Kif jaħdem konvertitur katalitiku tal-karozzi?

Matul it-tħaddim ta 'magna b'kombustjoni interna, il-gassijiet ta' l-egżost jiġu rilaxxati fl-atmosfera, li mhumiex biss waħda mill-kawżi ewlenin tat-tniġġis ta 'l-arja, iżda wkoll waħda mill-kawżi ta' ħafna mard.

Dawn il-gassijiet, li joħorġu mis-sistemi tal-egżost tal-vetturi, jikkonsistu f'elementi estremament ta 'ħsara, għalhekk karozzi moderni huma mgħammra b'sistema speċjali tal-egżost, li fiha katalist huwa dejjem preżenti.

Il-konvertitur katalitiku jeqred molekuli ta 'ħsara fil-gassijiet ta' l-egżost u jagħmilhom kemm jista 'jkun siguri għan-nies u għall-ambjent.

X'inhu katalista?

Konvertitur katalitiku huwa tip ta 'apparat li l-kompitu ewlieni tiegħu huwa li jnaqqas l-emissjonijiet ta' ħsara mill-gassijiet ta 'l-egżost mill-magni tal-karozzi. L-istruttura tal-katalista hija sempliċi. Dan huwa kontenitur tal-metall li huwa installat fis-sistema tal-egżost ta 'karozza.

It-tank għandu żewġ pajpijiet. Id- "dħul" tal-konvertitur huwa mqabbad mal-magna, u l-gassijiet ta 'l-egżost jidħlu minnha, u l- "ħruġ" huwa mqabbad mar-reżonatur tas-sistema ta' l-egżost tal-vettura.

Meta l-gassijiet tal-egżost mill-magna jidħlu fil-katalist, iseħħu reazzjonijiet kimiċi. Huma jeqirdu gassijiet ta 'ħsara u jibdluhom f'gassijiet li ma jagħmlux ħsara li jistgħu jiġu rilaxxati fl-ambjent.

X'inhuma l-komponenti tal-konvertitur katalitiku?

Biex tagħmilha ftit iktar ċara kif jaħdem konvertitur katalitiku tal-karozzi, ejja nikkunsidraw x'inhuma l-elementi ewlenin tagħha. Mingħajr ma nidħlu fid-dettalji, se nniżżlu biss l-elementi ewlenin li minnhom huwa mibni.

Sottostrat

Is-sottostrat huwa l-istruttura interna tal-katalizzatur li fuqha huma miksija l-katalizzatur u l-metalli prezzjużi. Hemm diversi tipi ta 'sottostrati. Id-differenza ewlenija tagħhom hija l-materjal li minnu hija magħmula. Ħafna drabi hija sustanza inerta li tistabbilizza partiċelli attivi fuq il-wiċċ tagħha.

Kisi

Il-materjal attiv tal-katalizzatur normalment jikkonsisti f'alumina u komposti bħal ċerju, żirkonju, nikil, barju, lantanju u oħrajn. L-iskop tal-kisi huwa li jespandi l-wiċċ fiżiku tas-sottostrat u jservi bħala bażi li fuqha jiġu depożitati l-metalli prezzjużi.

Metalli prezzjużi

Il-metalli prezzjużi preżenti fil-konvertitur katalitiku jservu biex iwettqu reazzjoni katalitika estremament importanti. Metalli prezzjużi użati komunement huma platinu, palladju u rodju, iżda f'dawn l-aħħar snin numru kbir ta 'manifatturi bdew jużaw id-deheb.

Djar

L-akkomodazzjoni hija l-qoxra ta 'barra tal-apparat u fiha s-sottostrat u elementi oħra tal-katalizzatur. Il-materjal li minnu normalment isir il-każ huwa l-istainless steel.

Pajpijiet

Il-pajpijiet jikkonnettjaw il-konvertitur katalitiku tal-vettura mas-sistema tal-egżost u l-magna tal-vettura. Huma magħmula mill-istainless steel.

Kif jaħdem konvertitur katalitiku tal-karozzi?

