مقالات ترجمه شده
مشخصات فني اتومبيل ها
محافظ کارت سوخت و بانک
مشخصات موتورسیکلت
اخبار خودرو
اینده و موتورسیکلت های خورشیدی و برقی
مشخصات گیربکس ها
تاريخچه
پيوست
متفرقه
فروشگاه خودرو
مجموعه بی نظیر آموزشی مکانیک خودرو (21 CD)
آموزش سرويس و تعميرات خودروهاي نيسان
ماكسيما نيسان پيكاپ
نيسان رونيز رنو پي كي
PK
آموزش تعميرات جزء به جزء كليه محصولات
پارس خودرو
منوي اصلي
مجموعه موتور
خنك كاري و روغن كاري
سوخت رساني
انتقال قدرت
برق اتومبيل
سيستم ترمز
شاسي و جلوبندي
مجموعه ديزل
نرم افزار
اموزش تعمیرات سمند
خودروهای گاز سوز
مطالب به روز شده
مبدل کاتالیستی قسمت دوم
ساختار مبدل کاتالیست سه گانه
مبدل های سه گانه کاتالیستی در جلوی منبع صداگیر و هر چه نزدیکتر به لوله
چند راهه اگزوز کار گذاشته می شود
بار موتور و تاثیر آن بر اکسید نیتروژن که در محل ترکیب استوکیومتری مبدل
کاتالیست سه گانه قرار دارد شکل فولاد ضد زنگ سیلندری و یا پوسته بیضی شکل
با جلوی مخروطی و یا شبه مخروطی و عقبه لوله ای با فلانژ کوتاه به خود می
گیرد که این حالت گازهای ورودی خام و گازهای تبدیل شده را به نسبت کنترل می
کند
این دستگاه در داخل و میان پوسته بیضی شکل سیلندری قرار دارد که بستر ان
متشکل از سطوح فعال نسبت به مواد الاینده پوشانده شده است که این مونولیت
ها و ماتریس مخروطی که در میان ساختار خود دارای گذرهای زیاد و کوچکی هستند
این بستر کاتالیستی ممکن است که شکل ها و فرم های سه گانه ای داشته باشند .
a
)گلوله های کوچک سرامیکی
b)شانه
های سرامیکی ( شانه عسل ) یک تخته
c)شانه
های متالیکی یک تخته
a
)گلوله های کوچک سرامیکی
در این نوع کاتالیست لایه هایی از گلوله های کروی سرامیکی بر روی یکدیگر
واقع شده اند .
این گلوله که از جنس سیلیکات آلومینیوم و منگنزیوم می باشند مقام به درجه
حرارت بالا می باشند .
راههای عبور در نقطه تماس این گلوله ها با یکدیگر ایجاد شده اند و سطح وسیع
این گلوله در معرض دود اگزوز قرار می گیرند .
این گلوله های کاتالیستی با پوششی از فلزات گرانبها مانند پلانتینیوم
Pt
، و رادیوم ، از جنس آلومینیوم می باشند و در حدود 3 میلی متر قطر دارند و
در یک فضای 250 × 6-15 میلیمتر واقع شده اند .
این گلوله های سرامیک آلومینا نسبت به سایش و برخورد مقاوم می باشند حتی در
1000 درجه سانتیگراد .
این گلوله ها در یک بسته سوراخ دار جاسازی شده اند که در داخل یک بدنه
کونورتو قرار دارد .
یک سمت این بسته به منزله ورودی گازها عمل می کند در حالی که سمت دیگرآن
گازهای تبدیل شده را اجازه خروج می دهد . اسن ساختار گلوله ها را از ضربه
های خارجی که در جاده ممکن است به پوسته خارجی وارد شود محفوظ نگاه می دارد
.
b)
شانه سرامیکی یک تخته
ماتریس این کانورتور شباهت به ساختار شانه های عسل دارد که از هزاران کانال
های موازی ساخته شده که از میان آنها گازهای اگزوز عبور می کنند .
