Принцип работы катализатора в автомобиле: Устройство автомобильного катализатора (каталитического нейтрализатора отработавших газов)

Path of Exile Wiki

Катализаторы — это валютные предметы, повышающие качество украшений. Вместо этого качество украшений улучшает эффект явных и неявных модификаторов указанного типа и увеличивает шансы получить эти типы аффиксов в процессе изготовления.

Катализаторы можно получить, победив метаморфов на картах с частями органов, которые указывают, что они сбрасывают катализаторы.

Использование другого типа катализатора для качественного предмета вернет его прежнее качество.

Список катализаторов

Для чего на определенном пробеге «пробивают» автомобильный катализатор?

Современные автомобили оснащаются катализаторами, при этом автовладельцам часто неясно их назначение. Поговорим поподробнее о назначении катализатора, а также расскажем о причинах, по которым они выходит из строя.

Особенности устройства

В выхлопной системе современных автомобилей имеется каталитический нейтрализатор, который позволяет автомобилям соответствовать жестким требованиям по экологии. Конструкция катализатора может отличаться, но в большинстве машин это керамические соты, заключённые в корпусе из стального листа.

На поверхность сот нанесено напыление из благородных редкоземельных металлов, в том числе платины, золота, палладия или радия. Именно по причине наличия такого редкоземельного напыления стоимость катализаторов достаточно высока. Обычно к 200 тысячам километров пробега отмечается выгорание такого напыление, после чего катализатор требуется либо поменять, либо вырезать.

Принцип работы

Принцип работы катализаторов достаточно прост. При прохождении раскалённых выхлопных газов через керамические соты с напылением температура катализатора существенно увеличивается, появляется реакция окисления, после чего несгоревшие углеводороды превращаются в обычный водяной пар. Также таким образом нейтрализуется монооксид углерода и другие опасные соединения, которые связываются, и выводятся в виде полностью безопасных газов и соединений.

Причины неисправности

Со временем керамические соты с напылением забиваются загрязнениями, они начинают обгорать из-за высокой температуры при неправильной работе мотора. Всё это приводит не только к потере мощности двигателя, но и неровному холостому ходу. Машина может плохо заводиться, а, в конечном счете, требуется доставлять такой автомобиль в сервис, выполняя его диагностику и ремонт.

Возможные способы ремонта

Сами по себе катализаторы не поддаются восстановлению, поэтому автовладельцу, на машине которого поломался такой фильтр, необходимо либо выполнять замену катализатора, либо вырезать детали и ставить различные обманки. Универсального решения в данном случае попросту не существует, в одних случаях проще поменять катализатор, тогда как на других автомобилях требуется уже всё же устанавливать обманки или перепрошивать блок управления работой двигателя.

Нужно лишь помнить о том, что оставлять без внимания подобные неисправности не следует, так как частицы разрушающегося катализатора может противодавлением затянуть в цилиндр, после чего появляются задиры и другие механические повреждения двигателя. Поэтому, как только вы заметили неровную работу мотора или же двигатель потерял мощность, необходимо сразу же доставлять автомобиль в сервис и выполнять его диагностику с ремонтом.

Народные методы ремонта

Можно услышать о народных методах ремонта катализатора, в частности, металлическую банку с фильтрующим элементом пробивают, что, якобы по заверениям отдельных водителей, позволяет снизить противодавление и улучшить работу мотора. Однако, в действительности, подобные способы ремонта не только неэффективны, но и могут вовсе привести к появлению критических неисправностей двигателя. Поэтому заниматься самостоятельным ремонтом в данном случае мы бы вам не рекомендовали, чем скорее вы обратитесь в сервис, тем проще устранить имеющиеся неисправности.

Подведём итоги

Катализатор в современных автомобилях необходим для улучшения показателей экологичности. Это специальное устройство из керамических сот с напылением из редкоземельных металлов, которые связывают тяжёлые металлы и другие вредные вещества. В процессе использования автомобиля катализаторы могут выходить из строя, после чего автовладельцу требуется либо вырезать их и ставить обманку, либо приобрести новые дорогие катализаторы и установить их вместо вышедших из строя запчастей.

25.05.2020

Каталитический нейтрализатор: устройство и принцип работы

С каждым годом требования к экологической безопасности автомобилей возрастают. В первую очередь это относится к самому опасному в экологическом отношении фактору автомобиля, то есть к токсичности выхлопных газов. К счастью, технический прогресс не стоит на месте, и сегодня это проблема вполне решаема.

Кроме того, что сама конструкция двигателей современных автомобилей позволяет уменьшить токсичность выхлопных газов, на автомобили также устанавливаются и специальные устройства, так называемые каталитические конвертеры – нейтрализаторы, или как называют их автомобилисты — катализаторы.

Каталитический конвертер

Это устройство, интегрированное в выхлопную систему автомобиля, дополнительно снижает токсичность выхлопа. Работает катализатор посредством дожигания несгоревших остатков углеводорода и угарного газа, за счет полученного при восстановлении оксидов азота кислорода, для такого дожигания.

Конструкция катализатора довольно проста (рис. выше) – он состоит из керамического мелкоячеистого наполнителя, поверхность которого покрыта специальным слоем платиноиридиевого сплава. Ячеистая конструкция наполнителя позволяет получить максимальную площадь контакта выхлопных газов, проходящих через наполнитель с его поверхностью, за счет чего увеличивается активная рабочая поверхность катализатора.

Как происходит процесс нейтрализации вредных веществ?

Катализатор позволяет значительно снизить в выхлопных газах содержание таких вредных веществ как:

• окись углерода;
• углеводороды;
• оксиды азота.

Сам процесс нейтрализации проходит так:

1. Остатки не сгоревших веществ в выхлопных газах (CO, HC, NOx, O2), проходя через катализатор и взаимодействуя с его поверхностью, покрытой каталитическим слоем, окисляются. То есть, как бы дополнительно дожигаются кислородом, который тоже присутствует в выхлопных газах.
2. Во время этой реакции выделяется тепло, которое в свою очередь дополнительно активизирует реакцию окисления.

Благодаря такому процессу на выходе катализатора выхлопные газы содержат в своем составе N2, h3O, CO2.

Вещества входящие в катализатор и элементы выходящие

Следует заметить, что нормальная работа катализатора может быть обеспечена только при нормальном, так называемом стехиометрическом соотношении топлива и кислорода в горючей смеси. В автомобилях, оснащенных инжекторной системой впрыска топлива с электронным управлением, условия для такой оптимальной работы каталитического нейтрализатора обеспечивает электронная система, регулирующая состав горючей смеси.

Специальный кислородный датчик, установленный в выхлопной системе, определяет содержание кислорода, оставшегося в выхлопных газах. По этому показателю электронный блок управления корректирует состав рабочей смеси, увеличивая или уменьшая подачу топлива в камеры сгорания.

При неполадках в системе подачи топлива, в результате чего нарушается оптимальное соотношение воздуха и топлива в горючей смеси, катализатор также не может работать в оптимальном режиме. Это даже может сократить его срок службы.

Смотрите познавательное видео, как устроен каталитический конвертер-нейтрализатор:

Катализаторы на дизельных двигателях

Катализаторы, устанавливаемые на дизельные двигатели, схожи по принципу работы, но, несколько отличаются по своей конструкции. Такие катализаторы нерегулируемые, из-за особенностей работы дизельного мотора.

Катализатор для дизельного двигателя

Дело в том, что в камеру сгорания дизеля, воздуха поступает всегда больше, чем нужно для полного сгорания топлива, поэтому такая регулировка состава смеси по контролю за количеством оставшегося в выхлопных газах кислорода, просто не нужна. Катализатор для дизельного мотора преобразует токсичный угарный газ и углеводород в углекислый газ и воду, кроме того, устраняет неприятный запах выхлопных газов.

К сожалению, дизельные катализаторы плохо справляются с нейтрализацией оксидов азота (NO и NO2), содержащихся в выхлопе. Это связано с относительно низкой температурой выхлопных газов дизеля, из-за чего процесс нейтрализации проходит хуже.

Для решения этой проблемы, катализаторы для дизельных двигателей, стараются размещать ближе к двигателю, то есть там, где температура газов выше, или снабжают катализаторы собственными встроенными электрическими нагревателями.

что это, для чего нужен и как почистить не снимая

Устройство и принцип работы каталитического нейтрализатора

В составе выхлопных газов автомобиля содержится довольно много токсичных веществ. Для предотвращения их попадания в атмосферу используется специальное устройство, получившее название «каталитический нейтрализатор» (более известный как «катализатор»). Он устанавливается на автомобилях, оснащенных двигателями внутреннего сгорания, работающих как на бензине, так и на дизельном топливе. Зная принцип работы катализатора, вы сможете понять важность его работы и оценить последствия, которые может вызвать его удаление.

Конструкция и функции катализатора

Нейтрализатор является частью системы выхлопа. Он располагается сразу за выпускным коллектором двигателя. Катализатор состоит из:

• Металлический корпус (монтажный мат), имеющий входной и выходной патрубки.
• Керамический блок (монолит). Представляет собой пористую структуру с множеством ячеек, которые увеличивают площадь соприкосновения выхлопных газов с рабочей поверхностью.
• Каталитический слой — специальное напыление на поверхностях ячеек керамического блока, состоящее из платины, палладия и родия. В последних моделях для напыления иногда используется золото — драгоценный металл, который имеет более низкую стоимость.
• Металлический кожух. Выполняет функции теплоизоляции и защиты катализатора от механических повреждений.

