Katalizator trójdrożny, opis

P14.00-2058-12

Widok układu wydechowego od przodu

158 Katalizator przy przegrodzie przedniej

G3/3 Sonda O2 z lewej strony przed katalizatorem

G3/4 Sonda O2 z prawej strony przed katalizatorem

G3/5 Sonda O2 z lewej strony za katalizatorem

G3/6 Sonda O2 z prawej strony za katalizatorem

Położenie

Do katalizatorów przy przegrodzie przedniej blisko silnika wkładane są każdorazowo dwa wkłady katalizatorów.

Zadania

Zmniejszanie emisji szkodliwych związków:

– Tlenków azotu (NOX)

– Węglowodorów (HC)

– Tlenku węgla (CO)

P49.10-2419-76

Budowa

Rysunek schematyczny

1 Ceramiczny blok monolitowy

2 Siatka druciana (zabezpieczenie mechaniczne)

3 Obudowa z podwójnymi ściankami (izolacja)

4 Warstwa nośna (tzw. washcoat) z czynną powłoką z metalu szlachetnego

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 z metalu szlachetnego w katalizatorze trójdrożnym jest wykonana z platyny, rodu i palladu.

Platyna i pallad przyspieszają oksydację węglowodoru (HC) i tlenku węgla (CO). Rod pomaga przy redukcji tlenków azotu (NOX).

P49.10-2420-76

Działanie

Schemat

A spaliny

B oczyszczone spaliny

F Bogata mieszanka

M Uboga mieszanka

λ Lambda (stosunek powietrza do paliwa)

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 (platyna, rod, pallad).

 W efekcie oksydacji następuje przekształcenie tlenku węgla (CO) na dwutlenek węgla (CO2) i rozkład węglowodoru (HC) na dwutlenek węgla (CO2) i wodę (H2O).

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

Decydujące dla przekształcenia szkodliwych związków (konwersja) jest zawartość tlenu resztkowego w spalinach. Najlepsze efekty przekształcania szkodliwych związków uzyskiwane są przy λ=1.

Warunki działania

W przypadku katalizatora decydująca jest temperatura robocza. Znaczne przekształcenie szkodliwych związków rozpoczyna się dopiero od temperatury roboczej wynoszącej 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.

Temperatura >850 °C, jaka może powstać przy zanikach zapłonu, prowadzi do termicznego zniszczenia katalizatora (topienie się monolitu).



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