Bmw e87 удаление катализатора

Моделирование течения внутри каталитического нейтрализатора

Каталитический нейтрализатор — Это устройство контроля выбросов выхлопных газов, которое уменьшает содержание токсичных газов и загрязняющих веществ в выхлопных газах двигателя внутреннего сгорания до менее токсичных загрязняющих веществ путем катализа окислительно -восстановительной реакции (реакции окисления и восстановления). Каталитические нейтрализаторы обычно используются с двигателями внутреннего сгорания, работающими на бензине или дизельномтопливе. Включая двигатели с экономичным сжиганием. А также керосиновые нагреватели и печи.

Первое широкое внедрение каталитических нейтрализаторов произошло на автомобильном рынке США. Чтобы соответствовать более строгому регулированию выбросов выхлопных газов Агентством по охране окружающей среды США. Большинство бензиновых автомобилей. Начиная с 1975 модельного года, оснащаются каталитическими нейтрализаторами.[1][2][3][4] Этикислород с монооксидом углерода (C O) и несгоревшими углеводородами (CHH ) для получения диоксида углерода(C O2) и воды (H2O). В 1981 году двухходовые каталитические нейтрализаторы устарели благодарясодержание оксидов азота (N O
x
);[1] однако двухходовые преобразователи по-прежнему используются для двигателей с экономичным сжиганием топлива.

Это происходит потому . Что трехходовые преобразователи требуют либо богатого. Либо стехиометрического сгорания. Чтобы успешно уменьшить NO
X.

Хотя каталитические нейтрализаторы чаще всего применяются в выхлопных системах автомобилей . Они также используются на электрических генераторах, вилочныхпогрузчиках. Горном оборудовании , грузовыхавтомобилях , автобусах, локомотивах, мотоциклахи на судах. Они даже используются на некоторых дровяных печах для контроля выбросов.[5] это обычно происходит в ответ на

государственное регулирование, либо через прямое регулирование окружающей среды. Либо через правила охраны труда и техники безопасности.

Прототипы каталитического нейтрализатора были впервые разработаны во Франции в конце XIX века. Когда на дорогах было всего несколько тысяч [6]

Несколько десятилетий спустя каталитический нейтрализатор был запатентован Эженом Гудри, французским инженером-механиком и экспертом в области каталитической переработки нефти, который переехал в Соединенные Штаты в 1930 году. Когда были опубликованы результаты ранних исследований смога в Лос-Анджелесе. Гудри заинтересовался ролью выхлопных газов дымовых труб и автомобильных выхлопов в загрязнении воздуха и основал компанию Oxy-Catalyst.

Гудри сначала разработал каталитические нейтрализаторы для дымовых труб. Названные для краткости [8] В середине 1950-х годов он начал исследования по разработке каталитических нейтрализаторов для бензиновых двигателей, используемых на автомобилях. За свою работу он получил патент США на изобретение 2,742,437.[9]

Широкое внедрение каталитических нейтрализаторов не происходило до тех пор. Пока более строгие правила контроля выбросов не вынудили удалить

антидетонатор тетраэтилсвинец из автомобильного бензина. Свинец является ядом катализатора и эффективно загрязняет каталитический нейтрализатор. Покрывая поверхность катализатора.[10]

Каталитические нейтрализаторы были дополнительно разработаны рядом инженеров. Включая Карла Д. Кита, Джона Дж. Муни, Антонио Элеазара и Филиппа Мессину из Engelhard Corporation,создавших первый серийный каталитический нейтрализатор в 1973 году.[13]

Уильям К. Пфефферле разработал каталитическую камеру сгорания для газовых турбин в начале 1970-х годов. Позволяющую сжигать газ без значительного образования оксидов азота и монооксида углерода.[14][15]

Вырез металлического сердечника конвертера

Керамический сердечник преобразователя

Конструкция каталитического нейтрализатора выглядит следующим образом:

