کاتالیزور خودرو
مبدل کاتاليزوری چيست؟ “کاتاليزور” از نظر شيمی، ماده ای است که باعث واکنش شيميايی می شود. از مبدل کاتاليستی برای تبديل گازهای مضر توليد شده توسط سوخت موتور بنزين يا ديزل استفاده می کند تا گازهای مضر کمتري به هوا منتقل شوند.
مبدل های کاتاليزوری كجا واقع شده اند؟ مبدل کاتاليستی در يك سيستم اگزوز خودرو قرار دارد. اغلب در نزديکی منيفولد خروجی موتور (بخشی است از اگزوز كه به موتور و منيفولد متصل می شود). مبدل کاتاليزوری هنگامی که گرم می شود بسيار کارآمد تر است، از اين رو آنها را در نزديکی موتور قرار مي دهند که دمای بالاتري دارد.دمای کاری مطلوب مبدل کاتاليستی بين ٣٥٠ تا ٤٠٠ درجه سانتيگراد است.
چه چيزی در داخل مبدل کاتاليستی قرار دارد؟ در داخل اغلب مبدل های کاتاليزوری مدرن، انواع لانه زنبوری، يا انواع قديمی، مهره های سراميکی کوچک هستند. هر ساختار داخل يک مبدل کاتاليزوری، پوشش کاتاليزورهايی را ايجاد می کند که باعث واکنش شيميايی می شوند.اين کاتاليزورها شامل يک لايه نازک از پلاتين، روديوم و / يا پالاديوم هستند.
- به منظور ساختن سیستم اصلاح ساختار بخار ، یک کاتالیزور نیکل از نوع لانه زنبور با استفاده از تکنیک ترکیبی از یک روش ژل sol و آبکاری بر روی یک بستر از جنس استنلس استیل تهیه شده. نوع ماده کاهش دهنده مورد استفاده در فرآیند آبکاری نه تنها بر میزان تشکیل ذرات نیکل بلکه در خاصیت اصلاح بخار متان (MSR) کاتالیزور آماده شده نیز تأثیر دارد.
- کاتالیزوری تهیه شده با استفاده از NaBH4 عملکرد MSR بیشتری نسبت به کاتالیزورهای تجاری نشان داد و نشان می دهد که تخریب کاتالیزور حتی در شرایط شدید H2O / CH4 کاملاً کم بود. زمان آبکاری فرآیند آبکاری نیکل نیز به میزان قابل توجهی بر خاصیت اصلاح اثر گذاشت.
- هنگام استفاده از ماده کاهش دهنده NaBH4 ، زمان آبکاری حدود 3 دقیقه بیشترین عملکرد را داشت.
- کلرید و سولفات برای گونه های آنیونی معرف نیکل مورد استفاده در آبکاری مناسب بود. براساس اندازه گیری XPS ، وضعیت الکترونی نیکل که با استفاده از کلرید و سولفات تهیه شده است ، به نظر می رسد حالتی است که برای شکل گیری گونه های CHx و تشکیل گونه های O * در مکانیسم اصلاح مناسب است.
- افزودن یک مؤلفه تبلیغ کننده به محلول آلومینیوم sol برای بهبود عملکرد اصلاح مؤثر بود. به خصوص ، خاصیت اصلاح کاتالیزوری که مؤلفه Ce را اضافه می کند ، بهبود یافت. روش ترکیبی تهیه شده در این مطالعه یک روش مفید و قابل گسترش برای تهیه کاتالیزور ساختاری با عملکرد بالا در بستر استیل است.
