Wéi funktionnéiert en Automotive Katalysator?
Tipps fir Automobilisten,  Artikelen,  Operatioun vu Maschinnen

Wéi funktionnéiert en Automotive Katalysator?

Während der Operatioun vun engem Verbrennungsmotor ginn Ofgase an d'Atmosphär fräigelooss, déi net nëmmen eng vun den Haaptursaache vu Loftverschmotzung sinn, awer och eng vun den Ursaache vu ville Krankheeten.

Dës Gasen, déi aus den Ofgassystemer vu Gefierer kommen, besteet aus extrem schiedlechen Elementer, dofir si modern Autoe mat engem speziellen Auspuffsystem ausgestatt, an deem e Katalysator ëmmer präsent ass.

De Katalysator zerstéiert schiedlech Molekülen an Ofgasen a mécht se sou sécher wéi méiglech fir d'Leit an d'Ëmwelt.

Wat ass e Katalysator?

E Katalysator ass en Typ vun Apparat deem seng Haaptaufgab et ass schiedlech Emissiounen aus den Ofgasen vun Autosmotoren ze reduzéieren. D'Katalysatorstruktur ass einfach. Dëst ass e Metallbehälter deen am Auspuffsystem vun engem Auto installéiert ass.

Wéi funktionnéiert en Automotive Katalysator?

Et sinn zwee Päifen am Tank. Den "Input" vum Konverter ass mam Motor ugeschloss, an d'Ofgasgase kommen duerch en, an den "Output" ass mat dem Resonator vum Gefierauspuffsystem verbonnen.

Wann de Motorofgas an de Katalysator kënnt, fanne chemesch Reaktiounen statt. Si zerstéieren schiedlech Gasen a maachen se zu harmlose Gasen, déi an d'Ëmwelt kënne verëffentlecht ginn.

Wat sinn d'Elementer vum Katalysator?

Fir et e bësse méi kloer ze maachen wéi en Automobilkatalysator funktionnéiert, kucke mer wat seng Haaptelementer sinn. Ouni an Detailer ze goen, Lëscht mir nëmmen d'Haaptelementer aus deenen et gebaut gëtt.

Substrat

De Substrat ass déi intern Struktur vum Katalysator, op deem de Katalysator an Edelmetaller beschichtet sinn. Et gi verschidden Zorte vu Substrate. Hiren Haaptunterschied ass d'Material aus deem et gemaach gëtt. Meeschtens ass et eng inert Substanz déi aktiv Partikelen op senger Uewerfläch stabiliséiert.

Coating

Den aktive Katalysatormaterial besteet normalerweis aus Aluminiumoxid a Verbindungen wéi Cerium, Zirkonium, Néckel, Barium, Lantan an anerer. Den Zweck vun der Beschichtung ass d'physesch Uewerfläch vum Substrat auszebauen an als Basis ze déngen, op där d'Edelmetaller oflagert ginn.

Wéi funktionnéiert en Automotive Katalysator?

Edelmetaller

Déi Edelmetaller, déi am Katalysator präsent sinn, déngen fir eng extrem wichteg katalytesch Reaktioun auszeféieren. Allgemeng benotzt Edelmetalle si Platin, Palladium a Rhodium, awer an de leschte Joeren hunn eng grouss Zuel vun Hiersteller ugefaang Gold ze benotzen.

Logement

D'Gehäuse ass déi baussenzeg Schuel vum Apparat an enthält de Substrat an aner Elementer vum Katalysator. D'Material aus deem de Fall normalerweis gemaach gëtt ass Edelstol.

Pipes

D'Päifen verbannen de Katalysator vum Gefier mam Auspuffsystem a Motor vum Gefier. Si sinn aus Edelstahl.

Wéi funktionnéiert en Automotive Katalysator?

