[ +/- ] [ Τώρα είναι Κυρ Δεκ 16, 2018 1:07 pm ]


Δημιουργία νέου θέματος Απαντήστε στο θέμα  [ 2 Δημοσιεύσεις ] 
 Καταλύτες και αισθητήρες λ 
Συγγραφέας Μήνυμα
_
Άβαταρ μέλους

Εγγραφή: Τρί Μαρ 24, 2009 9:11 pm
Δημοσιεύσεις: 148
Δημοσίευση Καταλύτες και αισθητήρες λ
Η ατμόσφαιρά μας αποτελείται από 78% άζωτο, 20,9% οξυγόνο, 0,95% αργό και 0,15% άλλα στοιχεία.. Η βαθμιαία μείωση των ποσοστών του οξυγόνου λόγω της βιομηχανίας, των πυρκαγιών και φυσικά του αυτοκινήτου δημιούργησε την ανάγκη για έρευνες γύρω από την αντιμετώπιση του προβλήματος. Και η λύση όσον αφορά το αυτοκίνητο βρέθηκε μέσω του καταλύτη και των αυτοκινήτων «νέας αντιρρυπαντικής τεχνολογίας».

Ποια είναι αυτά τα αέρια που εκπέμπονται από το αυτοκίνητο και σε τι βαθμό είναι βλαβερά για τον άνθρωπο;

Επειδή πιθανόν η Χημεία να μην ήταν το αγαπημένο σας μάθημα, θα εξετάσουμε ορισμένα πράγματα όσο πιο απλά γίνεται. Η ύπαρξη των βλαβερών για τον άνθρωπο αερίων οφείλεται στην ατελή (μη πλήρη) καύση των υδρογονανθράκων του καυσίμου (βενζίνη). Δύο κυρίως αντιδράσεις γίνονται μέσα στον κινητήρα:

Εικόνα

Τα αέρια που εκλύονται λόγω του ότι όλη η βενζίνη δεν «καίγεται» είναι τα εξής: • Άκαυστοι υδρογονάνθρακες (ΗC) • Μονοξείδιο του άνθρακα (CO) το οποίο είναι εξαιρετικά δηλητηριώδες για τον άνθρωπο Εξίσου βλαβερά είναι και τα διάφορα οξείδια του αζώτου (ΝΟ και ΝΟ2) Θα πρέπει να πούμε ότι τα βλαβερά αυτά αέρια αποτελούν μόνο το 2% των καυσαερίων του αυτοκινήτου, ενώ το υπόλοιπο 98% είναι ακίνδυνο. Από τα βλαβερά αέρια το μεγαλύτερο μέρος (70%) είναι μονοξείδιο του άνθρακα (CO) το οποίο δημιουργείται γιατί κατά την καύση ο άνθρακας (C) δεν βρίσκει αρκετό οξυγόνο για να καεί πλήρως και να μετατραπεί σε διοξείδιο του άνθρακα (CO2) το οποίο δεν είναι επιβλαβές για τον άνθρωπο. Πληροφοριακά το μονοξείδιο του άνθρακα (CO) αντιδρά 200 με 300 φορές πιο εύκολα με την κόκκινη χρωστική ουσία του αίματός μας από ότι το οξυγόνο. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα να μεταφέρεται λιγότερο οξυγόνο μέσω του αίματος στον εγκέφαλο και τα άλλα όργανα και να επηρεάζεται σημαντικά η λειτουργία τους.

Η άλλη βλαβερή ουσία που εκπέμπεται είναι οι άκαυστοι υδρογονάνθρακες (HC) οι οποίοι κατά κύριο λόγο αποτελούνται από μόρια βενζίνης που λόγω κακής καύσης εξάγονται από την εξάτμιση και συμβάλουν σημαντικά στην δημιουργία του γνωστού μας «νέφους».

Τέλος τα οξείδια του αζώτου (NOx) αντιπροσωπεύουν το 18% των βλαβερών ουσιών και χωρίζονται σε μονοξείδια (NO) και σε διοξείδια (NO2).