  1. Носитель катализатора или подложка. Для автомобильных каталитических нейтрализаторов сердечник обычно представляет собой керамический монолит, имеющий ячеистую структуру (обычно квадратную. А не шестиугольную). (До середины 1980-х годов катализаторный материал осаждался на упакованном слое окатышей глинозема в ранних применениях Г М.) Монолиты из металлической фольги. Изготовленные из Кантала (Fe Cr Al)[16], используются в тех областях применения. Где требуется особенно высокая термостойкость.[16] субстрат структурирован таким образом. Чтобы получить большую площадь поверхности. Кордиеритовая керамическая подложка. Используемая в большинстве каталитических нейтрализаторов. Была изобретена родни Бэгли, Ирвин Лахмани Рональд Льюис из Corning Glass, за что они были включены в Национальный Зал славы изобретателей в 2002 году.[1]
  2. Пальто для стирки. Промывочный слой является носителем для каталитических материалов и используется для диспергирования материалов на большой площади поверхности. Можно использовать оксид алюминия, диоксид титана . Диоксидкремнияили смесь кремнезема и глинозема. Каталитические материалы суспендируются в промывочном слое перед нанесением на сердечник. Материалы Washcoat выбраны для того чтобы сформировать грубое, нерегулярная поверхность. Которая значительно увеличивает площадь поверхности по сравнению с гладкой поверхностью голой подложки. Это, в свою очередь, увеличивает каталитически активную поверхность. Доступную для взаимодействия с выхлопными газами двигателя. Покрытие должно сохранять свою площадь поверхности и предотвращать спекание каталитических металлических частиц даже при высоких температурах (1000 °C).[17]
  3. Церия или церия-цирконий. Эти оксиды главным образом добавлены как промоторы хранения кислорода.[18]
  4. Сам катализатор чаще всего представляет собой смесь драгоценных металлов, в основном из платиновой группы. Платина является наиболее активным катализатором и широко используется. Но не подходит для всех применений из-за нежелательных дополнительных реакций и высокой стоимости. Палладий и родий — это два других используемых драгоценных металла. Родий используется в качестве катализатора восстановления. Палладий используется в качестве катализатора окисления. А платина используется как для восстановления. Так и для окисления. Церий, железо, марганеци никель они также используются. Хотя каждый из них имеет свои ограничения. Никель не легален для использования в Европейском Союзе из-за его реакции с монооксидом углерода в токсичный тетракарбонил никеля.медь может быть использована везде. Кроме Японии.[требуется разъяснение]

При выходе из строя каталитический нейтрализатор может быть переработан в металлолом. Внутри конвертера извлекаются драгоценные металлы, в том числе платина, палладийи родий.

Размещение каталитических нейтрализаторов

Для эффективной работы каталитических нейтрализаторов требуется температура 800 градусов по Фаренгейту (426 °C). Поэтому они помещаются как можно ближе к двигателю или один или несколько меньших каталитических нейтрализаторов (известных как

Двусторонний

2-ходовой (или

  1. Окисление монооксида углерода до диоксидауглерода : 2 C O + O2 → 2 C O2
  2. Окисление углеводородов (несгоревшего и частично сгоревшего топлива) в углекислый газ и воду: CxH2x+2 + [(3x+1) / 2] O2 → x C O2 + (x+1) H2O (реакция горения)

Этот тип каталитического нейтрализатора широко используется на дизельных двигателях для снижения выбросов углеводородов и монооксида углерода. Они также использовались на бензиновых двигателях американских и канадских автомобилей до 1981 года. Из-за их неспособности контролировать окислы азота, они были заменены трехходовыми преобразователями.

Трехсторонний

Трехходовые каталитические нейтрализаторы имеют дополнительное преимущество в регулировании выбросов оксида азота (N O) и диоксида азота(N O2) (оба вместе сокращенно обозначаются N O
x
и не следует путать с закисью азота (N2O)), которые являются предшественниками кислотных дождей и смога.[19]

С 1981 годаправила выбросов транспортных средств. Которые фактически требуют трехходовых нейтрализаторов на бензиновых транспортных средствах. Катализаторы восстановления и окисления обычно содержатся в общем корпусе; однако в некоторых случаях они могут быть размещены отдельно. Трехходовой каталитический нейтрализатор выполняет три одновременные задачи:[19]

Восстановление оксидов азота до азота (N2)

  • 2 C O + 2 N O → 2 C O2 + N2
  • углеводород + N O → C O2 + H2O + N2
  • 2 H2 + 2 N O → 2 H2O + N2

Окисление монооксида углерода до диоксида углерода

  • 2 C O + O2 → 2 C O2

Окисление несгоревших углеводородов (Н С) до углекислого газа и воды, кроме вышеуказанной реакции. Не происходит

  • углеводород + O2 → H2O + C O2

Эти три реакции протекают наиболее эффективно. Когда каталитический нейтрализатор получает выхлопные газы от двигателя. Работающего немного выше стехиометрической точки. Для сжигания бензина это соотношение составляет от 14,6 до 14,8 частей воздуха на одну часть топлива по весу. Соотношение для автогаза (или сжиженного нефтяного газа LPG), природного газаи этанольного топлива может значительно отличаться для каждого из них. Особенно для кислородсодержащих или спиртовых топлив, с e85 требуется примерно на 34% больше топлива. Что требует модифицированной настройки топливной системы и компонентов при использовании этих видов топлива. Как правило, двигатели. Оснащенные 3-ходовыми каталитическими нейтрализаторами. Оснащены компьютеризированной системой впрыска топлива с замкнутой обратной связью. Использующей один или несколько датчиков кислорода , хотя на ранних этапах развертывания трехходовых нейтрализаторов использовались карбюраторы. Оснащенные системой управления смесью с обратной связью.

