Как устроен катализатор автомобиля: Катализатор. Устройство каталитического нейтрализатора

Содержание

что это такое, признаки поломки, состав и принцип работы

Водители автомобилей > Полезная информация > ТО и ремонт > Признаки неисправности каталитического нейтрализатора выхлопных газов

Европейские нормы экологии заставляют принимать меры к тому, чтобы выхлопные газы автомобилей не наносили сильного ущерба окружающей среде.

И эта борьба за природу привела к тому, что автомобили стали оборудоваться специальными устройствами, которые назвали катализаторами.

Состав и принцип работы катализатора выхлопных газов

Из школьных уроков мы помним, что катализ – это что-то из области химической реакции, и поэтому термин «катализатор» подразумевает под собой какой-то прибор, необходимый для такого действия.

Мы не химики и оценить точность определения вряд ли сможем, но то, что автомобильный катализатор предназначен для очистки выхлопной смеси — факт, о котором сообщает сам производитель. А ему не принято не верить.

Несмотря на то, что европейские нормы выхлопов введены в России не так давно, первые катализаторы в автомобилях отпраздновали уже 40-летний юбилей. Упрощение до нынешнего названия произошло гораздо позже, а первое время именовалась эта штука конвертером, или каталитическим преобразователем. Сами понимаете, что не каждый работник автосервиса сможет сходу и без запинки выговорить такое.

Катализатор встраивается в выхлопную систему автомобиля, причём конкретное место установки выбирает сам производитель. Так, он может находиться и в коллекторе, и в основании выхлопной трубы, и в других её участках.

Есть два вида катализаторов: окислительный и восстанавливающий. Независимо от разделения, эти устройства, наверное, одни из самых дорогостоящих. Судите сами: основу их составляет структура из керамики, напоминающая пчелиные соты, покрытые металлами, которые простыми не назовёшь – платина, золото, палладий и иридий. Даже удивительно, куда смотрят жулики, оставляющие выхлопную систему автомашин, припаркованных во дворах, в покое?

Как бы то ни было, но подобное покрытие ячеек катализатора необходимо вовсе не для того, чтобы вытянуть деньги с автолюбителя. Дело в том, что драгоценные металлы эффективней очищают выхлопные газы, одновременно предоставляя большую площадь для очистки с минимальным ущербом для самого катализатора. Если исключить драгоценные металлы из сплава, то само устройство будет настолько недолговечным и подверженным негативному воздействию выхлопных газов, что менять его придётся несколько раз в течение одной небольшой поездки.

Опытным путем было установлено, что один катализатор вряд ли сможет работать эффективно, а потому на современных автомобилях их устанавливают в трех экземплярах. Они не дублируют друг друга, а делают узконаправленную работу, выполняя очистку от тех веществ, для которых предназначены.

Видео — что это такое автомобильный катализатор и как он работает:

Таким образом, выхлопные газы проходят вначале через восстановительный катализатор, внутри которого на молекулярном уровне идет расщепление поступающего вещества на кислород и азот. Этот процесс как раз и выполняют иридий и платина.

Когда работа проделана, в дело вступают окислительные катализаторы, производящие очистку поступивших веществ. Здесь уже совместно с платиной вступает в действие палладий, снижая количество окиси углерода и облегчая реакцию углекислого газа с кислородом.

Маленькие вспомогательные «хитрости»

Как бы ни эффективно очищался выхлоп двигателя, но в ручном режиме регулировать точность выброса в атмосферу было б не просто затруднительно, а в принципе невозможно. Тем более толку от такой системы было б совсем немного: только в рамках информации для общего развития. Дело в том, что вместе с катализаторами выхлопная система оснащена датчиками, входящими в систему управления автомобилем.

Имея связь с компьютером, эти устройства учитывают количество кислорода, поступающего вместе с выхлопом мотора. В том случае, если через катализатор будет проходить воздуха столько, что он не сможет его переработать, забор через воздушный фильтр двигателя уменьшается. Датчики устанавливаются ближе к мотору и замеряют газы непосредственно на выходе.

Недостатки тоже есть

Наличие драгоценных металлов в конструкции катализатора еще не означает того, что оно решает все проблемы. Необходимо еще соблюсти ряд условий для работы.

