Obraz8 2

AUDI 80/90 Odtruwanie spalin

Katalitycznie oddziaływające substancje - to platyna (5 części) oraz rod (1 część). Katalizator zawiera ok. 2 - 3 g tych metali szlachetnych. Platyna przyspiesza utlenianie, zaś rod redukuje zawartość tlenków azotu.

Zgodnie z dzisiejszym stanem wiedzy najbardziej efektywną metodą odtruwania spalin ma być tzw. katalizator trójdrożny. Określenie "trójdrożny” oznacza, że przemianie podlegają jednocześnie trzy substancje trujące: tlenek węgla, węglowodory i tlenki azotu.

□    Tlenek węgla I węglowodory przemieniane są przez utlenienie na niegroźny dwutlenek węgla (CO2).

□    W celu zredukowania tlenków azotu stosuje się środek, który odciąga tlen. Jak widać we wzorze chemicznym na poniższym rysunku, środkiem tym może być substancja trująca tlenek węgla. Powstaje przy tym azot (N2) oraz dwutlenek węgla (CO2). Obydwa są niegroźne.

WSKAZÓWKA: w związku z katalizatorem pojawiają się dalsze pojęcia: “katalizator zatapiany" oznacza, że korpus ceramiczny katalizatora Jest zatopiony w zamkniętej obudowie (z pośrednią warstwą wełny metalowej). "Katalizator dwudrożny” radzi sobie tylko z dwiema substancjami trującymi, natomiast "katalizator trójdrożny" (montowany w Audi) - z trzema.

Warunki robocze

Zakres warunków roboczych katalizatora, w których wykazuje on wysoką skuteczność, jest bardzo wąski. Proporcja paliwa i powietrza w mieszance musi być bardzo dokładna, zaś stanem idealnym jest skład mieszanki o współczynniku lambda = 1. Największym problemem w technice katalizatorowej jest to, aby zachować tę proporcję w każdym stanie roboczym silnika. Należy to do układu regulacji lambda (patrz poniższy rozdział).

Zanim katalizator zacznie pracować, musi osiągnąć 'temperaturę rozpoczęcia reakcji' rzędu ok. 300°C. Temperaturę tę osiąga już po 25 - 80 sekundach. W ruchu miejskim mogą minąć i trzy minuty, zanim osiągnięta zostanie konieczna temperatura. Katalizator jest jednak wrażliwy na przegrzanie. Gdy temperatura w katalizatorze wzrośnie ponad 900°C, następuje przyspieszone starzenie się urządzenia; od 1200^#C dochodzi do trwałego zniszczenia |ego skuteczności.

Dla katalizatora konieczna |est benzyna bezołowiowa. Ołów szybko zatkałby powierzchnię aktywną katalizatora i spaliny nie mogłyby dotrzeć do katalitycznie oddziałujących substancji. Doświadczenia wykazały, że po wypaleniu zawartości już jednego zbiornika paliwa redukcja tlenku węgla spada prawie do zera, zaś po wypaleniu 2-3 zbiorników zanika redukcja pozostałych trujących substancji. Katalizator jest "zatruty’.

Działanie sondy lambda

Sonda lambda (zwana również sondą tlenową) wkręcona jest w rurę wydechową przed katalizatorem. Specjalny materiał ceramiczny sondy wystawiony jest od zewnątrz na oddziaływanie spalin, zaś od wewnętrznej strony styka ię z powietrzem z otoczenia. Poprzez różną zawartość tlenu w spalinach i w powietrzu z otoczenia sonda wytwarza apięcie, które wzrasta gwałtownie przy określonej zawartości szczątkowej tlenu w spalinach. Ten skok napięcia ma miejsce przy określonej proporcji paliwa i powietrza lambda = 1. W przypadku niedoboru tlenu (lambda mniejsze niż 1). czyli przy bogatej mieszance, napięcie wynosi 0,8 - 1 V. Przy uboższej mieszance (lambda większe niż 1) uzyskiwana jest wartość rzędu 0,1 V.

Sygnały z sondy lambda wysyłane są do urządzenia sterującego układu wtryskowego względnie do elektronicznego gaźnika. Następuje teraz taka regulacja wytwarzanej mieszanki, aby proporcja paliwa i powietrza była |ak najbardziej zbliżona do lambda = 1.

Sonda lambda reaguje z różną szybkością na wahania zawartości tlenu - w zależności od swej temperatury roboczej: przy 300*C czas reakcji wynosi 1 s, przy 600*C jest on krótszy niż 50 ms. Za pomocą zainstalowanego ogrzewania osiągana jest szybciej korzystna temperatura robocza rzędu 600*C. Ogrzewanie sondy lambda jest zainstalowane w najsilniejszej wersji silnika czterocylindrowego oraz w silniku pięciocylindrowym.

Pokazano tu sposób działania katalizatora trójdrożnego: spaliny wraz z substancjami trującymi (strzałka) przepływają przez kanaliki elomentu ceramicznego stykając slq tam z katalitycznie oddziaływającymi metalami szlachetnymi: platyną i rodem. Równania chemiczne wskazują, jak przez utlenianie unieszkodliwiane są CO i HC.

Tlenek azotu (NO) przemieniany Jest przez odtienianie w niegroźne związki

47