Трехходовые преобразователи эффективны. Когда двигатель работает в узком диапазоне соотношений воздух-топливо вблизи стехиометрической точки. Так что состав выхлопных газов колеблется между богатым (избыток топлива) и бедным (избыток кислорода). Эффективность преобразования падает очень быстро. Когда двигатель работает вне этой полосы. При бережливой работе двигателя выхлопные газы содержат избыток кислорода. А снижение N O
x
не пользуется благосклонностью. В богатых условиях избыток топлива потребляет весь доступный кислород до катализатора. Оставляя только кислород. Хранящийся в катализаторе. Доступным для окислительной функции.

Замкнутые системы управления двигателем необходимы для эффективной работы трехходовых каталитических нейтрализаторов из-за непрерывной балансировки. Необходимой для эффективного восстановления N O
x
и окисления H C. Система управления должна предотвращать
полное окисление катализатора восстановления N O x. Но при этом пополнять запас кислорода. Чтобы сохранить его функцию катализатора окисления.

Трехходовые каталитические нейтрализаторы могут накапливать кислород из потока выхлопных газов. Как правило. Когда соотношение воздуха и топлива становится скудным.[20] когда из выхлопного потока не поступает достаточное количество кислорода. Накопленный кислород высвобождается и расходуется (см. оксид церия(I V)). Недостаток достаточного количества кислорода возникает либо тогда. Когда кислород, полученный из No
X
reduction, недоступен. Либо когда определенные маневры. Такие как жесткое ускорение. Обогащают смесь сверх способности конвертера поставлять кислород.

Нежелательные реакции

Нежелательные реакции могут происходить в трехходовом катализаторе. Такие как образование пахучего сероводорода и аммиака. Образование каждого из них может быть ограничено модификациями используемого моющего покрытия и драгоценных металлов. Трудно полностью устранить эти побочные продукты. Безсернистые или малосернистые виды топлива устраняют или уменьшают содержание сероводорода.

Например, когда требуется контроль выбросов сероводорода, в промывочный слой добавляют никель или марганец. Оба вещества действуют. Чтобы блокировать поглощение серы моющим средством. Сероводород образуется. Когда промывочный слой поглощает серу в течение низкотемпературной части рабочего цикла. Которая затем высвобождается в течение высокотемпературной части цикла. И сера соединяется с H C.

Дизельные двигатели

Для двигателей с воспламенением от сжатия (то есть дизельных) наиболее часто используемым каталитическим нейтрализатором является катализатор окисления дизельного топлива (DOC). Документы содержат палладий, платинуи оксид алюминия, которые каталитически окисляют углеводороды и монооксид углерода с кислородом. Образуя углекислый газ и воду.

2 C O + O2 → 2 C O
2
CxH2x+2 + [(3x+1)/2] O2x C O2 + (x+1) H2O

Эти преобразователи часто работают с 90-процентным КПД. Практически устраняя запах дизельного топлива и помогая уменьшить видимые частицы (сажу). Эти катализаторы не уменьшают N O
x
, потому что любой присутствующий восстановитель сначала вступит в реакцию с высокой концентрацией O2 в выхлопных газах дизеля.

Сокращение выбросов N O
x
в двигателях с воспламенением от сжатия ранее решалось путем добавления выхлопных газов к входящему воздушному заряду. Известному как рециркуляция выхлопных газов (EGR).

В 2010 году большинство производителей легких дизельных двигателей в США добавили каталитические системы к своим автомобилям. Чтобы соответствовать новым федеральным требованиям по выбросам. Существуют два метода. Которые были разработаны для каталитического сокращения выбросов N O
x
в условиях скудных выхлопных газов: селективное каталитическое восстановление (SCR) и
адсорбер N O X.

Вместо
поглотителей no x, содержащих драгоценные металлы
, большинство производителей выбрали системы SCR из базовых металлов. Которые используют реагент, такой как аммиак, для восстановления N O
x
в азот. Аммиак подается в каталитическую систему путем впрыска мочевины в выхлопную трубу. Которая затем подвергается термическому разложению и гидролизу в аммиак. Раствор мочевины также называют дизельной выхлопной жидкостью (DEF).