Опять же, благодаря курсу средней школы, мы все знаем, что любая химическая реакция (а именно на этом принципе основан катализатор) происходит тем быстрее, чем выше температура. Отсюда сами понимаете, что устройство не сможет эффективно функционировать, если температурный режим ниже необходимого. То есть налицо вывод о том, что в момент начала работы автомобильного двигателя катализатор фактически никак не реагирует на количество вредных веществ, выброшенных в атмосферу до тех пор, пока они же не нагреют трубопровод системы.

Видео — как извлечь каталитический нейтрализатор:

Самый простой способ такого нагрева – помещение устройства непосредственно к основанию газоотводной трубы возле стенки двигателя. Но при включении холодного двигателя при такой установке катализатор все равно первое время работать не будет, пока не согреется. Современный и эффективный способ, который заставит его действовать с самого начала – предпусковой подогреватель двигателя, расходующий часть энергии на утепление.

Несмотря на то, что в выхлопной системе дизельных двигателей тоже есть подобные каталитические преобразователи, действуют они не столь впечатляюще. Дело тут также в недостаточной температуре нагрева. Дизели не так зависимы от окружающей среды и имеют возможность работать в зоне таких низких температур, что катализаторы просто не успевают достичь нагрева до степени осуществления химической реакции.

Признаки забитого катализатора

Но эти недостатки – мелочь по сравнению с ситуацией, когда вы садитесь за руль, а машина либо не заводится, либо глохнет, едва только двигатель сделает один-другой поворот коленвала. Понятное дело: мысли в поисках причин такого поведения начинают роиться в голове, и только потом, когда проверено всё и вся, становится понятным, что неполадки как раз с катализатором.

Чтобы проверить правоту своих домыслов, выкрутите датчик, расположенный перед первым катализатором, и попробуйте запустить мотор. Если никаких проблем в работе двигателя нет, то причина как раз в устройстве, о котором мы здесь говорим. Теперь необходимо полным ходом отправляться в автосервис и менять катализатор. Самостоятельно сделать это вряд ли получится, так как необходимо вносить корректировки в бортовой компьютер, чтобы настроить датчик на правильную работу.

Видео — как проверить катализатор на машине:

Если вы знаете свой автомобиль как пять пальцев, то наверняка вас насторожат и такие признаки неисправности каталитического нейтрализатора, как плохой разгон, педаль акселератора, слабо реагирующая на нажатие, рост расхода топлива. Подобное поведение машины говорит о том, что катализатор скоро выработает свой срок.

Проверка катализатора манометром

Как только вы заметили явные изменения в поведении своего авто, примите меры к проверке каталитического нейтрализатора. Признаки, о которых говорилось выше, не всегда могут относиться к тем, что сигнализируют о неисправности именно этого устройства.

Осмотрите катализатор. Если на корпусе имеются сильные вмятины, либо разводы, похожие на круги от воздействия высокой температуры, наверняка причины неполадок кроются внутри. По возможности осмотрите внутренние соты. Если они разрушены, первый «звоночек» уже прозвенел.

Точнее можно проверить с помощью замера манометром. Правда, это не тот прибор, которым проверяют давление в шинах, поэтому лучше также доверить эту операцию специалистам. Сам алгоритм действия следующий: вместо первого кислородного датчика, используя переходник, устанавливается измерительный прибор. После заводится двигатель, обороты поднимаются до 3000 об/мин. Если стрелка на шкале преодолела отметку в 0,3 кгс/см², то катализатор забит, и наступило время для его замены.

И самое главное – придирчиво относитесь к тому, чтобы топливо и масло всегда были надлежащего качества, иначе весь осадок от них будет накапливаться в катализаторе, что также будет способствовать его скорому выходу из строя.

Как выполняется полировка фар своими руками в домашних условиях узнаете из статьи.
В каких случаях может помочь сумка-холодильник для автомобиля.
Как выбрать автомобильный компрессор https://voditeliauto.ru/poleznaya-informaciya/aksessuary-i-gadzhety-dlya-avto/avtomobilnyj-kompressor.html для подкачки шин.

Видео — проблемы катализаторов на автомобилях ВАЗ:

Как устроен катализатор автомобиля — автосервис АвтоПлюс-МСК

Катализатор является одним из главных элементов системы выброса выхлопных газов. Он фильтрует все продукты сгорания, поступающие в атмосферу. Поэтому, когда он ломается, есть риск выхода из строя всей выхлопной системы.

Посмотрев этот небольшой видеоролик, Вы узнаете:

что такое катализатор;
принцип его работы;
почему катализатор стоит так дорого.

