Ten artykuł ma charakter opisowy i może dotyczyć dowolnej marki samochodu.
Poprzez rurę wydechową podłączoną do wylotu kolektora wydechowego lub głowicy kolektora spaliny kierowane są do katalizatora, a następnie do tłumika. Jeżeli silnik w kształcie litery V jest wyposażony w pojedynczy układ wydechowy, zbieranie spalin z dwóch kolektorów wydechowych do wspólnej rury wydechowej odbywa się przez przewidziane w niej przejście w kształcie litery Y. W pojazdach z podwójnym układem wydechowym każdy kolektor wydechowy ma oddzielny, niezależny układ wydechowy. W większości przypadków rura wydechowa składa się z kilku części, dzięki czemu można ją zamontować w dostępnej przestrzeni pod pojazdem. Między kolektorem wydechowym a tłumikiem montowany jest katalizator (dopalacz) w celu zmniejszenia toksyczności spalin. Neutralizator to obudowa wykonana z metalu żaroodpornego (Ryż. 6.35), który zawiera wypełnienie z granulek pokrytych warstwą katalizatora lub monolityczną siatkę o strukturze plastra miodu pokrytą warstwą katalizatora.
Ryż. 6.35. Typowy katalizator
Cienka rurka połączona z boku jego korpusu to kanał powietrzny wychodzący z pompy układu wtrysku powietrza. Dodatkowe powietrze dostarczane przez pompę powietrza jest potrzebne do utlenienia toksycznych związków i przekształcenia ich w nieszkodliwy H2O (woda) i CO (dwutlenek węgla).
Zasada działania katalizatora
Konwerter wykorzystuje niewielkie ilości rodu, palladu i platyny. Te chemikalia działają jak katalizator (substancja, która pobudza reakcję chemiczną, ale sama w niej nie uczestniczy). Gdy spaliny przechodzą przez katalizator, tlenki azotu ulegają chemicznemu rozkładowi w jego pierwszej komorze (NOx) na tlen i azot. W drugiej komorze katalizatora większość węglowodorów i tlenku węgla pozostających w spalinach ulega utlenieniu, w wyniku czego powstaje nieszkodliwy dwutlenek węgla (CO2) i pary wodnej (H2O). Niektóre konstrukcje silników mają system ciągłego lub pulsacyjnego wtrysku powietrza, który zapewnia dodatkowe powietrze, które może być wymagane podczas procesu utleniania (Ryż. 6.36). We wczesnych latach sześćdziesiątych wielu konwerterów używało również ceru, pierwiastka, który może magazynować tlen. Zadaniem ceru jest dostarczenie katalizatorowi tlenu w przypadku, gdy mieszanka spalin jest bogata, a tlenu jest za mało do całkowitego utlenienia związków chemicznych. Gdy mieszanka spalin jest uboga, cer pochłania nadmiar tlenu
Ryż. 6.36. Przekrój trójdrożnego katalizatora
Widoczna rura wtrysku powietrza, zamontowana pośrodku między komorami redukcyjną i utleniającą neutralizatora. Zwróć uwagę na małe otwory w tej rurze, które mają na celu równomierne rozpylanie powietrza wtłaczanego przez pompę powietrza wzdłuż końca tylnej, utleniającej komory neutralizatora.
Dla prawidłowej pracy katalizatora należy zadbać o to, aby skład mieszanki spalin podczas jej przechodzenia przez katalizator zmieniał się z bogatej na ubogą:
- Aby przywrócić tlen (O) z tlenków azotu (NOx) mieszankę należy wzbogacić.
- Aby mieć wystarczającą ilość tlenu do utlenienia węglowodorów (NS) i tlenek węgla (WIĘC) (reakcja łączenia tlenu z węglowodorami i tlenkiem węgla, w wyniku której powstaje woda H2O i dwutlenek węgla COJ, mieszanina musi zostać zubożona.
W przypadku nieprawidłowego działania katalizatora należy sprawdzić poprawność składu mieszanki paliwowo-powietrznej wchodzącej do silnika oraz sprawność układu zapłonowego.
Dotknij testu
Jest to łatwy sposób sprawdzenia w następujący sposób: puk (łatwo!) na obudowie katalizatora lekkim młotkiem z gumową główką. Jeśli podłoże katalizatora zapadło się, po stuknięciu wyda dźwięk grzechotania. Jeśli konwerter dudni, należy go wymienić (Ryż. 6.37). Rozdział 8 zawiera szczegółowy opis metodyki badania wydajności układu wydechowego
Czy katalizator może ulec awarii, ale nie dlatego, że jest zatkany sadzą?
Tak, może. Katalizatory psują się nie tylko z powodu mechanicznego zapchania, ale także uszkodzeń chemicznych czy zatruć. Dlatego katalizator należy sprawdzać nie tylko pod kątem uszkodzeń fizycznych (zablokowanie) poprzez pomiar przeciwciśnienia lub podciśnienia oraz przez spuszczanie, ale także poprzez wzrost temperatury. Ten test, zwykle wykonywany za pomocą pirometru na podczerwień lub testu z propanem, ocenia działanie konwertera.
Ryż. 6.37. Katalizator ten pękł w wyniku wybuchu w nim benzyny zawartej we wzbogaconej mieszance spalin. Oczywiście do katalizatora dostała się czysta benzyna i wystarczyła iskra, żeby wybuchł. Nie ma już potrzeby diagnozowania tego neutralizatora.
Ryż. 6.38. Temperatura na wylocie konwertera musi być wyższa od temperatury na wlocie do niego o co najmniej 10%
Ten konwerter jest niezwykle wydajny. Jego temperatura wlotowa wynosi 450°F (232°С). Dziesięć procent z 450°F to 45°F (450°F+45°F=495°F (257°С)). Innymi słowy, aby neutralizator można było uznać za normalnie działający, temperatura na jego wylocie musi wynosić co najmniej 495°F. W tym przypadku jest to 525°F (274°C) i przekracza temperaturę na wlocie konwertera o więcej niż 10%. Jeśli neutralizator jest ogólnie niesprawny, wówczas temperatura na jego wylocie będzie niższa niż temperatura na jego wlocie.
Katalizatory nie "umierają" przez nich samych.
Katalizatory stymulują reakcje chemiczne, ale same ich nie inicjują. Zatem. nie podlegają zużyciu. Jeśli zostanie stwierdzone, że katalizator uległ awarii (niesprawny lub całkowicie zatkany), poszukaj przyczyny, dla której tak się stało. Pamiętaj, co następuje:
"Katalizatory nie umierają same z siebie - ich śmierć jest zawsze spowodowana jakąś przyczyną zewnętrzną".
W przypadku wykrycia awarii katalizatora, do badania należy zaliczyć wszystkie elementy układu zapłonowego i układu paliwowego. Zbyt duża ilość niespalonego paliwa w spalinach może spowodować przegrzanie i awarię katalizatora. Aby zapewnić maksymalną wydajność katalizatora, należy zachować prawidłowy skład mieszanki paliwowo-powietrznej, w tym celu sprawną sondę lambda, która mierzy zawartość tlenu z częstotliwością od 0,5 do 5 Hz.