Descrição dos componentes do catalisador de três vias

D07.04-1140-11

Representado no Tipo 906 na fileira direita de cilindros

158 Catalisador

G3/18 Sonda Lambda direita no CAT

G8/4 Sonda Lambda direita antes do CAT

Disposição

Disposto próximo ao motor na parte dianteira da instalação de escapamento.

Tarefa

Redução das seguintes substâncias nocivas no gás de escapamento:

- Monóxido de carbono (CO)

- Hidrocarboneto

- Óxidos nítricos (NOX)

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Estrutura

Catalisador (esquemático)

1 Monólito cerâmico

2 Tecido aramado (incorporado)

3 Carcaça de parede dupla (isolamento)

4 Camada de sustentação ("washcoat") com camada de platina e ródio

Em cada catalisador se encontram 2 monólitos cerâmicos com cada aproximadamente 600 células cada. Estes são passados pelo fluxo do gás de escapamento. A cerâmica consiste em silicato de alumínio/magnésio resistente a altas temperaturas.

Os monólitos reagentes extremamente sensíveis aos escoramentos estão incorporados em um tecido elástico de metal de alta liga e fixados em uma carcaça de aço nobre de parede dupla.

Os monólitos cerâmicos necessitam de uma camada de sustentação de óxido de alumínio, o denominado "Washcoat", o qual aumenta a superfície atuante do catalisador para o fator 7000.

A camada catalítica ativa aplicada na camada de sustentação consiste em catalisadores de três vias principalmente de platina e ródio.

A platina acelera a oxidação de hidrocarbonetos CO, o ródio a redução de óxidos nítricos NOX.

A respectiva sonda Lambda no CAT está disposta lateralmente no correspondente catalisador e entra no compartimento entre os dois monólitos.

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Função

Componentes dos gases de escape:

CO Monóxido de carbono

CO2 Dióxido de carbono

H2O Água

HC Hidrocarboneto

N2 Nitrogênio

NOX Óxido nítrico

Processo de regulagem

A Gás de escapamento não limpado

B Gás de escapamento limpado

F Mistura rica

M Mistura pobre

λ Lambda (proporção combustível-ar)

O fluxo dos gases de escape passa pelo catalisador e assim entra em contato com os metais nobres, platina e ródio.

Nisto ocorrem os seguintes processos:

 Através da oxidação o monóxido de carbono é convertido em dióxido de carbono e o hidrocarboneto em água e dióxido de carbono. O oxigênio utilizado é retirado do oxigênio residual dos gases de escape.

 Através da redução o óxido nítrico NOX é convertido em nitrogênio e dióxido de carbono.

Decisivo para a transformação dos gases nocivos é o teor residual de oxigênio no gás de escape. Ele é determinado através da regulagem lambda e em operação normal mantida em torno de λ = 1.

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Condições de serviço

Como nas sondas Lambda a temperatura de operação tem também é importante para o catalisador. Uma considerável conversão (transformação) das substâncias nocivas ocorre só a partir da temperatura de serviço de cerca de 250°C. Devido à disposição próxima ao motor, dos coletores com vãos isolados e através do insuflamento de ar a temperatura necessária é rapidamente alcançada após a partida.

As condições de operação ideais para uma alta cota de transformação e uma longa vida útil predominam na faixa de temperatura de aprox. 400 até 800 °C.

Através de falhas de funcionamento do motor, como por ex. falhas de ignição, a temperatura do catalisador pode subir acima de 1400°C. Tais temperaturas causam a destruição do catalisador por meio da fundição dos monólitos cerâmicos. Além disto para uma operação confiável e duradoura é necessária a utilização exclusiva de combustível isento de chumbo. Ligas de chumbo sobrecarregam a superfície ativa e impedem deste modo o contato dos gases de escapamento com a camada catalítica.

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Baseado em sua propriedade de reduzir simultaneamente três componentes de substâncias nocivas, é utilizada a designação "catalisador de três vias".