Auto >> Fordonsteknik >  >> Motor

Katalytisk omvandlare effektivitet:mer än möter ögat

Motorstyrningssystem kompenserar för förändringar i belastningar, motorvarvtal och temperaturer genom att justera mängden gnistframmatning/retard, bränsleinsprutning och även när insugnings- och avgasventilerna öppnar.

Dessa justeringar kan bara göra så mycket. Avgasutsläppen minskas ytterligare genom avgasåterföring (EGR) och sekundära luftinsprutningssystem. Den sista försvarslinjen är katalysatorn. Men katalytiska omvandlare är också de första offren om något uppströms inte fungerar.

Sekundära luftinsprutningssystem

Sekundära luftinsprutningssystem pumpar utomhusluft in i avgasströmmen så att oförbränt bränsle kan förbrännas. Tidiga system har en remdriven luftpump. Nyare aspirerade system använder vakuumet som skapas av en avgaspuls för att dra in luft i röret. De senaste systemen använder en elmotor för att pumpa luft. Dessa system är avgörande för

Katalysatorns livslängd.

EGR

När saker värms upp i förbränningskammaren till temperaturer runt 1 300 ° C eller 2 500 ° F börjar syre och kväve att kombineras med varandra och bilda NOx och CO.

EGR-system för in en liten mängd avgaser i förbränningskammaren för att kontrollera temperaturerna och bildningen av

Detta uppnås genom att urvattna luft/bränsleblandningen med inerta avgaser. Detta saktar ner förbränningsprocessen och sänker förbränningstemperaturen till nivåer där NOx inte bildas.NOx.

Nyare fordon med variabel ventiltid på både avgas- och insugskamaxlar kan justera tidpunkten så att en liten mängd avgaser sugs tillbaka in i kammaren under insugningsslaget.

O Sensorer för syre och luft/bränsleförhållande

Det mest kritiska att förstå är att syresensorerna inte kan upptäcka oförbränt bränsle, kväveoxid eller temperaturen på gaserna som kommer in i eller ut ur katalysatorn. En syresensor kan inte heller avgöra om ett kylvätskeläckage har förgiftat katalysatorn. Den mäter bara mängden syre i förhållande till Lambda och gör antaganden om vad som händer inuti förbränningskammaren och omvandlaren.

Syresensorer och sensorer för luft/bränsleförhållande övervakar syrenivåerna på båda sidor av en omvandlare samt bränsletrimningen. Om omvandlaren gör sitt jobb kommer syrenivåerna på utloppet att vara lägre. Dessa data används av PCM för att avgöra om katalysatorn fungerar effektivt.

Information om syreinnehåll är mycket bättre på moderna fordon med sensorer för luft/bränsleförhållande och bredbandiga syresensorer. Tidiga syresensorer upptäcker bara att blandningen är något rikare eller magrare än det stökiometriska förhållandet. Nyare sensorer kan mäta avgasblandningar långt utanför det stökiometriska förhållandet.

Katalytisk omvandlare

Katalysatorn innehåller ett katalysatormaterial som omvandlar oförbrända kolväten, kväveoxider och kolmonoxid till kväve, koldioxid och vatten. Istället för att komprimera och antända gaserna som en förbränningskammare, leds gaserna genom uppvärmda kanaler täckta med reaktiva ämnen.

Platina, palladium och rodium är de reaktiva eller katalysatorer som reagerar på vissa gaser och ämnen. När dessa material värms upp bryter de några skadliga molekyler till mindre skadliga ämnen. Med andra gaser fäster katalysatorerna syre till molekylerna för att göra dem ofarliga.

Två tillstånd kan döda en katalysator. För det första kan rika bränsleblandningar och avgasläckor orsaka överdriven värme som kan göra att mattan eroderar och så småningom det keramiska substratet smälter. För det andra kan kontaminering från olja, kylvätska och andra ämnen som tätningsmedel blockera katalysatorytorna.

Allt som kommer igenom förbränningskammaren och når framsidan av omvandlaren kan minska katalysatorns effektivitet. Vätskor som frostskyddsmedel från läckande grenrör och olja från fel på huvudpackningar toppar listan över bråkmakare.

Lägg ihop allt

Avgaseffektivitetskoder ställs sällan in på egen hand. Koderna kan inkludera magert, feltändning och/eller koder relaterade till långsiktiga eller kortsiktiga bränsletrimningar. Om du bara jagar koderna genom att byta omvandlare kan du göra dig redo för en comeback.

En omvandlare och dess uppmätta effektivitet är sällan relaterade till katalysatorns yta eller mängden ädelmetaller som finns kvar. Inställningen av en effektivitetskod är direkt relaterad till motorn och vad som händer i förbränningskammaren.

Lösningar

Ett av de mest effektiva sätten att diagnostisera en katalysator är att ta prover på avgaserna med en femgasanalysator. Du kanske tror att gasanalysatorer var avsedda för äldre fordon, gamla utsläppsstandarder och OE-rekommenderade procedurer, men att kunna använda en femgasanalysator på moderna fordon hjälper dig att lösa omvandlarproblem snabbare och med färre återkomster eftersom analysatorn tittar på oförbrända kolväten och NOx-nivåer, två saker som en syresensor inte kan mäta.