Выхлопные газы дизельных двигателей содержат относительно высокие уровни твердых частиц (Т Ч). Каталитические нейтрализаторы не удаляют Т Ч поэтому твердые частицы очищаются сажеуловителем или дизельным сажевым фильтром (DPF). В США все дорожные легкие, средние и тяжелые транспортные средства. Работающие на дизельном топливе и построенные после 1 января 2007 года. Должны соответствовать предельным значениям выбросов твердых частиц дизельного топлива. А это означает. Что они фактически должны быть оснащены 2-ходовым каталитическим нейтрализатором и дизельным сажевым фильтром. Поскольку двигатель был изготовлен до 1 января 2007 года. Автомобиль не обязан иметь систему DPF. Это привело к увеличению запасов у производителей двигателей в конце 2006 года. Чтобы они могли продолжать продавать автомобили до DPF и в 2007 году.[21]

Двигатели с искровым зажиганием Lean-burn

Для двигателей с искровым зажиганием с низким расходом топлива катализатор окисления используется так же. Как и в дизельном двигателе. Выбросы от двигателей с искровым зажиганием lean burn очень похожи на выбросы от дизельного двигателя с воспламенением от сжатия.

Многие автомобили имеют тесно связанный каталитический нейтрализатор. Расположенный рядом с выпускным коллектором двигателя. Преобразователь быстро нагревается благодаря воздействию очень горячих выхлопных газов. Что позволяет ему уменьшить нежелательные выбросы в период прогрева двигателя. Это достигается путем сжигания избыточных углеводородов. Образующихся в результате сверхбогатой смеси. Необходимой для холодного пуска.

Когда каталитические нейтрализаторы были впервые введены. Большинство транспортных средств использовали карбюраторы, которые обеспечивали относительно богатое соотношение воздуха и топлива. Поэтому уровень кислорода (O2) в выхлопном потоке, как правило. Был недостаточным для эффективного протекания каталитической реакции. Поэтому большинство конструкций того времени включали впрыск вторичного воздуха, который впрыскивал воздух в выхлопной поток. Это увеличило количество доступного кислорода. Что позволило катализатору функционировать должным образом.

Некоторые трехходовые системы каталитического нейтрализатора имеют системы впрыска воздуха с воздухом. Впрыскиваемым между первыми (N O
x
восстановительная) и вторая (окисление H C и C O) стадии конвертера. Как и в двухсторонних конвертерах. Этот нагнетаемый воздух обеспечивает кислород для реакций окисления. Точка впрыска воздуха перед каталитическим нейтрализатором также иногда присутствует. Чтобы обеспечить дополнительный кислород только во время прогрева двигателя. Это приводит к тому. Что несгоревшее топливо воспламеняется в выхлопном тракте. Тем самым предотвращая его попадание в каталитический нейтрализатор вообще. Этот метод уменьшает время работы двигателя, необходимое для того. Чтобы каталитический нейтрализатор достиг своей рабочей температуры.

Большинство новых автомобилей имеют электронные системы впрыска топлива и не требуют систем впрыска воздуха в выхлопные трубы. Вместо этого они обеспечивают точно контролируемую воздушно-топливную смесь. Которая быстро и непрерывно циклирует между экономичным и богатым горением. Кислородные датчики контролируют содержание кислорода в выхлопных газах до и после каталитического нейтрализатора. И блок управления двигателем использует эту информацию для регулировки впрыска топлива таким образом. Чтобы предотвратить первый (N O
x
восстановление) катализатор от того. Чтобы стать загруженным кислородом. Одновременно обеспечивая. Чтобы второй катализатор (окисление H C и C O) был достаточно насыщен кислородом.

Отравление катализатора происходит. Когда каталитический нейтрализатор подвергается воздействию выхлопных газов. Содержащих вещества. Которые покрывают рабочие поверхности. Так что они не могут контактировать и вступать в реакцию с выхлопными газами. Наиболее заметным загрязнителем является свинец, поэтому автомобили. Оснащенные каталитическими нейтрализаторами. Могут работать только на неэтилированном топливе. Другие распространенные катализаторные яды включают серу, марганец (происходящий в основном из бензиновой добавки MMT) и кремний, который может попасть в поток выхлопных газов . Если двигатель имеет утечку. Которая позволяет охлаждающей жидкости попасть в камеру сгорания. Фосфор это еще один катализатор загрязнения. Хотя фосфор больше не используется в бензине, он (и цинк, еще один низкоуровневый загрязнитель катализатора) до недавнего времени широко использовался в противоизносных присадках к моторным маслам, таких как дитиофосфат цинка (ZDD P). Начиная с 2004 года, в спецификациях API S M и ILSAC G F-4 был принят предел концентрации фосфора в моторных маслах.

В зависимости от загрязняющего вещества отравление катализатором иногда можно обратить вспять. Запустив двигатель под очень большой нагрузкой в течение длительного периода времени. Повышенная температура выхлопных газов может иногда испарять или возвышать загрязнитель. Удаляя его с поверхности катализатора. Однако удаление свинцовых отложений таким способом обычно невозможно из-за высокой температуры кипения свинца.

