Catalytic converter là gì? Bộ lọc khí thải trên xe hơi hoạt động như nào?

bộ chuyển đổi xúc tác là gì?

xem thêm: nguyên lý hoạt động của hệ thống lái ô tô

Bộ chuyển đổi xúc tác hay còn gọi là bộ lọc khí thải, được biết đến là một bộ phận đóng vai trò vô cùng quan trọng trong việc giảm thiểu nhanh chóng lượng khí thải độc hại ra môi trường bên ngoài. Không chỉ vậy, bộ chuyển đổi xúc tác còn được lắp cho hầu hết các loại ô tô hiện đại ngày nay, bởi ô tô là một trong những phương tiện di chuyển an toàn và hiệu quả nhất. tuy nhiên, nó cũng góp phần đáng kể vào việc ô nhiễm môi trường rất cao.

Cấu tạo của bộ lọc khí thải gồm 3 lớp như sau:

xem thêm: hệ thống hsa (hỗ trợ khởi hành ngang dốc) là gì?

– lớp xúc tác đầu tiên (chất xúc tác khử): đây là lớp lọc đầu tiên của bộ trung hòa khí thải. Đặc biệt, nó sử dụng bạch kim và rhodium để giảm lượng khí NOx. Nếu một phân tử bão hòa hoặc NO2 tiếp xúc với lớp xúc tác, các nguyên tử nitơ sẽ tách ra khỏi phân tử và dính vào bề mặt của lớp xúc tác. lúc này, các nguyên tử nitơ sẽ kết hợp với nhau để tạo thành n2. ( 2no => n2 + o2 hoặc 2no2 => n2 + 2o2 ).

– chất xúc tác oxy hóa: đây là lớp lọc thứ hai. giúp khử hydrocacbon và carbon monoxide bằng cách đốt cháy (oxy hóa) chúng bằng platin và paladi. lớp này có khả năng giúp co lại và phản ứng với hydrocacbon với lượng oxy còn lại trong khí thải ( 2co + o2 => 2co2 ).

Ngoài ra, nó còn đóng vai trò quan trọng trong việc chuyển hóa các khí độc hại thành khí không ảnh hưởng đến môi trường, đó là khí oxy. hơn nữa, lượng oxy này sẽ được điều chỉnh bởi máy tính.

– Lớp thứ ba là hệ thống giúp kiểm soát lưu lượng khí thải và sử dụng thông tin này để điều chỉnh hệ thống phun nhiên liệu. Đặc biệt, có một cảm biến không khí được gắn giữa máy lạnh và động cơ (gần động cơ hơn). cảm biến này sẽ thông báo cho máy tính biết lượng không khí còn lại trong ống xả.

Ngoài ra, máy tính có thể tăng hoặc giảm lượng oxy trong khí thải bằng cách điều chỉnh thủ công tỷ lệ hỗn hợp khí / nhiên liệu. với một sơ đồ điều khiển cho phép máy tính đảm bảo rằng tỷ lệ hỗn hợp nhiên liệu không khí của động cơ gần với mức tối ưu. Không chỉ vậy, nó còn đảm bảo đủ lượng oxy trong khí thải để lớp xúc tác oxy hóa và đốt cháy hydrocacbon dư thừa và co lại sau khi nổ máy.

Bộ trung hòa khí có tác dụng rất lớn trong việc giảm thiểu ô nhiễm môi trường và trên thực tế, hiệu quả của nó có thể được tăng cao hơn nữa. tuy nhiên, một trong những thiếu sót chính của hệ thống này là nó chỉ hoạt động ở một nhiệt độ nhất định. Khi khởi động xe sau một đêm lạnh giá, điều hòa không khí hầu như không hoạt động.

Giải pháp đơn giản cho việc này là gắn nó vào gần động cơ. Điều này có nghĩa là khí thải sẽ được đưa đến máy điều hòa không khí nhanh hơn. tuy nhiên, nó làm giảm tuổi thọ của bộ chuyển đổi xúc tác. hiệu ứng sốc nhiệt (như khi chúng ta đổ nước nóng vào ly) sẽ ảnh hưởng đến chất liệu gốm sứ. vật liệu này cũng gây khó khăn vì không thể làm mỏng lớp bề mặt xúc tác như mong muốn, đồng thời cũng không thể tăng diện tích bề mặt tiếp xúc với khí thải và đặc biệt nó còn cản trở đường ra của dòng khí. do đó, để thay thế lớp gốm, các nhà sản xuất hiện đã tạo ra các bộ lọc sử dụng kim loại, giúp chịu nhiệt tốt hơn.

Đặc biệt, làm nóng bộ trung hòa khí thải trước khi khởi động xe là một giải pháp rất hữu ích giúp giảm thiểu khí độc hại. Cách đơn giản nhất là sử dụng điện năng để sưởi ấm. tuy nhiên, với hệ thống điện 12v trong hầu hết các xe ô tô ngày nay, không đủ điện để làm nóng bộ chuyển đổi xúc tác trong thời gian cần thiết. tuy nhiên, ít người có thể đợi lâu để điều hòa nóng lên trước khi xe nổ máy. Với những chiếc xe hybrid hiện nay, việc ghép nối động cơ xăng thông thường với động cơ điện sẽ cho phép giải quyết những khó khăn này một cách dễ dàng.

cách thức hoạt động

Sau khi nhiên liệu được đốt cháy, dù động cơ có tốt đến đâu, quá trình đốt cháy vẫn có thể tạo ra một lượng nhỏ các hợp chất cực độc khác như: co, nox, hc , v.v., Vì vậy, để loại bỏ các chất độc hại này, bộ chuyển đổi xúc tác phải được trang bị lõi lọc dạng tổ ong. để bề mặt được phủ một lớp kim loại hiếm như vậy để xúc tác cho các phản ứng khử và oxy hóa diễn ra trên bề mặt của lõi lọc là phù hợp nhất. do đó, phải tạo ra một diện tích bề mặt lớn trên bề mặt của phần tử lọc để tạo điều kiện thuận lợi cho các phản ứng. cũng như ít bị mất kim loại quý hơn. do đó, bộ chuyển đổi xúc tác bây giờ chỉ có thể chuyển đổi khoảng 90% các hợp chất có hại cho môi trường bên ngoài thành các hợp chất ít độc hại hơn.

Trên đây là một số thông tin về bộ chuyển đổi xúc tác là gì và cách hoạt động của bộ lọc khí thải trên ô tô. Hy vọng sẽ giúp bạn đọc hiểu rõ hơn về những thông tin hữu ích này để có thể lựa chọn được chiếc xe phù hợp, đồng thời mang lại môi trường xanh, sạch, đẹp. Cảm ơn sự quan tâm của bạn!