Catalyseur trois voies - Description du composant

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1 Catalyseur proche du moteur

2 Catalyseur en soubassement

Disposition

À l'avant du système d'échappement, un catalyseur proche du moteur est disposé directement après le turbocompresseur et un catalyseur sous plancher est disposé derrière l'essieu avant.

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Description (schématique) du catalyseur

1 Monolithe céramique

2 Treillis métallique (suspension)

3 Enveloppe double (isolation)

4 Couche-support (Washcoat) avec enduction de platine et de rhodium

Conception

Les monolithes sont des corps en céramique traversés par plusieurs milliers de minuscules canaux. Ces canaux sont traversés par les gaz d'échappement. La céramique est en silicate de magnésium et d'aluminium, résistant aux températures très élevées.

Le monolithe, extrêmement sensible aux tensions, est couché dans un treillis métallique souple en fils d'acier fortement allié, lequel treillis est fixé dans une enveloppe à double paroi en acier inoxydable.

Les monolithes céramiques ont besoin d'une couche-support en oxyde d'aluminium, laquelle agrandit 7000 fois la surface efficace du catalyseur.

Dans le cas des catalyseurs trois voies, la couche catalytique efficace, déposée sur la couche-support, est constituée pour l'essentiel de platine et de rhodium.

Le platine accélère l'oxydation des hydrocarbures et du monoxyde de carbone.

Le rhodium accélère la réduction des oxydes d'azote.

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Fonctionnement

A Gaz d'échappement non dépollués

B Gaz d'échappement dépollués

F Mélange riche

M Mélange pauvre

λ lambda (rapport carburant-air)

CO Monoxyde de carbone

CO2 Dioxyde de carbone

HC Hydrocarbures

H2O Eau

2N Azote

NOX Oxydes nitriques

Fonctionnement

Les gaz d'échappement traversent les catalyseurs et sont alors au contact des métaux précieux que sont le platine et le rhodium.

 Par oxydation, le monoxyde de carbone est converti en dioxyde de carbone et les hydrocarbures sont convertis en eau et en dioxyde de carbone.

 Par réduction, les oxydes d'azote sont convertis en azote et en dioxyde de carbone.

Ce qui est déterminant pour la transformation des substances nocives est la teneur résiduelle en oxygène des gaz d'échappement

Cette teneur est gérée par la régulation lambda et en marche normale, elle est maintenu à λ = 1.

 C'est par référence à la caractéristique qu'ont ces catalyseurs de diminuer en même temps trois composants qu'on les appelle "catalyseurs trois voies".