Τι είναι όμως ο καταλύτης;

Σύμφωνα με τον ορισμό «Καταλύτης είναι η ουσία που με την παρουσία της διευκολύνει μια χημική αντίδραση, χωρίς όμως να λαμβάνει μέρος σε αυτή». Στην περίπτωση του αυτοκινήτου η χημική αντίδραση είναι η ένωση του οξυγόνου με τα προϊόντα της καύσης που γίνεται στην μηχανή του αυτοκινήτου.

Ο καταλύτης σαν εξάρτημα τοποθετείται στο σύστημα εξαγωγής των καυσαερίων (εξάτμιση) και αφαιρεί κατά ένα μεγάλο ποσοστό τις βλαβερές για τον άνθρωπο ουσίες που υπάρχουν στα καυσαέρια του αυτοκινήτου.

Μέσα στον καταλύτη υπάρχει ένα πορώδες κεραμικό υλικό από την επιφάνεια του οποίου περνάνε τα καυσαέρια και ενώνονται με το οξυγόνο. Δηλαδή οξειδώνονται ή απλά «καίγονται», με την βοήθεια ορισμένων «ευγενών μετάλλων» (ρόδιο, παλάδιο και πλατίνα) τα οποία περιέχονται στον καταλύτη. Λόγω αυτής της καύσης οι θερμοκρασίες που αναπτύσσονται μέσα στον καταλύτη είναι της τάξεως των 270C - 800C . Εάν η θερμοκρασία αυξηθεί πάνω από 1200C τότε 5-10 λεπτά λειτουργίας του καταλύτη σε αυτές τις συνθήκες είναι αρκετά για να λειώσει το κεραμικό υλικό που υπάρχει μέσα του και να καταστραφεί. Αυτή η αύξηση της θερμοκρασίας συνήθως οφείλεται σε πρόβλημα στο σύστημα ανάφλεξης όταν δηλαδή η βενζίνη διαφεύγει άκαυτη μέσω της εξάτμισης και καταλήγει στον καταλύτη.


Πώς λειτουργεί ο καταλύτης;

Μέσα στον καταλύτη όπως είπαμε και πριν υπάρχει ένα πορώδες κεραμικό υλικό μέσα από την επιφάνεια του οποίου περνάνε τα καυσαέρια και οξειδώνονται (ενώνονται με το οξυγόνο) σύμφωνα με τις παρακάτω αντιδράσεις:

Το μονοξείδιο του άνθρακα (CO) σε διοξείδιο (CO2) που είναι ακίνδυνο

Εικόνα

Οι υδρογονάνθρακες σε νερό και διοξείδιο του άνθρακα

Εικόνα

Και οι δύο αυτές αντιδράσεις γίνονται με την βοήθεια του Παλάδιου (Pd) και της Πλατίνας (Pt) Με την βοήθεια όμως του Ρόδιου (Rh) γίνονται δύο ακόμα αντιδράσεις διάσπασης των οξειδίων του αζώτου (NOx) που είναι οι εξής:

Εικόνα

Εικόνα

Φυσικά μέσα στην βενζίνη υπάρχουν και άλλα συστατικά όπως προσμείξεις του θείου (S) οι οποίες όταν έρχονται σε επαφή με το νερό (H2O) εκτελείται μια χημική αντίδραση και δημιουργείται το υδροθείο στο οποίο οφείλεται και αυτή η γνωστή δυσάρεστη οσμή. Όταν λοιπόν μυρίζει ο καταλύτης δεν σημαίνει ότι είναι χαλασμένος, αλλά πρόκειται για κάτι εντελώς φυσιολογικό.

