Трёхкомпонентный каталитический нейтрализатор

Трёхкомпонентный каталитический ней­трализатор устанавливается в системах ре­гулирования эмиссии вредных веществ с отработавшими газами как двигателей с впрыском топлива во впускной коллектор, так и двигателей с непосредственным впрыском бензина.

Назначение

В процессе сгорания топливовоздушной смеси в бензиновых ДВС образуются три основных токсичных компонента - углево­дороды СН, оксид углерода СО и оксиды азота NO_x. Трёхкомпонентный каталити­ческий нейтрализатор служит для преоб­разования этих вредных веществ в неток­сичные компоненты. Продуктами этого преобразования являются водяные пары (Н₂О), диоксид углерода (СО₂) и азот (N₂).

Принцип действия

Преобразование токсичных компонентов осуществляется в две стадии. Сначала про­исходит окисление оксида углерода и угле­водородов (таблица G, уравнения 1 и 2). Кислород, необходимый для процесса окисления, содержится в отработавших га­зах в виде остаточного кислорода по при­чине неполного сгорания или отбирается у оксидов азота, количество которых при этом уменьшается (G, уравнения 3 и 4). Концентрация вредных веществ в неочищен­ных отработавших газах есть функция коэф­фициента избытка воздуха А (рис. 2а). Для оксида углерода и углеводородов (СН) сте­пень преобразования неуклонно повышается по мере увеличения коэффициента избытка воздуха (рис. 2Ь). При А = 1 концентрация этих вредных веществ в неочищенных отра­ботавших газах очень мала, и при увеличении А (А > 1) остаётся на низком уровне. Преобразование оксидов азота (NO_x) в об­ласти богатой смеси (А < 1) является вполне допустимым. Самый низкий уровень со­держания NO_x имеет место при стехиометрическом составе смеси (А. = 1), но даже небольшое увеличение содержания кисло­рода в отработавших газах, вызванное работой при А > 1, препятствует снижению оксидов азота и вызывает резкий рост их концентрации в отработавших газах. Для того чтобы поддерживать максимально возможный высокий уровень преобразова­ния всех трёх токсичных компонентов в трёхкомпонентном каталитическом нейтра­лизаторе, они должны находиться в отрабо­тавших газах в химическом равновесии. Это означает, что состав топливовоздушной смеси должен быть стехиометрическим ), поэтому «окно» состава смеси, близ­кое к единице, является очень узким. Состав топливовоздушной смеси должен регулиро­ваться замкнутым контуром управления с кислородным датчиком (обратной связью).