convertor catalitic Automotive și rolul său în sistemul de evacuare
Catalizatorul are un dispozitiv extrem de simplu, dar impactul său este foarte mare. În acest articol veți afla care poluanții sunt produse ca urmare a funcționării motorului, și ca un convertor catalitic se ocupă cu fiecare dintre ele, reducând emisiile de gaze nocive.
Pe drum, milioane de vehicule de călătorie de zi cu zi, și fiecare dintre ele - sursa de poluare a aerului. Acest lucru se simte mai ales în orașele mari, în cazul în care vehiculul de evacuare pot crea mari probleme.
Pentru a rezolva aceste probleme, fiecare țară produce propriile sale legi, care limitează nivelurile admise de contaminare care pot provoca fiecare mașină. Din acel moment, producatorii auto au făcut multe îmbunătățiri în proiectarea sistemelor de motoare și de combustibil auto pentru a îndeplini aceste cerințe. Una dintre cele mai semnificative schimbări au avut loc în 1975 - în acel an, un nou dispozitiv numit un convertor catalitic (convertor) sau a unui catalizator. Angajarea convertorului catalitic este de a converti gazele de eșapament nocive în mai puțin nocive înainte de a părăsi sistemul de evacuare al mașinii.
Emisiile
Pentru a reduce emisiile, motoarele autoturismelor moderne controlează cu atenție cantitatea de combustibil ars de ei. Sarcina lor - să mențină raportul „aer-combustibil“ cât mai aproape posibil de punctul ideal, numit stoechiometric. Teoretic, raportul dintre tot combustibilul este ars folosind tot oxigenul disponibil în aer. Rata Benzina stoihiometrichesky - aproximativ 14,7: 1, ceea ce înseamnă că atunci când arde o unitate pe benzină va fi ars 17,4 unități de aer. de fapt, în timpul mersului amestecului combustibil de ardere este ușor diferit de raportul ideal. Uneori, amestecul poate fi sărac (cu un coeficient de „aer-combustibil“ mai mare de 14,7) sau, invers, o saturată (la o rată mai mică).
Principalii poluanți produse de motor sunt:
- Azot gaz (N2) - aer este format din 78 la suta din gazul de azot, iar cea mai mare parte trece prin motorul mașinii
- Dioxid de carbon (CO2) - este unul dintre produsele de ardere. de combustibil carbon se combină cu oxigenul din aer.
- vapori de apă (H2O) - un produs de ardere. Hidrogenul este conectat de combustibil cu oxigenul atmosferic.
Această emisie este, în principiu nu este periculos, deși, după cum se consideră, emisiile de dioxid de carbon (CO2) promovează încălzirea globală. Dar, deoarece procesul de combustie nu este niciodată perfectă, o cantitate mică de emisii mult mai dăunătoare eliberată atunci când motorul mașinii. Este pe reducerea nivelului lor de convertoare catalitice vizate:
- monoxid de carbon (CO) - gaz toxic incolor și inodor
- hidrocarburi, de asemenea, cunoscut sub numele de compuși organici volatili - una dintre componentele principale ale smogului, se formează datorită arderii incomplete a combustibililor
- oxizi de azot (NO și NO2, care sunt adesea combinate sub denumire NOx.) - este, de asemenea, o componentă a smogului și a ploii acide, influența asupra mucoasei umane.
În secțiunea următoare ne vom uita la ce au loc procese în convertorul catalitic.
Ca catalizatori reduce emisiile nocive în gazele de eșapament
Dacă ne amintim de chimie, catalizatorul - o substanță care provoacă sau accelerează o reacție chimică în sine, fără a intra în produsele de reacție. Catalizatorii implicate în reacție, dar nu sunt reactiv sau produs de reacție. Deci, pentru corpul uman într-un catalizator natural pentru mai multe reactii biochimice importante sunt enzime.
În convertoare catalitice, există două tipuri diferite de catalizatori: catalizatorul reducător și catalizatorul de oxidare. Ambele constau dintr-o structură ceramică acoperită cu un catalizator metalic (de obicei, platină, rodiu și / sau paladiu). Ideea este de a crea o structură care este pus sub zona de curgere maximă de evacuare a catalizatorului și pentru a minimiza acționat, în timp ce numărul de catalizator, deoarece materialele folosite sunt destul de scumpe. În unele traductoare, chiar a început să se folosească de aur, cu un dram de catalizatorii mai tradiționale. Aurul este mai ieftin, comparativ cu alți catalizatori, și poate crește gradul de oxidare de 40 la suta, este necesar să se reducă cantitatea de gaze nocive.