Любое условие. Которое вызывает аномально высокие уровни несгоревших углеводородов-сырого или частично сгоревшего топлива-для достижения конвертера. Будет иметь тенденцию значительно повышать его температуру. Что приведет к риску расплавления субстрата и. Как следствие. Каталитической дезактивации и серьезному ограничению выхлопа. Обычно восходящие компоненты выхлопной системы (коллектор / коллектор в сборе и связанные с ними зажимы. Подверженные ржавчине / коррозии и / или усталости, например. Расщепление выхлопного коллектора после многократного теплового цикла). Система зажигания, например. Пакеты катушек и / или первичные компоненты зажигания (например. Крышку распределителя, провода. Катушка зажигания и свечи зажигания) и/или повреждение компонентов топливной системы (топливные форсунки. Регулятор давления топлива. И связанные с ней датчики) — с 2006 г. этанол использовался часто с топливными смесями. Где топливная система компоненты. Которые не совместимы с этанолом может привести к повреждению каталитического нейтрализатора — это также включает в себя использование более густого масла вязкости. Не рекомендованные производителем (особенно с ZDD P содержание-это включает в себя Транспортные средства. Оснащенные диагностическими системами OBD-I I. Предназначены для оповещения водителя о наличии осечки с помощью подсветки индикатора

Правила регулирования выбросов значительно варьируются от юрисдикции к юрисдикции. Большинство автомобильных двигателей с искровым зажиганием в Северной Америке с тех пор оснащаются каталитическими нейтрализаторами 1975,[1][2][3][4] а технология. Используемая в неавтомобильных приложениях. Как правило. Основана на автомобильной технологии.

Правила для дизельных двигателей также различны. Причем в некоторых юрисдикциях основное внимание уделяется выбросам N O
x
(оксида азота и диоксида азота). А в других-выбросам твердых частиц (сажи). Такое разнообразие нормативных требований является сложной задачей для производителей двигателей. Поскольку разработка двигателя. Отвечающего двум наборам правил. Может оказаться неэкономичной.

Правила качества топлива различаются в разных юрисдикциях. В Северной Америке, Европе. Японии и Гонконгебензин и дизельное топливо строго регулируются, а сжатый природный газ и сжиженный газ (автогаз) пересматриваются на предмет регулирования. В большинстве стран Азии и Африки нормативы часто являются слабыми: в некоторых местах содержание серы в топливе может достигать 20 000 частей на миллион (2%). Любая сера в топливе может быть окислена до S O2 (диоксид серы) или даже S O3 (триоксид серы) в камере сгорания. Если сера проходит через катализатор. Она может быть дополнительно окислена в катализаторе. Т. е. может быть дополнительно окислен до S O3. Оксиды серы являются предшественниками серной кислоты, основного компонента кислотных дождей. Хотя можно добавлять такие вещества, как ванадий, в промывочный слой катализатора для борьбы с образованием оксида серы. Такое добавление снизит эффективность катализатора. Наиболее эффективным решением является дальнейшая переработка топлива на нефтеперерабатывающем заводе для получения сверхнизкосернистого дизельного топлива. Правила в Японии. Европе и Северной Америке жестко ограничивают количество серы. Разрешенное в моторных топливах. Однако прямые финансовые затраты на производство такого чистого топлива могут сделать его непрактичным для использования в развивающихся странах. В результате города в этих странах с высоким уровнем автомобильного движения страдают от кислотных дождей , которые наносят ущерб каменным и деревянным конструкциям зданий. Отравляют людей и других животных . А также наносят ущерб местным экосистемамс очень высокими финансовыми затратами.