لایه های این شانه از سیلیکات آلومینیوم ، منگنزیوم ساخته شده که در درجه
حرارت های بالا هم ثبات خویش را حفظ می کند و منفذ های ان نیزدارای لایه
آلومینا (AL203
)به ضخامت
10-6mm
×20
می باشند که کارایی کانال ها را
با عامل تقریبا 700 افزایش می دهد روکش این شانه ها با فلزات گرانبها
پلانتینیوم و رادیوم بارور شده اند و این شانه ها دارای منافذ 1 میلیمتر
مربع می باشند که دارای دیوارهای نفوذی
0.3mm
×
0.15
ضخامت هستند .
این منافذ در هر سانتیمتر مربع دارای 30 تا 60 منفذ می باشند ر قسمت جلوی
کانورتور
قسمت روکش سطحی باندازه 100 تا 200 میلیمتر مربع بر گرم را می پوشاند و
دارای جرمی برابر با 5% تا 15% سطح شانه یک تخته شامل می گردد .
ساختار شانه سرامیکی بسیار آسیب پذیر ی باشد بنابراین در داخل یک پوشش و
بدنه از آلیاژ ، فولاد و ذرات سیمی قرار دارد و این بدنه شانه سرامیکی را
از تاثیرات حرارتی و برخوردهای خارجی که به بدنه ممکن است صدمه بزند در
امان نگاه می دارد
c
) شانه متالیک ( یک تخته )
لایه های شانه این دستگاه شامل ورقه های فولادی نازک که یک در میان تخت و
تابدار که ضخامت آنها از
0.04mm
تا
0.05mm
می باشند ( بسته به طول هر لایه ) به شکل مارپیچ یا
s
تاب خورده و آنها را می پوشانند معمولا دو لایه شانه ای در هر دستگاه وجود
دارد که انتهای /آنها با یکدیگر مطابقت داده شده است و دارای فاصله کمی از
هم می باشند که این اجازه می دهد که مخلوطی از گازهای اگزوز عبور کرده و از
لایه دیگر جریان مبدل گازها عبور کنند و باین ترتیب گازهای آلاینده تبدیل
به گازهای بی ضرر شوند .
لایه متالیکی به صورت مارپیچ و یا
s
شکل پیچ خورده که این باعث توزیع بهتر حرارت و در نتیجه ثبات مکانیکی و عمر
مفید دستگاه می شود نقاط تماس بین لایه مسطح و سطح دارای پستی و بلندی
دارای روکش مخصوص مقاوم به حرارت می باشند که حمایت و سختی لازم را برای
هزاران کانال موجود در صفحه نازک فراهم می کند .
صفحه و لایه متالیکی دارای پوشش منفذدار آلومینا (
ALO3)
نیز دارای پوشش نازکی است که به طور پراکنده در آن از دو فلز گرانبها
پلاتونیوم و رادیوم استفاده شده است .
این ساختار شانه ای متالیک در داخل یک بدنه جاسازی شده است که دارای جنس
فولاد ضد زنگ می باشد و این ساختار اجازه می دهد که دیواره موثر جلویی و
کانال ورودی آن افزایش یابد در حدود 15% نسبت شانه سرامیک که باید بوسیله
سیم یا دیواره فایبری پوشش داده شود تا از گزند ضربه های سخت در امان باشد
.
دیواره نازک فلزی در ناحیه جلو برای کانال های عبور گاز ناحیه وسیع تری را
برای صفحه و روی کانورتور فراهم می کند و ممانعت کمتری در عبور گازها از
خود دارد .
همچنین این ورقه فولادی دارای عمر مکانیکی بیشتر و مقاومت بیشتر در مقابل
فرسودگی می باشد به اضافه در مقابل فشار پس زنی گازهای اگزوز می تواند
مقاومت بیشتری در مقابل ز شکل افتادگی از خود نشان بدهد . عدم مزیت آن فقط
سنگین بودن آن در مقایسه با سرامیک می باشد و اینکه 15% از آن گرانتر در می
آید .
