Avtomobil katalitik konvertori qanday ishlaydi?

Ichki yonish dvigatelining ishlashi paytida chiqindi gazlar atmosferaga tarqaladi, bu nafaqat havoning ifloslanishining asosiy sabablaridan biri, balki ko'plab kasalliklarning sabablaridan biridir.

Avtotransport vositalarining chiqindi tizimlaridan chiqadigan bu gazlar o'ta zararli elementlardan iborat, shuning uchun zamonaviy avtomobillarda katalizator doimo mavjud bo'lgan maxsus chiqindi tizimi o'rnatilgan.

Katalitik konvertor chiqindi gazlardagi zararli molekulalarni yo'q qiladi va ularni odamlar va atrof-muhit uchun imkon qadar xavfsiz qiladi.

Katalizator nima?

Katalitik konvertor - bu asosiy vazifasi avtomobil dvigatellaridan chiqadigan gazlardan chiqadigan zararli chiqindilarni kamaytirishdan iborat bo'lgan uskuna turi. Katalizator tuzilishi oddiy. Bu avtomobilning egzoz tizimiga o'rnatilgan metall konteyner.

Tankda ikkita quvur bor. Konverterning "kirishi" dvigatelga ulanadi va u orqali chiqindi gazlar kiradi va "chiqishi" avtomobilning chiqindi tizimining rezonatoriga ulanadi.

Dvigatelning chiqindi gazi katalizatorga kirganda kimyoviy reaktsiyalar sodir bo'ladi. Ular zararli gazlarni yo'q qiladi va atrof muhitga chiqarilishi mumkin bo'lgan zararsiz gazlarga aylantiradi.

Katalitik konvertor qanday qismlardan iborat?

Avtomobil katalitik konvertori qanday ishlashini biroz aniqroq qilish uchun uning asosiy elementlari nima ekanligini ko'rib chiqaylik. Tafsilotlarga berilmasdan, biz faqat uning asosiy elementlarini sanab o'tamiz.

Substrat

Substrat katalizatorning ichki tuzilishi bo'lib, uning ustiga katalizator va qimmatbaho metallar qoplanadi. Substratlarning bir nechta turlari mavjud. Ularning asosiy farqi u ishlab chiqarilgan materialdir. Ko'pincha bu uning yuzasida faol zarralarni barqarorlashtiradigan inert moddadir.

Qoplama

Faol katalizator moddasi odatda alyuminiy oksidi va seriy, tsirkoniy, nikel, bariy, lantan va boshqalar kabi birikmalardan iborat. Qoplamaning maqsadi substratning jismoniy yuzasini kengaytirish va qimmatbaho metallar yotqiziladigan asos bo'lib xizmat qilishdir.

Qimmatbaho metallar

Katalitik konvertorda mavjud bo'lgan qimmatbaho metallar juda muhim katalitik reaktsiyani amalga oshirish uchun xizmat qiladi. Odatda ishlatiladigan qimmatbaho metallar platina, palladiy va rodiydir, ammo so'nggi yillarda ko'plab ishlab chiqaruvchilar oltindan foydalanishni boshladilar.

uy-joy

Korpus qurilmaning tashqi qobig'i bo'lib, katalizatorning substrat va boshqa elementlarini o'z ichiga oladi. Odatda korpus ishlab chiqariladigan material zanglamaydigan po'latdir.

Quvurlar

Quvurlar transport vositasining katalitik konvertorini avtoulovning egzoz tizimi va dvigateliga ulaydi. Ular zanglamaydigan po'latdan yasalgan.

Avtomobil katalitik konvertori qanday ishlaydi?

Ichki yonish dvigatelining ishlashi uchun uning tsilindrlarida havo yoqilg'isi aralashmasining barqaror yonish jarayoni sodir bo'lishi muhimdir. Ushbu jarayon davomida zararli gazlar, masalan, uglerod oksidi, azot oksidi, uglevodorodlar va boshqalar hosil bo'ladi.

Agar mashinada katalitik konvertor bo'lmasa, bu o'ta zararli gazlarning barchasi, dvigateldan chiqadigan kollektorga tushirilgandan so'ng, egzoz tizimidan o'tadi va biz nafas olayotgan havoga to'g'ridan-to'g'ri tushadi.

Agar transport vositasida katalitik konvertor bo'lsa, chiqindi gazlar dvigateldan susturucuya substratning ko'plab chuqurchalari orqali o'tadi va qimmatbaho metallar bilan reaksiyaga kirishadi. Kimyoviy reaksiya natijasida zararli moddalar zararsizlantiriladi va atrof-muhitga faqat zararsiz chiqindi gaz, asosan karbonat angidrid kiradi.

Bizga kimyo darslaridan ma'lumki, katalizator kimyoviy reaksiyaga ta'sir qilmasdan sodir bo'ladigan yoki tezlashtiradigan moddadir. Katalizatorlar reaksiyalarda ishtirok etadilar, lekin ular reaktivlar ham, katalitik reaksiya mahsuloti ham emas.

