Расчет каталитического нейтрализатора двигателя

Расчет каталитического нейтрализатора двигателя сводится к определению необходимого количества каталитических элементов, т.е. к определению объема его реактора и определению количества воздуха, необходимого для окисления продуктов неполного сгорания.

Объем реактора нейтрализатора определяется количеством проходящих через него ОГ двигателя и активностью каталитических элементов, которая определяется объемной скоростью газа, проходящей через катализатор. Количество выбрасываемых ОГ прямо пропорционально мощности двигателя, удельному расходу топлива и коэффициенту избытка воздуха. Объем каталитических элементов (реактора) Ц (в л) определяют по формуле:
1/к = 1000Qor/Wr, Wr - объемная скорость, ч-1.

Выбор объемной скорости зависит от химической активности катализатора, формы и размеров каталитических элементов и от состава ОГ. Для нейтрализаторов бензиновых ДВС объемная скорость алюмоплатиновых каталитических элементов принимается равной 100 000 ч-1. Путем регулирования температуры в реакционной камере можно поддерживать оптимальный температурный диапазон. Степень превращения зависит от реакционно-кинетических свойств используемого катализатора. В начале катализатора температура реакции будет соответствовать температуре ОГ, а у его конца несколько увеличится.

Если температура в начале катализатора слишком низка, то ее можно повысить, установив в системе теплообменник. Перед выходом в атмосферу ОГ, нагретые за счет теплоты сгорания до более высокой температуры, отдают свое тепло еще не сожженным ОГ. При эксплуатации температура в нейтрализаторе составляет 400-600°С, для чего нейтрализатор располагают вблизи выпускного клапана.

Наибольшее распространение получили нейтрализаторы с платинородиевыми катализаторами с удельным содержанием драгоценных металлов 1,4 г/л при отношении платины (Pt) к родию (Rh) 5:1. В среднем автомобильный нейтрализатор объемом 1,5 л содержит 1,8 г платины и 0,36 г родия. С середины 1990-х годов наряду с платиной стали применять палладий Pd, обладающий высокой эффективностью на режимах прогрева холодного двигателя, стойкостью к высоким температурам.

Катализаторы, используемые для ускорения реакции окисления СО и СтНn, обычно содержат 1-2 г платины и палладия. Каталитическое превращение СО при температуре выше 400°С может достигать 95-99%. Углеводороды разделяют на быстро и медленно сгорающие. К последним следует отнести предельные СтНn с малой молекулярной массой и в первую очередь метан. Если быстро сгорающие CmHn окисляются до 95%, то метановые СтНn окисляются приблизительно до 10-70%. Окисление медленно сгорающих CmHn достигается за счет действия платины. Что же касается палладия, то он особенно активен при окислении СО и быстро сгорающих CmHn. Если на выходе из нейтрализатора количество СтНn велико, то можно увеличить Озаж, что повышает в нем температуру и уменьшает выброс СтНn.

Блок-носитель каталитического нейтрализатора изготавливают из керамики сотовой структуры, гофрированной фольги из нержавеющей стали толщиной 0,03-0,04 мм или в виде гранул из оксида алюминия, которые укладываются в металлический цилиндр, закрытый по торцам сетками. Чтобы обеспечить необходимый массоперенос между ОГ и каталитической поверхностью, ее площадь увеличивают путем нанесения на нее гамма-оксида алюминия (с пористой структурой), содержащего каталитический материал.

Похожие объявления / новости

КАТЕГОРИИ

КАТАЛОГ АВТОПРОДАЖА

АВТОСПОРТ

Автомобили — участники ралли — были первыми реальными машинами
Крепкая ассоциация автомобиля с городом и чиновничеством сохранялась десятки лет после 1930-х гг. и, возможно, дольше. Корреспонденты освещавшие автоп ...
Инциденты в автопробеге
Аварии и сход с дистанции нескольких автомобилей сопровождали каждый автопробег, и этот не стал исключением. Экстраординарным событием явилась смерть ...
Цель Всероссийского экспериментального автопробега
Показать легковые автомобили, грузовики, мотоциклы там, где их раньше никогда не видели, составляло одну из целей Всероссийского экспериментального ав ...
Борис Удольский чемпион, опытный водитель
Борис Удольский чемпион, опытный водитель многое знал об истории автомобилизма. Его биография, опубликованная в 1937 г. была, по его словам, неразрывн ...