Негативные аспекты

Каталитические нейтрализаторы ограничивают свободный поток выхлопных газов. Что негативно сказывается на эксплуатационных характеристиках автомобиля и экономии топлива. Особенно в старых автомобилях.[22] поскольку карбюраторы ранних автомобилей были неспособны точно контролировать топливовоздушную смесь. Каталитические нейтрализаторы автомобилей могли перегреваться и воспламенять легковоспламеняющиеся материалы под автомобилем.[23] испытание 2006 года на Honda Civic 1999 года показало. Что удаление запасного каталитического нейтрализатора привело к увеличению мощности двигателя на 3%; новый металлический сердечник конвертера стоил автомобилю только 1% мощности. По сравнению с отсутствием конвертера.[24] Для некоторых энтузиастов производительности это скромное увеличение мощности за очень небольшую плату или без каких-либо затрат поощряет удаление или [22][25] в таких случаях преобразователь может быть заменен приваренным участком обычной трубы или фланцевой Это облегчает временную переустановку преобразователя для прохождения испытания на эмиссию.[24] Со временем каталитические нейтрализаторы также могут быть Это накопление можно удалить с помощью многочисленных очистителей топливной системы. Таких как Redex и Cataclean.[26] Во многих юрисдикциях запрещается снимать или отключать каталитический нейтрализатор по любой причине. Кроме его прямой и немедленной замены. В Соединенных Штатах, например, это является нарушением статьи 203(а) (3) (А) закона о чистом воздухе с поправками 1990 года для автомобиля ремонт магазин, чтобы удалить преобразователь от автомобиля, или вызвать преобразователь должен быть удален от транспортного средства, кроме того. Чтобы заменить ее другой конвертер,[27] и раздел 203(A)(3)(Б) делает незаконным для любого человека. Чтобы продать или установить какой-либо части. Что бы обойти, победить. Или выводило из строя любой системой нейтрализа-ции О Г. Устройство или элемент дизайна. Транспортные средства без функционирующих каталитических нейтрализаторов обычно не проходят проверку на выбросы. Автомобильный вторичный рынок поставляет высокоточные преобразователи для автомобилей с модернизированными двигателями или чьи владельцы предпочитают выхлопную систему с большей. Чем у запаса. Мощностью.[28]

Период разминки

Транспортные средства. Оснащенные каталитическими нейтрализаторами. Выделяют большую часть своего общего загрязнения в течение первых пяти минут работы двигателя; например, до того. Как каталитический нейтрализатор прогреется достаточно. Чтобы быть полностью эффективным.[29]

В 1995 году компания Alpina представила электронагреваемый катализатор. Названный 750i.[30]нагревательные змеевики внутри узлов каталитического нейтрализатора электризуются сразу после запуска двигателя. Что очень быстро доводит катализатор до рабочей температуры. Чтобы квалифицировать транспортное средство для обозначения низкоэмиссионного транспортного средства (LEV).[31] позже BMW представила тот же нагреваемый катализатор. Разработанный совместно Emitec. Alpina и BMW,[30] в своем 750i в 1999 году.[31]

Некоторые автомобили содержат pre-cat. Небольшой каталитический нейтрализатор перед основным каталитическим нейтрализатором. Который нагревается быстрее при запуске автомобиля. Уменьшая выбросы. Связанные с холодным запуском. Pre-cat чаще всего используется автопроизводителем при попытке достичь рейтинга Ultra Low Emission Vehicle (ULE V), например, на Toyota M R2 Roadster.[32]

Воздействие на окружающую среду

Каталитические нейтрализаторы доказали свою надежность и эффективность в снижении вредных выбросов выхлопных труб. Однако они также имеют некоторые недостатки в использовании. А также неблагоприятное воздействие на окружающую среду при производстве:

  • Двигатель, оснащенный трехходовым катализатором. Должен работать в стехиометрической точке, что означает. Что расходуется больше топлива. Чем в двигателе с экономичным сжиганием. Это означает примерно на 10% больше выбросовC O2 из автомобиля.
  • Производство каталитических нейтрализаторов требует палладия или платины; часть мировых поставок этих драгоценных металлов производится вблизи Норильска, Россия, где промышленность (среди прочих) привела к тому. Что Норильск был добавлен в список наиболее загрязненных мест журнала Time.[33]
  • Куски каталитических нейтрализаторов и чрезмерное нагревание самих нейтрализаторов[34] могут вызвать лесные пожары, особенно в сухих районах.[35][36][37]

Из-за внешнего расположения и использования ценных драгоценных металлов . Включая платину, палладий и родий, каталитические нейтрализаторы являются мишенью для воров. Эта проблема особенно распространена среди грузовиков и внедорожников последних моделей из-за их высокого дорожного просвета и легко снимаемых болтовых каталитических нейтрализаторов. Сварные преобразователи также подвержены риску кражи. Так как их можно легко отрезать.[38][39][40]труборезы часто используются для бесшумного удаления преобразователя[41][42], но другие инструменты. Такие как портативная возвратно-поступательная пила часто могут быть повреждены другие компоненты автомобиля. Такие как генератор переменного тока. Электропроводка или топливопроводы. Таким образом. Возникают опасные последствия. Рост цен на металл в США во время сырьевого бума 2000-х годов привел к значительному росту краж конвертеров, а замена каталитического нейтрализатора может стоить более 1000 долларов.[44] эта сумма увеличивается (иногда значительно). Если в процессе снятия преобразователя транспортному средству был нанесен дополнительный ущерб.

В настоящее время в различных юрисдикциях требуется бортовая диагностика для контроля функционирования и состояния системы контроля выбросов. Включая каталитический нейтрализатор. Бортовые диагностические системы имеют несколько форм.