Katalizator tarkibidagi zararli gazlar o'tadigan ikki bosqich mavjud: qaytarilish va oksidlanish. U qanday ishlaydi?

Katalizatorning ish harorati Farangeytning 500 dan 1200 darajasiga yoki Selsiy bo'yicha 250-300 darajaga etganida, ikkita narsa yuz beradi: pasayish va shu zahoti oksidlanish reaktsiyasi. Bu bir oz murakkab tuyuladi, lekin aslida bu moddaning molekulalari yo'qotilib, bir vaqtning o'zida elektronlarni olishini anglatadi va bu ularning tuzilishini o'zgartiradi.

Katalizatorda yuzaga keladigan kamayish (kislorodni qabul qilish) azot oksidini ekologik toza gazga aylantirishga qaratilgan.

Qayta tiklash bosqichida avtomobil katalizatori qanday ishlaydi?

Avtoulovning chiqindi gazidan azot oksidi katalizatorga kirganda, undagi platina va rodyum azot oksidi molekulalarining parchalanishiga ta'sir eta boshlaydi va zararli gazni umuman zararsizga aylantiradi.

Oksidlanish bosqichida nima sodir bo'ladi?

Katalizatorda sodir bo'ladigan ikkinchi bosqich oksidlanish reaktsiyasi deb ataladi, unda yonmagan uglevodorodlar kislorod bilan aralashtirib (oksidlanish) karbonat angidrid va suvga aylanadi.

Katalizatorda sodir bo'ladigan reaktsiyalar chiqindi gazlarning kimyoviy tarkibini o'zgartiradi, ular hosil bo'lgan atomning tuzilishini o'zgartiradi. Zararli gazlarning molekulalari dvigateldan katalizatorga o'tganda, ularni atomlarga ajratadi. O'z navbatida, atomlar molekulalarga birlashib, karbonat angidrid, azot va suv kabi nisbatan zararsiz moddalarni hosil qiladi va atrof-muhitga chiqindi gazlar tizimi orqali chiqadi.

Benzinli dvigatellarda ishlatiladigan katalitik konvertorlarning asosiy turlari ikkitadir: ikki tomonlama va uch tomonlama.

Ikki tomonlama

Ikki devorli (ikki tomonlama) katalizator bir vaqtning o'zida ikkita vazifani bajaradi: uglerod oksidini karbonat angidridgacha oksidlaydi va uglevodorodlarni (yoqilmagan yoki qisman yonib ketgan yoqilg'i) karbonat angidrid va suvga oksidlaydi.

Ushbu turdagi avtomobil katalizatori 1981 yilgacha uglevodorodlar va uglerod oksidi chiqindilarini kamaytirish uchun dizel va benzinli dvigatellarda ishlatilgan, ammo azot oksidlarini o'zgartira olmaganligi sababli, 81 dan keyin u uch tomonlama katalizatorlar bilan almashtirildi.

Uch tomonlama redoks katalitik konvertor

Ushbu turdagi avtomobil katalizatori, ma'lum bo'lishicha, 1981 yilda kiritilgan va bugungi kunda u barcha zamonaviy avtoulovlarga o'rnatildi. Uch tomonlama katalizator bir vaqtning o'zida uchta vazifani bajaradi:

• azot oksidini azot va kislorodga kamaytiradi;
• karbon monoksitni karbonat angidridgacha oksidlaydi;
• yonmagan uglevodorodlarni oksidlanib karbonat angidrid va suvga aylantiradi.

Ushbu turdagi katalitik konvertor katalizning ham qaytarilish, ham oksidlanish bosqichlarini bajarganligi sababli, u o'z vazifasini 98% gacha samaradorlik bilan bajaradi. Bu shuni anglatadiki, agar sizning mashinangiz shunday katalitik konvertor bilan jihozlangan bo'lsa, u atrof-muhitni zararli chiqindilar bilan ifloslantirmaydi.

Dizel dvigatellarda katalizator turlari

Dizel vositalar uchun yaqin vaqtgacha eng ko'p ishlatiladigan katalitik konvertorlardan biri dizel oksidlanish katalizatori (DOC) edi. Ushbu katalizator egzoz oqimidagi kislorod yordamida uglerod oksidini karbonat angidridga va uglevodorodlarni suvga va karbonat angidridga aylantiradi. Afsuski, ushbu turdagi katalizatorlar atigi 90% samarali va dizel yoqilg'isini yo'q qilish va ko'rinadigan zarralarni kamaytirishga qodir, ammo NO x emissiyasini kamaytirishda samarali emas.

Dizel dvigatellari tarkibida asosan elementar ugleroddan tashkil topgan, DOC katalizatorlari bardosh bera olmaydigan nisbatan yuqori darajadagi zarracha moddalarni (soot) o'z ichiga olgan gazlarni chiqaradi, shuning uchun zarrachalarni zarracha filtrlari (DPF) yordamida olib tashlash kerak.

