ርዕሰ ጉዳዮች፡-
- አጠቃላይ
- የሶስት መንገድ / ኦክሳይድ ማነቃቂያ አሠራር
- የሥራ ሙቀቶች
- NOx ማነቃቂያ ክወና
- እርጅና እና መንስኤዎቹ
አጠቃላይ:
ካታሊስት የሚለው ስም በመጀመሪያ የመጣው ካታሊሲስ ከሚለው የግሪክ ቃል ነው (ትርጉሙም መፍረስ ማለት ነው። የአካባቢ መስፈርቶችን ለማሟላት ከ 1992 መጨረሻ ጀምሮ ማነቃቂያ አስፈላጊ ነበር. የጭስ ማውጫ ጋዞች ጎጂ የሆኑ ንጥረ ነገሮችን ይይዛሉ፡- CO (ካርቦን ሞኖክሳይድ)፣ NOx (ናይትሮጅን ኦክሳይድ) እና CH (ያልተቃጠለ ሃይድሮካርቦን)። እነዚህ ንጥረ ነገሮች (ኦክሳይድ) ወደ ጎጂ ያልሆኑ ነገሮች ናቸው. ስለዚህ የኦክስዲሽን ካታሊስት ስም.
በኬሚስትሪ ውስጥ፣ ካታላይስት ኬሚካላዊ ምላሽን የሚቀሰቅስ እና በራሱ ምንም ለውጥ ሳያደርግ የሚያፋጥነው ወይም የሚዘገይ ንጥረ ነገር ነው።
ባለሶስት መንገድ/oxidation catalyst ክወና፡-
ካታላይስት ማጣሪያ አይደለም፣ ነገር ግን እንደ ፕላቲኒየም፣ ሮድየም ወይም ፓላዲየም ያሉ ውድ ብረቶች የተጨመሩበት የመቀየሪያ አካል ሆኖ ሊታይ ይችላል። የጭስ ማውጫ ጋዞች ከእሱ ጋር ከተገናኙ በጣም ፈጣን የሆነ የኬሚካላዊ ምላሽ ይከሰታል. የጎጂ ጋዞች ሞለኪውሎች ተበላሽተው ከሌሎች ሞለኪውሎች ጋር ተያይዘው ጎጂ ያልሆነ ጋዝ ያስከትላሉ። ማነቃቂያው የጭስ ማውጫ ጋዞችን በ 90% ማጽዳት ይችላል. ነገር ግን, ይህ በከፍተኛ ፍጆታ እና ዝቅተኛ ኃይል ወጪ ነው. በጭስ ማውጫው ውስጥ የተወሰነ የአየር መከላከያ ስለሚፈጥር ነው.
በጭስ ማውጫ ውስጥ ያሉ ንጥረ ነገሮች;
- CO2: ካርቦን ዳይኦክሳይድ (በአካባቢ, በሰዎች እና በእንስሳት ላይ ከፍተኛ መጠን ያለው ጎጂ)
- CO፡ ካርቦን ሞኖክሳይድ (ያልተቃጠለ ጋዝ፣ ለጤናም ጎጂ ነው)
- CH: ሃይድሮካርቦኖች (ያልተቃጠሉ የቤንዚን ክፍሎች)
- O2: የኦክስጂን ክፍሎች (በቃጠሎ ውስጥ ያልተሳተፉ)
- NOx: ናይትሮጅን ውህድ (በጣም ከፍተኛ የቃጠሎ ሙቀት ውስጥ ብቻ ነው የተፈጠረው.