Главная функция каталитического нейтрализатора — это нейтрализация трех основных токсических компонентов отработавших газов, поэтому он получил свое название — трехкомпонентный. Вот эти нейтрализуемые компоненты:

• Окислы азота NOx – компонент смога, причина кислотных дождей, ядовиты для человека.
• Угарный газ СО – смертельно опасен для человека при концентрации в воздухе от 0,1%.
• Углеводороды CH – компонент смога, отдельные соединения канцерогены.

Вывод

Автомобильный каталитический преобразователь – изобретение очень «европейское». С ним транспорт не наносит столь колоссальный ущерб экологии. Катализаторами оснащаются практически все автомобили, и ничего удивительного в этом нет, ведь экологические нормы становятся все более жесткими. Конечно, многие водители, узнав о цене нового устройства, решают проблему очень просто – избавляются от катализатора. От себя отметим, что покупая качественную новую деталь на замену старой, вы делаете свой вклад в чистоту окружающей среды. Его слишком сложно перевести в денежный эквивалент. Смог, кислотные дожди и многие другие вещи, сопутствующие жизни в крупном городе, провоцируют не только заводы. И пока не изобретены более эффективные способы сделать выхлоп более чистым и щадящим по отношению к природе с перечисленными проблемами придется бороться самим. Один из простейших способов: установить хороший каталитический преобразователь и следить за исправностью его работы.

Принцип действия катализатора

На практике трехкомпонентный каталитический нейтрализатор имеет следующий принцип действия:

Выхлопные газы из двигателя попадают внутрь керамических блоков, где проникают в ячейки, полностью заполняя их.

Металлы-катализаторы палладий и платина провоцируют реакцию окисления, в результате которой несгоревшие углеводороды СН преобразуются в водяной пар, а угарный газ СО в углекислый.

Восстановительный металл-катализатор родий преобразует NOx (оксид азота) в обычный безвредный азот. В атмосферу выпускаются очищенные отработавшие газы.

Если в автомобиле установлен дизельный двигатель, то возле катализатора всегда находится сажевый фильтр. Иногда эти два элемента могут быть совмещены в единую конструкцию. Рабочая температура катализатора играет решающую роль в эффективности процесса нейтрализации токсичных компонентов. Реальное преобразование начинается только после достижения 300°С. Идеальной, с точки зрения эффективности и срока службы, считается температура от 400 до 800°С. В диапазоне температур от 800 до 1000°С наблюдается ускоренное старение нейтрализатора. Длительная работа при температуре свыше 1000°С оказывает губительное воздействие на катализатор. Альтернативой керамике, выдерживающей высокие температуры, является металлическая матрица из гофрированной фольги. Катализаторами в такой конструкции выступают платина и палладий.

Как происходит добыча палладия?

Добыча палладия происходит на основе данных методов, но тогда полученный драгметалл будет содержать много примеси, а это снизит его стоимость.

Самым приемлемым выступает гальванический метод или электродуговое нагревание. Но многие предпочитают нагревать катализатор до высокой температуры (500 градусов) и производить фторирование. Применение такой методики предполагает добычу практически чистого палладия, но с содержанием фтора.

После этого он остывает до 100 градусов и, используя минеральную кислоту, очищается. Это позволяет добыть из фтористого раствора чистый металл без примесей.

Методом фторирования можно извлечь почти весь Pd, находящийся в каталитических нейтрализаторах автомобилей.

Современная промышленность применяет и другие методы добычи драгметаллов, которые способствуют получению чистого металла платиновой группы. Но недостатком можно считать необходимость одновременного огромного количества автомобильных устройств для перерабатывающего процесса, ведь ради крупиц, пусть и дорогих, нет смысла начинать весь процесс.

Что ценного в катализаторах

К сожалению, ценного там оказалось много. В роли катализаторов пришлось применить благородные металлы, наиболее подходящие для этой цели.

Дошло до того, что самым дешёвым из них оказалось золото, но чаще приходится использовать платину, палладий и родий. Многим известно, что эти элементы существенно дороже всем понятного золота.

Одновременно с применением столь недешёвых компонент потребовалось создать геометрически непростую структуру, обеспечивающую контактирование каталитического вещества со всем объёмом выпускаемого цилиндрами газа. Это мельчайшие керамические или металлические соты, сквозь которые и продувается весь поток выхлопа.

В результате автомобиль приобрёл сложное, массивное и дорогое устройство в виде металлического корпуса, высокотехнологичной начинки, да ещё и обрамлённое контрольными датчиками с двух сторон, непрерывно следящими за его сохранностью и правильной работой.

Экологичность даром не даётся. Да и на этом прогресс не остановился, дальнейшее ужесточение требований законодателей продолжает влиять на появление дополнительных систем очистки выхлопа.

Реализация отходов

Для реализации отходов электроники и автокатализаторов с целью получения финансовой выгоды за счёт присутствия в них платины, как физическим, так и юридическим лицам необходимо обратиться в соответствующие организации, занимающиеся приемом, оценкой и переработкой электронного и каталитического лома для аффинажных производств.

Среди таких организаций:

• ,
• ,
• НПО «Радиотехнические драгметаллы».

С помощью подобных компаний возможна экспертная оценка исходного материала методами физико-химического анализа для объективной оценки стоимости лома и дальнейшая профессиональная переработка сырья.

В дизеле

Катализаторы в дизельном двигателе работают гораздо хуже в сокращении выбросов NOx. Одной из причин этого является то, что дизельные двигатели имеют более низкую рабочую температуру, чем бензиновые двигатели, и катализатор в целом в дизельном двигателе работает хуже, поскольку он меньше нагревается. Некоторые из ведущих экспертов экологических авто придумали новую систему, которая помогает бороться с этим. Они используют мочевину в решении этой проблемы: прежде чем оксиды азота уходят в катализатор, их принудительно испаряют и смешивают с выхлопом и затем создают химическую реакцию, которая приведёт к сокращению выбросов NOx. Мочевина, также известная как карбамид, представляет собой органическое соединение, изготовленное ​​из углерода, азота, кислорода и водорода. Мочевина содержится в моче млекопитающих и земноводных. Мочевина реагирует с NOx, производя в результате реакции азот и водяной пар и утилизируя более 90 процентов оксидов азота в выхлопных газах.

Правильная эксплуатация

Одно из главных правил эксплуатации на словах очень просто: заправляйтесь качественным топливом. Наверняка у всех водителей на примете есть АЗС, топливо на которых им кажется самым лучшим. Также подобрать АЗС вам помогут рейтинги и отдельные исследования, результаты которых ежегодно публикуются в сети.

Кроме того, не забывайте о смежных узлах. Малейшее попадание антифриза и масла в катализатор могут спровоцировать поломку. В сильно изношенных двигателях такое происходит нередко. Тщательно нужно следить за состоянием свечей, катушек и высоковольтных проводов.

Виды катализаторов

По своему назначению нейтрализатор может быть двух- или трехкомпонентным.

1. В первом случае он выполняет относительно простые функции окисления (дожигания) угарного газа и углеводородов до образования воды и двуокиси углерода.
2. Во втором – добавляется сложная способность устройства работать с окислами азота. Особенно много их образуется в современных дизельных и бензиновых моторах, в силу повышения экономичности, которых конструкторам приходится использовать обеднённые и бедные смеси на впуске.

Трёхкомпонентые катализаторы, а именно такие чаще всего применяются, в свою очередь, могут отличаться по конструктивному признаку, изготавливаясь на базе керамических или металлических сотовых изделий.

Керамические относительно дешевле, но не обладают высокой механической прочностью и долговечностью, склонны к растрескиванию и разрушению, не терпят ударов при наезде на препятствия.

Металлические конструктивы обладают достаточной упругостью, поэтому лучше держат внешние и внутренние удары. Внутренние могут возникать при аномальных процессах горения и разрушительно воздействовать на тонкую сотовую начинку, где, как уже упоминалось, обычно нанесены такие непростые вещества, как платина, палладий и родий.

Но даже металл не спасает от предательского попадания на тонкие соты посторонних веществ из двигателя в виде компонент контрафактных рабочих жидкостей, слишком богатой смеси или всевозможных соединений кремния.

Катализаторы отличаются и по способу их установки. Раньше они располагались в виде врезок выхлопной трубы, подобно глушителям и резонаторам. Но оказалось, что так их очень трудно и затратно прогревать до рабочей температуры, при которой начинаются каталитические реакции.

Поэтому сейчас нейтрализаторы ставят непосредственно за выпускным коллектором, максимально близко к точке выхода раскалённых выхлопных газов. Уже не надо долго ждать выхода прибора на режим, меньше загрязняются кислородные датчики и сокращаются расходы топлива на поддержание температуры.

Срок службы катализатора

Средний ресурс катализатора составляет 100 тыс. километров пробега, но при правильной эксплуатации он может исправно функционировать и до 200 тыс. километров. Основные причины раннего износа — неисправность двигателя и качество топлива (топливовоздушной смеси). При наличии обедненной смеси происходит перегрев, а при слишком богатой возникает засорение пористого блока остатками несгоревшего топлива, что препятствует протеканию необходимых химических процессов. Это приводит к тому, что срок службы каталитического нейтрализатора существенно снижается. Еще одной распространенной причиной неисправности керамического катализатора являются механические повреждения (трещины), возникающие при механических воздействиях. Они провоцируют быстрое разрушение блоков. При возникновении неисправностей работа каталитического нейтрализатора ухудшается, что фиксируется при помощи второго лямбда-зонда. В этом случае электронный блок управления сообщит о неисправности, выдав на приборной панели ошибку «CHECK ENGINE». Также признаками выхода из строя являются дребезжание, увеличение расхода топлива и ухудшение динамики. В этом случае его меняют на новый (оригинального производства или универсальный). Почистить или восстановить катализаторы невозможно, а поскольку это устройство имеет высокую цену, многие автомобилисты предпочитают просто удалить его.

