Отын жағу кезінде улы қосылыстар пайда болатындықтан, қазіргі заманғы автомобильдер улы шығарындыларды азайту үшін шығару жүйесінде каталитикалық түрлендіргішпен жабдықталған.
Жалпы химия курстарынан катализатор - бұл химиялық реакцияға қатыспай-ақ оны жеделдететін зат екені белгілі. Шын мәнінде, бұл автомобиль құрылғысындағы негізгі химиялық катализаторлар - хром, мыс, никель, родий, алтын және палладий сияқты металдар. Оның жұмыс принципі - осы материалдарды пайдаланып химиялық процестерді катализдеу.
Катализатор орнатылған шығару құбырының орналасуы шығару коллекторына немесе одан тікелей кейін орнатуды қамтуы мүмкін. Демек, құрылғының жұмыс температурасы жоғары (300°C дейін), бұл оның тиімділігін арттырады. Дегенмен, дәл осы себепті катализатордың қызмет ету мерзімі шектеулі; әрбір нақты модельдің қызмет ету мерзімін өндіруші белгілейді.
Қазіргі заманғы каталитикалық түрлендіргіштер әдетте үш компонентті, яғни олар тиісті улы заттың шығарындыларын азайтуға арналған үш мамандандырылған түрлендіргішті қамтиды.
Әдетте, үлкен колба тәрізді корпус тот баспайтын болаттан жасалған, оның ішкі бөлігі каталитикалық агентпен қапталған бірқатар металл ұяшықтарымен немесе керамикалық моншақтармен толтырылған. Родий мен платина негізінен қаптау үшін пайдаланылды, дегенмен қазір алтын мен палладий шығындарды азайту үшін жиі қолданылады. Керамикалық негізіндегі конструкциялар жақсы термиялық тұрақтылығы мен салыстырмалы түрде төмен құнына байланысты жиі кездеседі, бірақ олардың айтарлықтай кемшілігі де бар: сынғыштығы. Жүргізушілер көбінесе тегіс емес жолдарда жүргенде зақымдануды бірден байқамайды және компонент аз соққыдан зақымдалады.
Катализатор қалай жұмыс істейді
Автокөлік каталитикалық түрлендіргіші екі мүмкін химиялық реакция түрін тиімді пайдалануға негізделген: тотығу және тотықсыздану.
Тотықсыздану реакциясы бағалы металдармен - родий, платина немесе алтынмен жүреді және азот қосылыстарының шығарылуына жол бермейді. Бұл металл молекулаларымен соқтығысқан кезде азот оксиді мен азот диоксиді молекулалары азот атомдарын жоғалтып, оттегін бөледі. Олар бір-бірімен соқтығысқан кезде азот атомдары газға айналады.
Палладий әдетте тотығу процесіне жауап береді. Негізінен, каталитикалық түрлендіру көміртегі тотығы мен шығару жүйесіне кірген отынды жағады. Сонымен қатар, қалған азот тотығы көмірқышқыл газын түзу үшін бұрыннан түзілген оттегімен әрекеттеседі.
Сайып келгенде, бөлінетін қосылыстар көбінесе зиянсыз және табиғи атмосферада қалыпты: азот, көмірқышқыл газы және су.
Катализатордың істен шығуы
Конструкциясына байланысты каталитикалық түрлендіргіштер белгілі бір механикалық және басқа да зақымдану түрлеріне азды-көпті сезімтал.
Керамикалық каталитикалық түрлендіргіштер үшін бұл әдетте:
Қатты бетке соққы;
Судың кіруіне байланысты температураның күрт өзгеруі;
Отынның кеш тұтануына байланысты ішкі жарылыс.
Басқалары үшін бұл:
Поршень сақиналарының тозуы;
Жүйе арқылы кез келген химиялық сұйықтықтардың қалыптан тыс енуі;
Төмен сапалы отын;
Нашар сапалы ауа-отын қоспасының пайда болуы;
Ұзақ уақыт қызып кету.
Ақаулы каталитикалық түрлендіргіштің белгілеріне мыналар жатады:
Механикалық зақымдану салдарынан каталитикалық түрлендіргіш корпусынан шығатын сыртқы шулар;
Қуаттың жоғалуы және бос жүріс кезінде қозғалтқыштың тұрақсыз жұмысы;
Қозғалтқыштың шамадан тыс қызуы.
Каталитикалық түрлендіргішті жөндеу
Гаражда каталитикалық түрлендіргішті жөндеу көбінесе мүмкін емес. Бұл жағдай жөндеудің күрделілігі мен тиімсіздігіне байланысты. Бұл әсіресе қызмет ету мерзімі аяқталған компоненттерге қатысты. Сондықтан, бүкіл жөндеу әдетте оны жаңасымен ауыстыруға әкеледі.
Әрине, бағалы металдардың болуын ескере отырып, жаңа каталитикалық түрлендіргіштің бағасы жоғары болуы мүмкін. Қымбат құрылғыға балама ретінде корпус ішінде керамика немесе ұяшықсыз жеңілдетілген «әмбебап» құрылғы қолданылады. Немесе каталитикалық түрлендіргішті немесе оның арзан баламасын алып тастау арқылы жүйе жалын өшіргішпен жабдықталған, ол шығатын газды мүлдем тазаламайды, бірақ негізінен шуды азайтады. Айта кету керек, бұл жағдайда немесе тіпті түпнұсқа емес және өндіруші ұсынған каталитикалық түрлендіргіш қолданылса да, көліктің көрсетілген шығарындылар класы жарамсыз болып қалады. Мұны көлікті тексеру және тиісті шығатын газды өлшеу кезінде анықтауға болады.