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Convertisseur catalytique
Section d'un convertisseur catalytique pour les véhicules typiquement urbain

en génie mécanique la Convertisseur catalytique, connu sous le nom Convertisseur catalytique, Il est un dispositif catalyseur monté sur 'échappement un Moteur à combustion interne, qui fonctionne de préférence entre 180 et 380 ° C[1].

introduction

Cet élément sert une explosion des émissions nocives des gaz d'échappement du moteur, ce qui favorise l'oxydation complète et la réduction des gaz d'échappement, aussi elle contribue en même temps que la silencieux pour réduire le bruit d'échappement.

Cet abattement est de promouvoir, par le biais d'une éponge de matériau catalytique, la conversion de des hydrocarbures imbrûlé (CnHm), Le oxydes d'azote (NO) et le monoxyde de carbone (CO) dans le dioxyde de carbone (CO2) eau (H2O) et azote (N2).

Le convertisseur catalytique

construction

L'élément actif de l'épuration des gaz d'échappement émis par un moteur à combustion interne (puissance: diesel, gaz naturel, propane, biogaz, essence, biodiesel, huile végétale) Il est constitué par un corps muni des centaines de petits canaux, ou dans le passé par des billes de céramique, qui permettent le passage de gaz d'échappement à travers les interstices; ce corps peut être réalisé en métal ou en céramique.

En plus de cela, il est déposé une couche d'adhérence et est ensuite déposé par imprégnation et la cuisson ultérieure du métal noble (platine, palladium, rhodium), En quantité bien définie.

dimensionnement

Convertisseur catalytique (mieux définir comme purificateur catalytique) doit être dimensionné avec les paramètres suivants:

  • Puissance du moteur,
  • débit de gaz,
  • Température du gaz,
  • carburant,
  • Type de pouvoir,
  • Les polluants à abattre (CO, HC, NOx)[2],
  • Niveau de polluants,
  • Niveau à atteindre après le catalyseur,
  • Pression maximale admissible.

type

En général, il prend des formes différentes selon le type de véhicule:

  • le catalyseur (Pot catalytique compact), ceci est rien de plus qu'un corps cylindrique pour être inséré le long du drain, à l'entrée du silencieux, sans altérer la structure et la forme du système d'échappement.
  • Convertisseur catalytique, Il est un organisme de taille similaire au silencieux, mais de plus petites dimensions et positionné entre le collecteur d'échappement et le silencieux.

Les types de convertisseurs

Convertisseur catalytique peut être oxydante, réductrice ou trivalent.

  • réduire (dit une façon car il agit sur le principal polluant): utilisé pour moteurs diesel, basé rhodium (Rh), capable de réduire les oxydes d'azote (NOx) En oxygène et en azote.
  • Antioxydant (dit À double sens car il agit sur les deux principaux polluants): utilisé pour moteurs à allumage commandé, basé platine et / ou palladium, capable d'oxyder le monoxyde de carbone (CO) et d'hydrocarbures imbrûlés (HxCx); dans certains milieux, ne recourant pas à la sonde lambda, aussi il faut un circuit qui introduit de l'air avant que le convertisseur catalytique, de manière à permettre une deuxième combustion dans le catalyseur, en obtenant les mêmes résultats que les systèmes de sondes lambda, mais a généralement une consommation de carburant.
  • trivalent ou Oxydantes et réducteur (dit trois voies car elle agit sur les trois principaux polluants); caractérisé par une réduction de premier catalyseur et un second catalyseur d'oxydation, il est employé dans les moteurs essence et avec les gaz de combustion stoechiométrique et équipé d'une régulation lambda diffère à son tour en deux types
    • le catalyseur cycle ouvert
      dans les appareils où vous utilisez le 'oxyde de cérium (CeO2), Qui stocke l'excès d'oxygène dans les gaz d'échappement à l'état de mélange pauvre et est ensuite libéré au cours des phases riches en mélange, a une efficacité non-constante en fonction de la vitesse du moteur. L'oxygène est essentiel pour le second catalyseur d'oxydation, afin d'oxyder le CO et les hydrocarbures imbrûlés et les transformer en éléments moins polluants, à la place d'autres systèmes adoptent un circuit d'air secondaire, pour la purification ci.
    • Le convertisseur catalytique boucle fermée
      Il est en mesure d'optimiser les remerciements de conversion à sonde lambda, que l'envoi de la détection de O2 à une unité de commande électronique, ce qui permet de faire varier la quantité de essence introduit dans la chambre de combustion, de manière à amener le rapport de mélange (kg d'air / kg de carburant) dans la plage de rendement optimal du catalyseur ou mieux connu comme lambda 1.