Подробнее о вариантах замены

Лучше всего будет выбирать катализатор для своего автомобиля руководствуясь VIN-кодом. Устройство входит в заводскую комплектацию многих моделей современного транспорта. Оно будет оптимально работать с конкретным автомобилем, но, к несчастью, будет стоить больших денег.

Выбор аналогов возможен. Обратите внимание на универсальные катализаторы. Они обойдутся дешевле оригинала, однако с высокой вероятностью будут иметь несколько недостатков. Во-первых, их ресурс в редких случаях достигает 100000 километров. Обычно это 60000 – 80000 километров. Иногда они выходят из строя и раньше. Во-вторых, универсальный аналог не всегда гарантирует высокое качество очистки выхлопа. Хорошие универсальные катализаторы предлагают Ferroz (Польша), MG-Race (Россия), Fox, Eberspacher (Германия).

Прослужат чуть меньше катализаторы следующих фирм: Basf (Германия), Johnson Mattey (Великобритания), Bosal (Бельгия).

Дешевые аналоги встречаются, но их брать не рекомендуем. Они слишком быстро выходят из строя, не всегда имеют оптимальную внутреннюю геометрию (сказывается на звуке).

Можно ли удалить катализатор?

При удалении катализатора его очень часто заменяют на пламегаситель. Последний выравнивает поток выхлопных газов. Его установка рекомендуется для устранения неприятных шумов, которые возникают при удалении катализатора. При этом, если вы выбрали именно удаление, лучше полностью снять устройство и не прибегать к рекомендациям некоторых автомобилистов пробить в нем отверстие. Подобная процедура улучшит ситуацию только на время. В автомобилях, соответствующих экологическим стандартам Евро-3, помимо удаления катализатора необходима перепрошивка электронного блока управления. Ее обновляют до версии, в которой отсутствует каталитический нейтрализатор. Также можно установить эмулятор сигнала кислородного датчика, который избавит от необходимости перепрошивать ЭБУ.

Как работают каталитические нейтрализаторы?

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 20 октября 2020 г.

Почерневшие здания и удушье улицы — если это ваш опыт когда вы открываете входную дверь утром, вы, вероятно, живете в большом такой город, как Лос-Анджелес, Лондон, Париж или Пекин. Автомобили, автобусы и грузовики стали большим подарком миру, потому что они помогают нам перемещаться себя (и то, что нам нужно) быстро и качественно.Но их загрязнение двигателя портит места, где мы живем и вредит нашему здоровью. К счастью, сейчас большинство автомобилей оснащены уменьшающие загрязнение единицы, называемые каталитическими конвертеры (иногда называемые «коты» или «кошки-минусы»), которые превращают вредные химические вещества в выхлопных газах автомобиля превращаются в безвредные газы, такие как Стим. Давайте подробнее рассмотрим эти блестящие гаджеты и то, как они Работа!

Иллюстрация: Основная концепция каталитического нейтрализатора: он сидит между двигателем вашего автомобиля и выхлопной трубой, он забирает грязный воздух и удаляет из него значительное количество загрязнений с помощью химических катализаторов.

Почему двигатели загрязняют окружающую среду

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

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 горных пород морского дна.Нефть состоит из углеводородов (молекулы, построенные из атомов углерода и водорода) потому что живые организмы тоже в основном состоят из этих атомов.

Теоретически, если вы сжигаете любое углеводородное топливо с кислородом из воздуха, вы выделяете много энергии и не производят ничего, кроме углекислого газа и воды, которые являются чистыми и относительно безвредными. Однако на практике бензин представляет собой смесь около 150 различных химикатов, не только углеводородов, но и добавок, и он горит не так чисто, как хотелось бы.Это означает, что вы обычно получаете загрязнение воздуха как побочный продукт. Загрязняющие газы, производимые автомобильными двигателями, включают: ядовитый газ, называемый монооксидом углерода, а также ЛОС (летучие органические соединений) и оксидов азота, вызывающих «смог» (вид удушья, облачное загрязнение транспортных средств, которое мы все знаем и ненавидим).

Что такое каталитический нейтрализатор?

Загрязняющие газы состоят из вредных молекул, но эти молекулы сделаны из относительно безвредных атомов.Итак, если бы мы могли найти способ расщепление молекул после того, как они покидают двигатель автомобиля и до они выбрасываются в воздух, мы могли бы решить проблему загрязнение — во всяком случае, некоторая его часть. Это работа каталитического нейтрализатора.

Фото: экспериментальный новый каталитический нейтрализатор. тестируется под автомобилем. Фотография любезно предоставлена ​​Юго-Западным исследовательским институтом и Министерство энергетики США / Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (DoE / NREL).

Эти гаджеты намного проще, чем кажется.Катализатор это просто химическое вещество, которое заставляет химическую реакцию протекать быстрее без самого себя меняется в процессе. Это немного похоже на тренера по легкой атлетике, который стоит на обочине трассы и кричит бегунам, чтобы те ехали быстрее. В тренер никуда не бежит; он просто стоит, машет руками, и заставляет бегунов разгоняться. В каталитическом нейтрализаторе Задача катализатора — ускорить удаление загрязнений. Катализатор изготовлен из платины или аналогичного платиноподобного металла. такие как палладий или родий.

Каталитический нейтрализатор — это большой металлический ящик, прикрепленный болтами к днищу автомобиля, из которого выходят две трубы. Один из них («вход» преобразователя) подключен к двигателю и выводит горячие загрязненные пары из цилиндров двигателя (где топливо сгорает и вырабатывает энергию). Вторая труба («выход» преобразователя) подсоединяется к выхлопной трубе (выхлопу). Когда газы из выхлопных газов двигателя обдувают катализатор, на его поверхности происходят химические реакции, разлагающие загрязняющие газы и превращающие их в другие газы, которые достаточно безопасны, чтобы безвредно выбрасывать их в воздух.

Одна очень важная вещь, которую следует отметить в отношении каталитических нейтрализаторов, заключается в том, что они требуют от вас используйте неэтилированный бензин, потому что свинец в обычном топливе «отравляет» катализатор и не позволяет ему поглощать вредные вещества в выхлопных газах. газы.

Что происходит внутри преобразователя?

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

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

Обычно в одном катализатор:

• Один из них решает проблему загрязнения оксидом азота с помощью 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 за счет противоположного химического процесса, называемого окислением (добавление кислород) и превращает окись углерода в двуокись углерода. Другая реакция окисления превращает несгоревшие углеводороды в выхлопных газах в диоксид углерода и воду.

Фактически, одновременно происходят три разные химические реакции. Вот почему мы говорим о трехкомпонентных каталитических нейтрализаторах.(Некоторые, менее эффективные преобразователи проводят только вторые две (окислительные) реакции, поэтому они называются двухкомпонентными каталитическими нейтрализаторами.) После того, как катализатор выполнил свою работу, из выхлопной трубы выходит в основном азот, кислород, углекислый газ и вода (в виде Стим).

Насколько эффективны каталитические нейтрализаторы?

Диаграмма: Эффективность каталитических нейтрализаторов. Кошки имеют большое значение для выбросов, поскольку трехходовые преобразователи дают значительное дополнительное преимущество по сравнению с двусторонними преобразователями.Цифры показывают загрязняющие вещества в граммах на километр на расстоянии 80 000 километров. Диаграмма составлена ​​Explain that Stuff.com с использованием данных Агентства по охране окружающей среды США (1990 г.) для легковых автомобилей с бензиновым двигателем, приведенных в таблице 3.2 (стр. 75) документа «Загрязнение воздуха автотранспортными средствами: стандарты и технологии контроля выбросов», Faiz et al. Всемирный банк, 1996.

в основном предназначены для уменьшения непосредственного локального загрязнения воздуха — грязного воздуха, в котором вы едете, — и эта диаграмма, безусловно, свидетельствует об их эффективности.Тем не менее, люди иногда задаются вопросом, действительно ли они такие зеленые, как кажутся. Важно помнить, что они сокращают выбросы , а не полностью их устраняют.

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

: Каталитические нейтрализаторы становятся эффективными только при высоких рабочих температурах. Эта диаграмма показывает эффективность типичного устройства при преобразовании окиси углерода в диапазоне различных температур. Оксиды азота преобразуются с несколько большей эффективностью, а углеводороды — с несколько меньшей эффективностью. При высоких температурах окись углерода преобразуется с наименьшей эффективностью из трех.

Другой вопрос, увеличивают ли они выбросы парниковых газов. Мы думаем о двуокиси углерода как о безопасном газе, потому что он не токсичен в повседневных концентрациях. Тем не менее, это не совсем безобидно, потому что теперь мы знаем, что это основная причина глобального потепления и изменения климата. Некоторые люди считают, что каталитические нейтрализаторы ухудшают изменение климата, потому что они превращают окись углерода в двуокись углерода. Фактически, окись углерода, производимая вашим автомобилем, в конечном итоге сама по себе превращается в углекислый газ в атмосфере, поэтому каталитический нейтрализатор не имеет никакого значения в этом отношении: он просто уменьшает угарный газ, который автомобиль выбрасывает на улицу, когда он едет. улучшение качества местного воздуха.

