Reducerea toxicității de evacuare (Fiesta 4)

Benzina este formată în esență din molecule de carbon și oxigen. Când benzina arde în cilindrii motorului, carbonul se combină cu oxigenul din aer, rezultând formarea de dioxid de carbon (dioxid de carbon CO₂), hidrogenul se combină cu oxigenul, formând apă (H2O). Din 1 litru de benzină se obțin aproximativ 0,9 litri de apă, care de obicei nu este vizibilă, deoarece părăsește sistemul de evacuare sub formă de abur, care este transformat sub influența temperaturii ridicate. Numai atunci când motorul este rece, mai ales în sezonul rece, sunt vizibili nori albi de gaze de eșapament formate din apa condensată.

Acești produse de ardere se formează atunci când aerul și combustibilul sunt amestecate în proporție optimă (14.7:1). Dar, din păcate, acest raport nu este întotdeauna menținut, motiv pentru care în gazele de eșapament sunt prezente substanțe nocive.

Fiesta este echipat cu un convertor catalitic controlat cu trei căi și motorul diesel cu un convertor catalitic de oxidare

Fără excepție, toate vehiculele sunt echipate cu un convertor catalitic controlat în trei căi. Vehiculele cu motoare diesel Endura-DE sunt echipate cu un convertor catalitic de oxidare. Convertorul catalitic controlat reduce oxizii de carbon cu aproximativ 85%, hidrocarburile cu 80% și oxizii de azot cu 70%. Convertizoarele catalitice de oxidare nu au niciun efect asupra concentrației de oxizi de azot. Pe măsură ce kilometrajul crește, eficiența convertizorului catalitic scade. Denumirea "controlat" indică faptul că atunci când motorul funcționează, compoziția gazelor de eșapament este monitorizată în mod constant cu ajutorul unui senzor de concentrație de oxigen, iar conținutul de substanțe nocive din gaze este redus la standardele prevăzute de lege.

Funcția senzorului de concentrație de oxigen (sondă lambda)

Figura. 11.4. Amplasarea senzorului de concentrație de oxigen (1) în conducta de evacuare receptoare (2), unde temperatura gazelor de evacuare este maximă

Senzorul de concentrație de oxigen (HO2S) de pe Fiesta este instalat în fața convertorului catalitic în țeava de eșapament din față (Fig. 11.4) și funcționează pe principiul unei celule galvanice cu un electrolit solid sub forma unui material ceramic din dioxid de zirconiu și ytriu. Materialul ceramic al senzorului este expus din exterior gazelor de evacuare, suprafața sa interioară este conectată la aerul din jur. Pentru a reduce timpul necesar pentru a aduce senzorul în modul normal de funcționare, acesta este echipat cu încălzire electrică. Datorită diferenței de conținut de oxigen din gazele de evacuare și din aerul ambiant, la senzor apare o diferență de potențial, care crește semnificativ la un anumit conținut de oxigen rezidual în gazele de evacuare. Această supratensiune are loc exact la raportul combustibil/aer l=1. Cu lipsă de oxigen (l < 1), adică cu un amestec bogat aer-combustibil, tensiunea este de 0,9–1,1 V. Cu un amestec slab (l > 1) tensiunea scade la 0,1 V.



Semnalul de la senzorul de concentrație de oxigen este transmis la unitatea de control a sistemului de injecție de combustibil. Unitatea îmbogățește sau înclină amestecul aer-combustibil pentru a menține raportul combustibil-aer cât mai aproape de optimul l=1.

Zona de lucru a convertizorului catalitic

Gradul de eficiență al convertizorului catalitic este o funcție de temperatura de funcționare. Neutralizatorul începe să funcționeze la o temperatură de aproximativ 300°C, care este atinsă după 25-30 de secunde de mișcare. Temperaturile de funcționare în intervalul 400–800°C asigură condiții optime pentru obținerea eficienței maxime și a duratei de viață lungi a neutralizatorului.

Convertorul catalitic ceramic este susceptibil la căldură extremă. Dacă temperatura acestuia depășește 900°C, începe procesul de îmbătrânire intensivă, iar la temperaturi peste 1200°C performanța sa este complet perturbată.

Stratul activ este format din metale care sunt sensibile la conținutul de plumb din combustibil, la depunerea cărora activitatea stratului catalitic scade rapid. Prin urmare, motoarele cu convertoare catalitice ar trebui să funcționeze numai cu benzină fără plumb.



Figura. 11.5. Diagrama de funcționare a unui convertor catalitic. Din motor provin substanțe nocive NOx (oxizi de azot), CO (monoxid de carbon) și CH (hidrocarburi), iar după reacția din catalizatorul ies N₂ (azot), CO₂ (dioxid de carbon) și H2O (apă): 1,2 - plasă metalică; 3 – corp; 4 – pâlnie perforată



Convertorul catalitic are o bază ceramică poroasă acoperită cu metalele prețioase platină și rodiu și închisă într-o carcasă din oțel inoxidabil. Baza ceramică, situată pe o plasă de sârmă, este pătrunsă cu un număr mare de canale paralele. Un strat intermediar este aplicat pe pereții canalului pentru a crește suprafața activă a convertorului catalitic (Fig. 11.5).

