A Dízel Katalizátor Működési Hőmérsékleti Tartománya és Fontossága
A járműtechnikában a katalizátor szerepe, hogy a kipufogógázok utánkezelését elvégezze. Erre azért van szükség, hogy a motor üzemeltetése során keletkező füstgáz károsanyag tartalmát csökkentse. A katalizátor a jármű kipufogórendszerében helyezkedik el.
A katalizátor feladata az, hogy a MEGFELELŐEN BEÁLLÍTOTT robbanómotor kipufogógázának károsanyag-tartalmát csökkentse. Ezt azzal éri el, hogy a működése során fellépő magas hőmérsékleten a benne található nemesfémek a káros anyagok egy részét oxidálják, vagy ártalmatlan anyagokká alakítják.
A környezetvédelem ugyanis nem független tőlünk, elvégre a természetben élünk még akkor is, ha a betondzsungel kellős közepén van a házunk (a természeti hatások az egész bolygóra hatnak kivétel nélkül, így visszahatnak ránk is, mindannyiunk egészségére). Épp ezért a dízel katalizátor (akárcsak a koromcsapda) nekünk kell, miattunk fontos, a jövőnk miatt. Igen, a jövőnek ára van - minden szempontból.
A Katalizátor Szerkezete és Működési Elve
A motorból kiáramló forró kipufogógáz melegíti fel a katalizátor fém vagy kerámia betétjét. A katalizátor belső betétje méhsejt szerű kialakítású, ezekben a járatokban áramlik a kipufogógáz. A gyártáskor a nemesfémeket a katalizátor-mag extrudált kerámia méhsejt szerkezetére viszik fel. A kerámia-mag áramlási csatornák százait tartalmazza, ezek biztosítják, hogy az átáramló kipufogógázok a lehető legnagyobb felületen érintkezzenek a katalitikus reakciót létrehozó nemesfémekkel.
A katalizátorokban különféle nemesfémeket alkalmaznak, mint a platina, platina-palládium. A beáramló füstgázban megtalálható szén-monoxid és nitrogén-oxid láncokat bontja fel a katalizátor szén-dioxidra, nitrogén gázra és vízre.
A katalizátor háza általában rozsdamentes acélból készül, plusz a betétet általában körül öleli egy plusz hővédő pajzs is.
Optimális Működési Hőmérséklet és Felmelegedés
A katalizátor hatékony működéséhez elengedhetetlen a megfelelő hőmérséklet. Normál hőmérsékleten a háromutas katalizátor nem rendelkezik katalizátor képességgel, és a katalizátort fel kell melegíteni egy bizonyos hőmérsékletre, hogy képes legyen oxidálni vagy redukálni.
A katalizátor kigyulladási hőmérséklete általában 250-350 ℃, és a normál üzemi hőmérséklet általában 350-700 ℃.
Katalizátor Hőmérsékleti Tartományok
| Hőmérsékleti Fázis | Hőmérséklet (°C) | Leírás |
|---|---|---|
| Kigyulladási hőmérséklet | 250-350 | A katalitikus reakciók megindulásához szükséges minimum hőmérséklet. |
| Normál üzemi hőmérséklet | 350-700 | Az optimális hatásfokú működési tartomány. |
| Károsodási hőmérséklet | >850-1000 | A katalizátor belső bevonata károsodhat, a hordozó eltörhet. |
| Olvadási hőmérséklet | >1400 | A kerámia-mag olvadni kezd, a katalizátor tönkremegy. |
Fontos, hogy a motor beindítása után a katalizátor a lehető legrövidebb időn belül felmelegedjen arra az optimális hőmérsékletre ahol a gázok semlegesítéséhez szükséges kémiai reakciók elindulnak. A gépkocsi indításától a katalizátor üzemi hőmérsékletének eléréséig tartó időszakban a leggyengébb a katalizátor hatásfoka, ekkor bocsájtja ki a gépkocsi a legtöbb káros anyagot.
Ezért a katalizátort a hatékonyabb működés érdekében egyes esetekben közvetlenül a kipufogó leömlő után építik be, ezt a megoldást torokkatalizátornak nevezzük. Ezért egyes gépkocsiknál közvetlenül a beömlőcső után előkatalizátort iktatnak be a kipufogórendszerbe, amely "besegít" ezen felmelegedési időszak alatt. Az előkatalizátor kis mérete, és a motorhoz való közelsége miatt hamarabb üzemi hőmérsékletre melegszik, mint a fő katalizátor.
A Túlmagas Hőmérséklet Veszélyei és Okai
Amikor a katalizátor működik, minél nagyobb az önsúly, annál magasabb az oxidációs hőmérséklet. Amikor a hőmérséklet meghaladja a 850-1000 ° C-ot, a belső bevonatban lévő katalizátor valószínűleg leesik, és a hordozó eltörik. A kerámia-mag nem képes elviselni ezt az igen magas hőmérsékletet (1400°C felett), és olvadni kezd, a kerámia összeesik, a katalizátor tönkremegy.