Датчики температуры используются для двух целей. Первый — это система предупреждения. Обычно на двухсторонних каталитических нейтрализаторах. Которые до сих пор иногда используются на вилочных погрузчиках сжиженного газа. Функция датчика заключается в предупреждении о температуре каталитического нейтрализатора выше безопасного предела 750 °C (1380 °F). Более поздние конструкции каталитических нейтрализаторов не так чувствительны к температурным повреждениям и могут выдерживать устойчивые температуры 900 °C (1650 °F).[цитата необходима] Датчики температуры также используются для контроля работы катализатора: обычно устанавливаются два датчика. Один перед катализатором. А другой после него. Чтобы контролировать повышение температуры над сердечником каталитического нейтрализатора.

Кислородный датчик является основой замкнутой системы управления на искровозжигаемом двигателе с богатым горением. Однако он также используется для диагностики. В автомобилях с OBD I Iпосле каталитического нейтрализатора устанавливается второй датчик кислорода для контроля уровня O2. Уровни O2 контролируются. Чтобы увидеть эффективность процесса сжигания. Бортовой компьютер сравнивает показания двух датчиков. Показания снимаются с помощью измерений напряжения. Если оба датчика показывают одинаковый выход или задний O2 при Простые Хотя они не являются законными для использования на дорогах. Они были использованы со смешанными результатами.[45] Подобные устройства накладывают смещение на сигналы датчиков. Позволяя двигателю работать более экономично на топливе. Что, однако. Может привести к повреждению двигателя или каталитического нейтрализатора.[46]


Датчики N O x чрезвычайно дороги и обычно используются только тогда. Когда двигатель с воспламенением от сжатия оснащен селективным каталитическим восстановителем (SCR) или
поглотителем N O x в системе обратной связи. При установке в систему SCR может быть установлен один или два датчика. Когда один датчик установлен. Он будет предварительно катализатором; когда установлены два. Второй будет посткаталитическим. Они используются по тем же причинам и тем же способом. Что и кислородный датчик; единственное различие заключается в контролируемом веществе.[цитата необходима]