ማነቃቂያው 3 ጎጂ ክፍሎችን CO፣ HC እና NOx ወደ 3 ጉዳት የሌላቸው ክፍሎች፡ CO2፣ H2O እና N2 ይቀይራል። የሶስት መንገድ ማነቃቂያ ስምም የመጣው ከዚህ ነው።
ልወጣው እንዲካሄድ O2 እና CO ወደ ማነቃቂያው ለመጨመር የሞተር መርፌ ንድፍ መስተካከል አለበት። O2 ለመፍጠር ድብልቅው ዘንበል ያለ መሆን አለበት (ነዳጅ ያነሰ ፣ የበለጠ አየር)። CO ለመመስረት ድብልቁ የበለፀገ መሆን አለበት (ተጨማሪ ነዳጅ ፣ አነስተኛ አየር)። የኋለኛው ከዘንበል-ቅልቅል ሞተሮች ጋር አይደለም፣ከገጹ ወደ ታች የNOx catalyst ምዕራፍ ይመልከቱ።
ሁልጊዜ ትንሽ እና ትንሽ ነዳጅ ወደ ሲሊንደሮች ውስጥ በማስገባት, የበለጸገ እና ቀጭን ድብልቅ ሁልጊዜ ይፈጠራል. የ CO እና O2 ትርፍ በዚህ ምክንያት ያበቃል። በአነቃቂው ውስጥ, ፕላቲኒየም ከ CO እና HC ጋር ምላሽ ይሰጣል. ሮድየም የ NOx ቅነሳን ያረጋግጣል. ይህ በላምዳ ዳሳሽ ላይ በሚለካበት ጊዜ ተለዋዋጭ ቮልቴጅ ለምን እንደሚለካም ያብራራል። እዚያ ቮልቴጁ ከ 0,2 እስከ 0,8 ቮልት (ከድሆች ወደ ሀብታም, ወዘተ) ይለያያል የመኪናው ሞተር አስተዳደር ስርዓት (ኢ.ሲ.ዩ.) ይህንን በራሱ ይቆጣጠራል. ስለዚህ ምንም ነገር ማስተካከል አያስፈልግም.
| ጎጂ ንጥረ ነገር; | አክል ከ፡ | ውጤቶች በ፡ |
| CO+ | O2 = | CO2 |
| HC+ | O2 = | CO2 + H2O |
| NOx+ | CO = | N2 + CO2 |
ልወጣው እንዲካሄድ O2 እና CO ወደ ማነቃቂያው ለመጨመር የሞተር መርፌ ንድፍ መስተካከል አለበት። O2 ለመፍጠር ድብልቅው ዘንበል ያለ መሆን አለበት (ነዳጅ ያነሰ ፣ የበለጠ አየር)። CO ለመመስረት ድብልቁ የበለፀገ መሆን አለበት (ተጨማሪ ነዳጅ ፣ አነስተኛ አየር)። የኋለኛው ከዘንበል-ቅልቅል ሞተሮች ጋር አይደለም፣ከገጹ ወደ ታች የNOx catalyst ምዕራፍ ይመልከቱ።
ሁልጊዜ ትንሽ እና ትንሽ ነዳጅ ወደ ሲሊንደሮች ውስጥ በማስገባት, የበለጸገ እና ቀጭን ድብልቅ ሁልጊዜ ይፈጠራል. የ CO እና O2 ትርፍ በዚህ ምክንያት ያበቃል። በአነቃቂው ውስጥ, ፕላቲኒየም ከ CO እና HC ጋር ምላሽ ይሰጣል. ሮድየም የ NOx ቅነሳን ያረጋግጣል. ይህ ደግሞ ለምን ተለዋዋጭ ቮልቴጅ እንደሚለካ ያብራራል lambda ዳሳሽ እየተለካ ነው። እዚያ ቮልቴጁ ከ 0,2 እስከ 0,8 ቮልት (ከድሆች ወደ ሀብታም, ወዘተ) ይለያያል የመኪናው ሞተር አስተዳደር ስርዓት (ኢ.ሲ.ዩ.) ይህንን በራሱ ይቆጣጠራል. ስለዚህ ምንም ነገር መስተካከል የለበትም.
