Како работи автомобилски катализатор?

За време на работата на моторот со внатрешно согорување, издувните гасови се ослободуваат во атмосферата, кои не се само една од главните причини за загадување на воздухот, туку и една од причините за многу болести.

Овие гасови, кои излегуваат од издувните системи на возилата, се состојат од исклучително штетни елементи, поради што современите автомобили се опремени со посебен издувен систем, во кој катализаторот е секогаш присутен.

Катализаторот ги уништува штетните молекули во издувните гасови и ги прави што е можно побезбедни за луѓето и околината.

Што е катализатор?

Катализатор е вид на уред чија главна задача е да ги намали штетните емисии од издувните гасови од моторните возила. Катализаторската структура е едноставна. Ова е метален контејнер кој е инсталиран во издувниот систем на автомобил.

Во резервоарот има две цевки. „Влезот“ на конверторот е поврзан со моторот, а издувните гасови влегуваат преку него, а „излезот“ е поврзан со резонаторот на издувниот систем на возилото.

Кога издувниот гас на моторот влегува во катализаторот, се случуваат хемиски реакции. Тие ги уништуваат штетните гасови и ги претвораат во безопасни гасови што можат да се ослободат во околината.

Кои се елементите на катализаторот?

За да биде малку појасно како работи автомобилски катализатор, да разгледаме кои се неговите главни елементи. Без да навлегуваме во детали, ги набројуваме само главните елементи од кои е изграден.

Супстрат

Подлогата е внатрешна структура на катализаторот врз која се обложени катализаторот и благородните метали. Постојат неколку видови на подлоги. Нивната главна разлика е материјалот од кој е направен. Најчесто тоа е инертна супстанција која ги стабилизира активните честички на нејзината површина.

Покриеност

Активниот катализатор обично се состои од алуминиум и соединенија како што се цериум, циркониум, никел, бариум, лантан и други. Целта на облогата е да ја прошири физичката површина на подлогата и да служи како основа на која се таложат благородните метали.

Скапоцени метали

Скапоцените метали присутни во каталитичкиот конвертор служат за извршување на исклучително важна каталитичка реакција. Најчесто користени благородни метали се платината, паладиумот и родиумот, но во последните години голем број производители почнаа да користат злато.

Домување

Куќиштето е надворешната обвивка на уредот и ја содржи подлогата и другите елементи на катализаторот. Материјалот од кој обично се прави куќиштето е нерѓосувачки челик.

Цевки

Цевките го поврзуваат катализаторот на возилото со системот за издувни гасови и моторот на возилото. Направени се од нерѓосувачки челик.

Како работи автомобилски катализатор?

За работа на мотор со внатрешно согорување, важно е во неговите цилиндри да се одвива стабилен процес на согорување на смесата воздух-гориво. За време на овој процес се создаваат штетни гасови, како што се јаглерод моноксид, азотни оксиди, јаглеводороди и други.

Доколку автомобилот нема катализатор, сите овие исклучително штетни гасови, откако ќе бидат испуштени во колектор на издувни гасови од моторот, ќе поминат низ системот за издувни гасови и ќе одат директно во воздухот што го дишеме.

Ако возилото има катализатор, издувните гасови ќе поминат од моторот до пригушувачот преку саќе на подлогата и ќе реагираат со благородни метали. Како резултат на хемиска реакција, штетните материи се неутрализираат, а само безопасниот издув, кој е главно јаглерод диоксид, влегува во околината од системот за издувни гасови.

Од лекциите по хемија знаеме дека катализаторот е супстанца што предизвикува или забрзува хемиска реакција без да влијае на неа. Катализаторите учествуваат во реакциите, но не се ниту реактанти ниту производи на каталитичка реакција.

Постојат две фази низ кои минуваат штетни гасови во катализаторот: редукција и оксидација. Како работи?

Кога работната температура на катализаторот достигне 500 до 1200 степени Фаренхајтови или 250-300 степени Целзиусови, се случуваат две работи: намалување, а веднаш потоа реакција на оксидација. Звучи малку комплицирано, но тоа всушност значи дека молекулите на супстанцијата губат и истовремено добиваат електрони, што ја менува нивната структура.

Намалувањето (навлегување на кислород) што се јавува во катализаторот е насочено кон претворање на азотен оксид во еколошки гас.

Како работи автомобилскиот катализатор во фазата на закрепнување?

Кога азотен оксид од издувните гасови на автомобилот влегува во катализаторот, платината и родиумот во него почнуваат да дејствуваат врз распаѓањето на молекулите на азотни оксиди, претворајќи го штетниот гас во сосема безопасен.

Што се случува за време на фазата на оксидација?

Втората фаза што се одвива во катализаторот се нарекува реакција на оксидација, во која неизгорените јаглеводороди се претвораат во јаглерод диоксид и вода со мешање со кислород (оксидација).

Реакциите што се случуваат во катализаторот го менуваат хемискиот состав на издувните гасови, менувајќи ја структурата на атомот од кој се направени. Кога молекулите на штетни гасови преминуваат од моторот до катализаторот, тој ги разложува на атоми. Атомите, пак, се комбинираат во молекули во релативно безопасни материи како јаглерод диоксид, азот и вода и се ослободуваат во околината преку издувниот систем.

Главните видови на катализатори што се користат во бензинските мотори се двонасочни и двонасочни.

Билатерална

Двоен ид (двостран) катализатор истовремено извршува две задачи: оксидира јаглерод моноксид во јаглерод диоксид и оксидира јаглеводороди (неизгорено или делумно изгорено гориво) до јаглерод диоксид и вода.

