D07.04-1140-11
図はモデル 906 の右シリンダ·バンク
158 触媒
G3/18 右 O2 センサ (触媒の中)
G8/4 右 O2 センサ (触媒の前)
配置
エンジン付近のエグゾースト·システム前部に配置されています。
役割
排気ガス中の以下の有害物質の減少
- 一酸化炭素 (CO)
- 炭化水素 (HC)
- 窒素酸化物 (NOX)
P49.10-2419-76
構造
触媒 (図)
1 セラミック·モノリス
2 ワイヤ·ネット (埋込み式)
3 二重壁のケース (断熱材)
4 プラチナとロジウムのコーティングを施した担体層 (ウォッシュ·コート)
各触媒の中には、それぞれ約 600 個のセルがあるセラミック·モノリスが 2 個ずつ入っています。 排気ガスはこの流路を通過します。 セラミックは高温に耐えうるマグネシウム·アルミニウム珪酸塩製です。
テンションに極めて敏感に反応するモノリスは、高合金スチール·ワイヤ製の柔軟な金属製メッシュの中に入れられており、二重壁のステンレス製ハウジングの中に固定されています。
セラミック·モノリスには酸化アルミニウム製の担体層であるいわゆる「ウォッシュコート」が必要であり、これが触媒の有効面積を 7000 倍に拡張します。
担体層に取り付けられた効果的な触媒層は、三元触媒の場合、おもにプラチナとロジウムで構成されています。
プラチナは、炭化水素 HC および一酸化炭素 CO の酸化を促進し、ロジウムは窒素酸化物 NOX の還元を促進します。
触媒の O2 センサはそれぞれの触媒の横側に取り付けられており、両方のモノリスの間のスペース内に突き出ています。
P49.10-2420-76
機能
排気ガスの成分
CO 一酸化炭素
CO2 二酸化炭素
H2O クーラント
HC 炭化水素
N2 窒素
NOX 窒素酸化物
制御プロセス
A 浄化されていない排気ガス
B 浄化された排気ガス
F リッチ·ガス
M リーン·ガス
λ ラムダ (空燃比)
排気ガスは触媒を貫流し、このときプラチナとロジウムなどの貴金属と接触します。
以下のようなプロセスで行われます:
• 酸化により、一酸化炭素は二酸化炭素に、炭化水素は水と二酸化炭素に変換されます。 必要な酸素は排気ガス中の残留酸素から取り出されます。
• 還元により、窒素酸化物 NOX は、窒素と二酸化炭素に変換されます。
有害物質の変換にとって決定的なものは排気ガス中の残留酸素含有量です。 これはラムダ·コントロールにより決定され、通常モードでは λ =1 で保たれます。
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作動条件
O2 センサの場合と同様、触媒でも作動温度が非常に重要な役割を果たします。 作動温度が約 250 °C 以上にならないと、有害物質の変換はあまり進みません。 エンジン付近への配置、中空二重構造のエグゾースト·マニホールド、およびエア·インジェクションにより、始動後は急速にこの必要な温度に達します。
高い変換率と長い寿命を得るための理想的な作動条件がそろうのは、400 ∼ 800 °C の温度範囲です。
ミスファイヤなどのエンジンの故障により、触媒の温度が 1400 °C 以上に上昇するときがあります。 このような温度は、セラミック体の溶融による触媒の破壊につながります。 さらに、信頼性の高い長時間作動のためには、無鉛燃料のみを使用することが必要です。 鉛化合物はアクティブな表面に層を作り、排気ガスが触媒層と接触するのを妨げます。
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3 つの有害物質成分を同時に減少させるため、「三元触媒」の名称が使用されます。