Πόσα είδη καταλύτη υπάρχουν;

Υπάρχουν τέσσερα είδη καταλυτών:

• Ο Οξειδωτικός καταλύτης
• Ο Μειωτικός
• Ο Δυοδικός
• Ο Τριοδικός (που χωρίζεται σε μη-ρυθμιζόμενο και ηλεκτρονικά-ρυθμιζόμενο)

Εμείς θα εξετάσουμε μόνο τον τριοδικό ο οποίος είναι ο πλέον διαδεδομένος στην κατασκευή των αυτοκινήτων και συγκεκριμένα τον τριοδικό ηλεκτρονικά-ρυθμιζόμενο καταλύτη ο οποίος χρησιμοποιείται μόνο σε αυτοκίνητα που διαθέτουν ψεκασμό και ηλεκτρονικές αναφλέξεις. Ο λόγος είναι ότι σε αυτή την περίπτωση η σύνθεση των καυσαερίων που δέχεται προς επεξεργασία ο εγκέφαλος είναι ηλεκτρονικά ρυθμιζόμενη. Αυτό το είδος του καταλύτη έχει το πλεονέκτημα να μειώνει τα τρία ανεπιθύμητα καυσαέρια κατά περίπου 90%!
Τι εννοούμε όμως ηλεκτρονικά ρυθμιζόμενη σύνθεση καυσαερίων;

Τα καυσαέρια κατά την έξοδό τους από την εξαγωγή (εξάτμιση) περνάνε από έναν ανιχνευτή οξυγόνου, τον γνωστό «αισθητήρα λάμδα» ο οποίος ανιχνεύει πόση είναι η περιεκτικότητα των καυσαερίων σε οξυγόνο. Δηλαδή εάν το μείγμα που εισάγεται μέσα στον χώρο καύσης είναι «φτωχό» ή «πλούσιο» σε οξυγόνο. Εν συνεχεία στέλνει την πληροφορία αυτή σε έναν μικροϋπολογιστή ο οποίος την επεξεργάζεται και εφ' όσων είναι συνδεδεμένος και με διάφορα άλλα εξαρτήματα της μηχανής (ψεκασμός, ανάφλεξη κτλ.) στέλνει τις κατάλληλες εντολές και έτσι «διορθώνει» το μείγμα που εισάγεται στον χώρο καύσης. Με αυτό τον τρόπο καταφέρνουμε την πληρέστερη καύση και επομένως την χαμηλότερη εκπομπή καυσαερίων. Όλες αυτές οι διαδικασίες βέβαια γίνονται σε ελάχιστο χρόνο της τάξεως των κλασμάτων του δευτερολέπτου...

Τι είναι ο αισθητήρας «λ»;

Εικόνα

Η παράμετρος της αναλογίας του μείγματος βενζίνη / αέρα ονομάστηκε λάμδα («λ»). Όπως είπαμε και πριν η δουλειά του «λ» είναι να πληροφορήσει σωστά τον εγκέφαλο για την περιεκτικότητα των καυσαερίων σε οξυγόνο. Ο αισθητήρας αυτός για να κάνει σωστά την δουλειά του είναι τοποθετημένος συνήθως πάνω στο σύστημα εξαγωγής, δηλαδή την εξάτμιση, και μάλιστα πριν τον καταλύτη. Στέλνοντας τις πληροφορίες τις οποίες συλλέγει επιτρέπει στον εγκέφαλο να διορθώσει την αναλογία καυσίμου / αέρα. Όταν η τιμή του «λ» είναι ίση με 1 αυτό σημαίνει ότι όλα τα μόρια της βενζίνης οξειδώνονται (ενώνονται) με τα μόρια του ελεύθερου οξυγόνου και άρα υπάρχει τέλεια καύση και καθόλου εκπομπή καυσαερίων. Αυτό όμως συμβαίνει μόνο θεωρητικά, καθώς στην πράξη δεν υπάρχει ποτέ τέλεια καύση.