5- تست و گواهی نامه ها
قوانین اروپا حاکم بر تصاعد گازهای اگزوز ماشین بر اسا راهبردهای سه گانه
زیرین می باشند .
a
) کشورهای غیر عضو در شوراهی همکاری اروپا
مقررات ارژینال
ECER 15
کمیسیون اقتصادی اروپا
مقررات ارژینال
ECER 15.01
مقررات ارژینال
ECER 15.02
مقررات ارژینال
ECER 15.03
مقررات ارژینال
ECER 15.04
b
) سوئد با امریکا ( 1973 )
مقررات
F23
مقررات
F40
c)
کشورهای عضو شورای همکاری اروپا
EEC
/
220 / 70
EEC
/
290 / 74
EEC
/
102 / 77
EEC
/
665 / 78
EEC
/
351 / 83
کمیسیون اتحادیه اروپا مقررات
ECER15
و
ECER 15.04
را وضع نمود ، همچنین این
کمیسیون مقررات
20/200/EEC
تا
EEC
/
351 / 83
را که منطبق با
ECER15
را بود تعیین کرد .
مقررات سوئد در این مورد
F23
و
F40
منطبق با مقررات ایالات متحده وضع شده در سال 1973 می باشد .
مقررات
ECER 15.04
در آزمایش تصاعد گازها در هر
سیکل گردش موتور بر گرم می باشد . مونواکسید کربن در آزمایش در هر تست /58
گرم
هیدرو کربن ها در هر تست /19 گرم
اکسید های نیتروژن در هر تست / گرم ×
HC + NO
در آوریل 1991 مقررات اروپایی
88/77/EEC
بر اساس ساعت در قبال کیلووات/ ساعت و بر ساس 15 دور موتور تنظیم و به
مرحله اجرا در امد که جدول آن بر اساس زیر می باشد:
منواکسید کربن
KWh
/ گرم
11.2
هیدور کربن ها
KWh
/ گرم
2.40
اکسید های نیتروژن
KWh
/ گرم
14.4
سه آزمایش لازم برای گذراندن آزمایش تصاعد گاز موتور در اروپا به شرح زیر
می باشد :
-
5/1
سیکل محرکه :
روش سیکل تحرک که به نام مدل سیکل 15 شناخته شده است برای اساس بنا شده است
که از حالت ایست کامل تا حرکت به دنده 3 شبیه سازی شده و مقدار تصاعد گاز
اندازه گیری می شود اگر چه سیکل واقعی حرکت و ازمایش آن در هنگام گردش
موتور به دست می اید و گازهای متصاعد شد در هر مرحله در سه کیسه متفاوت جمع
می شود برای اندازه گیری هر مرحله قسمت اول آزمایش مربوط به شرایط شروع کار
ماشین و در هنگامی که موتور سرد است می باشد که در بردارنده مراحل یک تا5
آزمایش است .
قسمت دوم آزمایش مربوط به پایان دوره گردش می باشد که در بردارنده 13 سیکل
باقیمانده از مراحل 15 گانه سیکل می باشد و این در حالی است که موتور گرم
شده است و در نتیجه حرارت سیلندر ها به بالاترین حد خود رسیده است در این
حالت نیز ترکیبات بدست آمده از گازهای اگزوز آزمایش می شود .
مرحله سوم که مرحله گذار گرما نام دارد ، موقعی انجام می شود موتور را برای
ده دقیقه خاموش می کند تا جذب حرارت صورت بگیرد و سپس موتور را دوباره روشن
می کنند و 5 سیکل حرکت موتور دورباره روشن شده را و گازهای متصاعد شده را
اندازه می گیرند .
این آخرین مرحله نمایشگر گذار گرما و در واقع متصاعد شدن گاز در حالت موتور
گرم به معنی واقعی می باشد که نتیجه ان با نتیجه اولیه مورد مقایسه قرار می
گیرد .
5/2 -
مقدار تصاعد گازها در حالت خلاص و
دور نرمال موتور در این حالت نیز مقدار گازها اندازه گرفته می شود .
5/3 -
آزمایش گازهای متصاعد از کارتل
در این آزمایش گازهای متصاعد شده از کارتل در حالت سرعت کنترل شده سرعت
موتور ، اندازه گرفته می شود .
کاتالیزوری در سیستم تخلیه دود قرار دارد و همه دود خروجی از موتور باید از
آن عبور کند کاتالیزور ماده ای است که به انجام واکنش شیمیایی کمک می کند
بدون آنکه جزئی از واکنش شیمیایی باش در حقیقت کاتالیزور و مواد شیمیایی را
به انجام واکنش با یکیدیگر تشویق میکند در نتیجه دودی که از مبدل
کاتالیزوری خارج میشود در مقایسه با دود ورودی مقدار کمتری
HC
،
CO
و
NOX
دارد.