Но когда дело доходит до изменения климата, автоинженеры и экологи давно отметили еще одну серьезную проблему. Хотя кошки превращают большую часть оксидов азота в азот и кислород, они также производят небольшие количества закиси азота (N2O), парникового газа, который более чем в 300 раз сильнее углекислого газа. Проблема в том, что при таком большом количестве транспортных средств даже небольшое количество закиси азота становится серьезной проблемой. Еще в 2000 году Межправительственная группа экспертов по изменению климата отметила: «Внедрение каталитических нейтрализаторов в качестве меры борьбы с загрязнением в большинстве промышленно развитых стран приводит к значительному увеличению Выбросы N2O от автомобилей с бензиновым двигателем.» К счастью, новые каталитические нейтрализаторы производят значительно меньше закиси азота, чем старые. Тем не менее, хотя каталитические нейтрализаторы, безусловно, помогли нам справиться с краткосрочным загрязнением воздуха, есть опасения, что когда дело доходит до долгосрочного изменения климата, они могут усугубить ситуацию.

Как работает каталитический нейтрализатор

До того, как были разработаны каталитические нейтрализаторы, отработанные газы, производимые автомобильным двигателем, сбрасывались 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 меняет химический состав выхлопных газов, переставляя атомов, из которых они сделаны:

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

Каталитические нейтрализаторы работают на дизельных двигателях?

: Грязные дизели? Только малая часть выбросов дизельного двигателя (около одного процента) — это загрязнение. Этот один процент состоит в основном из оксидов азота (около 50 процентов) и твердых частиц с относительно небольшими количествами моноксида углерода, углеводородов и диоксида серы. Построено с использованием цифр из публикации Ибрагима Аслана Решитоглу и др., «Выбросы загрязняющих веществ от автомобилей с дизельным двигателем и систем нейтрализации выхлопных газов», «Чистые технологии и политика в области окружающей среды», январь 2015 г., том 17, выпуск 1, в котором приводятся данные из «Выбросы дизельных двигателей и их контроль» М.Хаир и В. Маевски. Society of Automotive Engineers, Inc., Warrendale, PA: 2006.

В дизельных двигателях могут использоваться и используются каталитические нейтрализаторы, но есть несколько важных отличий. от того, как они работают в бензиновых двигателях.

• В дизелях вместо трехкомпонентных катализаторов используются двухкомпонентные катализаторы окисления. (которые решают только угарный газ и углеводороды), и специально разработанные работать с дизельными выхлопами, которые значительно холоднее бензиновых.
• Поскольку у них нет катализаторов восстановления, дизельные двигатели производят гораздо более высокие выбросы оксидов азота из выхлопных труб, чем бензиновые двигатели.(Существуют различные другие механизмы, которые дизели могут использовать для борьбы с выбросами NOx, но мы не будем здесь вдаваться в подробности.)
• Каталитические нейтрализаторы в дизельных двигателях действительно помогают снизить выбросы твердых частиц (в основном сажи), хотя и незначительно; в частности, они устраняют один тип твердых частиц, известный как растворимая органическая фракция, SOF, состоящий из углеводородов, связанных с сажей. Дизельные сажевые фильтры (DPF) должны использоваться для значительного воздействия на выбросы сажи из двигателя.
• Помимо автомобилей, дизельные двигатели, как правило, приводят в движение автомобили гораздо большей мощности, чем бензиновые (например, огромные строительные машины), со значительно большей мощностью выхлопных газов.Вместо одного каталитического нейтрализатора, установленного между двигателя и выхлопной трубы, они могут иметь несколько отдельных блоков, установленных параллельно, чтобы справиться с более крупной выхлопной трубой. объем газа (как на схеме ниже).

Иллюстрации: Большие дизельные двигатели могут производить гораздо больший объем выхлопных газов, поэтому им, возможно, придется использовать несколько каталитических нейтрализаторов «параллельно». В этой конструкции компании Caterpillar 1990-х годов огромный преобразователь (серый) имеет диаметр около 1 м (3,3 фута). Выхлопной газ входит слева (1), равномерно разделяется на потоки блоком распределения потока (2, синий), проходит через один из семи отдельных блоков каталитического нейтрализатора (3, красный), подавляется системой глушителя шума (4 , зеленый) и выходы, несколько очищенные, через выхлопную трубу (5).Иллюстрация 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?

« Мне нравится делать вещи реальностью, и именно этим занимаются инженеры — они берут основы науки и заставляют все происходить. »

Джон Дж. Муни, пионер катализаторов

Кого мы благодарим за то, что сделали улицы и города безопаснее и чище? Французский инженер-химик Юджин Гудри (1892–1962) запатентовал то, что, кажется, было самым первым каталитический нейтрализатор в США, зарегистрировав изобретение 5 мая 1950 г. и получив его (Патент США 2674521: Каталитический нейтрализатор выхлопных газов) четыре года спустя, 6 апреля 1954 г.Houdry ранее изобрел каталитический крекинг , промышленный процесс, многие крупные сложные органические химические вещества в нефти разделены на десятки полезных продуктов, включая бензин. После этого он экспериментировал с различными видами автомобильного топлива и делал их чище. Хотя он осознавал растущую проблему загрязнения воздуха, его идеи намного опережали свое время: Каталитические нейтрализаторы были «отравлены» свинцовыми присадками, используемыми в бензине для улучшения характеристик.К счастью, в 1970-х годах люди начали осознавать опасность свинца, токсичного тяжелого металла. В 1973 году Агентство по охране окружающей среды США (EPA) выпустило отчет, демонстрирующий, как свинец наносит вред 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.

Изображение: оригинальный каталитический нейтрализатор Юджина Гудри 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 (оранжевая). Как и в случае с современным котом, Хаудри объясняет, что «нанесенный мелкодисперсный металлический катализатор предпочтительно представляет собой платину», хотя можно использовать другие подобные металлы; В отличие от современной кошки, катализатор (зеленый) не расположен в виде сот, а установлен в шестнадцати отдельных кольцах (красных) с интервалами вдоль трубки, причем каждое из них 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 оксидом углерода. Усовершенствованные трехкомпонентные каталитические нейтрализаторы, которые также могут нейтрализовать оксиды азота, были разработаны в начале 1970-х гг. Карл Кейт (1920–1988), Джон Муни (1929–2020) и инженеры-химики из Engelhard Corporation. Помимо удаления большего количества загрязняющих веществ, они начинают очищать выхлопные газы намного быстрее, чем предыдущие преобразователи, поэтому они более эффективны при более коротких поездках.

Изображение: В улучшенной конструкции Карла Кейта и Джона Муни есть два отдельных каталитических нейтрализатора. Загрязненные газы выходят из двигателя (красный, 10) и выпускного коллектора (оранжевый, 11) через первый катализатор (зеленый, 13), а затем второй (25), расположенный на некотором расстоянии, прежде чем выйти через выхлопную трубу (серый , 26). Иллюстрация из патента США 3,896,616: процесс и оборудование, любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Узнать больше

На сайте

Книги

• Каталитический контроль загрязнения воздуха: коммерческая технология Рональда М.Хек, Роберт Дж. Фаррауто, Суреш Т. Гулати. John Wiley & Sons, 2016. Тщательно исчерпывающее руководство по теме, которое начинается с основ 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» Асифа Файза, Кристофера С. Уивера и Майкла П. Уолша. 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 цифр и таблиц, а также сравнение эффективности законодательства о выбросах в разных странах. Вы также можете скачать его в формате PDF с исследовательского сайта Всемирного банка.
• Автомобильные каталитические преобразователи Кэтлин К. Тейлор. Springer, 1984/2012. Немного устарело, но все же полезно для справочной информации.

Новостные статьи

• Воры по всей стране скользят под автомобилями, проникая в каталитические нейтрализаторы Хироко Табучи, The New York Times, 21 февраля 2021 года.Драгоценные металлы по-прежнему делают каталитические нейтрализаторы привлекательной мишенью для воров.
• Джон Дж. Муни, изобретатель каталитического нейтрализатора, умер в возрасте 90 лет по сообщению Сэма Робертса, The New York Times, 25 июня 2020 года. Оглядываясь 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 выбросов твердых частиц (сажи).
• «Когда платина взлетает, каталитический нейтрализатор нагревается» Мэтью Феникс. Wired, 17 февраля 2008 г. Почему воры считают, что из-за стремительного роста цен на платину каталитические нейтрализаторы стоит украсть
Преобразователи автомобилей
• сокращают смог, но усиливают глобальное потепление, Мэтью Уолд. The New York Times, 29 мая 1998 г. EPA выпускает отчет, в котором освещаются проблемы 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 У. Ирвина. The New York Times, 13 октября 1974 г. Эта статья из архивов показывает, как в автомобильной промышленности были серьезные опасения по поводу эффективности каталитических нейтрализаторов, когда они были впервые представлены в середине 1970-х годов.

Патенты

• Патент США 2674521: Каталитический нейтрализатор для выхлопных газов, автор Юджин Худри, 6 апреля 1954 г. В этом очень удобном для чтения патенте Хаудри объясняет, почему он разработал каталитические конвекторы и различные технические проблемы, которые ему пришлось решать в процессе (например, решение газы, образующиеся при различных условиях вождения).
• Патент США 3,896,616: процесс и устройство, авторы Карл Д. Кейт и Джон Дж. Муни, 29 июля 1975 г. Другой очень удобный для чтения патент, в нем описан улучшенный трехкомпонентный каталитический нейтрализатор, используемый в большинстве современных транспортных средств.
Патент США №
• № 4672809: Каталитический нейтрализатор для дизельного двигателя, автор — 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 Скотта Т.Уайт и др., Caterpillar, 26 ноября 1996 г. В этом патенте объясняется, как несколько каталитических блоков работают вместе над выхлопными газами очень большого дизельного двигателя.