Πόση διάρκεια ζωής έχει ένας καταλύτης;

Οι κατασκευαστές των καταλυτών δίνουν διάρκεια ζωής από 70.000χμ. έως 100.000χμ. Αυτό όμως δεν είναι απόλυτο γιατί μπορεί να υπάρχει πρόωρη φθορά του ή και γήρανσή του από εξωγενείς παράγοντες. Μπορούμε όμως να βρούμε και καταλύτες οι οποίοι έχουν ξεπεράσει τα 100.000χμ. λειτουργίας και παρ' όλα αυτά να λειτουργούν κανονικά. Ουσιαστικά λοιπόν όσο ο καταλύτης εκτελεί σωστά τα καθήκοντά του και καθαρίζει τα καυσαέρια δεν υπάρχει λόγος αλλαγής του. Αυτός είναι και ο λόγος που καθιερώθηκε η υποχρεωτική έκδοση της «Κάρτας Ελέγχουν Καυσαερίων» μια φορά το χρόνο. Ο μεγαλύτερος εχθρός του καταλύτη είναι η βενζίνη με μόλυβδο (Super) και αυτό γιατί ο μόλυβδος επικάθεται στους εσωτερικούς πόρους και τους «φρακάρει» με αποτέλεσμα να μην περνάνε τα καυσαέρια από μέσα και να μην οξειδώνονται.

Τι γίνονται οι κατεστραμμένοι καταλύτες;

Οι καταλύτες κανονικά συλλέγονται και στέλνονται για ανακύκλωση σε μεγάλες υψικαμίνους ώστε ορισμένο μέρος των «ευγενών» μετάλλων που εμπεριέχονται να μπορούν να επαναχρησιμοποιηθούν στην κατασκευή νέων καταλυτών. Δυστυχώς όμως τέτοιες εταιρίες ανακύκλωσης υπάρχουν μόνο στο εξωτερικό. Η χώρα μας δεν διαθέτει ούτε τα μέσα περισυλλογής αλλά ούτε και τα μέσα ανακύκλωσης με αποτέλεσμα οι χρησιμοποιημένοι και κατεστραμμένοι καταλύτες να καταλήγουν.... στα σκουπίδια!

πηγή motorwomen club


Τρί Μαρ 24, 2009 9:58 pm
Προφίλ
___
Άβαταρ μέλους

Εγγραφή: Τρί Μαρ 03, 2009 10:45 am
Δημοσιεύσεις: 9592
Τοποθεσία: Αθήνα
Δημοσίευση Re: Καταλύτες και αισθητήρες λ
πολύ ενδιαφέρον άθρο .... μπράβο στον συντάκτη όποιος και αν είναι αυτός......

_________________
About Motorsport "For some it's maybe madness , for me it's passion" Antti Kalhola


Τετ Απρ 08, 2009 2:44 pm
Προφίλ
Τελευταίες δημοσιεύσεις:  Ταξινόμηση ανά  
Δημιουργία νέου θέματος Απαντήστε στο θέμα  [ 2 Δημοσιεύσεις ] 
 Συναφή θέματα 
Αισθητήρας αζώτου αυτοκινήτων και καταλύτες
Δ. Συζήτηση: Τεχνικά Θέματα
Συγγραφέας: golfakias
Απαντήσεις: 5
Κορυφή


 Μέλη σε σύνδεση 

Μέλη σε αυτή την Δ. Συζήτηση : Δεν υπάρχουν εγγεγραμμένα μέλη και 1 επισκέπτης


Δεν μπορείτε να δημοσιεύετε νέα θέματα σε αυτή τη Δ. Συζήτηση
Δεν μπορείτε να απαντάτε σε θέματα σε αυτή τη Δ. Συζήτηση
Δεν μπορείτε να επεξεργάζεστε τις δημοσιεύσεις σας σε αυτή τη Δ. Συζήτηση
Δεν μπορείτε να διαγράφετε τις δημοσιεύσεις σας σε αυτή τη Δ. Συζήτηση
Δεν μπορείτε να επισυνάπτετε αρχεία σε αυτή τη Δ. Συζήτηση

Αναζήτηση για:
Μετάβαση σε:  
cron
Powered by phpBB © phpBB Group.

Copyright www.motorsport-fanatics.gr.

Ελληνική μετάφραση από το phpbbgr.com Portal XL 5.0 ~ Premod 0.2 phpBB SEO