Fir de Fonctionnement vun engem Verbrennungsmotor ass et wichteg datt e stabille Verbrennungsprozess vun der Loft-Brennstoffmëschung a sengen Zylinder stattfënnt. Während dësem Prozess gi schiedlech Gase geformt, wéi Kuelemonoxid, Stéckoxiden, Kuelewaasserstoffer an anerer.

Wann den Auto kee Katalysator huet, ginn all dës extrem schiedlech Gasen, nodeems se an den Ofgasmanifold aus dem Motor entlooss goufen, duerch den Ofgassystem a ginn direkt an d'Loft déi mir ootmen.

Wéi funktionnéiert en Automotive Katalysator?

Wann de Gefier e Katalysator huet, fléissen Ofgase vum Motor an de Schalldämpfer duerch d'Hunneg vum Substrat a reagéiere mat Edelmetaller. Als Resultat vun enger chemescher Reaktioun gi schiedlech Substanze neutraliséiert, an nëmmen harmlosem Auspuff, dee meeschtens Kuelendioxid ass, kënnt aus dem Ofgassystem an d'Ëmwelt.

Mir wëssen aus der Chemiecourse datt e Katalysator eng Substanz ass déi eng chemesch Reaktioun verursaacht oder beschleunegt ouni se ze beaflossen. Katalysatoren bedeelegen u Reaktiounen awer si weder Reaktanten nach Produkter vun enger katalytescher Reaktioun.

Et ginn zwou Etappen duerch déi schiedlech Gasen an engem Katalysator passéieren: Reduktioun an Oxidatioun. Wéi funktionnéiert et?

Wann d'Betribstemperatur vum Katalysator 500 bis 1200 Grad Fahrenheit oder 250-300 Grad Celsius erreecht, geschéien zwou Saachen: Reduktioun, an direkt duerno d'Oxidatiounsreaktioun. Dëst kléngt e bësse komplizéiert, awer et heescht tatsächlech datt d'Moleküle vun der Substanz verléieren a gläichzäiteg Elektronen gewannen, wat hir Struktur ännert.

Wéi funktionnéiert en Automotive Katalysator?

D'Reduktioun (Sauerstoffaufnahme) déi am Katalysator geschitt ass geziilt fir Stéckstoffoxid an en ëmweltfrëndlecht Gas ëmzewandelen.

Wéi funktionnéiert en Automotive Katalysator an der Erhuelungsphase?

Wann Nitrousoxid aus den Ofgasen vun engem Auto an de Katalysator erakënnt, fänken de Platin an de Rhodium dran un der Zersetzung vu Stickstoffoxidmolekülen ze handelen, a maachen de schiedleche Gas zu engem komplett harmlosen.

Wat geschitt während der Oxidatiounsstuf?

Déi zweet Stuf déi am Katalysator geschitt ass genannt Oxidatiounsreaktioun, an där onverbrannt Kuelewaasserstoffer a Kuelendioxid a Waasser ëmgewandelt ginn andeems se mam Sauerstoff vermëschen (Oxidatioun).

D'Reaktiounen déi am Katalysator stattfannen änneren d'chemesch Zesummesetzung vun den Ofgasen, a verännere d'Struktur vum Atom aus deem se gemaach ginn. Wa Moleküle vu schiedleche Gase vum Motor an de Katalysator passéieren, da brécht se se an Atomer of. D'Atomer, am Géigenzuch, rekombinéiere sech a Molekülle a relativ harmlos Substanze wéi Kuelendioxid, Stickstoff a Waasser, a ginn duerch den Ofgassystem an d'Ëmwelt verëffentlecht.

Wéi funktionnéiert en Automotive Katalysator?

D'Haaptzorte vu katalytesche Konverter, déi a Bensinmotore benotzt ginn, sinn zwee: Zwee-Wee an Dräi-Wee.

Bilateral

En duebelmauer (doppelseitegen) Katalysator mécht gläichzäiteg zwou Aufgaben: oxidéiert Kuelemonoxid op Kuelendioxid an oxidéiert Kuelewaasserstoffer (onverbrannt oder deelweis verbrannt Brennstoff) op Kuelendioxid a Waasser.