ከላይ ባለው ሠንጠረዥ ውስጥ የሚታየው ንጥረ ነገሮቹ በሙሉ ወደ CO2 ይቀየራሉ, ከሌሎች ነገሮች ጋር. CO2 አሁን ለአካባቢ አደገኛ እና ለአለም ሙቀት መጨመር ተጠያቂ የሆነ ንጥረ ነገር ሆኖ ይታያል. ይሁን እንጂ አንድ ሰው CO2ንም ያስወጣል. ይህ በዛፎች እና ተክሎች ወደ O2 (ኦክስጅን) ይመለሳል. በጣም ብዙ CO2 ጎጂ ውጤት አለው. ዛፎቹ እና እፅዋቱ በጥቂቱ ውስጥ ናቸው እና ሁሉንም ነገር ወደ O2 መለወጥ አይችሉም። ለማቃጠያ ሞተሮች, የ CO2 ይዘት በተቻለ መጠን ከፍተኛ መሆን አለበት. ይህ እብድ ይመስላል፣ ምክንያቱም ይህ በተቻለ መጠን ዝቅተኛ ሆኖ እንደሚቆይ ያስባሉ። ነገሩ እንደዚህ ነው; የ CO2 ይዘቱ ከፍ ባለ መጠን የ CO እና HC ያንሳል። CO እና HC ሲተነፍሱ በቀጥታ ለጤና ጎጂ ናቸው። የ CO2 ደረጃን ለመቀነስ ብቸኛው መንገድ ወደ ተለዋጭ ነዳጆች ፣ አነስተኛ (የበለጠ ኢኮኖሚያዊ) ተቀጣጣይ ሞተሮች እና ጸጥ ያለ ማሽከርከር ነው።
የሥራ ሙቀት;
የካታላይቱ ጠቃሚ ውጤት ከ 250 ዲግሪ ሙቀት ይጀምራል እና በ 450 ዲግሪዎች የሙቀት መጠን ከፍተኛ ነው. ሞተሩን ከጀመሩ በኋላ, የማጥራት ውጤቱ ከመጀመሩ በፊት ትንሽ ጊዜ ይወስዳል. የካታሊቲክ መቀየሪያው በተቻለ ፍጥነት ወደ የጭስ ማውጫው ውስጥ በተቻለ መጠን በቅርብ ይጫናል, ምክንያቱም በፍጥነት ወደ ሥራው የሙቀት መጠን ይደርሳል. ከ 800 እስከ 1000 ዲግሪዎች መካከል የሚወጣው የጋዝ ሙቀቶች ፈጣን የሙቀት እርጅናን ያረጋግጣሉ, ይህም የህይወት ዘመንን ያሳጥራል እና ስለዚህ ንቁውን የንጣፍ ቦታን ይቀንሳል.
ከቀዝቃዛው ጅምር በኋላ ማነቃቂያው በፍጥነት ወደ ሙቀት መድረሱን የሚያረጋግጥ የማሞቂያ ኤለመንት ያላቸው የካታሊቲክ መለወጫዎች አሉ። ይህ ሞተሩ ከተበራ በኋላ እንኳን በፍጥነት ማስተካከል ይችላል, ይህም የበለጠ ንጹህ የጭስ ማውጫ ጋዞችን ያስከትላል
ከቀዝቃዛው ጅምር በኋላ ቀስቃሽውን በተቻለ ፍጥነት ለማሞቅ ሀ ሁለተኛ የአየር ፓምፕ.
NOx ማነቃቂያ ተግባር፡-
ቀደም ሲል NOx በጭስ ማውጫው ውስጥ ተጨማሪ CO በማግኘት በአነቃቂው ሊቀንስ እንደሚችል ተብራርቷል። ይህ የሚቻለው ድብልቁን የበለፀገ እንዲሆን ብቻ ነው. በቮልስዋገን (ኤፍኤስአይ) እና ቢኤምደብሊው (Efficient Dynamics) ዘንበል ባለ ድብልቅ ሞተሮች ውስጥ፣ ሞተሮች ሁል ጊዜ ከአየር ትርፍ ጋር በከፊል ጭነት እና በዝቅተኛ ፍጥነት (ማለትም ዘንበል እና በጭራሽ ሀብታም) ላይ ይሰራሉ። በተለመደው የሶስት መንገድ ካታላይት ስለዚህ NOx ወደ N2 + CO2 መቀየር አይቻልም. NOx ን ከጭስ ማውጫ ጋዞች ለማስወገድ ልዩ የባሪየም ክፍል ያለው ልዩ NOx (ማከማቻ) ማነቃቂያ ያስፈልጋል. ከባሪየም አካል በተጨማሪ, ይህ ማነቃቂያ እንደ ፕላቲኒየም እና ሮድየም የመሳሰሉ ውድ ብረቶች አሉት.
