Tento článok má popisný charakter a môže byť relevantný pre akúkoľvek značku auta.
Výfukovým potrubím pripojeným k výstupu z výfukového potrubia alebo hlavy potrubia sú výfukové plyny smerované do katalyzátora a potom do tlmiča výfuku. Ak je motor v tvare V vybavený jedným výfukovým systémom, zber výfukových plynov z dvoch výfukových potrubí do spoločného výfukového potrubia sa vykonáva cez prechod v tvare Y, ktorý je v ňom vytvorený. Vo vozidlách s dvojitým výfukovým systémom má každé výfukové potrubie samostatný, nezávislý výfukový systém. Vo väčšine prípadov sa výfukové potrubie skladá z niekoľkých častí, aby sa dalo namontovať do priestoru, ktorý je k dispozícii pod vozidlom. Medzi výfukovým potrubím a tlmičom je inštalovaný katalyzátor (prídavné spaľovanie) aby sa znížila toxicita výfukových plynov. Neutralizátor je plášť vyrobený z tepelne odolného kovu (ryža. 6.35), ktorý obsahuje náplň z granúl potiahnutých vrstvou katalyzátora, alebo monolitickú voštinovú mriežku potiahnutú vrstvou katalyzátora.
Ryža. 6.35. Typický katalyzátor
Tenká rúrka pripojená k boku jeho tela je vzduchové potrubie vychádzajúce z čerpadla systému vstrekovania vzduchu. Dodatočný vzduch dodávaný vzduchovým čerpadlom je potrebný na oxidáciu toxických zlúčenín a ich premenu na neškodnú H20 (voda) a CO (oxid uhličitý).
Princíp činnosti katalyzátora
Konvertor používa malé množstvá ródia, paládia a platiny. Tieto chemikálie pôsobia ako katalyzátor (látka, ktorá stimuluje chemickú reakciu, ale sama sa na nej nezúčastňuje). Pri prechode výfukových plynov cez katalyzátor sa v jeho prvej komore chemicky rozkladajú oxidy dusíka (NOx) na kyslík a dusík. V druhej komore katalyzátora sa oxiduje väčšina uhľovodíkov a oxidu uhoľnatého, ktoré zostávajú vo výfukových plynoch, čím vzniká neškodný oxid uhličitý (CO2) a vodná para (H2O). Niektoré konštrukcie motorov majú kontinuálny alebo pulzný systém vstrekovania vzduchu na zabezpečenie dodatočného vzduchu, ktorý môže byť potrebný počas procesu oxidácie (ryža. 6.36). Začiatkom 60. rokov minulého storočia mnoho konvertorov využívalo aj cér, prvok, ktorý dokáže uchovávať kyslík. Účelom céru je poskytnúť katalyzátoru kyslík v prípade, že zmes výfukových plynov je bohatá a kyslík nestačí na úplnú oxidáciu chemických zlúčenín. Keď je zmes výfukových plynov chudobná, cér absorbuje prebytočný kyslík
Ryža. 6.36. Pohľad v reze na trojcestný katalyzátor
Viditeľná je rúrka na vstrekovanie vzduchu, inštalovaná v strede medzi redukčnou a oxidačnou komorou neutralizátora. Venujte pozornosť malým otvorom v tomto potrubí, ktoré sú určené na rovnomerné rozprašovanie vzduchu nasávaného vzduchovým čerpadlom pozdĺž konca zadnej, oxidačnej, neutralizačnej komory.
Pre správnu činnosť katalyzátora je potrebné zabezpečiť, aby sa zloženie zmesi výfukových plynov pri prechode katalyzátorom menilo z bohatého na chudobné:
- Na obnovenie kyslíka (O) z oxidov dusíka (NOx) zmes by mala byť obohatená.
- Aby mali dostatok kyslíka na oxidáciu uhľovodíkov (NS) a oxid uhoľnatý (SO) (reakciou kombinácie kyslíka s uhľovodíkmi a oxidom uhoľnatým, v dôsledku ktorej vzniká voda H2O a oxid uhličitý COJ, musí byť zmes ochudobnená.
V prípade poruchy katalyzátora je potrebné skontrolovať správnosť zloženia zmesi paliva a vzduchu vstupujúcej do motora a prevádzkyschopnosť zapaľovacieho systému.
Test poklepaním
Toto je jednoduchý spôsob, ako to skontrolovať takto: zaklopať (ľahko!) na skrini katalyzátora ľahkým kladivom s gumenou hlavicou. Ak sa substrát katalyzátora zrútil, pri poklepaní bude vydávať rachotivý zvuk. Ak prevodník hučí, treba ho vymeniť (ryža. 6.37). Kapitola 8 poskytuje podrobný popis metodiky skúšania výfukového systému na kapacitu
Môže katalyzátor zlyhať, ale nie preto, že je zanesený sadzami?
Áno možno. Katalyzátory zlyhávajú nielen mechanickým zanesením, ale aj chemickým poškodením, prípadne otravou. Katalyzátor preto treba kontrolovať, či nie je len fyzicky poškodený (zablokovanie) meraním protitlaku alebo vákua a odpichom, ale aj nárastom teploty. Tento test, zvyčajne vykonávaný pomocou IR pyrometra alebo propánového testu, hodnotí výkon konvertora.
Ryža. 6.37. Tento katalyzátor praskol v dôsledku výbuchu benzínu obsiahnutého v znovu obohatenej zmesi výfukových plynov v ňom. Očividne sa do katalyzátora dostal čistý benzín a stačila iskra, aby vybuchol. Už nie je potrebné diagnostikovať tento neutralizátor.
Ryža. 6.38. Teplota na výstupe z meniča musí prekročiť teplotu na vstupe do meniča minimálne o 10 %
Tento prevodník je mimoriadne efektívny. Jeho vstupná teplota je 450°F (232°C). Desať percent z 450°F je 45°F (450°F+45°F=495°F (257°C)). Inými slovami, aby sa neutralizátor považoval za normálne fungujúci, teplota na jeho výstupe musí byť aspoň 495°F. V tomto prípade je to 525°F (274°C) a prekračuje teplotu na vstupe meniča o viac ako 10 %. Ak je neutralizátor vo všeobecnosti nefunkčný, potom bude teplota na jeho výstupe nižšia ako teplota na jeho vstupe.
Katalyzátory nie sú "umierajú" sami od seba.
Katalytické konvertory stimulujú chemické reakcie, ale samy ich neiniciujú. Teda. nepodliehajú opotrebovaniu. Ak sa zistí, že katalyzátor zlyhal (mimo prevádzky alebo úplne upchaté), hľadať príčinu, prečo sa to stalo. Zapamätajte si nasledovné:
"Katalyzátory neumierajú samy od seba – ich smrť je vždy spôsobená nejakou vonkajšou príčinou".
Ak sa zistí porucha katalyzátora, medzi testované komponenty musia byť zahrnuté všetky komponenty zapaľovacieho systému a palivového systému. Príliš veľa nespáleného paliva vo výfukových plynoch môže spôsobiť prehriatie a poruchu katalyzátora. Aby bola zaistená maximálna účinnosť katalyzátora, musí byť dodržané správne zloženie zmesi paliva a vzduchu, a preto musí byť kyslíkový senzor funkčný a merať obsah kyslíka pri frekvencii 0,5 až 5 Hz.