Dës Aart Autos-Katalysator gouf an Diesel- a Bensinsmotore benotzt fir schiedlech Emissioune vu Kuelewaasserstoffer a Kuelemonoxid bis 1981 ze reduzéieren, awer well en net Stickstoffoxide konnt ëmwandelen, gouf no 81 mat Dräierkatalysatoren ersat.

Dräi-Wee Redox Katalysator

Dës Zort Automotive Katalysator, wéi et sech erausstellt, gouf 1981 agefouert, an haut ass en op all modernen Autoen installéiert. Den Dräi-Wee Katalysator féiert dräi Aufgaben gläichzäiteg aus:

  • reduzéiert Stickstoffoxid op Stickstoff a Sauerstoff;
  • oxidéiert Kuelemonoxid op Kuelendioxid;
  • oxidéiert onverbrannt Kuelewaasserstoffer zu Kuelendioxid a Waasser.

Well dës Zort Katalysator souwuel d'Reduktiouns- an d'Oxidatiounsschrëtt vun der Katalyse ausféiert, mécht et seng Aufgab mat bis zu 98% Effizienz. Dëst bedeit datt wann Ären Auto mat sou engem Katalysator ausgestatt ass, et d'Ëmwelt net mat schiedlechen Emissiounen verschmotzt.

Zorte vu Katalysatoren an Dieselmotoren

Fir Dieselgefierer, bis viru kuerzem, war den Diesel Oxidation Catalyst (DOC) ee vun de meescht benotzte katalytesche Konverter. Dëse Katalysator benotzt Sauerstoff am Ofgasstroum fir Kuelemonoxid a Kuelendioxid a Kuelewaasserstoffer a Waasser a Kuelendioxid ëmzewandelen. Leider ass dës Zort Katalysator nëmmen 90% effizient a bréngt et fäerdeg Diesel Geroch z'eliminéieren a sichtbar Partikelen ze reduzéieren, awer ass net effektiv fir NO x Emissiounen ze reduzéieren.

Dieselmotoren emittéiere Gasen, déi relativ héich Partikelmaterial (Ruß) enthalen, déi haaptsächlech aus elementarem Kuelestoff besteet, mat deem DOC-Katalysatoren net eens ginn, dofir mussen d'Partikele mat sougenannte Partikelfilter (DPF) ewechgeholl ginn.

Wéi funktionnéiert en Automotive Katalysator?

Wéi ginn Katalysatoren erhalen?

Fir Probleemer mam Katalysator ze vermeiden, ass et wichteg ze wëssen datt:

  • Den duerchschnëttleche Katalysatorliewen ass ongeféier 160000 km. Nodeems Dir dës Distanz gemaach hutt, musst Dir den Transducer ersetzen.
  • Wann d'Gefier mat engem Katalysator equipéiert ass, sollt Dir kee Lead Brennstoff benotzen, well et d'Effizienz vum Katalysator reduzéiert. Déi eenzeg gëeegent Brennstoff an dësem Fall ass Bläilos.

Zweiflech sinn d'Virdeeler vun dësen Apparater fir d'Ëmwelt an eis Gesondheet enorm, awer zousätzlech zu hire Virdeeler hunn se och hir Nodeeler.

Ee vun hire gréissten Nodeeler ass datt se nëmme bei héijen Temperaturen schaffen. An anere Wierder, wann Dir Ären Auto start, mécht de Katalysator bal näischt fir den Ofgasemissiounen ze reduzéieren.

Et fänkt eréischt effizient un no der Ofgase op 250-300 Grad Celsius erhëtzt. Dofir hunn e puer Autosfabrikanten Schrëtt gemaach fir dëse Problem unzegoen andeems de Katalysator méi no beim Motor réckelt, wat engersäits d'Leeschtung vum Apparat verbessert awer seng Liewenszäit verkierzt well seng Noperschaft zum Motor et a ganz héijen Temperaturen aussetzt.

