Catalytic converter – Bộ lọc khí thải trên xe ô tô: Nguyên lý và cấu tạo

Bạn có biết bộ chuyển đổi xúc tác – lọc khí thải trên ô tô không? Bộ lọc khí thải xúc tác dùng để làm gì, được sản xuất như thế nào và hoạt động ra sao? hãy cùng tìm hiểu với vatc center ngay bên dưới:

Ngày nay, ô tô đang dần trở thành phương tiện di chuyển chính của người dân trên toàn thế giới do sự tiện nghi mà nó mang lại. tuy nhiên, với sự tiện nghi như vậy, mỗi chiếc xe sẽ thải ra môi trường một lượng khí đáng kể, gây ô nhiễm môi trường.

Để hạn chế điều này, các nhà sản xuất ô tô đã nghiên cứu và tạo ra bộ chuyển đổi xúc tác (lọc khí thải) để giảm thiểu tình trạng này.

Bạn đang xem: Catalytic là gì

Catalytic converter là gì?

Bộ chuyển đổi xúc tác hay còn gọi là bộ lọc khí thải, là bộ phận cực kỳ quan trọng trong việc giảm lượng khí thải độc hại ra môi trường và đây là hệ thống được trang bị thêm cho hầu hết các mẫu ô tô hiện đại ngày nay.

>

1. cấu trúc của buồng xúc tác

   Bộ lọc khí thải có cấu tạo gồm 3 lớp cơ bản, đó là: lớp xúc tác thứ nhất (chất xúc tác khử), lớp chất xúc tác oxy hóa (chất xúc tác quá trình oxy hóa), và hệ thống điều khiển lưu lượng khí thải.

   

   #Lớp xúc tác đầu tiên (the Reduction Catalyst):

   Đây là lớp lọc đầu tiên của bộ trung hòa khí thải. Đặc biệt, nó sử dụng bạch kim và rhodium để giảm lượng khí NOx. Nếu phân tử bão hòa hoặc NO2 tiếp xúc với lớp xúc tác, các nguyên tử nitơ sẽ tách ra khỏi phân tử và bám vào bề mặt của lớp xúc tác. khi đó các nguyên tử nitơ sẽ kết hợp với nhau để tạo thành n2 (2no => n2 + o2 hoặc 2no2 => n2 + 2o2).

   # chất xúc tác oxy hóa:

   đây là bộ lọc thứ hai, nó giúp giảm lượng hydrocacbon và carbon monoxide bằng cách đốt cháy (oxy hóa) chúng nhờ platin và paladi. lớp thứ hai này có thể co lại và hydrocacbon phản ứng với oxy còn lại trong khí thải (2co + o2 = & gt; 2co2). Đồng thời, lớp này còn đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc chuyển hóa các khí độc hại thành oxy. Ngoài ra, lượng oxy này cũng được máy tính kiểm soát.

   # hệ thống kiểm soát luồng khí:

   Xem thêm: Bài 1: Châu Âu có thể sống mà không cần khí đốt Nga? – Nhịp sống kinh tế Việt Nam & Thế giới

   Hệ thống sử dụng thông tin này để thực hiện các điều chỉnh đối với hệ thống phun nhiên liệu. đặc trưng, ​​có một cảm biến không khí được gắn giữa bộ trung hòa khí và động cơ (gần động cơ hơn). cảm biến này sẽ thông báo cho hệ thống về lượng không khí còn lại trong ống xả.

   Ngoài ra, máy tính có thể tăng hoặc giảm lượng oxy trong khí thải bằng cách điều chỉnh tỷ lệ hỗn hợp xăng và nhiên liệu. với sơ đồ điều khiển cho phép máy tính đảm bảo rằng tỷ lệ hỗn hợp nhiên liệu không khí của động cơ gần với mức tối ưu. Ngoài ra, nó cũng đảm bảo rằng có đủ oxy trong khí thải để cho phép xúc tác oxy hóa và đốt cháy hydrocacbon dư thừa và co lại sau khi nổ động cơ.

   # hạn chế #neutralizer?

   Bộ trung hòa khí có tác dụng rất lớn trong việc giảm thiểu ô nhiễm môi trường, trên thực tế hiệu quả của nó còn có thể cao hơn nữa. tuy nhiên, hệ thống này có nhược điểm lớn là nó chỉ hoạt động ở một nhiệt độ nhất định. Nếu bạn khởi động xe sau một đêm lạnh giá, điều hòa sẽ gần như ngừng hoạt động.

   Giải pháp đơn giản trong trường hợp này là lắp đặt nó gần động cơ. tức là nó sẽ mang các khí thải đến máy lạnh nhanh hơn. tuy nhiên, điều này sẽ làm giảm tuổi thọ của bộ chuyển đổi xúc tác. tác động của sốc nhiệt (giống như khi chúng ta đổ nước nóng vào ly) sẽ ảnh hưởng đến chất liệu gốm sứ.

   Vật liệu này cũng gây khó khăn vì không thể làm mỏng lớp bề mặt tiếp xúc với khí thải và đặc biệt nó còn cản trở luồng khí thải. do đó, để thay thế lớp gốm, các nhà sản xuất ngày nay đã tạo ra các bộ lọc sử dụng kim loại, để chịu nhiệt tốt hơn.

   # giải pháp cho quá trình làm nóng sơ bộ quá sớm của bộ trung hòa

   Một giải pháp rất hiệu quả khác để giúp giảm lượng khí độc hại là làm nóng bộ trung hòa khí thải trước khi khởi động động cơ của ô tô. cách dễ nhất là sử dụng điện để sưởi ấm.

   Tuy nhiên, với hệ thống điện 12v trên hầu hết các ô tô ngày nay, nó không cung cấp đủ năng lượng để làm nóng bộ chuyển đổi xúc tác trong thời gian cần thiết. và rất ít người có thể đợi máy lạnh nóng lên trước khi khởi động xe.

   Xem thêm: Phấn hoa là gì và có công dụng như thế nào?

   Với những chiếc xe hybrid ngày nay, sự kết hợp giữa động cơ xăng thông thường và động cơ điện dễ dàng giải quyết những vấn đề này.

   1. nguyên lý hoạt động của bộ chuyển đổi xúc tác

      

      Sau quá trình đốt cháy nhiên liệu trong động cơ, động cơ dù tốt đến đâu vẫn tạo ra các hợp chất cực độc như: nox, co, hc … vì vậy để loại bỏ các chất nguy hiểm này, cần trang bị bộ chuyển đổi xúc tác bằng bộ lọc tổ ong.

      trên bề mặt nó được phủ một lớp kim loại quý để xúc tác cho các phản ứng khử và oxy hóa diễn ra thuận lợi hơn trên bề mặt của lõi lọc. do đó, bề mặt của lõi lọc phải có diện tích lớn để các quá trình phản ứng diễn ra dễ dàng, cũng như ít làm lãng phí lớp kim loại quý.

      do đó, bộ chuyển đổi xúc tác có thể chuyển đổi khoảng 90% các hợp chất có hại trong môi trường bên ngoài thành các hợp chất ít độc hại hơn.

      xem thêm: hệ thống chống trộm immobilizer

      Xem thêm: Rượu Cognac là gì? Giải mã những bí mật của rượu Cognac