A katalizátor a kipufogógázba került üzemanyag miatt égett ki, amely a forró katalizátor-magot elérve begyulladt, és annak hőmérsékletét magasan a katalizátor normál üzemi hőmérséklete fölé emelte. Ezért figyelmet kell fordítani a kipufogógáz hőmérsékletének emelkedését okozó különböző tényezők szabályozására, mint például a túl késői gyújtási idő vagy a rendezetlen gyújtási sorrend, gyújtáskimaradás stb., Amelyek miatt az el nem égett keverék belép a katalitikus reaktorba, ami a kipufogógáz hőmérsékletét okozza túl magas és befolyásoló A katalizátor teljesítménye.
A túl dús keverékkel üzemelő járművek a munkaütem során nem tudják az égéstérben megfelelően elégetni a beszívott üzemanyagot. Az elégetlen keverék az égéstéren kívül a katalizátorban fog elégni, megemelve a katalizátor hőmérsékletét. A megemelkedett hőmérséklet negatívan befolyásolja a katalizátor élettartamát.
A Katalizátor Károsodásának Egyéb Okai
Krónikus mérgezés
A katalizátor nagyon érzékeny a kénre, az ólomra, a foszforra, a cinkre és más elemekre. A kén és az ólom a benzinből, a foszfor és a cink pedig a kenőolajból származik. Ez a négy anyag és azok égése a motorban oxid -részecskékké könnyen adszorbeálódnak a katalizátoron. A felület megakadályozza a katalizátor érintkezését a kipufogógázzal, így elveszíti katalitikus hatását, ami az úgynevezett "mérgezés" jelenség.
Felület karbon (koromlerakódás)
Ha az autó hosszú ideig alacsony hőmérsékleten dolgozik, a háromutas katalizátor nem tud elindulni, és a motorból kibocsátott korom a katalizátor felületéhez tapad, ami lehetetlenné teszi a CO-val és a HC-val való érintkezést. Hosszú idő elteltével blokkolja a hordozó pórusait, és befolyásolja annak átalakítási hatékonyságát.
Tapasztalatok a Peugeot 405 dízel kombiról
Kipufogógáz romlás
A katalizátornak van egy bizonyos határa a szennyező anyagok átalakulási képességére, ezért a repülés közbeni tisztítási technológiával minimálisra kell csökkenteni az eredeti kipufogógázt. Ha a kipufogógáz -szennyező anyagok egyes összetevőinek koncentrációja és összmennyisége túl nagy, például a kevert gáz túl sűrű, ez befolyásolja a katalizátor katalitikus átalakító képességét és csökkenti átalakítási hatékonyságát. Ezen túlmenően, mivel a kipufogógázban nagy mennyiségű HC és CO jut a katalitikus reaktorba, túlzott oxidációs reakció lép fel benne. Az oxidációs reakció nagy mennyiségű hőt termel, ami a katalitikus reaktor túlmelegedéséhez és károsodásához vezet.
Oxigénérzékelő meghibásodása
A legjobb (90%feletti) kipufogógáz-katalitikus sebesség elérése érdekében oxigénérzékelőt kell felszerelni a motor kipufogócsőjébe, és megvalósítani a zárt hurkú szabályozást. Működési elve az, hogy az oxigénérzékelő a kipufogógáz oxigénkoncentrációját elektromos jellé alakítja, és elküldi az ECU számára. A szonda külső része a kipufogógáz áramba merül, a belső része a külső levegővel van összeköttetésben. A kipufogó gáz oxigéntartalmát méri. A szonda kimenő jelét továbbítják a motorvezérlőhöz. Ez a készülék a befecskendezési idő szükséges változását meghatározza, és korrigálja az üzemanyag-levegő keveréket. Kedvező kipufogógáz összetétel elengedhetetlen ahhoz, hogy a katalizátor élettartama megfelelő legyen.
Ezért biztosítani kell a legjobb levegő-üzemanyag arányt és elérni a legjobb levegő-üzemanyag arányt. A legfontosabb annak biztosítása, hogy az oxigénérzékelő normálisan működjön. Ha az üzemanyag ólmot és szilíciumot tartalmaz, az oxigénérzékelő mérgezett lesz.
Ezenkívül a nem megfelelő használat szénlerakódásokat okozhat az oxigénérzékelőben, kerámia töredezettséget, fűtőtest -ellenállás huzal kiégést és belső vezetékek szétkapcsolását. A lambda szonda adatai alapján az autó számítógépe képes felismerni, ha a katalizátor nem működik megfelelően.