Диагностика катализатора своими руками возможна, если вы уже знакомы со схемой его устройства. При поломке появляются следующие характерные признаки:

На датчике отображаются ошибки «Check-Engine», либо P0420 или P0430 – характерные ошибки для неполадок в выхлопной системе
Посторонние шумы в выхлопной системе, особенно в районе расположения катализатора
Другой цвет дыма, не свойственный для выхлопов при удовлетворительном состоянии системы
Часто меняющиеся показатели тахометра
Низкая мощность и производительность автомобильного двигателя

Всё это указывает на то, что запчасть нуждается в срочной замене. Наша компания предоставляет услуги ремонта катализаторов в Москве как на отечественных, так и на зарубежных автомобилях.

Устройство катализатора

Катализатор устроен следующим образом:

Главный металлический блок, оснащённый защитным металлическим слоем. В нём имеютс отверстия для входных и выходных патрубков
Пористый керамический блок. Предназначен для фильтрации выхлопных газов, путём увеличения площади их ссоприкосновения с рабочей поверхностью
Каталитический металл, расположенный поверх ячеек
Кожух из металла, выполняющий изолирующие функции для запчасти

Катализаторы могут быть как штатные, так и универсальные. Последние подсоединяются к рабочей поверхности напрямую, путём электросварки. Таким образом, универсальный катализатор проще в установке и служит значительно дольше. Автовладельцы также отмечали его дешевизну по сравнению со штатными аналогами.

Наша компания производит удаление катализатора в Москве в случае, если он пришёл в негодность, или вы решили заменить его на пламегаситель. Стоимость замены катализатора рассчитывается индивидуально.

Установка катализатора Москва

Стоимость ремонтных работ рассчитывается индивидуально. После первичной диагностики, устанавливающей степень серьёзности неполадок, наши специалисты производят установку универсального катализатора. Также у нас вы можете заказать чип-тюнинг и обновление программного обеспечения. По желанию клиента наши мастера устанавливают на месте катализатора пламегаситель, более экономичный вариант катализатора.

Способы связи с нами вы можете найти на сайте. Мы принимаем заявки на ремонт по телефону, либо через интернет. Мы работаем с любым типом автомобильных двигателей и оформляем гарантию.

Как работают каталитические нейтрализаторы?

Как работают каталитические нейтрализаторы? — Объясните этот материал

Вы здесь:
Домашняя страница >
Транспорт >
Катализаторы

Дом
индекс А-Я
Случайная статья
Хронология
Учебное пособие
О нас
Конфиденциальность и файлы cookie

Криса Вудфорда. Последнее обновление: 18 февраля 2022 г.

Почерневшие здания и удушье
улицы — если это ваш опыт
когда вы открываете входную дверь утром, вы, вероятно, живете в большом
таких городов, как Лос-Анджелес, Лондон, Париж или Пекин. Автомобили, автобусы и
грузовики стали отличным подарком миру, потому что они помогают нам передвигаться
себя (и вещи, которые нам нужны) быстро и эффективно. Но их
загрязнение двигателя портит места, где мы живем и
вредит нашему здоровью. К счастью, сейчас большинство автомобилей оснащены
устройства для снижения загрязнения, называемые каталитическими
преобразователи (иногда называемые «кошками» или «кошками-минусами»), которые превращают
вредные химические вещества в выхлопных газах автомобилей превращаются в безвредные газы, такие как
готовить на пару. Давайте подробнее рассмотрим эти блестящие гаджеты и то, как они
Работа!

Рисунок: Базовая концепция каталитического нейтрализатора: он находится между двигателем автомобиля и выхлопной трубой, всасывает грязный воздух и удаляет из него значительное количество загрязнений с помощью химических катализаторов.

Содержание

Почему двигатели загрязняют окружающую среду
Что такое каталитический нейтрализатор?
Что происходит внутри преобразователя?
Насколько эффективны каталитические нейтрализаторы?
Как работает каталитический нейтрализатор
Работают ли каталитические нейтрализаторы для дизельных двигателей?
Кто изобрел каталитический нейтрализатор?
Узнать больше

Почему двигатели загрязняют окружающую среду

Автомобильные двигатели работают на бензине или дизельном топливе,
которые сделаны из нефти. Большая часть нашей нефти образуется, когда
останки крошечных морских существ гниют, нагреваются и сдавливаются
слои пород морского дна. Нефть состоит из углеводородов
(молекулы, построенные из атомов углерода и водорода)
потому что живые организмы в основном тоже состоят из этих атомов.