مبدل کاتالیست سرامیکی
- بسیاری از مبدل های اولیه کاتالیزوری اتومبیل در دهه 1970 از پشتیبانی از گلوله یا مهره استفاده می کنند. یک حجم از ذرات کروی (گلوله) ساخته شده از گاما آلومینا به قطر 2.5 تا 5 میلی متر ، در یک پوسته فولادی قرار داده شده و بین دو صفحه وجود دارد تا مبدل کاتالیزوری را تشکیل دهد. کاتالیزور و تثبیت کننده فلز نجیب در گلوله ها قرار گرفتند. این طراحی از راکتورهای کاتالیزوری مورد استفاده در صنعت پردازش شیمیایی سرچشمه گرفته است. کاتالیزور پلت دارای معایب مختلفی از جمله افت فشار بالا و از دست رفتن کاتالیزور تدریجی به دلیل جاذبه بود. لانه زنبوری های یکپارچه ، که برای رفع کاستی های تکیه گاه های گندزدایی ایجاد شده اند ، به یک بستر استاندارد در برنامه های امروزی اتومبیل ، دیزل و سایر برنامه های کنترل انتشار تبدیل شده اند.
- تکیه گاه های کاتالیزور یکپارچه سازه های لانه زنبوری هستند که بسیاری از کانال های موازی کوچک و کوچک ، بصورت محوری در داخل قسمت اجرا می شوند. آنها گاهی به بسترهای “جریان” گفته می شوند. سطح مقطع معمولاً دایره ای یا بیضی شکل است ، اما کانتورهای نامتقارن نیز تولید می شوند. گازهای خروجی که از طریق کانالها جریان می یابند با کاتالیزوری که در دیواره های کانال ته نشین شده است تماس می گیرند. از مزایای اصلی تکیه گاههای یکپارچه می توان به سطح هندسی بالا (GSA) در هر واحد حجم (تراکم) ، مساحت بزرگ باز جلو (افت فشار کم) و مقاومت در برابر جاذبه عالی اشاره کرد.بسترهای سرامیکی (لانه زنبوری) معمولاً دارای سلولهای مربعی هستند ، در حالی که بیشتر بسترهای فلزی دارای کانالهای سینوسی هستند.
- سایر مقاطع کانال ممکن است ، از جمله مثلث ، شش ضلعی ، ذوزنقه و گرد. تعداد سلول ها می تواند بین 10 تا بیش از 1000 سلول در اینچ مربع (cpsi) متفاوت باشد. در دهه 1990 قطعاتی که از لحاظ تجاری برای کاربردهای موتور احتراق داخلی مورد استفاده قرار گرفته بودند ، تراکم سلولی بین 200 تا 600 سی پی سی دارند ، که 400 سی سی سی رایج ترین تراکم سلولی در کاربردهای اتومبیل بنزینی است. از آن زمان به بعد ، تراکم سلول به طور فزاینده ای در اتومبیل های بنزینی معرفی شده است که قطعات بیشتر از 1000 سی سی سی در هر دو سرامیک و طرح های فلزی موجود است . بیشتر بسترها برای کاربردهای دیزل در محدوده 300-400 cpsi باقی مانده است.
مبدل کاتاليزوری چگونه کار می کند؟
- نمودار پايه در رو به رو نشان می دهد که چگونه يک مبدل کاتاليزوری کار می کند. چگونه مبدل کاتاليزور کار می کند منطقه قرمز نمودار گازهای خام « خام موتور » را که به مبدل کاتاليستی وارد می شوند، نشان می دهد. سوزاندن سوخت های فسيلی گازهای مضر برای محيط زيست توليد می کند که بسياری از دانشمندان معتقدند که به طور کلی به گرم شدن کره زمين کمک می کند، در غير اينصورت به اثر گلخانه ای معروف است.
- برخی از گازهای مضر توليد شده توسط موتورهای خودرو عبارتند از مونوکسيد کربن ، کسيد نيتروژن، هيدروکربن ها . همانطور که موتور سوخت را می سوزاند، گازهای خروجی از طريق منيفولد و به سيستم اگزوز و از طريق انبار و با لوله انتهائي خارج می شوند.
- سيستم اگزوز قبلا فقط به عنوان وسيله ای برای انتقال گازهای دود و موتور از عقب خودرو به منظور جلوگيری از ورود گاز به داخل منطقه کابين و همچنين کاهش سر و صدای موتور با استفاده از صدا خفه کن ها يا مخزن هايي با پره و لوله هاي مشبك بخش هايي از سيستم اگزوز بود با اين حال، امروزه همه وسايل نقليه مدرن نيز شامل يک مبدل کاتاليزوری به همراه سيستم اگزوز هستند.