Katalizátor Típusok és Dízel Specifikumok
A gépjármű katalizátoroknak három fő fajtája létezik: két gázkomponensre ható, három gázkomponensre ható, és az utóbbi levegőbefúvásos változata. (Ezek angol nevéből (2-Way, 3-Way) ered a nálunk helytelen tükörfordításban meghonosodott "kétutas" illetve "háromutas" elnevezés.) Ezek különböző módszerrel, más-más kémiai reakció útján csökkentik a kipufogógáz károsanyag-tartalmát.
Az első katalizátorokban szemcsés magot alkalmaztak, ma már a legtöbb modern katalizátorban szabad átfolyású kerámia méhsejt szerkezetű magot találunk. A gépkocsikon alkalmazott katalizátorok fajtája évjárattól, motor űrtartalomtól és a gépjármű súlyától függ.
A dízel katalizátor azonban kiegészül egy további fontos alkatrésszel, a részecskeszűrővel (más néven koromcsapda vagy DPF).
NOx csapda és a kén problémája
A közvetlen befecskendezéses motorok fejlesztésének egyik úttörője, a Mitsubishi a GDI (Gasoline Direct Injection) jelű motorjainak piacra bocsájtásakor ezt még szelektív, redukciós NOx katalizátorral oldotta meg, amit később felváltott a hatékonyabb csapda típusú NOx katalizátor - más néven nitrogén-oxid tárolókatalizátor.
A hetes számmal jelzett katalizátor + NOx csapda részben katalizátorként tovább csökkenti a károsanyag tartalom mennyiségét, másrészt sztöchiometrikus közeli és szegénykeverékes üzemben tárolja el a nitrogénoxidokat, a belső felületére felvitt bárium réteg segítségével.
A NOx csapdával azonban több baj is van. Egyrészt nem képes a végtelenségig tárolni a csapdába ejtett nitorgén-oxidokat, hasonlóan a dízel részecskeszűrőkhöz előbb-utóbb telítődik.
A gyártók az NOx csapda "regenerációjára" több módszert fejlesztettek ki: leggyakrabban egy rövid - akár csak pár másodperces - oxigénmentes üzemmód elég arra, hogy a letárolt nitrogén-oxidokat a motorban keletkező szén monoxid nitrogénné és oxigénné alakítsa át. A regenerációt követően a NOx tárolókatalizátor ismét képes lesz NOx felvételére.
A másik nagy probléma, az az ún. kéntelítődés, ill. Funkcióját tekintve ugyanaz, mint a benzines autók aljába felszerelt alkatrészé: megóvni a környezetet azzal, hogy csökkenti a káros anyagok kibocsátását.
Univerzális katalizátorok
Az univerzális vagy általános katalizátorok fő előnye az, hogy egy típussal gépjárműmárkák és típusok széles körét lefedhetjük. Katalizátorcsere esetén az univerzális katalizátorok megfizethető alternatívát jelentenek az autógyári katalizátorokkal szemben. Az alkatrész-kereskedőnek illetve a beszerelőműhelynek kevesebb alkatrészt kell készleten tartania, mégis teljes típusválasztékot tud nyújtani a várhatóan katalizátor-cserére jelentkező gépjárművekhez.
Karbantartás és Csere
A katalizátor hiba javítása sok esetben csak cserével oldható meg, mivel az alkatrész belső szerkezete könnyen sérülhet, és a regenerálása nem mindig lehetséges. Bizonyos esetekben azonban speciális tisztító adalékok használatával csökkenthető az eltömődés mértéke, és meghosszabbítható a katalizátor élettartama. (Pl. Liqui Moly Katalizátor rendszer tisztítás)
Hogyan őrizzük meg a katalizátor élettartamát?
A katalizátor hosszabb élettartamának megőrzése érdekében érdemes jó minőségű üzemanyagot használni, valamint rendszeresen ellenőrizni a motorolaj állapotát. Az autó rendszeres szervizelése segít kiszűrni azokat a problémákat, amelyek hosszú távon a katalizátor károsodásához vezethetnek. A rendszeres karbantartás, a megfelelő üzemanyag használata és az autó motorjának jó állapotban tartása hozzájárulhat a katalizátor hosszabb élettartamához és hatékony működéséhez.
A katalizátor csere költségei
A katalizátor csere költsége széles skálán mozoghat, attól függően, hogy eredeti vagy utángyártott alkatrészt választunk. Az eredeti alkatrészek gyakran drágábbak, de hosszabb élettartamot és jobb teljesítményt biztosítanak. Az utángyártott katalizátorok olcsóbbak, de nem mindig felelnek meg a gyári minőségi követelményeknek.
A katalizátor hiba komoly hatással lehet az autó teljesítményére és károsanyag-kibocsátására, ezért érdemes figyelni a korai jelekre, és időben lépéseket tenni a probléma elhárítására.
tags: #diesel #katalizátor #elvárt #hőmérséklet #működési #tartomány