Wéi funktionnéiert en Automotive Katalysator?

An de leschte Joeren gouf decidéiert de Katalysator ënner dem Passagéierplaz op enger Distanz ze placéieren déi et erlaabt méi effizient ze bedreiwen ouni héich Motortemperaturen ausgesat ze sinn.

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.

Dëst si ganz kleng Nodeeler géint den Hannergrond vun de grousse Virdeeler déi mir kréien aus der Benotzung vun Automotive Katalysatoren. Dank dësen Apparater si schiedlech Emissiounen aus Autoe limitéiert.

Wéi funktionnéiert en Automotive Katalysator?

E puer Kritiker argumentéieren datt Kuelendioxid och eng schiedlech Emissioun ass. Si gleewen datt e Katalysator net an engem Auto gebraucht gëtt, well esou Emissiounen den Treibhauseffekt erhéijen. Tatsächlech, wann en Auto keen Katalysator huet a Kuelemonoxid an d'Loft emittéiert, wäert dësen Oxid selwer an der Atmosphär a Kuelendioxid ëmwandelen.

Wien huet de Katalysator erfonnt?

Och wa Katalysatoren eréischt an de spéiden 1970er Massen erschéngen, huet hir Geschicht vill méi fréi ugefaang.

De Papp vum Katalysator gëtt als de franséische Chemeschen Ingenieur Eugene Goudry ugesinn, deen 1954 seng Erfindung ënner dem Numm "Exhaust Catalytic Converter" patentéiert huet.

Virun dëser Erfindung huet de Goodry katalytesche Rëss erfonnt, an deem grouss komplex organesch Chemikalien a harmlos Produkter getrennt sinn. Dunn huet hie mat verschiddenen Zorte Brennstoff experimentéiert, säin Zil war et méi propper ze maachen.

Déi tatsächlech Notzung vu Katalysatoren an Autoe war an der Mëtt vun den 1970er Joren, wéi méi streng Emissiounsregelungsreglementer agefouert goufen, déi d'Blann aus dem Auspuff aus nidderegem Qualitéit Bensin ewechgeholl hunn.

Froen an Äntwerten:

Wéi d'Präsenz vun engem Katalysator op engem Auto ze kontrolléieren? Fir dëst ze maachen, kuckt just ënner dem Auto. Nieft dem Haaptschalldämpfer an dem klenge Schalldämpfer (de Resonator deen virun der Auspuffsystem sëtzt), ass de Katalysator eng aner Glühbir.

Wou ass de Katalysator am Auto? Zënter datt de Katalysator an héije Temperaturbedéngungen operéiere muss, ass et sou no wéi méiglech un der Auspuffmanifold läit. Et ass virun der resonator.

Wat ass e Katalysator an engem Auto? Dëst ass e Katalysator - eng zousätzlech Knollen am Auspuffsystem. Et ass mat Keramik gefüllt, d'Honeycomb vun deem ass mat Edelmetall bedeckt.

3 Kommentaren

  • Mark

    Merci fir sou en informativen an hëllefsbereeten Artikel! Vill Adel Metaller ginn a Katalysatoren fonnt. Dofir gouf et viru kuerzem vill Déifställ. Vill wëssen et net. A wann de Katalysator net gereinegt ka ginn, muss en ersat ginn. Dir kënnt den alen wierklech verkafen a Suen doraus kréien. Hei hunn ech Keefer fir mäi Katalysator fonnt

  • Kim

    Wéi wier et mat de Biller ze beschreiwen?
    Elo weess ech eigentlech, datt et och e Filter an den Auspuff ass - an Dir weisst och Fotoen dovun, mee wéi ass et mat Pfeiler a weisen an an eraus mat Pfeiler

Setzt e Commentaire