С приемането на закони за чистота на въздуха производителите на автомобили са изправени пред задачата за значително намаляване на емисиите. Катализаторът играе голяма роля в постигането на тези стандарти от производителите. Как се е променил дизайнът през годините с прехода от двупътния към модерните трипътни конвертори, които се използват днес.

ДВУПЪТЕН КАТАЛИТИЧЕН КОНВЕРТОР

• Позволява окисляване на CO (въглероден оксид) до по-малко вреден CO2 (въглероден диоксид)
• Позволява окисляване на НС (неизгорели въглеводороди) до CO2 (въглероден диоксид) и H2O (вода)

В тази конструкция, изгорелите газове преминават през питата, съдържаща благородни метали платина и паладий, които позволяват химическата реакция да настъпи. Повишава се температурата на отработените газове в процеса на преобразуване.

Поради интензивната топлина, създадена от този процес, отработените газове, напускащи конвертора, трябва да са по-топли, отколкото постъпващите в конвертора. Това също обяснява защо са необходими топлинни щитове.

Двупосочните преобразуватели работят сравнително ефективно със бедна горивна смес. Неефективността при контролиране на NOx (азотни оксиди) доведе до въвеждането на трипътни преобразуватели.

ТРИПЪТЕН ВЪЗДУШЕН КАТАЛИЗАТОР

• Позволява намаляване на NOx (азотни оксиди) до N2 (азот) и O2 (кислород)
• Позволява окисляване на CO (въглероден оксид) до по-малко вреден CO2 (въглероден диоксид)
• Позволява окисляване на НС (неизгорели въглеводороди) до CO2 (въглероден диоксид) и H2O (вода)

Трипътните въздушни катализатори са използвани в емисионните системи на автомобилите в края на 70-те и началото на 80-те години.

Вътре в този конвертор има два субстрата. Предната част, покрита с родий, се използва за намаляване на емисиите на NOx в прости N2 и O2. Този процес е най-ефективен, когато присъства малко O2 (богата смес). Затова е разположен в началото на изпускателната тръба.

Тъй като богата смес е с високо съдържание на HC и CO, въздушната помпа и тръба доставят допълнително O2 към тази смес, преди да влезе във втория субстрат.

Вторият субстрат, покрит с благородните метали паладий и платина, позволява окисляване на HC и CO до по-малко вредни емисии CO2 и H2O.

Тази система не беше много ефективна и беше премахната в началото на 80-те години, когато беше въведен трипътния конвертор.

ТРИПЪТЕН КАТАЛИТИЧЕН КОНВЕРТОР

• Позволява намаляване на NOx (азотни оксиди) до N2 (азот) и O2 (кислород)
• Позволява окисляване на CO (въглероден оксид) до по-малко вреден CO2 (въглероден диоксид)
• Позволява окисляване на НС (неизгорели въглеводороди) до CO2 (въглероден диоксид) и H2O (вода)

Трипосочните преобразуватели са използвани в системите за контрол на емисиите от превозни средства в Северна Америка – и в много други страни – от 1981 г. насам.

Тази система използва един или повече O2 сензори за колебанията на горивната смес между бедна и богата. Това колебание, комбинирано със съхранението и освобождаването на O2 върху повърхността на катализатора, позволява оптимално намаляване на всичките три емисии.

Трипътните преобразуватели се използват заедно с диагностичните системи OBDII на съвременните превозни средства. Тази система предупреждава водача, когато преобразувателят не работи при максимална ефективност.

Източник: Walker