Практические статьи

• Тестирование и ремонт каталитических нейтрализаторов, автор: Морт Шульц, Popular Mechanics, декабрь 1985 г. Датированная, но все же очень интересная статья, в которой объясняются различные типы каталитических преобразователей и исследуются причины их неисправности.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США.Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2007, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Следуйте за нами

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Цитируйте эту страницу

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

Больше на нашем сайте …

Каталитический нейтрализатор

Из-за ужесточения требований к загрязнению воздуха каталитические нейтрализаторы впервые начали широко использовать в 1975 году, а с 1993 года они стали законами Великобритании, согласно которым каждое новое транспортное средство должно быть оснащено системой CAT.

Что такое каталитический нейтрализатор?

«Катализатор» с точки зрения химии — это вещество, которое вызывает химическую реакцию.Каталитический нейтрализатор использует эти каталитические вещества для преобразования вредных газов, производимых двигателем, работающим на бензине или дизельном топливе, в менее вредные газы перед выбросом в воздух.

Где расположены каталитические нейтрализаторы?

Каталитические нейтрализаторы находятся в выхлопной системе автомобиля. Часто рядом с выпускным коллектором двигателя (часть, которая соединяет выхлоп автомобилей с двигателем). Каталитические нейтрализаторы намного эффективнее в горячем состоянии, поэтому они расположены близко к двигателю, где он имеет более высокую температуру.Оптимальная рабочая температура каталитического нейтрализатора составляет от 350 до 400 градусов Цельсия.

Что внутри каталитического нейтрализатора?

Внутри большинства современных каталитических нейтрализаторов есть каналы сотового типа или небольшие керамические шарики более старого типа. Какой бы ни была структура внутри каталитического нейтрализатора, на нем есть покрытие из катализаторов, запускающих химическую реакцию. Эти катализаторы состоят из тонкого слоя платины, родия и / или палладия. В одном катализаторе используется от 4 до 9 граммов этих драгоценных металлов.

Как работает каталитический нейтрализатор?

На приведенной ниже базовой схеме в принципе показано, как работает каталитический нейтрализатор.

Красная область диаграммы показывает неочищенные «сырые» моторные газы, которые попадают в каталитический нейтрализатор. При сжигании ископаемого топлива образуются вредные для окружающей среды и планеты газы, которые, по мнению многих ученых, вносят значительный вклад в глобальное потепление, также известное как парниковый эффект.

Одними из наиболее вредных газов, выделяемых автомобильными двигателями, являются оксид углерода (CO), оксиды азота (NOx) и углеводороды (HC).Когда двигатель сжигает топливо, выхлопные газы выводятся через коллектор в выхлопную систему.

Выхлопная система когда-то использовалась только как средство отвода выхлопных газов и газов двигателя из задней части автомобиля, чтобы избежать попадания газов в зону кабины, а также для снижения шума двигателя за счет использования глушителей или дефлекторов, являющихся частью выхлопной системы. . Однако в наши дни все современные автомобили также содержат каталитический нейтрализатор в выхлопной системе.

Когда эти вредные газы попадают в каталитический нейтрализатор, они проходят через сотовую структуру, покрытую платиной, родием и / или палладием.Из-за драгоценных металлов и высоких температур эти химические элементы образуют реакцию, которая превращает вредные газы в газообразный азот (N2), из которого 78% воздуха состоит из диоксида углерода (CO 2 ) и водяного пара (h3O). ).

Внутренняя сотовая структура каталитического нейтрализатора может быть изготовлена ​​из керамики или металлической фольги. Преимущества керамических сот в том, что они хорошо выдерживают длительные циклы нагрева, недостатком является то, что они плохо справляются с вибрациями, могут треснуть или даже взорваться при сильных вибрациях.По сути, каталитический нейтрализатор будет работать наилучшим образом, когда у него будет больше ячеек на квадратный дюйм для прохождения выхлопных газов, а также больше драгоценных металлов, содержащихся в смеси, которая нанесена на керамические или металлические ячейки внутри CAT.

Насколько эффективны каталитические нейтрализаторы

Каталитические нейтрализаторы очень эффективны, особенно когда они новые. Большинство новых каталитических нейтрализаторов начинаются с КПД около 99%, но через несколько тысяч миль снижаются до около 95%.Если эффективность каталитического нейтрализатора падает слишком низко (часто ниже 92%), загорается контрольная лампа неисправности ( MIL ) или сигнальная лампа двигателя. См. Пример сигнальной лампы в контрольных лампах на приборной панели.

КПД измеряется лямбда-зондом, один расположен перед каталитическим нейтрализатором, а второй — после него. Эти датчики постоянно измеряют соотношение воздух / топливо в выхлопных газах и информируют систему управления двигателем о том, работает ли устройство эффективно или нет.В случае неисправности на приборной панели может загореться индикатор управления двигателем.

Когда в Великобритании появились каталитические нейтрализаторы

Все бензиновые автомобили, произведенные в Великобритании с 1993 года, в стандартной комплектации имели каталитический нейтрализатор, чтобы соответствовать более жестким нормам выбросов.

Каков срок службы каталитических нейтрализаторов, изнашиваются ли они?

В общем, каталитический нейтрализатор прослужит столько же, сколько и автомобиль, при этом средний возраст типичного автомобиля составляет от 100 000 до 150 000 миль.Это основано на том, что каталитический нейтрализатор является устройством оригинального производителя оборудования или OEM, которые изготовлены из высококачественных материалов и изготовлены по высоким стандартам. Однако послепродажные CATS могут быть более низкого качества и, следовательно, иметь меньший срок службы, от трех лет и выше, в зависимости от качества.

Каталитический нейтрализатор может, однако, досрочно закончить свой срок службы, если окажется на стороне плохо работающего двигателя. Каталитические нейтрализаторы или «коты» не имеют движущихся компонентов и практически не требуют обслуживания.Следовательно, то, что изнашивает или повреждает каталитический нейтрализатор, является внешним фактором, а не проблемой, вызванной самим устройством. Возможные повреждения каталитического нейтрализатора могут быть разными, но вот несколько примеров:

• Расстроенный двигатель — Каталитические нейтрализаторы предназначены для работы при оптимальной работе двигателя. Это может быть связано с пропусками зажигания в свечах зажигания, неправильной топливной смесью, неправильным синхронизацией двигателя и т. Д. Такие проблемы, включая потенциальное повреждение каталитического нейтрализатора, могут вызвать повреждение самого двигателя.
• Избыточное количество топлива — Если ваш автомобиль расходует слишком много топлива, он не сгорит и не заставит ваш автомобиль двигаться быстрее. Он просто не используется и перенаправлен через выхлоп. В результате это неиспользованное топливо попадет в каталитический нейтрализатор. CATS работают при высоких температурах и могут воспламенить топливо при его поступлении, что приводит к перегреву каталитического нейтрализатора и даже вызывает его плавление.
• Масло — Масло, попадая в выхлопную систему, в конечном итоге проходит через каталитический нейтрализатор, забивая внутренние части CAT и препятствуя его эффективной работе.Это может привести к накоплению чрезмерного тепла внутри преобразователя и других компонентов двигателя.
• Физические повреждения — Каталитический нейтрализатор, находящийся на месте, может быть поврежден дорожным мусором, например камнями. Несмотря на то, что CAT защищен, удар тяжелым осколком может повредить его внутренние части.

Требуются ли каталитические нейтрализаторы по закону в Великобритании?

Современные бензиновые автомобили подпадают под гораздо более строгие нормы выбросов, так что с 1992 года автомобили должны оснащаться каталитическим нейтрализатором.Согласно закону, каталитический нейтрализатор должен быть установлен на всех автомобилях с бензиновым двигателем, чтобы пройти тест MOT , если автомобили изначально были оснащены им.

Удаление каталитического нейтрализатора почти наверняка приведет к тому, что транспортное средство не сможет обеспечить требуемые для данного типа выбросы выхлопных газов, поэтому удаление каталитического нейтрализатора является незаконным. По сути, если ваш автомобиль не смог пройти тест MOT, он не считается пригодным для эксплуатации. См. Объяснение теста MOT для получения дополнительной информации.

Придорожные испытания автомобилей на выбросы загрязняющих веществ могут проводиться, и если будет обнаружено, что транспортное средство нарушает установленные законом пределы выбросов, вам будет предоставлено 14 дней на устранение неисправностей и приведение вашего автомобиля в соответствие с законными пределами выбросов. Если ваш автомобиль не соответствует требованиям уведомления об исправлении и в течение установленного срока, последует Уведомление о предполагаемом судебном преследовании (NIP) .

Если будут обнаружены другие дефекты, которые делают ваш автомобиль небезопасным для использования на дорогах общего пользования, скорее всего, ваш автомобиль будет конфискован.С другой стороны, автомобили с дизельным двигателем, в отличие от автомобилей с бензиновым двигателем, не проходят полный тест на выбросы газов на станции ТО, а только тест на дым. Следовательно, проверка наличия каталитического нейтрализатора в автомобиле с дизельным двигателем не является необходимой частью теста MOT.

Каталитические нейтрализаторы дорогие?

Каталитические нейтрализаторы могут быть дорогими. Цены значительно различаются в зависимости от марки и модели вашего автомобиля, марки приобретенного CAT и страны или штата, в котором вы проживаете.Так почему же некоторые каталитические нейтрализаторы такие дорогие? Платина, родий и / или палладий, которые используются в каталитических преобразователях, являются редчайшими драгоценными металлами и являются причиной того, что каталитические преобразователи могут быть дорогими.

За средний семейный автомобиль вы можете рассчитывать заплатить от 100 фунтов стерлингов (обычно это не марочное устройство вторичного рынка) до более 1000 фунтов стерлингов за оригинальный CAT. Помимо стоимости самого устройства, ожидайте, что на его установку придется потратить около двух часов.