Un catalyseur d'oxydation peut également être utilisé dans des applications spéciales telles que la réduction de l'odeur de torréfaction de café ou d'oxydation d'hydrocarbures dans le traitement des sols pollués.

La sonde lambda

icône Loupe mgx2.svg Le même sujet en détail: sonde lambda.
Convertisseur catalytique
un sonde lambda

la sonde lambda Il est nécessaire de savoir si le gaz d'échappement de la présente de carburant non brûlé ou sont dans un excès d'oxygène, afin de maintenir le rapport de mélange (kg d'air / kg de carburant) dans la plage de rendement optimal du catalyseur mieux connu sous le lambda 1 (dosage stoechiométrique).

Les types courants de sonde lambda ne sont pas mutuellement compatibles.

La sonde lambda double

L'utilisation d'une sonde lambda double permet d'avoir une image plus précise sur le fonctionnement du moteur et sa correction plus rapide. Ce système a été introduit par la directive 98/69 CEE (à partir des approbations 01/01/2000) pour le suivi de l'efficacité du catalyseur; les deux sondes sont montées respectivement en amont et en aval du dispositif.

La sonde lambda envoie un signal à double étage (présence ou absence d'oxygène): avec l'utilisation d'un seul détecteur, l'unité de commande (ECU) doit constamment travailler sur la correction des valeurs d'injection et d'allumage. L'utilisation de deux sondes permet d'avoir un échantillonnage plus véridique et d'augmenter la durée du système, étant donné que les capteurs avec le vieillissement ont tendance à varier leur sensibilité. De cette façon, il est possible d'avoir un fonctionnement plus régulier du moteur, avec des ajustements plus progressifs, précis, espacés les uns des autres dans le temps. La présence de la sonde aval permet également de recevoir un indice de l'efficacité du catalyseur: jusqu'à ce que les sondes détectent des valeurs différentes, l'unité de commande est conscient du fait que le catalyseur parvient à influencer la réaction chimique du gaz d'échappement. Au contraire, quand les valeurs en amont et en aval du catalyseur sont identiques, cela signifie que son efficacité est épuisé, et il est donc possible de signaler le problème au moyen d'un témoin lumineux.

le moteur

Le moteur, afin de pouvoir utiliser cet élément, sans déterminer les dommages et sans perdre trop ses performances, doit avoir certaines précautions:

  • Il faut utiliser une intersection de valves légèrement supérieures, ainsi que l'avance à l'ouverture des soupapes d'échappement, étant donné que le matériau de support de catalyseur, en raison de ses caractéristiques dimensionnelles, introduit un chute de pression qui ralentit l'échappement des gaz d'échappement.
  • Avoir un contrôle détaillé et précis de la combustion, avec l'utilisation de unité de commande de manière à être en mesure d'ajuster (grâce à l'utilisation de la sonde lambda) est le rapport stoechiométrique pour éviter d'endommager le pot catalytique avec le combustible non brûlé (qui peut élever excessivement la température), le calage de l'allumage, de manière à assurer toujours une combustion optimale et complète dans les cylindres.

notes

Articles connexes

  • sonde lambda
  • filtre à particules

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liens externes

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