Home » Діагностика » Розрахунок каталітичного нейтралізатора двигуна

Розрахунок каталітичного нейтралізатора двигуна

Розрахунок каталітичного нейтралізатора двигуна зводиться до визначення необхідної кількості каталітичних елементів, тобто до визначення обсягу його реактора і визначення кількості повітря, необхідного для окислення продуктів неповного згоряння.

Об’єм реактора нейтралізатора визначається кількістю проходять через нього ОГ двигуна і активністю каталітичних елементів, яка визначається об’ємною швидкістю газу, що проходить через каталізатор. Кількість викидаються ОГ прямо пропорційно потужності двигуна, питомій витраті палива і коефіцієнту надлишку повітря. Обсяг каталітичних елементів (реактора) Ц (л) визначають за формулою:
1/до = 1000Qor/Wr, Wr – об’ємна швидкість, год-1.

Вибір об’ємної швидкості залежить від хімічної активності каталізатора, форми і розмірів каталітичних елементів і від складу ОГ. Для нейтралізаторів бензинових ДВЗ об’ємна швидкість алюмоплатиновых каталітичних елементів приймається рівною 100 000 год-1. Шляхом регулювання температури в реакційній камері можна підтримувати оптимальний температурний діапазон. Ступінь перетворення залежить від реакційно-кінетичних властивостей використовуваного каталізатора. На початку каталізатора температура реакції буде відповідати температурі ОГ, а у його кінця дещо збільшиться.

Якщо температура на початку каталізатора занадто низька, то її можна підвищити, встановивши в системі теплообмінник. Перед виходом в атмосферу ОГ, нагріті за рахунок теплоти згоряння до більш високої температури, віддають своє тепло ще не спаленим ОГ. При експлуатації температура в нейтрализаторе становить 400-600°С, для чого нейтралізатор розташовують поблизу випускного клапана.

Найбільше поширення отримали нейтралізатори з платинородиевыми каталізаторами з питомим вмістом дорогоцінних металів 1,4 г/л при відносно платини (Pt) до родию (Rh) 5:1. У середньому автомобільний нейтралізатор об’ємом 1,5 л містить 1,8 г платини і 0,36 г родію. З середини 1990-х років поряд з платиною стали застосовувати паладій Pd, що володіє високою ефективністю на режимах прогрівання холодного двигуна, стійкістю до високих температур.

Каталізатори, використовувані для прискорення реакції окиснення СО та СтНп, зазвичай містять 1-2 г платини і паладію. Каталітичне перетворення СО при температурі вище 400°С може досягати 95-99%. Вуглеводи поділяють на швидко і поволі згоряють. До останніх слід віднести граничні СтНп з малою молекулярною масою і в першу чергу метан. Якщо швидко згоряють CmHn окислюються до 95%, то метанові СтНп окислюються приблизно до 10-70%. Окислення повільно згорають CmHn досягається за рахунок дії платини. Що ж стосується паладію, то він особливо активний при окисленні СО і швидко згорають CmHn. Якщо на виході з нейтралізатора кількість СтНп велике, то можна збільшити Озаж, що підвищує в ньому температуру і зменшує викид СтНп.

Блок-носій каталітичного нейтралізатора виготовляють з кераміки стільникової структури, гофрованої фольги з нержавіючої сталі товщиною 0,03-0,04 мм або у вигляді гранул з оксиду алюмінію, які укладаються в металевий циліндр, закритий з торців сітками. Щоб забезпечити необхідний масоперенос між ОГ і каталітичної поверхнею, її площа збільшують шляхом нанесення на неї гамма-оксиду алюмінію (з пористою структурою), що містить каталітичний матеріал.

Розрахунок каталітичного нейтралізатора двигуна