатор

На свим аутомобилима се уграђују катализатори како би се смањила количина штетних материја које се емитују у атмосферу са издувним гасовима.

Катализатор издувних гасова има кућиште од нерђајућег челика на које су заварени улазни и излазни конуси са млазницама и монтажним прирубницама, као и рефлектори топлоте који држе керамичку облогу. Целокупну унутрашњу запремину кућишта заузима керамички порозни монолит, причвршћен прстеновима од нерђајућег челика или мрежицом. Структура монолита је конвенционални филтер, али је цела унутрашња и спољашња површина пора у контакту са гасовима прекривена врло танким молекуларним слојем легуре која садржи платину, родијум и паладијум. Порозност монолита има велику површину прекривену овом легуром веома скупих метала, што углавном одређује високу цену катализатора, види сл. Катализатор.


У катализатору се одвија реакција која претвара потенцијално опасне угљоводонике и угљен моноксид у издувним гасовима у безопасне гасове и водену пару.

Мотор емитује у атмосферу заједно са издувним гасовима производе комплетне (водена пара Х ₂ О, азот Н ₂ итд.) и непотпуна (угљен моноксид ЦО, као и ЦнХм, оксиди азота НОк) сагоревање горива. Укупан број компоненти садржаних у овим гасовима прелази неколико стотина, а већина њих је штетна по здравље људи.

Издувни гасови, који продиру кроз порозну површину монолита, прво га загревају, а друго, додатно се оксидирају. Из ЦО се добија ЦО ₂, односно нетоксични угљен-диоксид, ЦнХм у неколико фаза прелази у ЦО ₂ и Х ₂ О, НОк се претвара у молекуларни Н2, који се налази у нормалном ваздуху, иу води. Једном речју, у катализатору се одвијају прилично сложене хемијске реакције, због високе температуре и присуства посебног премаза од скупих метала.

Главни позитиван ефекат катализатора је потпуна неутрализација три компоненте – ЦО, ЦнХм, НОк – којих је више у издувним гасовима од осталих штетних материја. I то се постиже не само због присуства платине, родијума и паладијума. Важну улогу игра температура која се одржава у распону од 300-800°Ц. Ако се смањи на 250°Ц, хемијске реакције неутрализације ЦО, ЦнХм, НОк, упркос присуству метала катализатора, неће доћи. А на температури од око 900°Ц, каталитички филм почиње да се топи и распада.

Бензински мотори

На свим моделима са катализатором, систем за довод горива је затвореног типа, односно, на основу сигнала сензора кисеоника уграђеног у издувни систем, контролна јединица стално оптимизује састав мешавине горива и ваздуха. У зависности од садржаја кисеоника у издувним гасовима, сензор кисеоника индукује напон од 0,1 В (висок кисеоник, посна смеша) до 0,9 В (низак кисеоник, богата смеша). На основу ових података, контролна јединица мотора мења време отварања млазница за гориво и мења однос горива у мешавини горива и ваздуха. Метрички однос мешавине горива, при којем долази до њеног потпуног сагоревања и нема штетних материја у издувним гасовима, је 14,7 тежинских делова ваздуха на 1 део горива, види сл. Елементи укључени у катализатор и производи који напуштају катализатор.


Катализатор ефикасно ради на температурама од +300°С – +800°С.

Дизел мотори

На возилима са дизел моторима, издувни гасови се чисте нерегулисаним оксидационим катализатором.

Смањење процента азотних оксида у издувним гасовима дизел мотора постиже се уградњом система за поновно сагоревање дела издувних гасова на возилу (EGR). ЕГР вентил система за поновно сагоревање издувних гасова уграђен је у колено издувног система и контролише га вакуум регулатор. ЕГР вентил на топлом мотору усмерава део издувних гасова у коморе за сагоревање мотора, што доводи до смањења температуре и, истовремено, процента азотних оксида у издувним гасовима.