Vista del motore dal lato posteriore |
5 | Catalizzatore a tre vie |
P49.10-3121-76
Disposizione
Il catalizzatore a tre vie (5) è disposto sul lato posteriore del motore.
Funzione
Riduzione delle emissioni di gas di scarico grazie alla conversione delle sostanze nocive ossido di azoto (NOx), idrocarburi (HC) e monossido di carbonio (CO).
Carrozzeria |
1 | Monolito in ceramica |
2 | Rete metallica (incassata) |
3 | Corpo a parete doppia (isolamento) |
4 | Strato di supporto (washcoat) |
P49.10-2419-76
I monoliti ceramici (1) 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 ceramico, che reagisce con la massima sensibilità a tensioni (1) è una rete metallica elastica (2) con fili di acciaio ad alta lega ed è collocato all'interno di un corpo in acciaio inossidabile a parete doppia (3).
I monoliti ceramici (1) necessitano di uno strato portante (4) di ossido di alluminio (Al2O3), che ingrandisce la superficie efficace del catalizzatore a tre vie (5) all'incirca del fattore 7000.
Lo strato catalitico attivo in metallo pregiato che riveste lo strato portante (4) 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).
Funzionamento, Rappresentazione schematica |
A | Gas di scarico non depurati |
B | Gas di scarico depurati |
F | Miscela ricca |
M | Miscela magra |
CO | Monossido di carbonio |
CO2 | Biossido di carbonio |
HC | Idrocarburi |
H2O | Acqua |
N2 | Azoto |
NOX | Ossido di azoto |
λ | Lambda (rapporto aria di combustione) |
P49.10-2420-76
I gas di scarico non depurati (A) vengono convogliati nel catalizzatore a tre vie (5) 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) e biossido di carbonio (CO2)
Mediante la riduzione gli ossidi di azoto (NOx) vengono trasformati in azoto (N2) e biossido di carbonio (CO2)
Un fattore decisivo per la conversione delle sostanze nocive è il tasso di ossigeno residuo nei gas di scarico. Il miglior tasso di conversione delle sostanze nocive si ottiene con valore λ = 1.
Condizioni funzionali
Nel catalizzatore a tre vie (5) 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.
Le condizioni di esercizio ideali per ottenere un elevato tasso di conversione ed una lunga durata dell'impianto si hanno nella fascia termica compresa tra ca. 400 e 800 °C.
Una temperatura > 850 °C, che si ottiene ad esempio in caso di combustione irregolare, determina il danneggiamento termico irreparabile del catalizzatore a tre vie (5) (fusione del monolito ceramico (1)).
Grazie alla proprietà di ridurre contemporaneamente tre sostanze nocive, vengono denominati catalizzatori a tre vie (5).