Теоретически, если вы сжигаете любое углеводородное топливо с кислородом воздуха, вы выделяете много
энергии и не производят ничего, кроме углекислого газа и воды, которые чисты и относительно безвредны. Однако на практике бензин представляет собой смесь
около 150 различных химикатов, не только углеводородов, но и добавок, и горит не так чисто, как хотелось бы.
Это означает, что вы обычно получаете
загрязнение воздуха как
побочный продукт. Загрязняющие газы, выделяемые двигателями автомобилей, включают
ядовитый газ, называемый окисью углерода, а также ЛОС (летучие органические
соединения) и оксиды азота, вызывающие смог (вид удушающего, облачного загрязнения транспортных средств, которое мы все знаем и ненавидим).

Фото: Колонны Парфенона в Афинах, Греция, почернели из-за загрязнения автомобилями. Афины — один из самых загрязненных дорожным движением городов мира. Фото Майкла М. Редди предоставлено
Геологическая служба США.

Рекламные ссылки

Что такое каталитический нейтрализатор?

Загрязняющие газы состоят из вредных молекул, но эти молекулы
состоят из относительно безвредных атомов. Итак, если бы мы могли найти способ
расщепление молекул после того, как они покидают двигатель автомобиля и до
их выбрасывают в воздух, мы могли бы решить проблему
загрязнение — или часть его, во всяком случае. Это работа, которую выполняет каталитический нейтрализатор.

Эти гаджеты намного проще, чем кажутся. Катализатор
это просто химическое вещество, которое ускоряет химическую реакцию без самого себя
меняется в процессе. Это немного похоже на тренера по легкой атлетике, который стоит
рядом с дорожкой и кричит бегунам, чтобы они шли быстрее.
тренер никуда не бежит; он просто стоит там, машет руками,
и заставляет бегунов ускоряться. В каталитическом нейтрализаторе
работа катализатора заключается в ускорении удаления загрязнения.
Катализатор изготовлен из платины или аналогичного платиноподобного металла.
таких как палладий или родий.

Катализатор представляет собой большую металлическую коробку, привинченную к днищу автомобиля, из которой выходят две трубы. Один из них («вход» преобразователя) подключен к двигателю и вводит горячие загрязненные пары из цилиндров двигателя (где горит топливо и вырабатывается мощность). Вторая труба («выход» преобразователя) соединена с выхлопной трубой (выхлопной). Когда газы от выхлопных газов двигателя обдувают катализатор, на его поверхности происходят химические реакции, в результате которых загрязняющие газы распадаются на части и превращаются в другие газы, достаточно безопасные для безвредного выброса в воздух.

Фото: Экспериментальный новый каталитический нейтрализатор
предназначен для уменьшения загрязняющего воздействия несгоревшего топлива, оксидов азота и твердых частиц.
Изображение предоставлено Окриджской национальной лабораторией.
опубликовано на Flickr
по лицензии Creative Commons (CC BY 2.0).

Очень важно отметить, что каталитические нейтрализаторы требуют от вас
использовать неэтилированный бензин, так как свинец в обычном топливе
«отравляет» катализатор и препятствует тому, чтобы он поглощал загрязняющие вещества с выхлопными газами.
газы.

Что происходит внутри преобразователя?

Фото: Инженеры постоянно пытаются улучшить производительность
каталитических нейтрализаторов, например, путем разработки катализаторов, которые работают более эффективно при
более низкие температуры. Это пример катализатора низкотемпературного окисления, изготовленного из оксида олова и платины. Фотография CPL Bryant V предоставлена Исследовательским центром НАСА в Лэнгли (NASA-LaRC).

Внутри преобразователя газы проходят через плотные соты
конструкция из керамики с покрытием
с катализаторами. Сотовая структура означает, что газы касаются
большая площадь катализатора сразу, поэтому они преобразуются быстрее и
эффективно.

Как правило, в одном
каталитический нейтрализатор:

Один из них борется с загрязнением оксидами азота, используя
химический процесс, называемый восстановлением
(удаление кислорода). Это расщепляет оксиды азота на азот и
кислородные газы (которые безвредны, потому что они уже существуют в воздухе
вокруг нас).
Другой катализатор работает в противоположном химическом процессе, называемом окислением (добавление
кислород) и превращает монооксид углерода в диоксид углерода. Другая реакция окисления превращает несгоревшие углеводороды в выхлопных газах в углекислый газ и воду.