Għat-tħaddim ta 'magna b'kombustjoni interna, huwa importanti li proċess ta' kombustjoni stabbli tat-taħlita ta 'arja-karburant iseħħ fiċ-ċilindri tagħha. Matul dan il-proċess, jiġu ġġenerati gassijiet ta 'ħsara, bħal monossidu tal-karbonju, ossidi tan-nitroġenu, idrokarboni u oħrajn.

Jekk il-karozza m'għandhiex konvertitur katalitiku, dawn il-gassijiet kollha ta 'ħsara estrema, ladarba jinħelsu fil-manifold tal-egżost mill-magna, jgħaddu mis-sistema tal-egżost u jidħlu fl-arja li nieħdu n-nifs direttament.

Jekk il-vettura għandha konvertitur katalitiku, il-gassijiet ta 'l-egżost se joħorġu mill-magna għall-muffler mill-xehda tas-sottostrat u jirreaġixxu ma' metalli prezzjużi. Bħala riżultat ta 'reazzjoni kimika, sustanzi ta' ħsara huma newtralizzati, u exhaust biss li ma jagħmilx ħsara, li huwa prinċipalment dijossidu tal-karbonju, jidħol fl-ambjent mis-sistema ta 'l-exhaust.

Mill-lezzjonijiet tal-kimika nafu li katalizzatur huwa sustanza li tikkawża jew tħaffef reazzjoni kimika mingħajr ma taffettwaha. Il-katalizzaturi jipparteċipaw f'reazzjonijiet iżda la huma reattivi u lanqas prodotti ta' reazzjoni katalitika.

Hemm żewġ stadji li minnhom jgħaddu gassijiet ta 'ħsara fil-katalist: tnaqqis u ossidazzjoni. Kif taħdem?

Meta t-temperatura operattiva tal-katalist tilħaq 500 sa 1200 grad Fahrenheit jew 250-300 grad Celsius, jiġru żewġ affarijiet: tnaqqis, u immedjatament wara dik ir-reazzjoni ta 'ossidazzjoni. Dan jidher daqsxejn ikkumplikat, iżda fil-fatt ifisser li l-molekuli tas-sustanza fl-istess ħin qed jitilfu u jiksbu elettroni, li jibdlu l-istruttura tagħhom.

It-tnaqqis (teħid ta 'ossiġenu) li jseħħ fil-katalist huwa mmirat biex jikkonverti l-ossidu nitriku f'gass li ma jagħmilx ħsara lill-ambjent.

Kif jaħdem katalizzatur tal-karozzi fil-fażi ta 'rkupru?

Meta l-ossidu nitruż mill-gassijiet ta 'l-egżost ta' karozza jidħol fil-katalist, il-platinu u r-rodju fih jibdew jaġixxu fuq id-dekompożizzjoni tal-molekuli ta 'l-ossidu tan-nitroġenu, u jbiddlu l-gass ta' ħsara f'wieħed kompletament li ma jagħmilx ħsara.

X'jiġri waqt l-istadju ta 'ossidazzjoni?

It-tieni stadju li jseħħ fil-katalist jissejjaħ ir-reazzjoni ta 'ossidazzjoni, li fiha idrokarburi mhux maħruqa jiġu kkonvertiti f'dijossidu tal-karbonju u ilma billi jitħalltu ma' l-ossiġenu (ossidazzjoni).

Ir-reazzjonijiet li jseħħu fil-katalist ibiddlu l-kompożizzjoni kimika tal-gassijiet tal-egżost, u jbiddlu l-istruttura tal-atomu li huma magħmula minnu. Meta molekuli ta 'gassijiet ta' ħsara jgħaddu mill-magna għall-katalist, din tkisserhom f'atomi. L-atomi, min-naħa tagħhom, jerġgħu jingħaqdu f'molekuli f'sustanzi relattivament ma jagħmlux ħsara bħad-dijossidu tal-karbonju, in-nitroġenu u l-ilma, u jiġu rilaxxati fl-ambjent permezz tas-sistema ta 'l-egżost.

It-tipi ewlenin ta 'konvertituri katalitiċi użati fil-magni tal-gażolina huma tnejn: two-way u three-way.