Стоимость брака каталитического нейтрализатора

Стоимость использованных каталитических нейтрализаторов значительно варьируется.Является ли CAT оригинальным (OEM), некачественным устройством вторичного рынка, состояние, в котором он находится (независимо от того, поврежден ли он), а также марка и модель транспортного средства, из которых он взят, определяют стоимость лома любого каталитического нейтрализатора.

Цена каталитического нейтрализатора зависит от количества содержащегося в нем драгоценного металла. Как правило, более качественный OEM CAT будет содержать больше драгоценных металлов, чем больше их содержится внутри, тем выше цена на металлолом. Автомобили с более крупными двигателями производят больше выбросов и, следовательно, могут иметь каталитические нейтрализаторы большего размера, которые содержат больше драгоценных металлов.Цены варьируются от нескольких фунтов до нескольких сотен.

Автомобилисты и склады металлолома могут приобрести у вас каталитический нейтрализатор, хотя они могут предлагать фиксированную плату независимо от того, сколько стоит ваш CAT. Так, например, за действительно качественный CAT они могут предложить вам всего 50 фунтов стерлингов. Вы можете получить больше денег от того, кто занимается конкретно каталитическими преобразователями, если вы считаете, что ваше устройство OEM и хорошего качества.

Кража каталитического нейтрализатора

Почти все бензиновые автомобили, произведенные с 1992 года, будут оснащены каталитическими нейтрализаторами, каждый из которых содержит ценные драгоценные металлы.Некоторые из них более ценны, чем другие, но вор будет знать, что современный бензин BMW, например, скорее всего, будет иметь оригинальный каталитический нейтрализатор OEM, который будет иметь высокую стоимость лома,

Кража каталитического нейтрализатора, конечно же, требует от похитителя залезть под автомобиль, снять CAT и уйти как можно скорее, чтобы снизить вероятность быть пойманным. В результате автомобили с более высоким дорожным просветом, такие как полноприводные автомобили 4х4, представляют значительный риск, поскольку нижняя часть легко доступна для воров.Большие дизельные двигатели, в которых с 2001 года стандартно устанавливались CATs, часто будут иметь каталитические нейтрализаторы, содержащие большее количество драгоценных металлов. Если возможно, чтобы снизить риск кражи, припаркуйте свой автомобиль в гараже или, если гараж невозможен, припаркуйтесь в хорошо освещенном месте.

Защита каталитического нейтрализатора

Идеальный способ отпугнуть воров — это установить на каталитический нейтрализатор хомут или защитную клетку. Воры часто используют грубые и простые методы, чтобы по сути выломать CAT из выхлопной трубы.Несмотря на простоту, практика означает, что кражу можно сделать менее чем за минуту.

Диапазон цен и быстрый поиск в Google подскажут, чего ожидать. Кража каталитического нейтрализатора может привести к потере многих сотен или даже тысяч фунтов стерлингов. Дело, конечно, не только в самом устройстве, а зачастую потом в полном выхлопе и неудобствах ремонта. Если вы считаете, что подвергаетесь опасности, каталитический нейтрализатор может стать решением. В частности, от этого могут выиграть владельцы автопарков.

Очиститель каталитического нейтрализатора

Работают ли очистители каталитического нейтрализатора?
Если вы реалистично представляете, на что способна добавка, это, безусловно, может помочь. Конечно, никакие добавки или очистители не могут отремонтировать или восстановить вышедший из строя каталитический нейтрализатор, но они могут помочь в удалении отложений на работающем нейтрализаторе, чтобы помочь в восстановлении эффективности.

Засоренный, забитый CAT может привести к тому, что лямбда-зонд или кислородный датчик, который точно измеряет соотношение воздух / топливо, присутствующее в выхлопных газах, как до, так и после преобразователя, сообщит системе управления двигателем, что каталитический нейтрализатор не работает. работает правильно за счет выхода газа.Обычно на приборной панели загорается индикатор управления двигателем. Очиститель каталитического нейтрализатора может помочь в решении таких проблем. Вам также может быть полезно попробовать, особенно из-за невысокой стоимости присадки, если выбросы топлива вашего автомобиля находятся на грани отказа ТО.

Фундаментальные аспекты и обзор технологий для новичков в этой области

Химия 2021,3645

6.

Hydrogen Council. Масштабирование использования водорода: устойчивый путь для перехода к глобальной энергетике.Доступно в Интернете: www.

Hydrogencouncil.com (по состоянию на 16 мая 2021 г.).

7.

Desantes, J .; Molina, S .; Novella, R .; Лопес-Хуарес, М. Сравнительное воздействие глобального потепления и выбросы NOX обычных

и водородных автомобильных силовых установок. Energy Convers. Manag. 2020, 221, 113137. [CrossRef]

8.

Datye, A.K .; Воцмайер, М. Возможности и проблемы в разработке современных материалов для катализаторов контроля выбросов.

Нат. Матер. 2020, 1–11. [CrossRef]

9.

Lazkar, A .; Мао-Чанг, Л. Исследование рабочих температур автомобильных каталитических нейтрализаторов с использованием слипшихся изотопов в выхлопных газах

. In Proceedings of the General Assembly Conference Constracts, Вена, Австрия, 4–13 апреля 2018 г.

10.

Zeng, F .; Finke, J .; Olsen, D .; Белый, А .; Хон, К. Моделирование работы трехкомпонентного каталитического нейтрализатора с выхлопными смесями

дизеринга двигателей, работающих на природном газе.Chem. Англ. J. 2018, 352, 389–404. [CrossRef]

11.

Avneet Kahlon, T.T. Каталитические преобразователи. По химии LibreTexts. Доступно в Интернете: https://chem.libretexts.org/Bookshelves/

Physical_and_Theoretical_Chemistry_Textbook_Maps / Supplemental_Modules_ (Physical_and_Theoretical_Chemistry)

/Kinetics/07%3A_Case_Studies-21_Kinetics_Calypse_Studies-21_Kinetics_7.

12.

Brown, T.E .; LeMay, H.E .; Bursten, B.E .; Мерфи, К.; Woodward, P .; Штольцфус М.Е. Каталитические преобразователи. По химии: Центральный

Науки; Пирсон: Лондон, Великобритания, 2018.

13.

Кларк Дж. Теория столкновений скоростей реакций 2003. Доступно в Интернете: https://www.chemguide.co.uk/physical/basicrates/

Introduction.html (доступ 16 мая 2021 г.).

14.

Milton, B.E. Справочник по загрязнению воздуха двигателями внутреннего сгорания. В технологиях управления в двигателях искрового зажигания;

Эльзевир: Амстердам, Нидерланды, 1998 г.[CrossRef]

15. Куммер Дж. Катализаторы для контроля выбросов в автомобилях. Прог. Энергия сгорания. Sci. 1980,6, 177–199. [CrossRef]

16.

Shelef, M .; МакКейб Р. Двадцать пять лет после внедрения автомобильных катализаторов: что дальше? Катал. Сегодня

2000

, 62, 35–50.

[CrossRef]

17.

Belton, D.N .; Тейлор, К. Контроль выбросов выхлопных газов автомобилей с помощью катализаторов. Curr. Opin. Solid State Mater. Sci.

1999

, 4, 97–102.

[CrossRef]

18.

Берч Р. Знания и ноу-хау в области контроля выбросов для мобильных приложений. Катал. Rev. Sci. Англ.

2004

, 46, 271–334.

[CrossRef]

19.

Farrauto, R.J .; Deeba, M .; Alerasool, S. Катализ бензиновых автомобилей и его исторический путь к более чистому воздуху. Nat. Катал.

2019

, 2,

603–613. [CrossRef]

20.

Deutschmann, O .; Грюнвальдт, Дж.-D. Abgasnachbehandlung в мобильной системе: Stand der Technik, Herausforderungen und

Perspektiven. Chem. Ing. Tech. 2013, 85, 595–617. [CrossRef]

21.

Venkateswarlu, K .; Kumar, R.A .; Кришна, Р .; Сринивасан, М. Моделирование и изготовление каталитического нейтрализатора для снижения выбросов

. Матер. Сегодня: Учеб. 2019,33, 1093–1099. [CrossRef]

22.

Braun, J .; Hauber, T .; Többen, H .; Zacke, P .; Chatterjee, D .; Deutschmann, O .; Варнац, Дж.Влияние физических и химических параметров

на скорость преобразования каталитического нейтрализатора: исследование с помощью численного моделирования. In Proceedings of the SAE 2000

World Congress, Cobo Center, Детройт, Мичиган, США, 6–9 марта 2000 г. [CrossRef]

23.

Haldar, S.K. Путеводитель по исследованию. На платино-никель-хромовых месторождениях; Эльзевир: Амстердам, Нидерланды, 2017. [CrossRef]

24.

Vanderveer, R.T .; Чандлер, Дж. М. Разработка каталитического нейтрализатора для окисления выхлопных углеводородов.SAE Tech.

Пап. Сер. 1959. [CrossRef]

25.

Kalam, M.A .; Masjuki, H.H .; Redzuan, M .; Mahlia, T.M.I .; Fuad, M.A .; Mohibah, M .; Halim, K.H .; Ishak, A .; Хаир, М .; Shahrir, A .;

и др. Разработка и испытание нового каталитического нейтрализатора для двигателя, работающего на природном газе. Sadhana Acad. Proc. Англ. Sci.

2009

, 34,

467–481. [CrossRef]

26. Majewski, W.A. DieselNet Technology Guide 2000. В катализаторах контроля выбросов; 2002; Доступно в Интернете: https: // dieselnet.com /

tech / Catalysts.php (по состоянию на 16 мая 2021 г.).