По сути, одновременно происходят три разные химические реакции. Вот почему мы говорим о трехкомпонентных каталитических нейтрализаторах. (Некоторые, менее эффективные преобразователи выполняют
только две вторые реакции (окисления), поэтому они называются двухкомпонентными каталитическими нейтрализаторами.)
После того, как катализатор сделал свое дело, из выхлопной трубы выходит
в основном азот, кислород, углекислый газ и вода (в виде
готовить на пару).

Насколько эффективны каталитические нейтрализаторы?

Cats существенно сокращают выбросы, а трехкомпонентные преобразователи дают значительные дополнительные преимущества по сравнению с двухкомпонентными преобразователями:

Таблица: Эффективность каталитических нейтрализаторов. Цифры показывают загрязняющие вещества в граммах на километр на 80 000 километров. Диаграмма, составленная «Объясните, что Stuff.com» с использованием данных для легковых автомобилей, работающих на бензине, из Агентства по охране окружающей среды США (1990 г.), приведенных в таблице 3.2 (стр. 75) «Загрязнение воздуха от автомобилей: стандарты и технологии для контроля выбросов», Faiz et al, World Bank, 1996.

Каталитические нейтрализаторы в основном предназначены для снижения непосредственного локального загрязнения воздуха — грязного воздуха в местах, где вы едете, — и эта диаграмма определенно свидетельствует о том, что они эффективны. Тем не менее, люди иногда задаются вопросом, действительно ли они такие зеленые, как кажутся. Важно помнить, что они сократить выбросы , а не полностью их устранить.

Одна проблема заключается в том, что они действительно работают только при высоких температурах (более 300°C/600°F или около того), когда двигатель успел прогреться. Ранним типам каталитических нейтрализаторов обычно требовалось около 10–15 минут для прогрева, поэтому они были совершенно неэффективны в течение первых нескольких километров / миль пути (или любой части очень короткого путешествия).
Современные преобразователи прогреваются всего за 2–3 минуты; даже в этом случае в это время все еще могут происходить значительные выбросы.

Таблица: Каталитические нейтрализаторы становятся эффективными только при высоких рабочих температурах. На этой диаграмме показана эффективность типичного устройства при преобразовании монооксида углерода в диапазоне различных температур. Оксиды азота конвертируются с несколько большей эффективностью, а углеводороды — с несколько меньшей эффективностью. При высоких температурах монооксид углерода преобразуется с наименьшей эффективностью из трех.

Другой вопрос, увеличивают ли они выбросы парниковых газов. Мы думаем об углекислом газе как о безопасном газе, потому что он не токсичен в повседневных концентрациях. Тем не менее, это не совсем безвредно, потому что теперь мы знаем, что это основная причина глобального потепления и изменения климата. Некоторые люди считают, что каталитические нейтрализаторы усугубляют изменение климата, потому что они превращают монооксид углерода в диоксид углерода. На самом деле, угарный газ, производимый вашим автомобилем, в конечном итоге сам по себе превращается в углекислый газ в атмосфере, поэтому каталитический нейтрализатор не имеет значения в этом отношении: он просто уменьшает количество угарного газа, выбрасываемого автомобилем на улицу во время движения. улучшение качества местного воздуха.

Но когда дело доходит до изменения климата, автоинженеры и экологи уже давно отмечают еще одну серьезную проблему. Хотя кошки превращают большинство оксидов азота в азот и кислород, в процессе они также производят небольшое количество закиси азота (N2O) — парникового газа, который более чем в 300 раз сильнее углекислого газа. Проблема в том, что при таком количестве автомобилей на дорогах даже небольшое количество закиси азота создает серьезную проблему. Еще в 2000 г.
Межправительственная группа экспертов по изменению климата отметила: «Внедрение каталитических нейтрализаторов в качестве меры по борьбе с загрязнением в большинстве промышленно развитых стран приводит к значительному увеличению
Выбросы N2O от автомобилей с бензиновым двигателем».
К счастью, новые каталитические нейтрализаторы производят гораздо меньше закиси азота, чем старые.
Тем не менее, несмотря на то, что каталитические нейтрализаторы, безусловно, помогли нам справиться с краткосрочным загрязнением воздуха,
опасения, что, когда дело доходит до долгосрочного изменения климата, они могут усугубить ситуацию.

