エンジン後部の外観 |
5 | 三元触媒 |
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配置
三元触媒 (5) はエンジンの後部に取り付けられています。
役割
窒素酸化物 (NOx)、 炭化水素 (HC) および一酸化炭素 (CO) 等の有害物質を変換させることによって、排気ガス・エミッションを減少させます。
ボディ |
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 | 担体層 (ウォッシュ・コート) |
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セラミック・モノリス (1) は、何千もの細い流路が通っているセラミック体です。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珪酸マグネシウム・アルミニウム製です。電圧に非常に敏感に反応するセラミック・モノリス (1) は、高合金スチール・ワイヤ製の弾性ワイヤ・ネット (2) 内に配置されており、二重壁ハウジング (3) 内に固定されています。
セラミック・モノリス (1) は酸化アルミニウム (Al 2O3) 製の担体層 (4) を必要とし、これによって三元触媒 (5) の有効面積は約 7,000 倍になります。
担体層 (4) にコーティングされた貴金属製の有効な触媒層は、プラチナ、ロジウムおよびパラジウムから成ります。
プラチナとパラジウムは炭化水素 (HC) および一酸化炭素 (CO) の酸化を促進します。ロジウムは、窒素酸化物 (NOx) の低減に役立ちます。
機能の概略図 |
A | 未浄化排気ガス |
B | 浄化排気ガス |
F | リッチ・ガス |
M | リーン・ガス |
CO | 一酸化炭素 |
CO2 | 二酸化炭素 |
HC | 炭化水素 |
H2O | 水 |
N2 | 窒素 |
NOX | 窒素酸化物 |
λ | ラムダ (混合気比) |
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未浄化排気ガス (A) は三元触媒 (5) を貫流し、このとき貴金属 (プラチナ、ロジウムおよびパラジウム) と接触します。
• 酸化によって、一酸化炭素 (CO) は二酸化炭素 (CO2) に、炭化水素 (HC) は水 (H2O) + 二酸化炭素 (CO2) に変換されます。
• 還元によって、窒素酸化物 (NOx) は窒素 (N2) + 二酸化炭素 (CO2) 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。有害物質が最良に変換されると、λ = 1 に近接します。
作動条件
三元触媒 (5) の場合、作動温度は決定的に重要です。本格的な有害物質の変換は作動温度が約 250 °C以上になってから始まります。
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、約 400 ～ 800 °Cの温度範囲です。
温度が 850 °C以上の場合、ミスファイヤの発生が可能であるのと同じように、三元触媒 (5) の熱破壊が生じます (セラミック・モノリス (1) の溶解)。
三種の有害物質成分を同時に減少させる特性から、これには三元触媒 (5) という名称が使用されます。