Cele mai multe sisteme de evacuare moderne mașini sunt echipate cu trei convertoare catalitice, câte unul pentru fiecare dintre substanțele, eliberarea de care ar trebui să fie redusă.
Regenerating Catalyst - un prim pas convertorul catalitic. Acesta utilizează platină și rodiu pentru a reduce emisiile de NOx. Atunci când molecula NO sau NO2 are loc cu moleculele de catalizator, este separat de atomul de azot, oxigen eliberând - O2. Atomul de azot este legat la un alt atom de azot pentru a forma N2.
Catalizatorul de oxidare - a doua etapă convertorul catalitic. Aceasta reduce cantitatea de combustibil nears și monoxid de carbon ca urmare a arderii (oxidare) utilizând catalizatori cum ar fi paladiu și platină. Acest catalizator, de asemenea, ajută CO să reacționeze cu oxigenul nears pentru a forma dioxid de carbon CO2.
Există două tipuri principale de structuri utilizate în convertorul catalitic - un construct în conformitate cu „celula“ și „mărgele ceramice“. Cele mai multe mașini folosesc o structură celulară.
Următoarea secțiune este dedicată a treia etapă a procesului de conversie, și astfel încât să se obțină de la convertor catalitic de rezultat mai bun.
de control al poluării și de a îmbunătăți eficiența sistemului de evacuare
Al treilea pas este sistemul de control de conversie care controlează debitul de gaze de eșapament și utilizează aceste informații pentru a controla sistemul de injecție a carburantului. Un senzor de oxigen este montat deasupra catalizatorului rutier, adică mai aproape de motor decât convertizorul în sine. Acest senzor spune computerului motorului cât de mult oxigen este în gazele de evacuare. motor Computer reduce sau crește cantitatea de oxigen din gazele de eșapament prin reglarea cantității de aer furnizat combustibil. Acest sistem permite computerului să controleze motorului pentru a se asigura că motorul funcționează la un raport aproape de punctul stoichiometric și pentru a se asigura că oxigenul din gazele de evacuare este suficientă pentru catalizatorul de oxidare pentru oxidarea hidrocarburilor nearse și CO.
Convertorul catalitic face o treabă excelentă de reducere a poluării, dar performanțele sale poate fi îmbunătățit în mod semnificativ. Unul din neajunsurile este că convertorul catalitic funcționează numai la o temperatură suficient de ridicată. Când porniți prima masina, convertorul catalitic este aproape nu funcționează.
O soluție simplă la această problemă este de a muta convertorul catalitic mai aproape de motor. Apoi, gazele de eșapament care intră în convertorul catalitic va fi mai fierbinte si se incalzeste mai repede, dar este, în același timp scurtează durata de viață a convertorului datorită expunerii la căldură excesivă. Cele mai multe auto plasează convertor catalitic sub scaunul pasagerului din față, destul de departe de motor, este la temperaturi ridicate nu-i face rău.
Încălzirea convertorului catalitic - o modalitate buna de a reduce emisiile. Cel mai simplu mod de a încălzi catalizatorul - utilizarea de încălzitoare electrice. Din păcate, 12 volți sistem electric instalat pe majoritatea calculatoarelor, nu se poate încălzi convertorul catalitic suficient de repede. Cei mai mulți oameni nu așteptați câteva minute până când se încălzească convertorul catalitic. Mașinile hibrid au o mare, de înaltă tensiune a bateriei, care poate încălzi rapid catalizatorul de automobile.
Convertoarele catalitice ale motoarelor diesel nu face față cu reducerea emisiilor de NOx. Unul dintre motive este acela că motoarele diesel se operează într-un interval de temperatură mai mică decât de obicei, și invertoare funcționează cel mai bine atunci când este încălzit. Unii dintre cei mai importanti experti din domeniul industriei de automobile „verzi“ au venit cu un nou sistem de evacuare, care ajută la corectarea această deficiență. Ei au injectat o soluție apoasă de uree în țeava de eșapament înainte ca gazele să ajungă la convertizor. Astfel, există o reacție chimică care reduce cantitatea de NOx. Uree. De asemenea, cunoscut sub numele de uree - un compus organic de carbon, azot, oxigen și hidrogen. Acesta poate fi găsit în urină de mamifere și amfibieni, ceea ce explică numele său. Ureea reacționează cu NOx la azot și vapori de apă, prin reducerea cantității de oxizi de azot din gazele de evacuare de peste 90 de procente.