ባለ ሶስት አቅጣጫ ጠቋሚው የ CO እና HC እሴቶችን ወደ CO2 እና H2O ይለውጣል ቀደም ሲል እንደተገለፀው። NOx የሚለወጠው በNOx catalyst ነው። እሴቶቹን በቋሚነት ለመቆጣጠር ተጨማሪ የሙቀት ዳሳሾች እና NOx ሴንሰር ያስፈልጋሉ።
ከታች ያለው ምስል በVW፣ BMW (እና ተጨማሪ እና ሌሎች ብራንዶች) ጥቅም ላይ እንደዋለ የጭስ ማውጫ ስርዓት ያሳያል።
በዚህ ማነቃቂያ ውስጥ የ NOx ጋዞች በቀዝቃዛ ሁኔታ ውስጥ ይከማቻሉ. ሌሎች የጭስ ማውጫ ጋዞች በጭስ ማውጫው ውስጥ መንገዳቸውን ሊቀጥሉ ይችላሉ. በኦክስጅን የበለጸገው ጊዜ ውስጥ, የ NOx ጋዞች በባሪየም ክፍል ውስጥ ይከማቻሉ. NOx ይከማቻል (ልክ ጥቀርሻ በተጣራ ማጣሪያ ውስጥ እንደሚከማች)። ከጊዜ በኋላ ማነቃቂያው ይሞላል. ያ በNOx የተሞላበት ቅጽበት ነው። ከዚያ በኋላ ማነቃቂያው እንደገና መፈጠር አለበት። የ NOx ሴንሰሩ ይህንን ይገነዘባል እና ምልክት ወደ ECU ይልካል። በዚህ ጊዜ ድብልቅው የበለፀገ ነው, በተለይም የ NOx ካታላይትን እንደገና ለማዳበር. ይህ የሚሆነው የ NOx ካታሊስት የሙቀት መጠን 800 ዲግሪ ሲደርስ ብቻ ነው (ይህ በሙቀት ዳሳሽ የተመዘገበ እና ወደ ሞተሩ መቆጣጠሪያ ክፍል ይተላለፋል)። ጊዜያዊ ማበልጸግ ተጨማሪ CO ይለቃል። በዚህ CO እርዳታ ወደ N2 + CO2 መቀየር በፕላቲኒየም እና በሮዲየም አካላት በኩል ሊከናወን ይችላል. እንደገና ከታደሰ በኋላ ሞተሩ እንደገና ዘንበል ያለ ድብልቅ ላይ ይሠራል ።
በዚህ ስርዓት ውስጥ ብልሽቶችም ሊከሰቱ ይችላሉ. መኪናው ለአጭር ርቀቶች ብቻ የሚነዳ ከሆነ (ይህም ለጠቅላላው መኪና መጥፎ ነው) የ NOx ማነቃቂያው ወደ ሥራው የሙቀት መጠን መድረስ አይችልም። ልክ እንደሞላ (እንደሞላ) መታደስ አለበት። የሙቀት ዳሳሹ በጣም ዝቅተኛ የሆነውን የሙቀት መጠን ለመለካት ከቀጠለ ብቻ ECU ድብልቁን በጭራሽ አያበለጽግምም። ማነቃቂያው በሚሠራበት የሙቀት መጠን ላይ ካልሆነ የፕላቲኒየም እና የሮዲየም ክፍሎች መለወጥን ሊያስከትሉ አይችሉም። በዚህ ጊዜ የሞተሩ ብልሽት መብራት ይነሳል እና መኪናው ሲቃኝ ምክንያቱ ይገለጣል. ካታሊስት በሙከራ ካቢኔ ወይም በፈጣን የፍተሻ ድራይቭ እርዳታ እንደገና ይታደሳል። ስለዚህ አልፎ አልፎ ረጅም ርቀት (ለምሳሌ 50 ኪሜ ወይም ከዚያ በላይ በሀይዌይ ላይ) እና በተለይም በከፍተኛ ፍጥነት መወጠር ጥሩ ነው. ካታሊስት በቀላሉ ወደ ሥራው የሙቀት መጠን ይደርሳል.