Bilaterali

Katalizzatur b'ħitan doppji (b'żewġ naħat) simultanjament iwettaq żewġ kompiti: jossida l-monossidu tal-karbonju għal dijossidu tal-karbonju u jossida idrokarburi (karburant mhux maħruq jew parzjalment maħruq) għal dijossidu tal-karbonju u ilma.

Dan it-tip ta 'katalist tal-karozzi ntuża f'magni diesel u petrol biex inaqqas l-emissjonijiet ta' ħsara ta 'idrokarburi u monossidu tal-karbonju sal-1981, iżda peress li ma setax jikkonverti ossidi tan-nitroġenu, wara 81 ġie sostitwit b'katalisti bi tliet direzzjonijiet.

Konvertitur katalitiku redox bi tliet direzzjonijiet

Dan it-tip ta 'katalist tal-karozzi, kif irriżulta, ġie introdott fl-1981, u llum huwa installat fuq il-karozzi moderni kollha. Il-katalist bi tliet direzzjonijiet iwettaq tliet kompiti simultanjament:

• inaqqas l-ossidu nitriku għal nitroġenu u ossiġenu;
• jossida l-monossidu tal-karbonju għad-dijossidu tal-karbonju;
• jossida idrokarburi mhux maħruqa għal dijossidu tal-karbonju u ilma.

Minħabba li dan it-tip ta 'konvertitur katalitiku jwettaq kemm il-passi ta' tnaqqis kif ukoll ta 'ossidazzjoni tal-katalisi, iwettaq il-kompitu tiegħu b'effiċjenza sa 98%. Dan ifisser li jekk il-karozza tiegħek tkun mgħammra b'tali konvertitur katalitiku, mhux se jniġġes l-ambjent b'emissjonijiet ta 'ħsara.

Tipi ta 'katalisti f'magni diesel

Għal vetturi tad-diżil, sa ftit ilu, wieħed mill-aktar konvertituri katalitiċi użati kien il-Katalist ta 'l-Ossidazzjoni tad-Diżil (DOC). Dan il-katalist juża l-ossiġenu fil-fluss ta 'l-egżost biex jikkonverti l-monossidu tal-karbonju f'dijossidu tal-karbonju u idrokarboni f'ilma u dijossidu tal-karbonju. Sfortunatament, dan it-tip ta 'katalist huwa biss 90% effiċjenti u jirnexxielu jelimina r-riħa tad-diżil u jnaqqas il-partiċelli viżibbli, iżda mhuwiex effettiv biex inaqqas l-emissjonijiet ta' NO x.

Magni tad-diżil jarmu gassijiet li fihom livelli relattivament għoljin ta ’materja partikulata (nugrufun), li tikkonsisti prinċipalment f’karbonju elementali, li l-katalisti DOC ma jistgħux ilaħħqu magħhom, u għalhekk il-partiċelli għandhom jitneħħew billi jintużaw l-hekk imsejħa filtri tal-partikuli (DPF).

Kif jinżammu l-katalisti?

Biex tevita problemi bil-katalist, huwa importanti li tkun taf li:

• Il-ħajja medja tal-katalista hija ta 'madwar 160000 km. Wara li tivvjaġġa din id-distanza, għandek tikkunsidra li tissostitwixxi t-transducer.
• Jekk il-vettura hija mgħammra b'konvertitur katalitiku, m'għandekx tuża karburant biċ-ċomb, peress li jnaqqas l-effettività tal-katalizzatur. L-uniku fjuwil adattat f'dan il-każ huwa bla ċomb.

Bla dubju, il-benefiċċji ta 'dawn l-apparati għall-ambjent u s-saħħa tagħna huma enormi, iżda minbarra l-benefiċċji tagħhom, għandhom ukoll l-iżvantaġġi tagħhom.

Wieħed mill-akbar żvantaġġi tagħhom huwa li jaħdmu biss f'temperaturi għoljin. Fi kliem ieħor, meta tibda l-karozza tiegħek, il-konvertitur katalitiku ma jagħmel kważi xejn biex inaqqas l-emissjonijiet tal-egżost.