Katalizatorlar qanday saqlanadi?

Katalizator bilan bog'liq muammolarni oldini olish uchun quyidagilarni bilish muhimdir:

• O'rtacha katalizatorning hayoti taxminan 160000 km. Ushbu masofani bosib o'tgandan so'ng, siz o'zgartirgichni almashtirish haqida o'ylashingiz kerak.
• Agar avtomobil katalitik konvertor bilan jihozlangan bo'lsa, siz qo'rg'oshinli yoqilg'idan foydalanmasligingiz kerak, chunki u katalizatorning samaradorligini pasaytiradi. Bu holda yagona mos yoqilg'i qo'rg'oshinsizdir.

Shubhasiz, ushbu qurilmalarning atrof-muhit va sog'ligimiz uchun foydalari juda katta, ammo foydalaridan tashqari, ularning kamchiliklari ham bor.

Ularning eng katta kamchiliklaridan biri shundaki, ular faqat yuqori haroratda ishlaydi. Boshqacha qilib aytganda, siz mashinangizni ishga tushirganingizda, katalitik konvertor chiqindi gazlarini kamaytirish uchun deyarli hech narsa qilmaydi.

U chiqindi gazlarni Selsiy bo'yicha 250-300 darajaga qizdirgandan keyingina samarali ishlay boshlaydi. Shuning uchun ba'zi avtomobil ishlab chiqaruvchilari katalizatorni dvigatelga yaqinlashtirish orqali ushbu muammoni hal qilish choralarini ko'rishdi, bu esa bir tomondan qurilmaning ishlashini yaxshilaydi, lekin uning ishlash muddatini qisqartiradi, chunki dvigatelga yaqinligi uni juda yuqori haroratga ta'sir qiladi.

So'nggi yillarda katalitik konvertorni yo'lovchilar o'rindig'i ostiga, dvigatelning yuqori haroratiga duch kelmasdan yanada samarali ishlashiga imkon beradigan masofada joylashtirish to'g'risida qaror qabul qilindi.

Katalizatorlarning boshqa kamchiliklari tez-tez tiqilib qolishi va tortning yonishidir. Kuyish odatda katalitik konvertorning ozuqasida yonib ketadigan egzoz tizimiga kirmagan yoqilg'i tufayli sodir bo'ladi. Tiqilib qolish ko'pincha yomon yoki yaroqsiz benzin, normal eskirish, haydash uslubi va boshqalar tufayli yuzaga keladi.

Bu bizning avtomobil katalizatorlaridan foydalanishimizdan olinadigan katta foyda fonida juda kichik kamchiliklar. Ushbu qurilmalar tufayli avtomobillarning zararli chiqindilari cheklangan.

Ba'zi tanqidchilar karbonat angidrid ham zararli emissiya ekanligini ta'kidlaydilar. Ular mashinada katalizator kerak emas deb hisoblashadi, chunki bunday chiqindilar issiqxona effektini oshiradi. Darhaqiqat, agar avtomobilda katalitik konvertor bo'lmasa va havoga uglerod oksidi chiqarsa, bu oksidning o'zi atmosferada karbonat angidridga aylanadi.

Katalizatorni kim ixtiro qildi?

Katalizatorlar 1970-yillarning oxirigacha ommaviy ko'rinmasa ham, ularning tarixi ancha oldin boshlangan.

Katalizatorning otasi 1954 yilda "Egzoz katalitik konvertori" nomi bilan o'z ixtirosini patentlagan frantsuz kimyo muhandisi Eugene Goudry hisoblanadi.

Ushbu ixtirodan oldin Gudri katalitik yorilishni ixtiro qildi, unda yirik murakkab organik kimyoviy moddalar zararsiz mahsulotlarga bo'linadi. Keyin u yoqilg'ining har xil turlari bilan tajriba o'tkazdi, maqsadi uni toza qilish edi.

Avtoulovlarda katalizatorlardan amalda foydalanish 1970-yillarning o'rtalarida, past sifatli benzin chiqindilaridan qo'rg'oshinni olib tashlashni talab qiladigan chiqindilarni nazorat qilishni qat'iyan tartibga solish qoidalari joriy qilinganida sodir bo'lgan.

Savol va Javob:

Avtomobilda katalizator mavjudligini qanday tekshirish mumkin? Buning uchun mashina ostiga qarash kifoya. Asosiy susturucu va kichik susturucudan tashqari (egzoz tizimining old qismida joylashgan rezonator) katalizator boshqa lampochkadir.

Mashinada katalizator qayerda? Katalizator yuqori harorat sharoitida ishlashi kerakligi sababli, u egzoz manifoltiga imkon qadar yaqin joylashgan. U rezonator oldida joylashgan.

Avtomobilda katalizator nima? Bu katalitik konvertor - egzoz tizimidagi qo'shimcha lampochka. U keramik material bilan to'ldirilgan, uning chuqurchalari qimmatbaho metall bilan qoplangan.