Значение свечного катализатора велико, несмотря на его простое устройство. При работе двигателя образуется много вредных веществ. Автомобильный свечной катализатор на свечи зажигания помогает сократить выброс выхлопных газов.
Одним из основных источников загрязнения воздуха, особенно в больших городах, является автомобиль. В каждой стране существует закон, ограничивающий допустимый уровень загрязнения воздуха автомобилем. В конструкции топливных систем и двигателя произошли изменения, благодаря которым выброс вредных веществ не превышает установленных норм. В 1975 году в конструкции автомобиля появилось новое устройство- катализатор. Задача автомобильного свечного катализатора - преобразование вредных веществ выхлопа, в менее вредные, до момента их выхода в выхлопную систему.
Идеальное соотношение воздушно-топливной смеси - 14,7:1 (при сжигании одной единицы бензина будет сожжено 14,7 единицы воздуха). Этот показатель меняется в зависимости от степени обогащения смеси. Смесь считается бедной при коэффициенте выше 14,7, а при более низком коэффициенте - смесь будет обогащённой, и содержание вредных соединений в выхлопных газах будет выше. Количество топлива, сжигаемого двигателем, контролируется компьютером. Выбросы опасных для окружающей среды химических элементов сокращаются.
В состав выхлопных газов входят следующие вредные для окружающей среды компоненты:
- содержание азота в воздухе составляет 78%. Через автомобильный двигатель проходит большая его часть, в последующем, опять попадает в воздух
- при соединении кислорода с углеродом топлива образуется диоксид углерода
- соединение кислорода с водородом топлива приводит к образованию водяного пара
Двигатель ориентирован на снижение, именно этих, экологически вредных соединений. Углеводороды и оксиды - одни из основных компонентов, входящие в состав смога, и отрицательно влияют на слизистые оболочки живых организмов.
Как же свечной автомобильный катализатор может сократить количество вредных веществ в выхлопных газах? Катализатором является вещество, которое способствует ускорению реакции, но само реактивом не является, и не участвует в самой реакции.
Применяются два типа катализаторов на свечи зажигания - восстанавливающий и окислительный. Основа автомобильного преобразователя – керамическая, с покрывающим её металлическим (платина, родий, палладий) катализатором. Также используют золото, так как оно намного дешевле других металлов, использующихся в качестве катализатора. Примесь золота с одним из традиционных катализатором повышает степень окисления на 40%, что значительно снижает количество вредных соединений.
Выхлопная система автомобиля имеет три катализатора, каждый из которых уменьшает выброс определённого вещества.
- Восстанавливающий катализатор - уменьшает выбросы вредоносных соединений в атмосферу. Для преобразования молекул вредных веществ применяют родий, или платину.
- Окислительный катализатор с помощью платины или палладия снижает количество не сгоревшего топлива и окиси углерода. В результате, получается углекислый газ.На большинстве автомобилей используют сотовую структуру каталитического преобразователя.
- Есть ещё один тип - «керамические бусины».
Как же добиться максимального результата процесса от каталитического преобразователя?
Контроль потока выхлопных газов, и управление системой топливного впрыска осуществляет система управления. Датчик системы установлен ближе к двигателю. На основании показаний счётчика, компьютер двигателя регулирует подачу воздуха, необходимого для сжигания топлива. Необходимо контролировать, чтобы двигатель работал на соотношении, предельно приближённому к стехиометрической точке, а в выхлопных газах достаточно кислорода для обеспечения окисления углеродов и углекислого газа.
При запуске автомобиля после остановки, работа свечного катализатора ограничена. Эффективная работа преобразователя начинается при достаточно высокой температуре. Но, не стоит огорчаться, есть возможность улучшения его производительности.
Можно поместить устройство преобразователя в непосредственной близости с двигателем. Это приведёт к более быстрому нагреву преобразователя, но значительно сократит срок службы конвертора. Чтобы преобразователь служил долго, некоторые производители размещают его подальше от двигателя, под пассажирским сидением, расположенным рядом с водительским местом.
Действенный способ снижения выброса - подогрев устройства. Но, быстро сделать это, не получится, если у вашего автомобиля электросхема в 12 вольт. Другое дело - гибридные модели автомобилей, на них установлены более мощные батареи.
Плохо справляются с уменьшением выброса каталитические преобразователи, установленные на автомобилях с дизельным двигателем. Связано это с тем, что дизельный двигатель не нагревает смесь до идеальной температуры, при которой преобразователь лучше работает. Но выход из этой непростой ситуации, всё же, есть.
Создана новая система выхлопа. Путем впрыска мочевины (её водным раствором) в выхлопную трубу, ещё до того, как вплотную к преобразователю подойдут газы, возникнет реакция, вследствие которой произойдёт значительное уменьшение содержания в выхлопе элемента оксидаза.
Карбамид - это химическое соединение, в состав которого входят: кислород, водород, углерод и азот. Данное соединение обнаруживается в моче практически всех крупных животных флоры и фауны. Карбамид и мочевина, в принципе, одно и то же. В результате реагирования мочевины и оксидаза получаем азот и водяной пар. Достигнутое снижение оксида азота в выхлопных газах превышает 90%.
