Depoluarea - motor auto

1.1.     Introducere.

Pana in zilele noastre sistemele de injectie au evoluat constant..Motivul acestei evolutii il constituie faptul ca poluarea are o mare acoperire in dezbaterile comunitatii europene si mondiale.De altfel, a avut loc o evolutie rapida a normelor de poluare, obligand constructorii sa faca eforturi mari pentru a-si aduce produsele spre un nivel de poluare care sa se apropie de zero in viitorul apropiat.

1.2.     Definitie.

Este ansamblul substantelor solide, lichide sau gazoase, care, dupa nivelul actual al cunostintelor noastre, sunt considerate ca periculoase pentru sanatatea noastra cat si pentru sanatatea mediului inconjurator.

Putem lua ca exemplu metalele grele (plumb,mercur), dar si produsele de origine chimica (fosfati,nitrati) ca si emisiile de gaze produse de zonele industriale,de automobile sau diversele deseuri depozitate si mai apoi uitate in natura.

In ceea ce priveste sectorul automobilelor, trei principali poluanti au fost recunoscuti ca fiind nocivi si sunt in aceste zile in atentia constructorilor:

Monoxidul de carbon (CO).

Vaporii de benzina sau hidrocarburi nearse (HC).

Oxizii de azot (NO_X):

Monoxidul de azot (NO), Dioxidul de azot (NO₂ ).

1.3.     Catalizatorul.

Catalizatorul cu trei cai (sau trifunctional)

Rolul sau este de a asigura transformarea gazelor poluante in gaze inofensive

Oxidarea CO si  HC.

Reducerea NO_x.

Convertizorul catalitic este compus dintr-o carcasa din otel inoxidabil care este de obicei echipat si cu ecrane termice pentru a proteja sasiul de caldura produsa de reactiile chimice din interiorul catalizatorului.Carcasa contine de obicei doua blocuri ceramice in loc de unul singur care ar fi mai fragil datorita lungimii mai mari.Aceste blocuri ceramice trebuie sa stea bine fixate in interiorul carcasei datorita proprietatilor casante ale ceramicii.

O sita metalica este montata intre blocurile ceramice si carcasa pentru a le mentine corect pe pozitie si pentru a evita vibratiile excesive ale blocurilor.

Structura alveolara este echivalenta cu o suprafata de contact a gazului  de 2,8 m² .Din punct de vedere al proprietatilor materialului, suprafata tratata este de 2 000 à 5 000 m² pe bloc ceramic. Ea este acoperita cu un strat subtire de metale pretioase ( Platina, Rohdiu, Paladiu).Acestea amorseaza si/sau cresc viteza reactiilor chimice de oxidare si reducere.

Acest tip de catalizator permite, datorita reglajului stoichiometric al imbogatirii, convertirea simultana a trei poluanti (CO, HC, NOx) intr-un singur element, de unde vine si numele : Catalizator.

Referat: Ferastrau circular cu masa mobila Referat: Criterii pentru aprecierea rezistentei la foc

1.3.1.Functionarea catalizatorului.

Reactiile chimice care au loc in catalizator sunt posibile in anumite conditii:

Temeratura ( amorsarea catalizatorului ).

Amestec perfect stoichiometric.

Prezenta metalelor pretioase care activeaza reactiile de oxidare si reducere.

In fuctionarea in bucla inchisa amestecul este alaternativ bogat si sarac.

La functionarea cu amestec sarac

Catalizatorul oxideaza particulele nearse si stocheaza excesul de oxigen.

La functionarea cu amestec bogat:

Catalizatorul reduce NOx si utilizeaza oxigenul stocat pentru a oxida impuritatile.

a)       Temperatura de functionare.

Eficacitatea depinde de temperatura de functionare.Amorsarea se face in jur de 250 °C iar eficacitatea maxima o are la temperaturi mai mari de 450 °C.

Convertizoarele catalitice isi pot pierde eficacitatea mai rapid daca functioneaza la o temperatura mai ridicata mult timp.Creste temperatura de amorsare iar coeficientul de convertire scade.

Remarca : Eficacitatea catalizatorului depinde de imbogatire.

Procentul de convertire a celor trei poluanti in functie de imbogatire.

b)      Efectele asupra catalizatorului.

Un convertor este un element destul de fragil, si poate fi cu usurinta distrus de:

Efecte mecanice.

Efecte temice.

Colmatare.

Efecte mecanice.

Spargerea carcasei cauzata de :

Miscarile coloanei de esapament.

Socuri si oboseala termica, variatii brutale de temperatura la amorsare sau in deceleratie, improscarea cu apa, care poate duce la spargerea blocurilor ceramice

Efecte termice.

Topirea datorata temperaturii excesive (T° > 1 000 °C) ca urmare a tratarii unei cantitati prea mare de poluanti

Evolutia substantelor active la temperaturi inalte prin migrarea metalului activ in interiorul suportului metalic.

Sublimarea metalului activ la temperatura inalta.

Vitrificarea substantei active.

Colmatarea

Suprafata activa a convertorului poate fi partial sau total colmatata, adica acoperita de plumbul care se gaseste in benzina.Acest lucru provoaca neutralizarea catalizatorului decoarece gazele nu mai ajung in contact cu metalul activ depus pe suprafata ceramica.Acelasi efect ca si plumbul il pot avea uleiurile, fosforul si sulfurul.

Remarca :

O pana de combustibil poate produce supraincalzirea catalizatorului si distrugerea sa deoarece un ameste foarte sarac provoaca o ardere lenta cu o crestere importanta a temperaturii gazelor de esapament .

La fel o cantitate pre mare de HC de tratat ( datorata rateurilor de aprindere ) pot duce la distrugerea catalizatorului.

1.4.     Reaspirarea vaporilor de combustibil.

Canistra cu carbon activ este un fel de « burete » pentru vaporii de benzina si care permite stocarea acestora.

Atunci cand conditiile de functionare ale motorului sunt reunite, calculatorul comanda purjarea canistrei.Fara purjare canistra cu carbon activ s-ar satura iar vaporii s-ar condensa si ar deveni lichizi..

1.4.1.Electrovana de purjare.

Electrovana este comandata prin punere secventiala la masa de catre calculator si care face sa varieze cantitatea de vapori reciclata.

Conditiile de functionare ale motorului care duc la purjarea canistrei se gasesc in manualul de reparatii..

Diagnostic Dignosticul mecanic al electrovanei de catre calculator nu este pe moment posibila.Totusi sisteme particulare pentru normeleE.O.B.D sunt in cercetare.

1.5.     Reaspirarea vaporilor de ulei.

Sistemul de reaspirare a vaporilor de combustibil este in general compus din doua circuite distincte.

Circuitul amonte de clapeta de acceleratie ( sarcini medii si mari ) :vaporii sunt reaspirati de depresiunea din canalizatia de aer.

Circuitul aval de calpeta de acceleratie ( relanti si sarcini mici ) : vaporii sunt reaspirati de represiunea dintre motor si clapeta de acceleratie.