هر مبدل کاتالیزوری ممکن است دو کاتالیزور مختلف داشته باشد . یکی از آنها
به واکنش
HC
و
CO
کمک می کند و دیگری به واکنش
NOX
. کاتالیزوری که به واکنش
HC
و
CO
کمک می کند سبب می شود که
HC
با اکسیژن ترکیب شود و
H2O
( آب ) و
CO2
( دی اکسید کربن ) تولید کند . این کاتالیزور به ترکیب
CO
با اکسیژن و تولید
CO2
نیز کمک می کند اکسید شدن یعنی ترکیب شدن با اکسیژن . از فلز های پلاتین و
پالادیم به عنوان کاتالیزور های اکساینده استفاده می شود.
کاتالیزور مربوط به
NOX
به صورت متفاوتی عمل می کند این کاتالیزور و اکسیژن و نیتروژن را از هم
جدامی کند .
NOX
به گازهای بی زیان اکسیژن و نیتروژن تبدیل می شود این نوع مبدل را مبدل
احیا کننده می نامند در این نوع مبدل فلز رودیم
NOX
را به اکسیژن و نیتروژن احیا می کند .
در داخل مبدل کاتالیزوری ، دود از ناحیه ای با سطح وسیع که با کاتالیزور
پوشانده شده است عبور می کند این سطح بستری تشکیل شده از مهره ها یا تیله
هی کوچک ، یا یک شبکه لاه زنبوری سرامیکی است . مبدل تیله دار تخت است .
مبدل لانه زنبوری گرد است بعضی از موتورهای خورجینی با سیستم مضاعف تخلیه
دود دومبدل کاتالیزوری دارند . موتورهای دیگر هم ممکن است دو مبدل
کاتالیزوری داشته باشند که در یک سیستم تخلیه دود نصب شده باشند .
خودرو هایی که مبدل کاتالیزوری دارند باید بنزین بی سرب مصرف کنند . سرب
موجود در بنزین روی کاتالیزور ر می پوشاند و آن را بی تاثیر می سازد . برای
افزایش کارایی مبدل کاتالیزوری ، مخلوط هوا – سوخت باید به نسبت
استوکیومتری 1: 7/14 باشد . تغییرات جزئی در نسبت مخلوط هوا – سوخت می
تواند آلایندگی دود را به شدت افزیش دهد .
بیشتر موتورها به سیستم سوختت رسانی با کنترل الکترونیکی مجهزند . در این
موتورها برای سنجش مقدار سوخت ورودی به موتور از سیست سوخت پاشی الکترونیکی
یا کاربراتور پسخوردی استفاه می شود بدین ترتیب نسبت مطلوب هوا – سوخت را
دقیقتر می توان کنترل کرد .
مبدل کاتالیزوری با بستر مضاعف ( شکل 18-24 ، ) دو بستر تیله ای ، یکی
بالای دیگری دارد . یک محفظه هوا این دو بستر را از هم جدامی کند . بستر
بلایی حاوی تیله هایی است که با یک کاتالیزور سه طرفه پوشانده شده اند این
کاتالیزور عمدتا
NOX
را به اکسیژن و نیتروژن احیا می کند اما
HC
و
CO
را نیز اکسید می کند بستر پایینی به صورت کاتالیزور دو طرفه عمل می کند و
کار ان اکسایش
HC
و
CO
باقیمانده است .
وقتی موتور گرم می شود هوای ثانویه که از پمپ هوا می آید به محفظه هوایی که
دو بشتر را از جدا می کند وارد می شود این هوا به مبدل کاتالیزوری اکساینده
کمک می کند.
بعضی از موتورهایی که کاتالیزور سه طرفه مصرف می کنند از طریق سیستم هواکشی
هوا دریافت نمی کنند . در این موتورها طح محفظه احتراق و کنترل الکترونیکی
سیستم سوخت رسانی سبب احتراق کاملتر می شود و دود حاصل از آنها
« پاکیزه » تر است این موتور ها به هوای اضافی نیاز ندارند .
گرداورنده : مهندس هادی محمدیان (مشهد 1388)