  1. ^ a b c d
  2. ^ A b Petersen Publishing (1975). В книге Эрвина М. Розена (изд.). Руководство По Устранению Неполадок И Ремонту Автомобилей Petersen Automotive. Нью-Йорк, Нью-Йорк: Гроссет и Данлэп. С. 493. ISB N 978-0-448-11946-5. Уже много лет работает выхлопная система … оставалась практически неизменной до 1975 года. Когда был добавлен странный новый компонент. Это называется каталитический нейтрализатор…
  3. ^ a b . Клинок: Толедо, Штат Огайо. 12 сентября 1974года . Извлечено 14 Декабря 2011Года .
  4. ^ a b . 11 ноября 1974года . Извлечено 14 Декабря 2011Года .
  5. ^ . Гореть Мудро. EPA США. Извлечено 2 Января 2012Года .
  6. ^ Castaignède, Laurent (2018). Airvore ou la face obscure des transports ; chronique d’une pollution annoncée. Montréal (Québec): écosociété. Стр. 109-110 и иллюстрация стр. 7. ISB N 9782897193591. OCL C 1030881466.
  7. ^ Csere, Csaba (Январь 1988). Машина и водитель. 33 (7): 63.
  8. ^ Выхлопные газы стали безопаснымиПопулярная механика, сентябрь 1951 года, стр. 134, внизу страницы
  9. ^ Его Дымоядущие Кошки Теперь Атакуют Дорожный СмогPopular Science, June 1955, P P. 83-85 / 244.
  10. ^ . Институт Истории Науки. Июнь 2016года . Извлечено 27 Октября 2016Года .
  11. Карл Д. Кит, отец каталитического нейтрализатора. Умирает в возрасте 88 лет. 15 ноября 2008 года.
  12. — Робертс, Сэм. . А. Г. Зульцбергер.
  13. ^ [ненадежный источник?]штатный писатель (без даты). Корпорация Энгельгардreferenceforbusiness.com. Извлечено 7 января 2011 года.
  14. Роберт н. Картер, Лэнс Л. Смит, Хасан Карим, Марко Кастальди, Шах Этемад. Джордж Муэнч. Р. Сэмюэл Бурс. Пол Менахерри и Уильям К. Пфефферле (1998). Разработка технологии каталитического сжигания для применения в газотурбинных двигателяхMRS Proceedings, 549, 93 doi:10.1557/PRO C-549-93
  15. — Достойно, Шарон. Коннектикутский химик получает награду за технологию чистого воздухаБиомедицина. 23 июня 2003 года. Проверено 11 Декабря 2012 Года.
  16. ^ a b Pischinger, Univ. — Проф. Д-Р Инг. Стефан (2011). Verbrennungsmotoren Band 2 (24 ed.). Aachen, Germany: Lehrstuhl Für Verbrennungskraftmachinen. с. 335.
  17. ^ Martin Votsmeier, Thomas Kreuzer, Jürgen Gieshoff. Gerhard Lepperhoff. Контроль выхлопных газов автомобилей, в Энциклопедии промышленной химии Ульмана, Wiley-VCH 2002. DOI: 10.1002/14356007. А03_189. Pub2
  18. ^ Кашпар, Дж. ; Форнасьеро, П. ; Грациани, М. (1999). Катализ Сегодня. 50 (2): 285–298. doi:10.1016/S0920-5861(98) 00510-0. ISS N 0920-5861.
  19. ^ a b Каспар, Ян; Форнасьеро, Паоло; Хики, Нил (2003). Катализ Сегодня. 77 (4): 419–449. doi:10.1016/S0920-5861(02) 00384-X.CS1 maint: использует параметр authors (ссылка)
  20. ^ Brandt, Erich; Wang, Yanying; Grizzle, Jessy (2000). (PDF). IEE E Transactions on Control Systems Technology. 8 (5): 767–776. doi:10.1109/87.865850.
  21. ^ (PDF). 19 августа 2015 года. (123 К Б)
  22. ^ A b Crutsinger, Martin (29 сентября 1982). Солнце Гейнсвилла.
  23. Ульман, Оуэн ( 14 Июня 1976). Бюллетень[требуется разъяснение].
  24. ^ а б . Импорт Тюнера. 1 октября 2006 года. Архивирован с оригинала 28 февраля 2014года . Извлечено 9 Января 2011Года .
  25. 23 февраля 1996 года.
  26. ^ . carwitter.com. Извлечено 15 августа 2020года .
  27. ^ Продажа и использование вторичных каталитических нейтрализаторов, Агентство по охране окружающей среды США. Федеральный регистр США Том 51
  28. — Таннер, Кит. Mazda M X-5 Miata. Мотокниги. С. 120.
  29. ^ Каталитические нейтрализаторы, nsls. Bnl.gov
  30. ^ a b . alpina-automobiles.comархивирован с оригинала 30 июня 2015года . Проверено 5 Июня 2015Года .
  31. ^ a b Эдгар, Джулиан (5 октября 1999 года). — Прощай, 12 вольт… привет, 42 вольта!. Автоспид. Архивирован с оригинала 28 мая 2012года . Извлечено 2 Января 2012Года . Текущая модель BMW 750i L имеет максимальную электрическую нагрузку 428 ампер (5,9 к Вт)! В этом автомобиле более половины максимальной нагрузки приходится на кратковременный электрический нагрев каталитических нейтрализаторов
  32. . Клуб Владельцев Toyota-Форум Toyota. Проверено 15 Апреля 2018Года .
  33. ^ Уолш, Брайан (12 Сентября 2007 Года). . Самые загрязненные места в мире. Время. Извлечено 7 Января 2011Года .
  34. ^ . pe.com6 сентября 2016 года.
  35. ^ . ocregister.com18 ноября 2008года . Проверено 15 Апреля 2018Года .
  36. ^ . fox5sandiego.com29 июня 2017года . Проверено 15 Апреля 2018Года .
  37. ^ . Архивирован с оригинала 14 июля 2017года . Извлечено 14 Июля 2017Года .C S1 maint: архивная копия в качестве заголовка (ссылка)
  38. ^ Фрага, Брайан (30 Ноября 2011 Года). . Сегодня На Южном Побережье. Проверено 21 Декабря 2011Года .
  39. ^ Медичи, Джо (31 Июля 2007 Года). . Chroniclet.comархивирован с оригинала 28 сентября 2007 года.
  40. ^ Мурр, Эндрю (9 Января 2008 Года). . Извлечено 7 Января 2011Года .
  41. ^ . 11 декабря 2019 года-via www. Rte. Ie.
  42. ^ . 29 ноября 2019 года.
  43. ^ Джонсон, Алекс (12 Февраля 2008 Года). . Новости Эн-би-си . Извлечено 7 Января 2011Года .
  44. ^ Покононьюс. 2 июля 2009 года.
  45. ^ . 1 июня 2007 года.
  46. ^ Монитор Конкорда. 12 января 2003 года.

Дальнейшее чтение

  • Кейт, К. Д. и др. Патент США3,441,381 : 29 апреля 1969 года
  • Лахман, И. М. и др. Патент США3,885,977 : 5 ноября 1973 года
  • Чарльз Х. Бейли. Патент США4 094 645 : 13 июня 1978 года
  • Чарльз Х. Бейли. Патент США4,250,146 : 10 февраля 1981 года
  • Шринивасан Гопалакришнан. Г Б 2397782 : 13 марта 2002года .

Внешние ссылки