4. از آنجا که اين گازهای مضر وارد مبدل کاتاليزوری می شوند، از طريق ساختار لانه زنبوری که از پلاتين، روديوم و / يا پالاديوم پوشيده شده است وارد می شوند. با توجه به فلزات گرانبها و درجه حرارت بالا، اين عناصر شيميايی واکنشی را ايجاد می کنند که گازهای مضر را به گاز نيتروژن (N٢ ) تبديل می کند که ٧٨ ٪از آن شامل دی اکسيد کربن (CO٢ )و بخار آب (H٢O )است.
5. ساختار لانه زنبوری داخلي يک مبدل کاتاليزوری می تواند از سراميک يا يک فويل فلزی ساخته شود. مزايای يک لانه زنبوری سراميکی اين است که دوام خوبی در برابر چرخه حرارت طولانی دارد بد اقبالي اين است که از انعطاف بسيار خوبی برخوردار نيست، می تواند با لرزش و يا حتی تحت فشار شديد شكسته شود.
6. اساسا زماني يک مبدل کاتاليزوری در بهترين حالت است كه سلول های سراميكي بيشتری در هر اينچ مربع برای عبور گازهای خروجی همراه با فلزات گرانبها و براحتي از آنها گذر كنند. بهترين حالت مبدل های کاتاليزوری مبدل کاتاليست خودرو مبدل کاتاليزوری زماني بسيار کارآمد است. که جديد باشد .
7. اکثر مبدل های کاتاليزوری جديد از حدود ٩٩ درصد بهره وری شروع می شوند، اما پس از چند هزار مايل به حدود ٩٥ درصد رسيده است. اگر کارايی مبدل کاتاليزوری خيلی پايين باشد (معمولا کمتر از ٩٢ درصد بهره وری)، چراغ نشانگر خرابی (MIL )يا چراغ هشدار دهنده موتور روشن می شود. کارايی با يک سنسور اندازه گيری می شود که قبل از مبدل کاتاليستی و يا بعد از آن قرار داده شده است. اين سنسورها به طور مداوم نسبت هوا / سوخت موجود در گازهای خروجی را اندازه گيری می کنند و سيستم مديريت موتور را آگاه می کنند که آيا دستگاه کار می کند يا خير.
8. اگر مشكلي پيش بيايد چراغ مديريت موتور ممکن است روشن شود. اولين بار مبدل کاتاليزوری در انگلستان معرفي شد تمام اتومبيل های بنزيني توليد شده در انگلستان از سال ١٩٩٣ دارای يک مبدل کاتاليستی بود که به طور استاندارد مطابق با مقررات زيست محيطي بود.
تبديل کاتاليست هاچه مدت طول می کشد ، آيا آنها از بين می روند؟
به طور کلی، يک مبدل کاتاليستي تا زمانی که تا متوسط ميانگين عمر يک خودرو معمولی که بين 100.000 تا 150.000كيلومتر كاربرد دارد، كه اين بر مبنای مبدل کاتاليزوری که توليد کنندگان قطعات اصلی يا OEM با مواد و کيفيت و استاندارد بالا ساخته شده است. بنابراين در شرايط كاركرد خوب موتور و سوخت و نگهداري صحيح ميتواند تا سه سال موثر باشد.
چگونگی فعالیت کاتالیزور در خودرو
شاید برای شما هم جالب باشد که با نحوه کار سیستم کاتالیزور خودرو آشنا شوید. در مقاله ای با همین عنوان در پیا صنعت اطلاعات لازم در این خصوص در اختیار شما قرار داده شده است. می توانید در ادامه ویدویی در این خصوص را دیدن کنید. برای کسب اطلاعات بیشتر می توانید مقاله مربوط به نحوه فرایند کاتالیزور را دنیال کنید.