Как работает каталитический нейтрализатор

До изобретения каталитических нейтрализаторов выхлопные газы автомобильного двигателя выбрасывались прямо в выхлопную трубу.
выхлопную трубу и в атмосферу. Каталитический нейтрализатор находится между двигателем и выхлопной трубой, но он
не работает как простой фильтр: он изменяет химический состав выхлопных газов, перестраивая
атомы, из которых они сделаны:

Молекулы загрязняющих газов перекачиваются из двигателя мимо сотового катализатора, сделанного
из платины, палладия или родия.
Катализатор расщепляет молекулы на атомы.
Затем атомы рекомбинируются в молекулы относительно безвредных веществ, таких как углекислый газ, азот и вода,
которые безопасно выдуваются через выхлоп.

Работают ли каталитические нейтрализаторы для дизельных двигателей?

Лишь небольшая часть выбросов дизельного двигателя (около одного процента) представляет собой загрязнение. Этот один процент состоит в основном из оксидов азота (около 50 процентов) и твердых частиц с относительно небольшими количествами окиси углерода, углеводородов и двуокиси серы.

Таблица: Грязные дизеля? Нарисовано с использованием данных из книги «Выбросы загрязняющих веществ от автомобилей с дизельными двигателями и системы доочистки выхлопных газов» Ибрагима Аслана Решитоглу и др. , «Чистые технологии и политика в отношении окружающей среды», январь 2015 г., том 17, выпуск 1, а сами данные цитируются из книги «Выбросы дизельных двигателей и их контроль» М. Хайр и В. Маевский. Общество автомобильных инженеров, Inc., Уоррендейл, Пенсильвания: 2006.

Дизельные двигатели могут и используют каталитические нейтрализаторы, но есть несколько важных отличий.
от того, как они работают в бензиновых двигателях.

Вместо трехкомпонентных катализаторов в дизелях используются двухкомпонентные катализаторы окисления.
(которые справляются только с угарным газом и углеводородами) и специально разработанные
для работы с дизельными выхлопами, которые значительно холоднее бензиновых выхлопов.
Так как у них нет восстановительных катализаторов,
дизельные двигатели производят гораздо более высокие выбросы оксидов азота из выхлопных газов, чем бензиновые двигатели. (Существуют различные другие механизмы, которые дизельные двигатели могут использовать для сокращения выбросов NOx, но мы не будем здесь вдаваться в подробности. )
Каталитические нейтрализаторы на дизельных двигателях помогают снизить выбросы твердых частиц (в основном сажи), хотя и незначительно; в частности, они борются с одним типом твердых частиц, известным как растворимая органическая фракция SOF, состоящая из углеводородов, связанных с сажей. Дизельные сажевые фильтры (DPF) должны использоваться, чтобы существенно снизить выбросы сажи двигателем.
Автомобили в стороне, дизельные двигатели, как правило, приводят в движение более крупные транспортные средства, чем бензиновые двигатели (например, огромные строительные машины).
со значительно большей мощностью выхлопа. Вместо одного каталитического нейтрализатора, установленного между
двигатель и выхлопная труба, они могут иметь несколько отдельных блоков, установленных параллельно, чтобы справиться с более крупным выхлопом
объем газа (как на диаграмме ниже).

Художественное произведение: большие дизельные двигатели могут производить гораздо больший объем выхлопных газов, поэтому они могут нуждаться в использовании
несколько каталитических нейтрализаторов «параллельно». В этой конструкции Caterpillar 1990-х годов огромный преобразователь (серого цвета) имеет диаметр около 1 м (3,3 фута). Выхлопной газ поступает слева (1), равномерно разделяется на потоки узлом распределения потока (2, синий), проходит через один из семи отдельных блоков каталитического нейтрализатора (3, красный), глушится системой глушителя шума (4 , зеленый), и выходит, несколько очищенный, через выхлопную трубу (5).
Работа из патента США 5,578,277: Модульный каталитический нейтрализатор и глушитель для двигателя внутреннего сгорания Скотта Т. Уайта и др., Caterpillar, любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Кто изобрел каталитический нейтрализатор?

