Niniejszy artykuł ma charakter opisowy i może dotyczyć każdej marki samochodu.
Poprzez rurę wydechową, połączoną z wylotem kolektora wydechowego lub głowicy kolektora, spaliny kierowane są do katalizatora, a następnie do tłumika. Jeżeli silnik w układzie V jest wyposażony w pojedynczy układ wydechowy, zbieranie spalin z dwóch kolektorów wydechowych do wspólnej rury wydechowej odbywa się poprzez znajdujący się w nim kanał przejściowy w kształcie litery Y. W pojazdach z podwójnym układem wydechowym każdy kolektor wydechowy ma swój własny, niezależny układ wydechowy. W większości przypadków rura wydechowa składa się z kilku części, dzięki czemu można ją zamontować w dostępnej przestrzeni pod pojazdem. Katalizator montowany jest pomiędzy kolektorem wydechowym a tłumikiem (dopalacz) w celu zmniejszenia toksyczności spalin. Neutralizator to obudowa wykonana z metalu odpornego na ciepło (rysunek 6.35), który zawiera złoże granulek pokryte warstwą katalizatora lub monolityczną siatkę o strukturze plastra miodu pokrytą warstwą katalizatora.
Rysunek 6.35. Typowy konwerter katalityczny
Cienka rura podłączona do boku korpusu to kanał powietrzny wychodzący z pompy wtryskowej powietrza. Do utleniania związków toksycznych i przekształcania ich w nieszkodliwe H2O (wodę) i CO2 potrzebne jest dodatkowe powietrze, pompowane przez pompę powietrza (dwutlenek węgla).
Jak działa katalizator
Neutralizator wykorzystuje niewielkie ilości rodu, palladu i platyny. Te pierwiastki chemiczne działają jak katalizator (substancja, która stymuluje reakcję chemiczną, ale sama w nią nie wchodzi). Gdy spaliny przechodzą przez katalizator, w jego pierwszej komorze zachodzi rozkład chemiczny tlenków azotu (NOx) na tlen i azot. Druga komora katalizatora utlenia większość węglowodorów i tlenku węgla pozostałych w spalinach, wytwarzając nieszkodliwy dwutlenek węgla (CO2) i parę wodną (H2O). Niektóre konstrukcje silników zawierają układ ciągłego lub pulsacyjnego wtrysku powietrza, który dostarcza dodatkową ilość powietrza, potrzebną w procesie utleniania (rysunek 6.36). Od początku lat 60. XX wieku wiele neutralizatorów wykorzystuje także cer, pierwiastek zdolny do gromadzenia tlenu. Zadaniem ceru jest dostarczenie tlenu do katalizatora w przypadku, gdy mieszanka spalin jest bogata i nie ma wystarczającej ilości tlenu, aby doszło do całkowitego utlenienia związków chemicznych. Gdy mieszanka spalin jest uboga, cer pochłania nadmiar tlenu
Rysunek 6.36. Widok przekroju trójdrożnego konwertera katalitycznego
Widoczna jest rura wtrysku powietrza, zamontowana centralnie między komorą redukcyjną i utleniającą neutralizatora. Należy zwrócić uwagę na małe otwory w tej rurze, które służą równomiernemu rozprowadzaniu powietrza pompowanego przez pompę powietrza na końcu tylnej komory utleniającej neutralizatora.
Aby katalizator działał prawidłowo, konieczne jest zadbanie o to, aby skład mieszanki spalin podczas przepływu przez katalizator zmieniał się z wzbogaconej na ubogą:
- Aby przywrócić tlen (O) z tlenków azotu (NOx), konieczne jest wzbogacenie mieszanki.
- Aby brakowało tlenu do utleniania węglowodorów (HC) i tlenku węgla (CO) (reakcji łączenia się tlenu z węglowodorami i tlenkiem węgla, w wyniku której powstają woda H2O i dwutlenek węgla, CO₂, mieszanka powinna być uboga.
Jeżeli katalizator nie działa prawidłowo, należy sprawdzić prawidłowy skład mieszanki paliwowo-powietrznej doprowadzanej do silnika oraz sprawność układu zapłonowego.
Test stukania
Oto prosty sposób sprawdzenia: należy lekko uderzyć (w obudowę katalizatora!) lekkim młotkiem z gumowym bijakiem. Jeśli podłoże katalizatora jest uszkodzone, przy stukaniu będzie słychać grzechotanie. Jeżeli neutralizator grzechocze, należy go wymienić (rysunek 6.37). Rozdział 8 zawiera szczegółowy opis metodologii badania przepustowości układu wydechowego
Czy katalizator może ulec awarii i nie zostać zatkany nagarem?
Tak, może. Katalizatory ulegają awarii nie tylko z powodu zatkania mechanicznego, ale także z powodu uszkodzeń chemicznych lub zatrucia. Dlatego też należy sprawdzać katalizator nie tylko pod kątem uszkodzeń fizycznych (zatkania) poprzez pomiar ciśnienia zwrotnego lub podciśnienia oraz opukiwanie, ale także pod kątem wzrostu temperatury. Test ten, zwykle przeprowadzany przy pomocy pirometru IR lub testu propanowego, pozwala ocenić skuteczność neutralizatora.
Rysunek 6.37. Katalizator ten pękł w wyniku wybuchu benzyny zawartej w zbyt bogatej mieszance spalin. Najwyraźniej do katalizatora dostała się czysta benzyna i wystarczyła iskra, żeby nastąpiła eksplozja. Nie ma już potrzeby diagnozowania tego neutralizatora.
Rysunek 6.38. Temperatura na wylocie neutralizatora musi być wyższa od temperatury na wlocie o co najmniej 10%
Tekst artykułu pobrano ze strony internetowej: LadaMan
Neutralizator ten charakteryzuje się wyjątkowo wysoką skutecznością działania. Temperatura na wlocie wynosi 232°C (450°F). Dziesięć procent z 232°C to 257°C (450°F + 45°F = 257°C). Innymi słowy, aby uznać konwerter za działający prawidłowo, temperatura na jego wylocie musi wynosić co najmniej 257°C (495°F). W tym przypadku wynosi ona 274°C (525°F), czyli jest o ponad 10% wyższa niż temperatura na wlocie do konwertera. Jeśli konwerter w ogóle nie działa, temperatura na jego wylocie będzie niższa niż na wlocie.
Konwertery katalityczne nie "umierają" same z siebie.
Konwertery katalityczne stymulują reakcje chemiczne, lecz same w nich nie uczestniczą. Zatem. nie ulegają zużyciu, zniszczeniu ani starzeniu. Jeżeli zostanie stwierdzone, że katalizator uległ awarii (utracił swoją funkcjonalność lub jest całkowicie zatkany), poszukaj przyczyny, dla której tak się stało. Zapamiętaj następujące informacje:
"Konwertery katalityczne nie psują się same z siebie – ich śmierć jest zawsze spowodowana jakimś czynnikiem zewnętrznym".
W przypadku wykrycia usterki katalizatora należy sprawdzić wszystkie podzespoły układu zapłonowego i paliwowego. Nadmierna ilość niespalonego paliwa w spalinach może spowodować przegrzanie i uszkodzenie katalizatora. Aby zapewnić maksymalną wydajność katalizatora, należy zachować wymagany skład mieszanki paliwowo-powietrznej, dlatego czujnik tlenu musi być sprawny i mierzyć zawartość tlenu z częstotliwością od 0,5 do 5 Hz.