Convertorul catalitic conține 2-3 g de metale prețioase, platina care favorizează oxidarea și oxizii de azot reducători de rodiu.

Convertorul catalitic neutralizează substanțele nocive precum monoxidul de carbon, hidrocarburile și oxizii de azot (de aceea se numește convertor catalitic cu trei căi).



SFATURI PRACTICE

Exploatarea vehiculelor cu convertizor catalitic

Dacă motorul dvs. Fiesta nu pornește din cauza unei baterii slabe, nu încercați să porniți motorul împingând sau remorcând vehiculul. O mulțime de combustibil nears va intra în convertorul catalitic, ceea ce îl va face în cele din urmă inutilizabil.

Dacă există întreruperi ale contactului sau rateuri de aprindere, trebuie să verificați imediat sistemul de aprindere și, atunci când conduceți mai departe, să evitați turațiile mari ale motorului.



Inainte de a aplica mastic de protectie pe sub caroserie, inchideti cu grija catalizatorul, in caz contrar se poate produce un incendiu.

Asigurați-vă că verificați scuturile termice de fiecare dată când ridicați vehiculul.

O scurgere în sistemul de evacuare (garnitură arsă, fisură din cauza temperaturii ridicate etc.) în fața senzorului de concentrație de oxigen duce la rezultate incorecte ale măsurătorilor (conținut ridicat de oxigen). Prin urmare, unitatea electronică de control al motorului va îmbogăți amestecul, ceea ce va duce la creșterea consumului de combustibil și la uzura prematură a catalizatorului.



DICTIONAR TEHNIC

Compoziția gazelor de eșapament

Monoxid de carbon (monoxid de carbon - CO).

Cu cât amestecul aer-combustibil este mai bogat, cu atât se produce mai mult monoxid de carbon. Controlul precis al cantității de combustibil injectat, reglarea corectă a timpului de aprindere și distribuția uniformă a amestecului în camera de ardere reduc conținutul de monoxid de carbon din gazele de eșapament. Nu măsurați niciodată monoxidul de carbon în interior, deoarece monoxidul de carbon este otrăvitor și chiar și concentrații mici în interior pot fi fatale. În aer, monoxidul de carbon se combină relativ rapid cu oxigenul pentru a forma dioxid de carbon. În ciuda faptului că dioxidul de carbon nu este otrăvitor, este implicat în formarea efectului de "sară".



Hidrocarburi (CH).

Compușii de hidrocarburi sunt combinați într-un singur grup. Conținutul de CH depinde de proiectarea motorului (valoare fixă). Un amestec aer/combustibil prea bogat sau prea slab crește și conținutul de CH al gazelor de eșapament. Unele dintre ele sunt sigure, altele pot provoca cancer. Toți compușii de hidrocarburi împreună cu oxizii de azot (NOx) formează smog (nori puternic solubili de gaze de eșapament).

Oxizi de azot (NOx sau NO) -

se formează în primul rând datorită prezenței azotului în aerul care intră în camera de ardere (peste 3/4). Concentrația lor este deosebit de mare în modelele de motoare cu consum redus de combustibil și conținut scăzut de CO și CH în gazele de eșapament. Aceste motoare se caracterizează prin temperaturi ridicate de ardere și un amestec sărac aer-combustibil. La concentrații mari, oxizii de azot pot afecta sistemul respirator. Atunci când este combinat cu apa, se formează ploaia acide.

Dioxid de carbon (CO₂).

Se formează în timpul arderii combustibilului care conține carbon atunci când este combinat cu oxigenul din aer. Dioxidul de carbon reduce efectele benefice ale stratului de ozon al Pământului, care protejează împotriva radiațiilor ultraviolete dăunătoare de la Soare.

Substanțe toxice conținute în gazele de eșapament ale motoarelor diesel.

Când funcționează un motor diesel, sunt generate cantități mici de CO și CH. Datorită compresiei mai mari, un motor diesel emite mai puțini oxizi de azot. Dar un motor diesel este caracterizat de alte substanțe nocive în produsele de ardere. De exemplu, funinginea este o componentă tipică a gazelor de eșapament diesel. Funinginea constă din carbon nears și cenușă. Atunci când sunt inhalate de sistemul respirator, particulele de funingine devin agenți patogeni cancerigeni. Dioxidul de sulf (SO2) se formează și când sulful este prezent, în principal în motorină. Promovează formarea acidului sulfuric sau sulfuros în ploaie (ploaie acidă). Mașinile cu motoare diesel provoacă 3% din precipitațiile acide.



Dioxidul de carbon este produs atunci când motorina arde numai la concentrații mai mari.