Widok silnika od tyłu |
5 | Katalizator trójdrożny |
P49.10-3121-76
Położenie
Katalizator trójdrożny (5) jest umieszczony z tyłu przy silniku.
Zadania
Zmniejszenie emisji spalin przez konwersję szkodliwych związków tlenku azotu (NOx), węglowodoru (HC) i tlenku węgla (CO).
Budowa |
1 | Ceramiczny blok monolitowy |
2 | Siatka druciana (zabezpieczenie mechaniczne) |
3 | Obudowa z podwójnymi ściankami (izolacja) |
4 | Warstwa nośna (Washcoat) |
P49.10-2419-76
Ceramiczne monolity (1) są elementami ceramicznymi, które są zbudowane z wielu tysięcy kanalików. Przez kanaliki te przedostają się spaliny. Elementy ceramiczne są wykonane z odpornego na wysokie temperatury glinokrzemianu magnezu. Bardzo podatny na naprężenia monolit ceramiczny (1) jest umieszczony w elastycznej siatce z drutów stalowych (2) o dużej wytrzymałości i umocowany w obudowie o podwójnych ściankach (3).
Monolity ceramiczne (1) wymagają warstwy nośnej (4) z tlenku glinu (Al2O3), która zwiększa powierzchnię czynną katalizatora trójdrożnego (5) o współczynnik ok. 7000.
Umieszczona na warstwie nośnej (4) katalityczna warstwa czynna z metalu szlachetnego 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).
Działanie, prezentacja schematyczna |
A | Spaliny nieoczyszczone |
B | Spaliny oczyszczone |
F | Bogata mieszanka |
M | Uboga mieszanka |
CO | Tlenek węgla |
CO2 | Dwutlenek węgla |
HC | Węglowodór |
H2O | Woda |
N2 | Azot |
NOx | Tlenek azotu |
λ | Lambda (współczynnik nadmiaru powietrza) |
P49.10-2420-76
Spaliny nieoczyszczone (A) przepływają przez katalizator trójdrożny (5), stykając się przy tym z metalami szlachetnymi (platyna, rod, pallad).
W wyniku oksydacji tlenek węgla (CO) jest przekształcany w dwutlenek węgla (CO2), a węglowodór (HC) w wodę (H2O) + dwutlenek węgla (CO2).
W wyniku redukcji tlenki azotu (NOx) są przekształcane w azot (N2) + dwutlenek węgla (CO2).
Decydujące znaczenie dla konwersji substancji szkodliwych ma zawartość tlenu resztkowego w spalinach. Najlepsze efekty przekształcania szkodliwych związków uzyskiwane są przy λ=1.
Warunki eksploatacji
W przypadku katalizatora trójdrożnego (5) decydujące znaczenie ma temperatura pracy. Znaczne przekształcenie szkodliwych związków rozpoczyna się dopiero od temperatury roboczej wynoszącej ok. 250 °C.
Idealne warunki pracy dla wysokich wydajności przekształcenia i długiej trwałości panują w zakresie temperatur od ok. 400 do 800 °C.
Temperatura > 850 °C, która może powstać w przypadku zaników zapłonu, prowadzi do termicznego zniszczenia katalizatora trójdrożnego (5) (topienie się monolitu ceramicznego (1)).
Ze względu na jednoczesną redukcję emisji trzech substancji szkodliwych stosowane jest określenie "katalizator trójdrożny" (5).