Овој тип на автомобилски катализатор се користел во дизел и бензински мотори за да се намалат штетните емисии на јаглеводороди и јаглерод моноксид до 1981 година, но бидејќи не можел да претвори азотни оксиди, по 81 година бил заменет со тросочни катализатори.

Тринасочен редокс катализатор

Овој вид автомобилски катализатор, како што се покажа, беше воведен во 1981 година, а денес е инсталиран на сите модерни автомобили. Тронасочниот катализатор извршува три задачи истовремено:

• го намалува азотен оксид во азот и кислород;
• оксидира јаглерод моноксид во јаглерод диоксид;
• оксидира неизгорени јаглеводороди во јаглерод диоксид и вода.

Бидејќи овој тип на катализатор ги извршува и чекорите на редукција и оксидација на катализата, тој ја извршува својата задача со ефикасност до 98%. Тоа значи дека ако вашиот автомобил е опремен со таков катализатор, тој нема да ја загадува околината со штетни емисии.

Видови катализатори во дизел мотори

За дизел возилата, до неодамна, еден од најчесто користените катализатори беше катализаторот на дизел оксидација (DOC). Овој катализатор користи кислород во издувниот проток за претворање на јаглерод моноксид во јаглерод диоксид и јаглеводороди во вода и јаглерод диоксид. За жал, овој тип на катализатор е ефикасен само 90% и успева да го елиминира мирисот на дизелот и да ги намали видливите честички, но не е ефикасен во намалувањето на емисиите на NO x.

Дизел моторите испуштаат гасови кои содржат релативно високо ниво на честички (саѓи), што главно се состои од елементарен јаглерод, со кој DOC катализаторите не можат да се справат, па честичките мора да се отстранат со употреба на таканаречени филтри за честички (DPF).

Како се одржуваат катализаторите?

За да избегнете проблеми со катализаторот, важно е да знаете дека:

• Просечниот век на траење на катализаторот е околу 160000 XNUMX км. Откако ќе го поминете ова растојание, треба да размислите за замена на менувачот.
• Ако возилото е опремено со катализатор, не треба да користите гориво со олово, бидејќи тоа ја намалува ефикасноста на катализаторот. Единственото соодветно гориво во овој случај е безолово.

Несомнено, придобивките од овие уреди за животната средина и нашето здравје се огромни, но покрај придобивките, тие имаат и свои недостатоци.

Една од нивните најголеми недостатоци е тоа што тие работат само на високи температури. Со други зборови, кога го стартувате вашиот автомобил, катализаторот не прави скоро ништо за да ги намали емисиите на издувни гасови.

Ефикасно започнува да работи само откако ќе се загреат издувните гасови на 250-300 степени Целзиусови. Ова е причината зошто некои производители на автомобили презедоа чекори за решавање на овој проблем со поместување на катализаторот поблиску до моторот, што од една страна ги подобрува перформансите на уредот, но го скратува неговиот животен век, бидејќи неговата близина до моторот го изложува на многу високи температури.

Во последниве години беше одлучено да се постави катализаторот под совозачкото седиште на растојание што ќе му овозможи поефикасно работење без да биде изложено на високи температури на моторот.

Други недостатоци на катализаторите се честото затнување и согорувањето на колачите. Согорувањето обично се случува поради несогореното гориво кое влегува во издувниот систем што се запали во доводот на катализаторот. Затнувањето најчесто се јавува поради слаб или несоодветен бензин, нормално абење, стил на возење итн.

Овие се многу мали недостатоци наспроти позадината на огромните придобивки што ги добиваме од користењето на автомобилски катализатори. Благодарение на овие уреди, штетните емисии од автомобилите се ограничени.

Некои критичари тврдат дека јаглерод диоксидот е исто така штетна емисија. Тие сметаат дека во автомобилот не е потребен катализатор, бидејќи таквите емисии го зголемуваат ефектот на стаклена градина. Всушност, ако автомобилот нема катализатор и испушта јаглерод моноксид во воздухот, овој оксид сам ќе се претвори во јаглерод диоксид во атмосферата.

Кој го измисли катализаторот?

Иако катализаторите масовно не се појавија сè до доцните 1970-ти, нивната историја започна многу порано.

За татко на катализаторот се смета францускиот хемиски инженер Јуџин Гудри, кој во 1954 година го патентирал својот изум под името „Издувен каталитички конвертор“.

Пред овој изум, Гудри измисли каталитичко пукање, во кое големи сложени органски хемикалии се одделени во безопасни производи. Потоа експериментираше со различни видови на гориво, неговата цел беше да го направи почисто.

Вистинската употреба на катализатори во автомобилите се случи во средината на 1970-тите, кога беа воведени построги регулативи за контрола на емисиите кои бараат отстранување на олово од издувните гасови од ниско-квалитетен бензин.

Прашања и одговори:

Како да се провери присуството на катализатор на автомобил? За да го направите ова, само погледнете под автомобилот. Покрај главниот пригушувач и малиот пригушувач (резонатор што седи пред системот за издувни гасови), катализаторот е уште една сијалица.

Каде е катализаторот во автомобилот? Бидејќи катализаторот мора да работи во услови на висока температура, тој се наоѓа што е можно поблиску до издувниот колектор. Тоа е пред резонатор.

Што е катализатор во автомобил? Ова е катализатор - дополнителна сијалица во издувниот систем. Истата е исполнета со керамички материјал, чие саќе е покриено со благороден метал.