Що саме являє собою каталітичний перетворювач і навіщо йому потрібно працювати в певному діапазоні?


11

Я чув тут, що каталітичний перетворювач повинен працювати в певному «хімічному діапазоні», інакше він буде генерувати зайве тепло.

  • Що саме являє собою каталітичний перетворювач?
  • Як це працює?
  • Яке їх призначення на автомобілі?
  • Чи потрібні вони (тобто чи всі машини мають їх)?
  • Чому потрібно діяти в певному хімічному діапазоні?

Каталітичний перетворювач

Це смішно виглядає річ. Це одна з тих речей, про які я часто чую, але досі не розумію, що це робить .

Відповіді:


6

Все це походить від: http://auto.howstuffworks.com/catalytic-converter2.htm

Гаразд, атакуючи кожен із них у порядку:

Що саме являє собою каталітичний перетворювач?

Розташування каталітичного перетворювача
Це пристрій на шляху вихлопу вашого автомобіля, який відбирає небажані гази з потоку вихлопних газів.

Як це працює?

Внутрішня частина каталітичного перетворювача

У хімії каталізатор прискорює хімічну реакцію, фактично не приймаючи в ній участі. У випадку з вашим автомобілем каталізатором є платина, родий, паладій, а сьогодні навіть золото. У вашому автомобілі є два типи каталізатора, каталізатори відновлення та окислення. Загальна ідея полягає у тому, щоб ви створили коробку, яка стоять у вихлопному потоці, який відкриває якомога більше площі поверхні каталізатора, зберігаючи при цьому кількість каталізатора невеликим, оскільки вони дуже дорогі. Сьогодні вони в деяких використовують золото, оскільки воно дешевше інших.

Поперечний переріз каталізатора

Каталізатор відновлення є першою стадією перетворювача і використовується для очищення молекул NO або NO 2 з потоку газу. Коли ці молекули потрапляють на каталізатор, вони перетворюються на N і O 2 . N і O 2 доброякісні, NO і NO 2 не так багато.

Другий етап полягає у зменшенні викидів вуглеводнів та оксиду вуглецю шляхом спалювання їх на екрані стільникового каталізатора, який бачили вище.

Яке їх призначення на автомобілі?

Дивись вище. Вони виводять небажані токсичні гази з вихлопного потоку.

Чи потрібні вони (тобто чи всі машини мають їх)?

У США принаймні кожен автомобіль після 1975 року повинен був мати його. Тут ви не можете зареєструвати автомобіль, якщо його вилучили.

Чому потрібно діяти в певному хімічному діапазоні?

Щодо того, чому хімія працює лише у вузькій смузі паливно-повітряної суміші, я поняття не маю.

Ще одна річ, і я думаю, що ти зрозумів цю думку від мене, тому я вибачаюся, що не зрозуміла. Це не випадок, коли перетворювач викликає надлишкове тепло при роботі поза його діапазоном хімічної конструкції. Якщо двигун працює надто неміцним, саме тепло, а не перетворювач, викликає ходовий механізм.


Упс, запізнення на день і долар короткий. lol
cdunn

1875 ... 1975 😂😂😂🍻
Ді

Що стосується температури, то, ймовірно, збудження молекули дозволяє їй ефективно працювати; або не збудження залежно від бажаної реакції.
Ді

О мій, кажучи про помилки друку. Так, жодна машина в 1875 році не мала каталітичного перетворювача ... :) Дякую за те, що @Dee, хороший улов
cdunn

6

Каталітичний перетворювач містить структуру, покриту дорогоцінними металами. Коли вперше з'явилися каталітичні перетворювачі, ця структура являла собою керамічні кульки, покриті металами. Це не спрацювало так добре, і структура була змінена на медовий гребінець або моноліт, як керамічний. Трубки медового гребеня виконують довжину перетворювача. Моноліт схожий на медовий гребінець, але замість шестикутників квадратів.

Чотири метали в каталітичному перетворювачі - це платина, родий, паладій та церій. Ці метали реагують з чотирма забруднюючими речовинами, коли температура перетворювача досить висока. Вираз "перетворювач загорівся" відноситься до температури, що досягає достатньо високої кількості для початку хімічної реакції.

Зловмисні викиди - оксиди азоту (NOx), вуглеводні (HC) та оксид вуглецю (CO). Ці забруднювачі розпадаються в різних умовах. CO і HC розбиваються, коли паливна суміш неміцна. Пісна суміш містить більше кисню, а надлишок кисню використовується для окислення СО до СО2 та розщеплення НС на СО2 та Н2О. NOx розщеплюється під час багатої суміші, коли кисню дуже мало. NOx розпадається на N2 і O2, виділяючи кисень. Ці процеси в перетворювачі утворюються платиною, родієм і паладієм.