» Я люблю, чтобы что-то происходило, и это то, что делают инженеры — они берут фундаментальную науку и заставляют вещи происходить.. »
Джон Дж. Муни, пионер каталитического нейтрализатора

Кого мы благодарим за то, что улицы и города стали чище и безопаснее? Французский инженер-химик
Юджин Гудри (1892–1962) запатентовал то, что, кажется, было самым первым
каталитический нейтрализатор в США, подача заявки на изобретение 5 мая 19 г. 50 и получив его
(Патент США 2 674 521: Каталитический нейтрализатор для выхлопных газов)
четыре года спустя, 6 апреля 1954 года. Хоудри ранее изобрел каталитический крекинг , промышленный процесс,
в котором многие крупные сложные органические химические вещества в нефти разделяются на десятки полезных продуктов, включая бензин.
После этого он экспериментировал с производством различных видов автомобильного топлива и сделал их чище.

Хотя он осознавал растущую проблему загрязнения воздуха, его идеи намного опередили свое время:
каталитические нейтрализаторы были «отравлены» свинцовыми присадками, используемыми в бензине для улучшения характеристик.
К счастью, в 19В 70-х люди начали осознавать опасность свинца, токсичного тяжелого металла. В 1973 году Агентство по охране окружающей среды США (EPA) выпустило отчет, демонстрирующий, как свинец вредит здоровью людей, что положило начало медленному процессу удаления свинца из бензина. Первые практические каталитические нейтрализаторы появились вскоре после этого, в середине 1970-х годов, и с тех пор используются в автомобилях.

Работа: оригинальный каталитический нейтрализатор Юджина Хоудри из его патента 1950 года. По сути, это набор концентрических металлических трубок (синего цвета), через которые проходят выхлопные газы. Чистый воздух всасывается через вентиляционные отверстия (желтые) с помощью трубки Вентури (оранжевые). Как и в случае с современной кошкой, Ходри объясняет, что «осажденный мелкодисперсный металлический катализатор предпочтительно представляет собой платину», хотя можно использовать и другие подобные металлы; в отличие от современного кота, катализатор (зеленый) расположен не в виде сот, а смонтирован в виде шестнадцати отдельных колец (красных) с промежутками вдоль трубы, каждое из которых работает параллельно. Изображение из патента США 2,674,521: Каталитический нейтрализатор выхлопных газов, любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Houdry изобрел основной катализатор окисления для борьбы с угарным газом. Усовершенствованные трехкомпонентные каталитические нейтрализаторы, которые также могли бороться с оксидами азота, были разработаны в начале 1970-х гг.
Карл Кейт (1920–1988), Джон Муни (1929–2020) и инженеры-химики в Engelhard Corporation. Помимо удаления большего количества загрязняющих веществ, они начинают очищать выхлопные газы намного быстрее, чем более ранние нейтрализаторы, поэтому они более эффективны при коротких поездках.

Иллюстрация: В улучшенной конструкции Карла Кейта и Джона Муни есть два отдельных каталитических нейтрализатора. Загрязненные газы вытекают из двигателя (красный, 10) и выпускного коллектора (оранжевый, 11) через первый каталитический нейтрализатор (зеленый, 13), а затем второй (25), на некотором расстоянии, перед выходом через выхлопную трубу (серый). , 26). Работа из патента США 3,896,616: Процесс и устройство, любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Узнайте больше

На этом сайте

Загрязнение воздуха
Автомобильные двигатели (бензиновые двигатели)
Изменение климата и глобальное потепление
Электростатические осадители дыма
Фотокаталитические очистители воздуха

Книги

Каталитический контроль загрязнения воздуха: коммерческая технология Рональда М. Хека, Роберта Дж. Фаррауто, Суреша Т. Гулати. John Wiley & Sons, 2016. Тщательно исчерпывающее руководство по теме, которая начинается с базовой химии катализа, а затем переходит к преобразователям бензиновых и дизельных двигателей, стационарным источникам и таким темам, как контроль озона в самолетах и очистка атмосферного воздуха.
Загрязнение воздуха автотранспортными средствами: стандарты и технологии контроля выбросов, Асиф Фаиз, Кристофер С. Уивер и Майкл П. Уолш. Публикации Всемирного банка, 1996 г. Интересный технический отчет с акцентом на то, как на практике контролируются выбросы в наиболее развитых и загрязненных городах мира. Включает множество полезных рисунков и таблиц, а также сравнение эффективности законодательства о выбросах в разных странах. Вы также можете загрузить его в формате PDF с исследовательского сайта Всемирного банка.
Автомобильные каталитические нейтрализаторы Кэтлин С. Тейлор. Спрингер, 1984/2012. Несколько устарело, но все еще полезно для справочной информации.

