Catalizzatore a tre vie, descrizione dei componenti

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Illustrazione riferita al tipo 211

senza DPF codice 474

1 Impianto di scarico

2 Catalizzatore su cruscotto

3 Catalizzatore sottoscocca

4 Silenziatore terminale

Funzione

Riduzione delle emissioni di scarico:

 Ossido di azoto (NOX)

 Idrocarburi (HC)

 Monossido di carbonio (CO)

 Particelle di fuliggine

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Struttura precatalizzatore nella versione di filtro per il particolato diesel (codice 474)

120/1 Catalizzatore su cruscotto

Il filtro per il particolato diesel (DPF) è avvitato come unità al precatalizzatore.

Durante la fase di rigenerazione del DPF la post-combustione che avviene nel precatalizzatore genera una energia termica supplementare che viene utilizzata per riscaldare il DPF.

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Struttura (schematica)

1 Monolito in ceramica

2 Rete metallica (incassata)

3 Corpo a parete doppia (isolamento)

4 Strato (Washcoat) con rivestimento in platino e rodio

I monoliti ceramici sono corpi in ceramica attraversati da diverse migliaia di piccoli canali. Attraverso i condotti scorrono i gas di scarico. La ceramica è costituita da silicati di magnesio e alluminio refrattari.

Il monolito, che reagisce con la massima sensibilità a tensioni, è una rete metallica elastica con fili di acciaio ad alta lega ed è collocato all'interno di un corpo in acciaio inossidabile a parete doppia.

I monoliti ceramici necessitano di uno strato (washcoat) di ossido di alluminio (Al2O3), che ingrandisce la superficie efficace del catalizzatore all'incirca del fattore 7000

Nei catalizzatori a tre vie, lo strato catalitico attivo applicato sul supporto è costituito principalmente da platino e rodio.

Il platino accelera l'ossidazione degli idrocarburi (HC)

e del monossido di carbonio (CO), il rodio la riduzione degli

ossidi di azoto (NOx).



Il contenuto di metallo prezioso all'interno di un catalizzatore è di

circa 3 g.

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Funzionamento (schema)

A Gas di scarico non depurati

B Gas di scarico depurati

F Miscela ricca

M Miscela magra

λ Lambda (rapporto carburante-aria)

CO Monossido di carbonio

CO2 Biossido di carbonio

HC Idrocarburi

H2O Acqua

N2 Azoto

NOX Ossidi di azoto

I gas di scarico fluiscono attraverso il catalizzatore ed entrano così in contatto con i metalli preziosi platino e rodio.

 Per ossidazione, il monossido di carbonio (CO) viene trasformato in biossido di carbonio (CO2) e gli idrocarburi (HC) in acqua (H2O)+ biossido di carbonio (CO2). In questo modo anche la massa del particolato emessa si riduce in quanto gli idrocarburi contenuti nella fuliggine (componenti carboniose) vengono ridotti durante l'ossidazione.

 Per riduzione, gli ossidi di azoto (NOx) vengono trasformati in azoto (N2) + biossido di carbonio (CO2).

Determinante per la trasformazione delle sostanze nocive è il contenuto residuo di ossigeno nei gas di scarico. Il miglior tasso di conversione delle sostanze nocive si ottiene con valore λ=1.

Condizioni funzionali

Come nella sonda O2, anche nel catalizzatore gioca un ruolo molto importante la temperatura di esercizio. Una conversione (trasformazione) degna di nota delle sostanze nocive avviene solo a partire da una temperatura di esercizio di circa 250 °C.

Condizioni di funzionamento ideali per un elevato grado di trasformazione e una lunga durata rientrano nella fascia compresa tra circa 400 e 800 °C.



Grazie alla proprietà di depurare contemporaneamente tre sostanze nocive, viene utilizzata la denominazione "catalizzatore a tre vie".