Hvernig virkar hvati umbreytingar bifreiða?

Við notkun á brunahreyfli losast útblástursloft út í andrúmsloftið, sem eru ekki aðeins ein meginorsök loftmengunar, heldur einnig ein af orsökum margra sjúkdóma.

Þessar lofttegundir, sem koma út úr útblásturskerfi ökutækja, samanstanda af afar skaðlegum þáttum, og þess vegna eru nútíma bílar búnir með sérstöku útblásturskerfi, þar sem hvati er alltaf til staðar.

Hvati umbreytir eyðileggur skaðlegar sameindir í útblásturslofti og gerir þær eins öruggar og mögulegt er fyrir fólk og umhverfi.

Hvað er hvati?

Hvati umbreytir er gerð búnaðar sem aðalverkefni er að draga úr skaðlegum útblæstri frá útblásturslofti frá bifreiðum. Hvati uppbyggingin er einföld. Þetta er málmílát sem er sett upp í útblásturskerfi bíls.

Það eru tvær lagnir í tankinum. „Inntak“ breytisins er tengt við vélina og útblástur lofttegunda fer í gegnum hann og „úttakið“ er tengt við resonator útblásturskerfis ökutækisins.

Þegar útblástursloft vélar fer í hvata fara fram efnahvörf. Þeir eyðileggja skaðlegar lofttegundir og breyta þeim í skaðlausar lofttegundir sem hægt er að losa út í umhverfið.

Hverjir eru þættir hvarfakútsins?

Til að gera það aðeins skýrara hvernig hvati umbreytist í bifreið virkar skulum við skoða helstu þætti þess. Án þess að fara í smáatriði, skráum við aðeins helstu þætti þaðan sem það er smíðað.

Undirlag

Undirlagið er innri uppbygging hvatans sem hvatinn og góðmálmar eru húðaðir á. Það eru til nokkrar gerðir af undirlagi. Helsti munurinn á þeim er efnið sem það er gert úr. Oftast er það óvirkt efni sem gerir virkar agnir stöðugar á yfirborði þess.

Umfjöllun

Virka hvataefnið samanstendur venjulega af súráli og efnasamböndum eins og cerium, sirkon, nikkel, baríum, lanthanum og fleirum. Tilgangur húðunar er að stækka líkamlegt yfirborð undirlagsins og þjóna sem grunnur sem góðmálmarnir eru settir á.

Precious málma

Eðalmálmarnir sem eru til staðar í hvarfakútnum þjóna til að framkvæma afar mikilvæg hvarfahvörf. Algengt er að góðmálmar séu platína, palladíum og ródíum, en á undanförnum árum hefur mikill fjöldi framleiðenda farið að nota gull.

Húsnæði

Húsið er ytri skel tækisins og inniheldur undirlagið og aðra þætti hvatans. Efnið sem hulstrið er venjulega gert úr er ryðfríu stáli.

Rör

Rörin tengja hvarfakúta ökutækisins við útblásturskerfi ökutækisins. Þau eru úr ryðfríu stáli.

Hvernig virkar hvati umbreytingar bifreiða?

Til notkunar brunahreyfils er mikilvægt að stöðugt brennsluferli loft-eldsneytisblöndunnar fari fram í hólkunum. Við þetta ferli myndast skaðleg lofttegund, svo sem kolmónoxíð, köfnunarefnisoxíð, kolvetni og fleira.

Ef bíllinn er ekki með hvarfakút, munu allar þessar ákaflega skaðlegu lofttegundir, eftir að hafa verið hent í útblástursrör frá vélinni, fara í gegnum útblásturskerfið og fara beint í loftið sem við öndum að okkur.

Ef ökutækið er með hvata breytir fara útblástursloft frá hreyflinum til hljóðdeyfisins í gegnum hunangsseðil undirlagsins og bregðast við góðmálmum. Sem afleiðing af efnahvörfum eru skaðleg efni hlutlaus og aðeins skaðlaust útblástur, aðallega koldíoxíð, kemst út í umhverfið frá útblásturskerfinu.

Við vitum af kennslustundum í efnafræði að hvati er efni sem veldur eða flýtir fyrir efnahvörfum án þess að hafa áhrif á þau. Hvatar taka þátt í efnahvörfum en eru hvorki hvarfefni né afurðir hvarfahvarfa.