Новостные статьи

Воры по всей стране пробираются под машины, выкрадывая каталитические нейтрализаторы Хироко Табучи, The New York Times, 21 февраля 2021 г. Драгоценные металлы по-прежнему делают каталитические нейтрализаторы привлекательной целью для воров.
Джон Дж. Муни, изобретатель каталитического нейтрализатора, умер в возрасте 9 лет0 Сэм Робертс, The New York Times, 25 июня 2020 г. Оглядываясь назад на жизнь
инженер, который первым изобрел трехкомпонентные каталитические нейтрализаторы.
Заявление изобретателя о более чистом двигателе: BBC News, 22 января 2010 г. Шотландский изобретатель утверждает, что разработал двигатель с охлаждением, который практически не производит твердых частиц (сажи).
По мере роста платины каталитический нейтрализатор нагревается Мэтью Феникс. Wired, 17 февраля 2008 г. Почему воры считают, что из-за стремительного роста цен на платину стоит воровать каталитические нейтрализаторы
Автомобильные конвертеры сокращают смог, но усугубляют глобальное потепление, Мэтью Уолд. The New York Times, 29 мая 1998 г. Агентство по охране окружающей среды выпускает отчет, в котором освещаются проблемы, связанные с оксидом азота.
Каталитические нейтрализаторы действительно «зеленые»?: The Guardian, Notes and Queries. Читатели высказывают свое мнение о том, действительно ли кошки помогают планете.

Каталитический нейтрализатор

: большое «если» 1975 года Роберта В. Ирвина. The New York Times, 13 октября 1974 г. Эта статья из архива показывает, как автомобильная промышленность серьезно относилась к эффективности каталитических нейтрализаторов, когда они были впервые представлены в середине 19-го века.70-е годы.

Патенты

Патент США 2,674,521: Каталитический нейтрализатор выхлопных газов, автор Юджин Хоудри, 6 апреля 1954 г. В этом очень легко читаемом патенте Ходри объясняет, почему он разработал каталитические нейтрализаторы, и различные технические проблемы, которые ему пришлось решать в процессе ( таких как борьба с газами, образующимися в самых разных условиях вождения).
Патент США 3 896 616: Процесс и устройство Карла Д. Кейта и Джона Дж. Муни, 29 июля 1975 г. Еще один очень удобный для чтения патент описывает улучшенный трехкомпонентный каталитический нейтрализатор, используемый в большинстве современных автомобилей.
Патент США 4 672 809: Каталитический нейтрализатор для дизельного двигателя, Ричард К. Корнелисон и Уильям Б. Реталлик, WR Grace and Co, 16 июня 1987 г. Описывает некоторые проблемы, связанные с работой каталитического нейтрализатора с выбросами дизельного двигателя.
Патент США 5 578 277: Модульный каталитический нейтрализатор и глушитель для двигателя внутреннего сгорания Скотт Т. Уайт и др., Caterpillar, 26 ноября 1996 г. В этом патенте объясняется, как
несколько каталитических блоков работают вместе над выбросами выхлопной трубы очень большого дизельного двигателя.

Практические статьи

Тестирование и ремонт каталитических нейтрализаторов Морт Шульц, Popular Mechanics, декабрь 1985 г. Датированная, но все же очень интересная статья, объясняющая различные типы каталитических нейтрализаторов и исследующая причины их выхода из строя.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие веб-сайты.

Статьи с этого веб-сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных произведений без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и/или нарушение смежных прав может повлечь за собой серьезные гражданские или уголовные санкции.

Подпишитесь на нас

Оцените эту страницу

Пожалуйста, оцените эту страницу или оставьте отзыв, и я сделаю пожертвование WaterAid.

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее или рассказать о ней друзьям:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис. (2007/2020) Катализаторы. Получено с https://www.explainthatstuff.com/catalyticconverters.html. [Доступ (вставьте дату здесь)]

Подробнее на нашем веб-сайте…

Связь
Компьютеры
Электричество и электроника
Энергия
Машиностроение
Окружающая среда

Гаджеты
Домашняя жизнь
Материалы
Наука
Инструменты и инструменты
Транспорт

↑ Вернуться к началу