Церій в перетворювачі використовується як пристрій для зберігання кисню. Коли суміш пісна, церій накопичує кисень. Коли суміш багата, церій виділяє кисень, щоб допомогти перетворити забруднюючі речовини, які потребують кисню.

Оскільки умови, що розбивають забруднюючі речовини, є протилежними один одному, автомобілю потрібно переходити назад і назад з худих до багатих і знову безперервно, щоб правильно перетворити всі викиди. Це призводить до того, що транспортний засіб працює в тісній смузі навколо стехіометричного або 14.7: 1, колись туди і назад поперек нього.

Ці викиди для вас погані (на Google є багато інформації). Вони перетворюються на не шкідливі речі каталітичним перетворювачем.

У США всі автомагістралі потребують каталітичного перетворювача. Виняток становлять дуже старі автомобілі, автомобілі понад 10 000 фунтів, дизельні транспортні засоби (у них є щось інше), є й інші, але це найчастіше.


3
Сподіваюсь, ви не заперечуєте @vini_i, я відредагував вашу відповідь, щоб змінити "Чотири м'ясні каталітичні" на чотири метали. Хоча чотири м'яса було набагато веселіше :) Я так люблю друкарські помилки. Я зробив собі справжніх красунь ..
cdunn

@cdunn немає проблем :)
vini_i

Ух, справді дивовижний винахід. Він перетворює автомобілі з паливом з дуже токсичних до просто викидів CO2.
cst1992

5

• Чому він повинен діяти в певному хімічному діапазоні?

Сировина каталізатора бензинового двигуна (відпрацьовані гази) повинна залишатися в дуже малому вікні паливної суміші, оскільки хімічні реакції, що зменшують NOx та окислюють вуглеводні, залежать від суміші та взаємовиключні. NOx може знижуватися лише в середовищі, багатому паливом, а HC може окислюватися лише в мізерній, доступній кисню середовищі.

Найважливішими рівняннями для окислення HC є:

H2 + 0,5O2 -> H2O (i)

CO + 0,5O2 -> CO2 (ii)

C3H6 + 4,5O2 -> 3CO2 + 3H2O (iii)

C3H8 + 5O2 -> 3CO2 + 4H2O (iv)

Найбільш важливими рівняннями для зменшення NOx є:

H2 + NO -> H2O + 0,5N2 (v)

CO + NO -> CO2 + 0,5N2 (vi)

C3H6 + 9NO -> 3CO2 + 3H2O + 4,5N2 (vii)

C3H8 + 10NO -> 3CO2 + 4H2O + 5N2 (viii)

Реакція церію: Ce2O3 + 0,5O2 -> 2CeO2 (ix)

Єдина паливна суміш, яка відповідає вимогам обох наборів реакцій, - це суміш, що знаходиться поблизу стехіометричної. Каталізатор знизить приблизно 80% вхідного NOx та HC, доки суміш міститься в цьому дуже маленькому вікні паливної суміші, робоче вікно становить AFR з 14,55 до 14,69. (Лямбда .995-1005). Це суміш, яка відхиляється від стехіометричної більш ніж на ½ на 1 відсоток.

Графіка, що представляє цю концепцію.

введіть тут опис зображення

Поширене непорозуміння полягає в тому, що суміш необхідна для переходу від насиченого до пісного для завершення реакцій. Це не правда; їй потрібно залишитися у вікні. У старих системах потрібно було циркулювати суміш, щоб тримати її у вікні, оскільки вузькосмуговий датчик кисню повідомляє про суміш лише при стехіометричній. Датчики широкої смуги не циркулюють суміш; вони тримають стійку суміш у ще меншому вікні, що покращує конверсію забруднюючих речовин до темпів вище 80%, що було досягнуто за допомогою вузькосмугової велосипедної системи.


Любіть свої відповіді. +1
DucatiKiller

1
@DucatiKiller Дякую, це мій улюблений вид запитання, оскільки він стосується однієї з найбільш неправильно зрозумілих частин системи управління паливом.
Фред Вілсон

0

Коротка відповідь.

Це частина вашого вихлопу, яка допомагає очистити вихлопні гази. Зазвичай він має датчик відразу після нього (або в ньому), який стежить за тим, як він працює. Я думаю, що в нових автомобілях це може допомогти суміші повітря з газом, якщо ваш автомобіль працює худим чи багатим.

Вам це не обов'язково потрібно, але якщо ви все-таки видалите його, вам слід хоча б додати звичайну витяжну трубу, щоб зайняти її місце. Це допоможе при шумі і тиску.


У більшості штатів США вас юридично вимагають, але функціонально ви правильно, це не потрібно.
MooseLucifer
Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.