Jibda jaħdem b'mod effiċjenti biss wara li l-gassijiet ta 'l-egżost jissaħħnu sa 250-300 grad Celsius. Huwa għalhekk li xi manifatturi tal-karozzi ħadu passi biex jindirizzaw din il-problema billi ċċaqalqu l-katalist eqreb lejn il-magna, li minn naħa ttejjeb il-prestazzjoni tal-apparat iżda tqassar il-ħajja tiegħu minħabba li l-prossimità tagħha għall-magna tesponiha għal temperaturi għoljin ħafna.

Fis-snin riċenti, ġie deċiż li l-konvertitur katalitiku jitqiegħed taħt is-sit tal-passiġġier f'distanza li tippermettilu jopera b'mod aktar effiċjenti mingħajr ma jkun espost għal temperaturi għoljin tal-magna.

Żvantaġġi oħra tal-katalizzaturi huma imblukkar frekwenti u ħruq tal-kejk. Burnout normalment iseħħ minħabba fjuwil mhux maħruq li jidħol fis-sistema ta 'l-exhaust li jinxtegħel fl-għalf tal-konvertitur katalitiku. L-imblukkar ħafna drabi jseħħ minħabba gażolina fqira jew mhux xierqa, xedd u kedd normali, stil ta 'sewqan, eċċ.

Dawn huma żvantaġġi żgħar ħafna fl-isfond tal-benefiċċji enormi li nieħdu mill-użu ta 'katalisti tal-karozzi. Grazzi għal dawn l-apparati, l-emissjonijiet ta 'ħsara mill-karozzi huma limitati.

Xi kritiċi jargumentaw li d-dijossidu tal-karbonju huwa wkoll emissjoni ta 'ħsara. Huma jemmnu li katalizzatur mhux meħtieġ fil-karozza, minħabba li emissjonijiet bħal dawn iżidu l-effett serra. Fil-fatt, jekk karozza ma jkollhiex konvertitur katalitiku u temetti monossidu tal-karbonju fl-arja, dan l-ossidu nnifsu jinbidel f'dijossidu tal-karbonju fl-atmosfera.

Min ivvinta l-Katalist?

Għalkemm il-katalizzaturi ma dehrux massivament sa l-aħħar tas-sebgħinijiet, l-istorja tagħhom bdiet ħafna qabel.

Missier il-katalizzatur huwa meqjus bħala l-inġinier kimiku Franċiż Eugene Goudry, li fl-1954 ipprivattiva l-invenzjoni tiegħu taħt l-isem "Exhaust Catalytic Converter".

Qabel din l-invenzjoni, Goodry ivvintat il-qsim katalitiku, li fih kimiċi organiċi kumplessi kbar huma separati fi prodotti li ma jagħmlux ħsara. Imbagħad huwa esperimenta b'tipi differenti ta 'fjuwil, l-għan tiegħu kien li jagħmilha aktar nadifa.

L-użu attwali tal-katalisti fil-karozzi seħħ f'nofs is-sebgħinijiet, meta ġew introdotti regolamenti aktar stretti dwar il-kontroll tal-emissjonijiet li jeħtieġu t-tneħħija taċ-ċomb mill-egżost minn gażolina ta 'kwalità baxxa.

Mistoqsijiet u Tweġibiet:

Kif tiċċekkja l-preżenza ta 'katalizzatur fuq karozza? Biex tagħmel dan, ara biss taħt il-karozza. Minbarra s-silencer prinċipali u s-silencer żgħir (ir-resonatur li jinsab fuq quddiem tas-sistema ta 'l-exhaust), il-katalizzatur huwa bozza oħra.

Fejn hu l-konvertitur katalitiku fil-karozza? Peress li l-katalizzatur għandu jaħdem f'kundizzjonijiet ta 'temperatura għolja, jinsab kemm jista' jkun qrib il-manifold tal-egżost. Huwa quddiem ir-resonatur.

X'inhu katalizzatur f'karozza? Dan huwa konvertitur katalitiku - bozza addizzjonali fis-sistema ta 'l-exhaust. Huwa mimli b'materjal taċ-ċeramika, li x-xehda tiegħu huma miksija b'metall prezzjuż.