Zmniejszenie toksyczności spalin (Opel Vectra B)

Funkcja konwertera katalitycznego

Katalizator, jako pojęcie z dziedziny chemii, to substancja, która kontroluje lub przyspiesza reakcję chemiczną. Skład i struktura katalizatora pozostają niezmienione. W samochodach jest częścią układu wydechowego.

Vectra ma ceramiczny katalizator. Mowa o korpusie ceramicznym pokrytym wraz z powłoką metalami szlachetnymi - platyną i rodem. W kawałku ceramiki umieszczonym w siatce drucianej znajduje się kilka tysięcy równoległych kanałów. Na ścianki kanału nakładana jest warstwa pośrednia, której zadaniem jest zwiększenie powierzchni zewnętrznej (tzw. wash-coat). Zwiększa aktywną powierzchnię katalizatora do wielkości zbliżonej do boiska piłkarskiego.

W obu projektach zastosowano katalizatory wykonane z platyny i rodu. Katalizator zawiera 2-3 g tych metali szlachetnych, przy czym platyna wspomaga utlenianie, a rod redukuje poziom tlenku azotu.

Artykuł opublikowany na stronie internetowej (www.opelbook.ru)

Za pomocą katalizatora następuje przekształcenie szkodliwych substancji, takich jak tlenek węgla, węglowodory i tlenki azotu (stąd nazwa - katalizator potrójnego działania).

• Tlenek węgla i węglowodory są konwertowane kosztem utleniania tlenem w dwutlenek węgla (Z₂).
• Aby rozłożyć tlenki azotu, stosuje się produkt, który pozbawia je tlenu. Ten środek może być substancją szkodliwą - tlenkiem węgla. W tym przypadku powstaje azot (N ₂) i ponownie CO ₂. Oba nie są niebezpieczne.

Wskazówki: Indywidualnie, redukcja ilości szkodliwych substancji w regulowanym katalizatorze wynosi: tlenek węgla o 85%, węglowodory o 80%, tlenki azotu o 70%. Należy wziąć pod uwagę, że wraz ze wzrostem przebiegu katalizator traci część swojej skuteczności.

W połączeniu z katalizatorem często pojawiają się inne koncepcje: "zagnieżdżony" katalizator oznacza, że ceramiczny korpus katalizatora jest osadzony w zamkniętej obudowie (z podszewką z wełny metalowej). Katalizator "dwufunkcyjny" może neutralizować tylko dwie szkodliwe substancje w spalinach, natomiast katalizator "potrójnego zastosowania" (zainstalowany w Vectrze), wręcz przeciwnie, trzy.

Zakres działania

Katalizator pracuje z dużą sprawnością jedynie w wąskim zakresie: przy "stechiometrycznym" stosunku paliwa i powietrza w mieszance palnej (λ=1). Największym wyzwaniem w technologii katalizatorów jest utrzymanie tego stosunku w każdych warunkach eksploatacji pojazdu, poprzez kontrolę lambda. Nawet 1% odchylenia ma znaczący wpływ na wydajność konwertera katalitycznego.

Aby katalizator zaczął pracować, temperatura początkowa musi osiągnąć około 300°C. Zazwyczaj trwa to od 25 do 80 sekund; w warunkach miejskich osiągnięcie wymaganej temperatury może zająć nawet trzy minuty. Jednocześnie katalizator ceramiczny jest wrażliwy na przegrzanie. Jeżeli temperatura w katalizatorze wzrośnie powyżej 900°C, urządzenie zaczyna się szybko starzeć. Powyżej 1200°C jego skuteczność na długi czas ulega zniszczeniu.

Katalizator wymaga benzyny bezołowiowej. Ołów szybko zatkałby powierzchnię katalizatora, a spaliny nie mogłyby już mieć kontaktu z substancjami mającymi działanie katalityczne. Eksperymenty wykazały, że nawet po jednokrotnym napełnieniu zbiornika benzyną ołowiową, tlenek węgla prawie nie ulega rozkładowi. Po 2-3 uzupełnieniach pozostałe szkodliwe substancje nie ulegają już rozkładowi. Katalizator jest zatruty.

Wskazówka: Metale szlachetne znajdujące się w katalizatorze można usunąć po tym, jak spełni on swoje zadanie. Niemieckie Stowarzyszenie Recyklingu Katalizatorów Samochodowych (DAR) zajmuje się zbiórką starych katalizatorów samochodowych z warsztatów samochodowych i innych firm w celu przygotowania ich do innych celów, np. do wyrobu biżuterii. Niektóre warsztaty oferują niewielką nagrodę za zużyte katalizatory.