27.

Samuels, G .; Rose, A .; Дэвид, G .; Хукер, Дж. Энергосбережение на транспорте. Adv. Energy Syst. Technol.

1982

, 187–297.

[CrossRef]

28. Голунски, С.Е. Окончательный анализ. Платин. Встретились. Ред. 2007,51, 162. [CrossRef]

29.

USA News Group. Использование палладия в каталитических преобразователях, стимулирующее спрос на драгоценные металлы в 2019 г. Доступно по линии

: https: // www.prnewswire.com/news-releases/use-of-palladium-in-catalytic-converters-driving-demand-for-the- Precious-

metal-300937620.html (по состоянию на 16 мая 2021 г.).

30. Тхакур П. Усовершенствованная шахтная вентиляция. Контроль за выпуском дизельных двигателей, 2019 г., стр. 157–187. [CrossRef]

31.

Durilla, M .; Hizny, W.J .; Мак, С. Окислители окиси углерода. В технологии парогенераторов с рекуперацией тепла; Elsevier: Amsterdam,

The Netherlands, 2017. [CrossRef]

32. Зеленая химия: инклюзивный подход.Focus Catal. 2018,2018, 7. [CrossRef]

33.

Dell, R.M .; Moseley, P.T .; Рэнд, Д.А. Разработка дорожных транспортных средств с двигателями внутреннего сгорания. На пути к устойчивому развитию

Автомобильный транспорт; Эльзевир: Амстердам, Нидерланды, 2014. [CrossRef]

34.

Govender, S .; Фридрих, Х. Монолиты: обзор основ, методов приготовления и их значение для окисления. Catal

2017,7, 62. [CrossRef]

35.

Mahyon, N.Я.; Li, T .; Martinez-Botas, R .; Wu, Z .; Ли, К. Новая конструкция полого волокна каталитического нейтрализатора для экологичного автомобильного контроля выбросов

. Катал. Commun. 2019, 120, 86–90. [CrossRef]

Стонтон, Вирджиния. Замена каталитического нейтрализатора

Прибл. Время: 60 минут | Диапазон цен: Узнать цену

Основы замены каталитического нейтрализатора Услуги по замене каталитического нейтрализатора в Hershey Tyre and Auto Repair

Каталитический нейтрализатор, расположенный на днище вашего автомобиля, помогает очистить выхлопные газы автомобиля до их выброса в окружающую среду.Каталитические нейтрализаторы содержат сотовые структуры, покрытые платиной и палладием, которые помогают минимизировать вредное воздействие окиси углерода, углеводородов и окиси азота, производимых двигателем вашего автомобиля. Эти вредные элементы проходят две стадии: стадию катализатора восстановления и стадию катализатора окисления. Во время стадии катализатора восстановления оксид азота превращается в газообразные кислород и азот, в то время как оксид углерода и углеводород окисляются на стадии катализатора окисления.Каталитический нейтрализатор также полагается на датчик кислорода для определения правильного уровня кислорода, вводимого на стадии катализатора окисления. Регулярное техническое обслуживание выхлопной системы может помочь обеспечить оптимальную работу каталитического нейтрализатора и снизить вероятность выброса вредных и часто смертельных химикатов в окружающую среду или в салон вашего автомобиля.

Почему вам следует выполнять услуги по замене каталитического нейтрализатора в Hershey Tire and Auto Repair?

Каталитические нейтрализаторы, поскольку они играют важную роль в обеспечении безопасности пассажиров и контроля выбросов, являются важными компонентами выхлопной системы.Без каталитического нейтрализатора ваша выхлопная система будет выделять ядовитые и опасные газы, такие как оксид углерода, углеводороды и оксид азота. Поврежденный каталитический нейтрализатор необходимо заменить при первых признаках неисправности. Также опасны засоренные каталитические нейтрализаторы. Если вы попытаетесь ускориться, но ваш автомобиль не сможет разогнаться, это может привести к засорению каталитического нейтрализатора, что быстро приведет к отказу двигателя. Запах серы также указывает на плохой каталитический нейтрализатор. Повреждение датчика кислорода может привести к снижению эффективности каталитического нейтрализатора и сокращению его срока службы.Если кислорода недостаточно, вредные газы не уменьшатся, а слишком много кислорода может вызвать перегрев конвертера и его выход из строя. Наш обслуживающий персонал проведет тесты, чтобы определить точную причину неисправности каталитического нейтрализатора.

Мы с гордостью обслуживаем потребности клиентов в замене каталитического нейтрализатора в Стонтоне, Вирджиния, Черчвилле, Вирджиния, Уэйнсборо, Вирджиния, и прилегающих районах.

Обслуживаемых площадей: Стонтон, Вирджиния | Черчвилль, Вирджиния | Уэйнсборо, Вирджиния | и прилегающие районы

Охладитель каталитических нейтрализаторов: более чистый воздух для всех

Крылья бабочки вдохновили создание этой инновации, которая может удалять загрязнители воздуха лучше и дешевле, чем существующие технологии.

Часть празднования Институтом Висс 50-й годовщины Дня Земли

Линдси Браунелл

Поскольку в начале 2020 года жизни миллионов людей во всем мире были нарушены мерами социального дистанцирования для борьбы с пандемией COVID-19, всплыла неожиданная хорошая новость: уровни загрязнения воздуха в крупных городах снизились на 50% из-за глобальное сокращение путешествий, производства и строительства.Наиболее драматические последствия наблюдались в Индии, где расположены 14 из 20 самых загрязненных городов на Земле, где люди впервые за последнее время разместили в социальных сетях фотографии, на которых видно голубое небо и чистый воздух.

. Временная отсрочка стала суровым напоминанием о том, что двигатель современного общества работает на сжигании ископаемого топлива, которое выделяет в воздух ядовитую смесь химикатов, включая ядовитый газообразный оксид углерода, ЛОС (летучие органические соединения), такие как формальдегид, который может вызвать рак, и оксиды азота, которые вступают в реакцию с ЛОС с образованием озона, который вызывает проблемы с дыханием и даже преждевременную смерть.По оценкам Всемирной организации здравоохранения, ежегодно семь миллионов человек погибают из-за загрязнения воздуха, а организация «Гринпис Юго-Восточная Азия» сообщила, что загрязненный воздух ежегодно обходится миру в триллионы долларов на медицинское обслуживание.

Проблема грязного воздуха не нова: даже при сжигании древесины выделяются токсичные химические вещества, которые могут вызвать проблемы со здоровьем при вдыхании. Но бурный рост производства во время промышленной революции привел к беспрецедентным уровням загрязнения воздуха, которое в значительной степени бесконтрольно продолжалось в начале 20-го века, усугубляемое широким распространением автомобилей, работающих на бензине.Эффективных способов удаления загрязняющих веществ из выхлопных газов не существовало до 1950-х годов, когда инженер-механик Юджин Худри изобрел первый каталитический нейтрализатор для борьбы с черным смогом, захлестнувшим Лос-Анджелес и другие американские города.

Каталитические преобразователи используют катализатор, обычно дорогой металл, такой как платина или палладий, для ускорения химических реакций между кислородом и загрязнителями в воздухе, чтобы преобразовать их в менее токсичные побочные продукты, такие как водяной пар, углерод. диоксид и азот. Направление выхлопных газов через металлический корпус, покрытый катализатором, может удалить из них до 98% загрязняющих веществ, а правила, требующие установки каталитических нейтрализаторов на автомобили и дымовые трубы, помогли значительно улучшить качество воздуха в городах по всему миру с 1970-х годов.

Несмотря на успех каталитических нейтрализаторов в снижении уровня загрязнения, выбрасываемого каждым автомобилем или заводом, резкое увеличение количества транспортных средств и промышленных зданий на планете за последние 50 лет привело к общему снижению качества воздуха. Исследования химии атмосферы показали, что состав выхлопных газов более сложен, чем предполагалось изначально, и для удаления различных загрязняющих веществ в каталитические нейтрализаторы пришлось добавить несколько ступеней, что увеличило их стоимость.Также их удорожает нехватка драгоценных металлов, используемых для катализа реакций — сегодня платина стоит около 785 долларов за унцию. Эти расходы не только ограничивают установку каталитических нейтрализаторов крупными производителями с глубокими карманами, но и стимулируют процветающий криминальный бизнес, в котором воры крадут каталитические преобразователи из автомобилей и продают их на черном рынке за содержащиеся в них металлы. Замена каталитического нейтрализатора может легко стоить более 1000 долларов, что многие люди в странах с низким уровнем дохода просто не могут себе позволить, поэтому они продолжают водить автомобили, изрыгая нефильтрованные загрязнения.

. Любое решение этой многогранной проблемы должно обеспечивать сложный баланс, заключающийся в снижении стоимости каталитических нейтрализаторов без снижения их производительности, и должно быть достаточно гибким, чтобы удалять из выхлопных газов несколько различных веществ.Работая в лаборатории преподавателя Wyss Core Джоанны Айзенберг, бывшие исследователи Wyss Institute Таня Ширман, Ph.D. и Элайджа Ширман, доктор философии. обнаружил, что природа создала миллионы лет назад именно такое решение, которое с тех пор скрывается у всех на виду: крылья бабочки.

При осмотре под микроскопом выясняется, что поверхность крыла бабочки имеет пористую жесткую структуру, которая придает крылу уникальные физические свойства, включая цвет, водонепроницаемость, стабильность и контроль температуры.Ширманы поняли, что они могут имитировать эту наноразмерную архитектуру, чтобы создать настраиваемый каркас для катализаторов, который позволит им контролировать все, от состава, размера и размещения каталитических наночастиц до формы и рисунка каркаса.

