Katalizator trójdrożny, opis

P49.10-2242-06

Na rysunku przedstawiono położenie w typie 211 bez DPF, kod 474

1 Układ wydechowy

2 Katalizator przy przegrodzie przedniej

3 Katalizator przy podwoziu

4 Tłumik końcowy

Zadania

Zmniejszanie emisji szkodliwych związków:

 tlenków azotu (NOx)

 węglowodorów (HC)

 tlenku węgla (CO)

 cząstek sadzy

P49.10-2324-01

Budowa katalizatora przy przegrodzie przedniej w wersji z filtrem cząstek stałych (kod 474)

120/1 Katalizator przy przegrodzie przedniej

Filtr cząstek stałych (DPF) jest połączony śrubami jako całość z katalizatorem przy przegrodzie przedniej.

W fazie regeneracji filtra cząstek na skutek dopalania w katalizatorze przy przegrodzie przedniej powstaje dodatkowa energia cieplna, służąca do podgrzewania filtra cząstek.

P49.10-2419-76

Budowa (schematyczna)

1 Ceramiczny blok monolitowy

2 Siatka druciana (zabezpieczenie mechaniczne)

3 Obudowa z podwójnymi ściankami (izolacja)

4 Warstwa nośna (tzw. washcoat) z czynną powłoką z platyny i rodu

Ceramiczne bloki monolitowe są elementami ceramicznymi, w których występuje wiele tysięcy kanalików. Przez kanaliki te przedostają się spaliny. Elementy ceramiczne są wykonane z odpornego na wysokie temperatury glinokrzemianu magnezu.

Bardzo podatny na naprężenia blok monolitowy jest umieszczony w elastycznej siatce z drutów stalowych o dużej wytrzymałości i umocowany w obudowie ze stali szlachetnej o podwójnych ściankach.

Bloki ceramiczne wymagają warstwy nośnej z tlenku glinu (Al2O3), tzw. "washcoat", która zwiększa powierzchnię czynną katalizatora o współczynnik ok. 7000.

Umieszczona na warstwie nośnej katalitycznie czynna powłoka w katalizatorach trójdrożnych jest wykonana głównie z platyny i rodu.

Platyna przyspiesza utlenianie węglowodoru (HC)

i tlenku węgla (CO), a rod redukcję

tlenków azotu (NOx).



W zawartość metali szlachetnych w jednym katalizatorze wynosi

ok. 3 g.

P49.10-2420-76

Działanie (schematyczne)

A Spaliny

B Oczyszczone spaliny

F bogata mieszanka

M uboga mieszanka

λ lambda (stosunek paliwa do powietrza)

CO tlenek węgla

CO2 dwutlenek węgla

HC węglowodór

H2O woda

N2 azot

NOx tlenki azotu

Przedostające się przez katalizator spaliny stykają się z metalami szlachetnymi, z platyną i rodem.

 W efekcie oksydacji następuje przekształcenie tlenku węgla (CO) na dwutlenek węgla (CO2) i rozkład węglowodoru (HC) na dwutlenek węgla (CO2) i wodę (H2O). Jednocześnie redukowana jest masa cząstek sadzy, ponieważ podczas oksydacji zmniejszana jest ilość zawartego w sadzy węglowodoru .

 W efekcie redukcji następuje przekształcenie tlenków azotu (NOx) na azot (N2) i dwutlenek węgla (CO2.

Czynnikiem decydującym przy przekształcaniu szkodliwych związków jest stężenie resztkowe tlenu w spalinach. Najlepsze przekształcanie szkodliwych związków osiągane jest przy λ=1.

Warunki działania

Tak samo jak w przypadku sond O2 bardzo ważnym czynnikiem wpływającym na działanie katalizatora jest temperatura pracy. Godna uwagi konwersja (przekształcenie) szkodliwych związków następuje dopiero po osiągnięciu temperatury pracy ok. 250 °C.

Idealne warunki działania, umożliwiające osiągnięcie wysokiego współczynnika sprawności i dużej trwałości eksploatacyjnej panują w zakresie temperatur od

ok. 400 do 800 °C.



Określenie katalizator trójdrożny wynika z właściwości jednoczesnego redukowania stężenia trzech szkodliwych związków w spalinach.