Catalizzatore a tre vie, descrizione dei componenti

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Vista dell'impianto di scarico dal lato anteriore

158 Precatalizzatore

G3/3 Sonda O2 lato sinistro, a monte del KAT

G3/4 Sonda O2 lato destro, a monte del KAT

G3/5 Sonda O2 lato sinistro, a valle del KAT

G3/6 Sonda O2 lato destro, a valle del KAT

Disposizione

Nei precatalizzatori collocati in corrispondenza del motore sono impiegati due elementi catalizzatori.

Funzione

Riduzione delle emissioni di scarico:

- Ossido di azoto (NOX)

- Idrocarburi (HC)

- Monossido di carbonio (CO)

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Carrozzeria

Rappresentazione schematica

1 Monolito in ceramica

2 Rete metallica (incassata)

3 Corpo a parete doppia (isolamento)

4 Strato di supporto (Washcoat) con rivestimento in metallo pregiato

I monoliti ceramici sono corpi in ceramica attraversati da diverse migliaia di piccoli canali. Attraverso di essi 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.

Lo strato catalitico attivo in metallo pregiato che riveste il supporto nei catalizzatori a tre vie è composto principalmente da platino, rodio e palladio.

Il platino e il palladio accelerano l'ossidazione degli idrocarburi (HC) e del monossido di carbonio (CO). Il rodio contribuisce alla riduzione degli ossidi di azoto (NOX).

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Funzionamento

Rappresentazione schematica

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 vengono convogliati nel catalizzatore giungendo a contatto con il platino, il rodio e il palladio.

 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).

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

Un fattore decisivo per la conversione delle sostanze nocive è il tasso di ossigeno residuo del gas di scarico. Il miglior tasso di conversione delle sostanze nocive si ottiene con valore λ=1.

Condizioni funzionali

Nel catalizzatore la temperatura di esercizio è decisiva. Una conversione 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.

Una temperatura >850 °C, che si ottiene ad esempio in caso di combustione irregolare, determinano il danneggiamento termico irreparabile del catalizzatore (fusione del monolito).



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