Það eru tvö stig þar sem skaðleg lofttegund í hvata fer: lækkun og oxun. Hvernig það virkar?

Þegar vinnsluhitastig hvata nær 500 til 1200 gráður Fahrenheit eða 250-300 gráður á Celsíus, gerist tvennt: lækkun og strax eftir það oxunarviðbrögð. Það hljómar svolítið flókið, en það þýðir í raun að sameindir efnisins eru að tapa og öðlast rafeindir á sama tíma, sem breytir uppbyggingu þeirra.

Lækkunin (súrefnisupptaka) sem á sér stað í hvatanum miðar að því að breyta nituroxíði í umhverfisvænt gas.

Hvernig virkar bíll hvati í endurheimtunarstiginu?

Þegar tvínituroxíð úr útblásturslofti bíls fer í hvata byrjar platínan og rodínið í því að virka á niðurbrot köfnunarefnisoxíðsameindanna og breyta skaðlegu gasinu í alveg skaðlaust.

Hvað gerist á oxunarstigi?

Annað skrefið sem kemur fram í hvatanum er kallað oxunarviðbrögð, þar sem óbrenndum kolvetni er breytt í koltvísýring og vatn með því að blanda við súrefni (oxun).

Viðbrögðin sem eiga sér stað í hvata breyta efnasamsetningu útblástursloftsins og breytir uppbyggingu atómsins sem þau eru gerð úr. Þegar sameindir skaðlegra lofttegunda fara frá vélinni til hvata, brýtur það þá niður í frumeindir. Atómin sameina aftur í sameindir í tiltölulega skaðlaus efni eins og koltvísýring, köfnunarefni og vatn og losast út í umhverfið í gegnum útblásturskerfið.

Helstu gerðir hvarfakúta sem notaðir eru í bensínvélum eru tveir: tvíhliða og þríhliða.

Tvíhliða

Tvöfaldur veggur (tvíhliða) hvati sinnir samtímis tveimur verkefnum: oxar kolmónoxíð í koltvíoxíð og oxar kolvetni (óbrunnið eða að hluta brennt eldsneyti) í koltvíoxíð og vatn.

Þessi tegund af hvata í bifreiðum var notuð í dísil- og bensínvélum til að draga úr skaðlegri losun kolvetnis og kolmónoxíðs fram til ársins 1981, en vegna þess að það gat ekki umbreytt köfnunarefnisoxíðum, eftir 81, var skipt út fyrir þríhliða hvata.

Þriggja leið redox hvarfakútur

Þessi tegund af bifreiðarhvata, eins og það rennismiður út, var kynnt árið 1981 og í dag er hún sett upp á öllum nútíma bílum. Þríhliða hvati sinnir þremur verkefnum samtímis:

• minnkar köfnunarefnisoxíð í köfnunarefni og súrefni;
• oxar kolmónoxíð í koltvísýring;
• oxar óbrennd kolvetni í koltvísýring og vatn.

Vegna þess að þessi tegund af hvarfakútum framkvæmir bæði minnkunar- og oxunarþrep hvata, sinnir hann verkefni sínu með allt að 98% skilvirkni. Þetta þýðir að ef bíllinn þinn er búinn slíkum hvarfakút mun hann ekki menga umhverfið með skaðlegum útblæstri.

Tegundir hvata í dísilvélum

Fyrir dísilbíla, þar til nýlega, var einn af mest notuðu hvarfakútunum Diesel Oxidation Catalyst (DOC). Þessi hvati notar súrefni í útblástursstraumnum til að umbreyta kolmónoxíði í koltvísýring og kolvetni í vatn og koltvísýring. Því miður er þessi tegund hvata aðeins 90% skilvirk og tekst að útrýma dísellykt og draga úr sýnilegum agnum, en er ekki árangursrík til að draga úr NO x losun.

Dísilvélar gefa frá sér lofttegundir sem innihalda tiltölulega mikið svifryk (sót), sem samanstendur aðallega af frumefnis kolefni, sem DOC hvatar geta ekki tekist á við, svo að fjarlægja verður agnirnar með svokölluðum svifrykssíum (DPF).