«Каталитические нейтрализаторы сегодня имеют три основные проблемы: они дороги из-за драгоценных металлов, они неэффективны, потому что большая часть катализатора никогда не контактирует с воздухом, который он должен очищать, и катализаторы работают только в определенном диапазоне температур. , поэтому, прежде чем машина или завод «нагреются», они просто изрыгают грязь, которая не очищается », — сказала Таня Ширман, которая сейчас является вице-президентом по материальному дизайну в Metalmark.«Прямо сейчас вам нужно будет разработать отдельные материалы для решения проблем стоимости, производительности и температурной стабильности, но наша технология может решить все три проблемы одновременно».

Прямо сейчас вам нужно будет разработать отдельные материалы для решения проблем стоимости, производительности и температурной стабильности [каталитических нейтрализаторов], но наша технология может решить все три проблемы одновременно.

Команда создала прототип, в котором наночастицы катализатора размещаются в точных точках на сотах из органического коллоидного каркаса, чтобы гарантировать, что весь катализатор попадет в выхлоп, минимизируя отходы и производя более эффективную очистку.Он также может эффективно работать при более низких температурах, чем обычный каталитический нейтрализатор, уменьшая как загрязнение, выделяемое «холодными» двигателями, так и потребление энергии. Важно отметить, что система разработана таким образом, чтобы легко интегрироваться в существующий процесс производства каталитических нейтрализаторов. Поскольку 70-90% производственных затрат приходится на покупку металлического катализатора, простой переход на конструкцию Ширманса может позволить производить гораздо более дешевые каталитические нейтрализаторы, что сделает очистку воздуха более доступной и, как мы надеемся, приведет к меньшему количеству краж.

Ширманы впервые начали тестировать свою идею в лаборатории в 2016 году и смогли показать, что их система производит очень активный и стабильный катализатор. Но их образец имел размер всего около 50 миллиграммов (около 1/100 чайной ложки), и они знали, что им придется протестировать его в большем масштабе, чтобы доказать, что он может работать на настоящих каталитических нейтрализаторах. Они представили свой проект на конкурс президентских инноваций Гарварда в 2017 году и заняли второе место, что вселило в них уверенность в том, что у проекта есть потенциал для коммерческого, а также технического успеха.В том же году они подали заявку и были приняты в качестве проекта валидации в Wyss Institute, а следующие два года потратили на оптимизацию и расширение своей технологии.

В прошлом месяце команда сделала еще один гигантский скачок к своей цели — сделать более чистый воздух реальностью, создав стартап Metalmark. Их самый последний прототип был недавно одобрен специализированной национальной лабораторией и сейчас проходит испытания промышленным партнером.

«Большинство новых материалов, разработанных в академических лабораториях, никогда не попадают на рынок, потому что они действительно хорошо работают в небольших масштабах, но их массовое производство с сохранением их функции очень сложно и дорого. Мы начали этот проект с нуля, с идеи, и всего за несколько лет он почти достиг того уровня, когда он может работать на гигантской электростанции для очистки большого количества воздуха », — сказал Элайджа Ширман, который сейчас является вице-президентом по технологиям в компании. Металлический знак.

Помимо крупных электростанций и автомобилей, команда нацелена на применение своей технологии для очистки воздуха внутри домов, офисов и других зданий. Воздух в помещении представляет собой уникальный набор проблем: типы и количество загрязняющих веществ сильно различаются от здания к зданию, и потребуется большое количество энергии, чтобы нагреть воздух до температуры, при которой могут работать действующие катализаторы, а затем снова охладить его. до комфортного уровня. Но Ширманы полагают, что их технология сможет достичь желаемого, если внести еще несколько инженерных изменений.

«Эта платформа чрезвычайно гибкая и позволяет нам быстро решать конкретные проблемы, которые могут возникнуть при очистке воздуха. Например, он может быть оснащен антивирусными свойствами для фильтрации вирусных частиц из воздуха, что поможет снизить количество инфекций в больницах и может использоваться во время будущих пандемий для спасения жизней », — сказала Таня Ширман.

Innovation также использует меньше платины, дорогостоящий компонент каталитических нейтрализаторов — ScienceDaily

По мере того, как автомобили становятся более экономичными, меньше тепла расходуется в выхлопных газах, что затрудняет очистку выделяемых загрязняющих веществ.Исследователи из Университета Нью-Мексико (UNM) и Университета штата Вашингтон создали катализатор, способный уменьшать количество загрязняющих веществ при более низких температурах, ожидаемых в современных двигателях.

Их работа, опубликованная на этой неделе в журнале Science , представляет новый способ создания более мощного катализатора при использовании меньшего количества платины, самого дорогого компонента катализаторов, снижающих выбросы.

являются неотъемлемой частью дизельных и бензиновых двигателей с середины 1970-х годов, поскольку федеральные постановления призывали к снижению содержания монооксида углерода, углеводородов и оксидов азота.Каталитические нейтрализаторы преобразуют загрязнители в доброкачественные газы, такие как азот, диоксид углерода и воду.

Исследователи из Университета Нью-Мексико, WSU и PNNL разработали улучшенный катализатор для каталитических нейтрализаторов, которые заменяют загрязнители транспортных средств на относительно безвредные формы азота, двуокиси углерода и воды. Исследователи решили непростую задачу разработки катализатора, который мог бы выдерживать температуру выхлопных газов двигателя почти до 750 градусов по Цельсию (около 1500 градусов по Фаренгейту), возникающую при высоких нагрузках на двигатель.Тем не менее, катализатор все равно должен работать, когда двигатель запускается холодным, и должен очищать выхлоп до достижения 150 градусов по Цельсию, что более чем на 100 градусов по Цельсию меньше, чем в современных системах.

«Более низкие рабочие температуры при холодном пуске обусловлены повышением топливной эффективности в усовершенствованных двигателях внутреннего сгорания, что оставляет меньше энергии в выхлопной трубе», — сказал Абхая Датье, выдающийся профессор кафедры химической и биологической инженерии UNM и соавтор исследования. .

Недавние открытия стали результатом сотрудничества исследовательских групп под руководством Йонга Ванга, занимающего совместную должность в Университете штата Вашингтон, Джина, школы химической инженерии и биоинженерии Линды Войланд и Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории, а также группы катализа Дати в Нью-Мексико. .

Работа основана на исследовании, опубликованном в прошлом году в журнале Science , в котором группы Ванга и Дати нашли новый способ улавливать и стабилизировать отдельные атомы платины на поверхности оксида церия, обычно используемого компонента в катализаторах контроля выбросов.Так называемый одноатомный катализатор использует платину более эффективно, оставаясь стабильным при высоких температурах. Платина обычно торгуется по ценам, близким к золоту или даже превышающим его.

В своей последней статье исследователи обрабатывали катализатор паром при 750 градусах Цельсия, почти 1400 градусах Фаренгейта. Это сделало уже стабильный катализатор очень активным при низких температурах холодного пуска.

«Мы смогли решить проблемы, связанные как с устойчивостью к высоким температурам, так и с низкотемпературной активностью», — сказал Ван.

История Источник:

Материалы предоставлены Университетом Нью-Мексико . Оригинал написан Эриком Соренсеном. Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

Что такое каталитический нейтрализатор?

Что вызывает проблемы с каталитическим нейтрализатором?

Со временем внутри каталитического нейтрализатора может накапливаться нагар, что означает его засорение.

Другие проблемы включают перегрев, загрязнение или физическое повреждение.

Загрязняющие вещества могут включать масло и охлаждающую жидкость, которые могут просочиться в двигатель.

Эти жидкости затем забивают каталитический нейтрализатор, вызывая ограничение прохождения газов через выхлоп.

Если поток выхлопных газов затруднен, в двигатель может попасть меньше воздуха, поэтому автомобиль не будет работать так эффективно, как должен.

Перегрев может быть вызван попаданием чрезмерного количества несгоревшего топлива в каталитический нейтрализатор из-за пропусков зажигания в свече зажигания или негерметичного выпускного клапана.

Лямбда-зонд, который контролирует уровень кислорода в выхлопной системе, является еще одним компонентом, который может выйти из строя.

Каталитический нейтрализатор снаружи также может быть поврежден дорожным мусором, лежачими полицейскими или наездом на бордюр.

Среди симптомов неисправного каталитического нейтрализатора:

• Низкая работа двигателя
• Пониженное ускорение
• Темный дым выхлопных газов
• Запах серы или тухлых яиц из выхлопных газов
• Избыточный нагрев под автомобилем

К счастью , большинство современных автомобилей имеют бортовую диагностику, которая использует кислородные датчики для обнаружения изменений в выхлопных газах, поэтому на приборной панели загорится красный свет, если кошка не работает должным образом.

Если вы подозреваете, что возникла проблема, отнесите машину в гараж для осмотра.

Следует ли чистить каталитический нейтрализатор?

Ваш автомобиль не сможет пройти ТО, если будет недопустимо высокий уровень вредных выбросов, выходящих из вашего выхлопа.

Некоторым водителям стоит очистить каталитический нейтрализатор, особенно тем, кто в основном совершает короткие поездки.

Вы можете отвести машину в гараж, где вам предложат услуги по очистке выхлопных газов, или воспользоваться средством для чистки топливной системы, сделанным своими руками.

Во избежание проблем с выхлопной системой в первую очередь рекомендуется использовать фирменное топливо премиум-класса и совершать более длительные поездки по автомагистралям и проездам с двусторонним движением, где можно немного ускориться.

Сколько стоит замена каталитических нейтрализаторов?

Замена кошек может быть очень дорогой из-за драгоценных металлов, из которых они сделаны, таких как платина и палладий.