በአሁኑ ጊዜ የናፍታ ሞተሮች ይጠቀማሉ SCR (የተመረጠ የካታሊቲክ ቅነሳ) ቀስቃሽ ተተግብሯል. ይህ SCR ማነቃቂያ NOxንም ያከማቻል፣ ግን አንድም አለ። የAdBlue የመጠን ስርዓት ታክሏል.
እርጅና እና መንስኤዎቹ:
- ቤንዚን፡- ባለ ሶስት አቅጣጫ ያለው ካታሊቲክ መቀየሪያ ሊሰራ የሚችለው እርሳስ ከሌለው ቤንዚን ጋር ብቻ ነው። የእርሳስ ቤንዚን ነዳጅ ከተቀላቀለ, በቀጭኑ ንብርብር ውስጥ ባለው ውድ ብረት ላይ ተጣብቋል, ይህም ከጭስ ማውጫ ጋዞች ጋር ያለውን ግንኙነት ይቀንሳል እና ከጥቂት ጊዜ በኋላ የማይቻል ያደርገዋል. ከዚህ በኋላ ኬሚካላዊ ምላሽ ሊከሰት አይችልም. ማነቃቂያው አሁን ከስራ ውጭ ስለሆነ መተካት አለበት። በጣም ውድ ጉዳይ ነው። የተወሰነ የማንኳኳት ገደብ ላይ ለመድረስ የሚመራ ቤንዚን ተጨምሯል። በዘመናችን የማንኳኳት ዳሳሾች ጥቅም ላይ ስለሚውሉ እርሳስ ከነዳጅ ተወግዷል።
- ዘይትም በውስጠኛው ክፍል ላይ ጎጂ ውጤት አለው. ብዙ የዘይት መፍሰስ ካለ፣ ለምሳሌ የፒስተን ቀለበቶች፣ የቫልቭ መመሪያዎች ወይም ቱርቦ፣ ብዙ ዘይት ወደ ካታሊቲክ መቀየሪያ ውስጥ ሊገባ ይችላል። ዘይቱ ከከበረው ብረት ጋር ተጣብቆ እንዲቆይ ያደርገዋል, ከዚያም ውጤታማነቱን ያጣል.
- አጭር ርቀቶችን ማሽከርከር፡- ብዙ አጭር ርቀቶችን በማሽከርከር፣ ማነቃቂያው በጣም አልፎ አልፎ ወይም መቼም ቢሆን የስራውን ሙቀት ላይ አይደርስም። ያልተቃጠለው የ HC (ቤንዚን) ቅሪቶች ከሴራሚክ ንጣፍ ጋር ተጣብቀዋል. ለረጅም ርቀት ከተነዳ, እነዚህ የ HC ቀሪዎች አሁንም ይቃጠላሉ. ለአጭር ርቀት መንዳት ከቀጠሉ፣ እነዚህ የኤች.ሲ.ሲ ቅሪቶች ከውስጥ ጋር ይጣበቃሉ፣ ይህም ቀስቃሽ በጊዜ ሂደት ውጤታማነቱን ያጣል።
የሁለተኛው ላምዳ ዳሳሽ (የዝላይ ዳሳሽ) ብዙውን ጊዜ ማነቃቂያው ጋዞቹን በትክክል እንደለወጠው ይለካል። ማነቃቂያው እድሜው ከገፋ ወይም ውስጡ ጉድለት ያለበት ከሆነ ይህ ሁለተኛ ላምዳ ዳሳሽ ይህንን ይለካል. ከዚያ በኋላ የስህተት መብራት በዳሽቦርዱ ላይ ይበራል። ከዚያም ማነቃቂያውን መተካት አስፈላጊ ነው. ስለ ላምዳ ዳሳሽ ተጨማሪ መረጃ በገጹ ላይ ይገኛል። Lambda ዳሳሽ.