Hvernig er hvötum viðhaldið?

Til að forðast vandamál með hvata er mikilvægt að vita að:

• Meðal endingu hvata er um 160000 km. Eftir að þú hefur ferðað þessa vegalengd þarftu að íhuga að skipta um transducer.
• Ef ökutækið er búið hvarfakút, ættir þú ekki að nota blýeldsneyti, þar sem það dregur úr virkni hvatans. Eina viðeigandi eldsneytið í þessu tilfelli er blýlaust.

Vafalaust er ávinningur þessara tækja fyrir umhverfið og heilsu okkar gríðarlegur, en auk þeirra ávinnings hafa þeir einnig sína galla.

Einn helsti ókostur þeirra er að þeir vinna aðeins við hátt hitastig. Með öðrum orðum, þegar þú byrjar bílinn þinn gerir hvati breytirinn nánast ekkert til að draga úr útblæstri.

Það byrjar að virka aðeins eftir að útblástursloftin eru hituð upp í 250-300 gráður á celsíus. Þess vegna hafa sumir bílaframleiðendur gert ráðstafanir til að takast á við þetta vandamál með því að færa hvata nær vélinni, sem annars vegar bætir afköst tækisins en styttir líftíma þess vegna þess að nálægð hans við vélina útsetur það fyrir mjög háum hita.

Undanfarin ár hefur verið ákveðið að setja hvarfakútinn undir farþegasætið í fjarlægð sem gerir það kleift að starfa á skilvirkari hátt án þess að verða fyrir miklum hita vélarinnar.

Другими недостатками катализаторов являются частое засорение и обжиг пирога. Выгорание обычно происходит из-за не сгоревшего топлива, попадающего в выхлопную систему, которое воспламеняется в подаче катализатора. Засорение чаще всего происходит из-за плохого или неподходящего бензина, естественного износа, стиля вождения и т.д.

Þetta eru mjög litlir ókostir á móti gríðarlegum ávinningi sem við fáum af notkun hvata bifreiða. Þökk sé þessum tækjum er skaðleg losun frá bílum takmörkuð.

Sumir gagnrýnendur halda því fram að koltvísýringur sé einnig skaðleg losun. Þeir telja að ekki þurfi hvata í bíl því slík útblástur auki gróðurhúsaáhrifin. Reyndar ef bíll er ekki með hvarfakút og gefur frá sér kolmónoxíð út í loftið mun þetta oxíð sjálft breytast í koltvísýring í andrúmsloftinu.

Hver fann upp Catalyst?

Þrátt fyrir að hvatar virtust ekki fjöldinn fyrr en seint á áttunda áratugnum hófst saga þeirra mun fyrr.

Faðir hvatans er talinn vera franski efnaverkfræðingurinn Eugene Goudry, sem árið 1954 fékk einkaleyfi á uppfinningu sinni undir nafninu "Exhaust Catalytic Converter".

Fyrir þessa uppfinningu, fann Goodry hvata sprungur, þar sem stór flókin lífræn efni eru aðskilin í skaðlausar vörur. Síðan gerði hann tilraunir með mismunandi tegundir af eldsneyti, markmið hans var að gera það hreinna.

Raunveruleg notkun hvata í bifreiðum átti sér stað um miðjan áttunda áratuginn, þegar strangari reglur um losun eftirlits voru settar fram þar sem krafist var að blý úr útblæstri úr lítilli gæðabensíni væri fjarlægt.

Spurningar og svör:

Hvernig á að athuga tilvist hvata á bíl? Til að gera þetta skaltu bara líta undir bílinn. Auk aðalhljóðdeyfisins og litla hljóðdeyfisins (resonatorinn sem situr fyrir framan útblásturskerfið) er hvatinn önnur pera.

Hvar er hvatinn í bílnum? Þar sem hvatinn verður að virka við háan hita er hann staðsettur eins nálægt útblástursgreininni og mögulegt er. Það er fyrir framan resonator.

Hvað er hvati í bíl? Þetta er hvarfakútur - viðbótarpera í útblásturskerfinu. Það er fyllt með keramik efni, hunangsseimur sem er þakinn góðmálmi.