เครื่องฟอกไอเสียเชิงเร่งปฏิกิริยาและหน้าที่ของยานยนต์

เครื่องฟอกไอเสียรถยนต์เป็นอุปกรณ์ฟอกอากาศภายนอกสำหรับเครื่องยนต์ ซึ่งสามารถฟอกคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) ไฮโดรคาร์บอน (HC) ไฮโดรคาร์บอน (HC) และไนโตรเจนออกไซด์ (NO) ที่ปล่อยออกมาจากรถยนต์ได้ แคตตาไลติกคอนเวอร์เตอร์ที่สามารถทำให้ CO และ HC บริสุทธิ์ได้เท่านั้นคือแคตตาไลติกคอนเวอร์เตอร์แบบออกซิเดชัน
เครื่องฟอกไอเสียที่สามารถทำให้มลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมของ CO, HC และ NO บริสุทธิ์ได้คือเครื่องฟอกไอเสียแบบสามทาง
ส่วนนอกสุดของแคตตาไลติกคอนเวอร์เตอร์เป็นเปลือกสแตนเลส และด้านในเป็นพาหะของตัวเร่งปฏิกิริยา ตัวพาตัวเร่งปฏิกิริยาสามารถแบ่งออกเป็นตัวพาที่มีรูปทรงยอดซึ่งทำจาก Cordierite ตัวพาโลหะ หรือตัวพาอนุภาค (ดังแสดงในรูปที่ 1) ด้านนอกของพาหะถูกเคลือบด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา ตัวเร่งปฏิกิริยาที่ใช้ในเครื่องฟอกไอเสียแบบสามทางโดยทั่วไปจะเป็นโลหะแพลตตินัม (Pt), แพลเลเดียม (Pd), โรเดียม (Rh) และโลหะอัลคาไลออกไซด์จะถูกเติมเป็นสารเติมแต่ง เพื่อปรับปรุงความเสถียรของตัวเร่งปฏิกิริยา จึงมีการเติมแลนทานัมเอิร์ธออกไซด์ (La), ซีเรียม (Ce) ฯลฯ (ดังแสดงในรูปที่ 2)
เครื่องฟอกไอเสียใช้ออกซิเจนที่ตกค้างในก๊าซไอเสียและอุณหภูมิไอเสียเพื่อทำปฏิกิริยารีดิวซ์ออกซิเดชันบนพื้นผิวตัวเร่งปฏิกิริยา เปลี่ยนสารอันตราย CO, HC และ NO ให้เป็นสารที่ไม่เป็นอันตราย จึงช่วยลดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมและปรับปรุงคุณภาพอากาศ .
ข้อควรระวัง
1. ไม่อนุญาตให้ใช้น้ำมันเบนซินที่มีสารตะกั่วในรถยนต์ที่ติดตั้งเครื่องฟอกไอเสีย
สารประกอบตะกั่วในรถยนต์ที่มีสารตะกั่วจะก่อตัวเป็นของแข็งหลังจากการเผาไหม้ในเครื่องยนต์ และจะสะสมอยู่บนพื้นผิวของตัวพาตัวเร่งปฏิกิริยา ซึ่งจะทำให้ตัวเร่งปฏิกิริยาสูญเสียความสามารถในการแปลงสภาพ ปรากฏการณ์นี้มักเรียกว่า "พิษจากสารตะกั่ว" ในเวลาเดียวกัน อย่าเติมสารเติมแต่งต่างๆ ลงในน้ำมันเครื่องของผู้จำหน่ายรายย่อยหรือน้ำมันเครื่องตามต้องการ เพื่อป้องกันความเสียหายที่เกิดกับแคตตาไลติกคอนเวอร์เตอร์
2. หลีกเลี่ยงการชนกับแคตตาไลติกคอนเวอร์เตอร์
แม้ว่าจะมีข้อกำหนดบางประการสำหรับความแข็งแรงทางกลของตัวพาตัวเร่งปฏิกิริยาในการออกแบบเพื่อให้สามารถทนต่อการสั่นสะเทือนของรถได้ แต่ก็ไม่สามารถบรรทุกเกินพิกัดได้ มิฉะนั้นตัวพาตัวเร่งปฏิกิริยาจะเสียหาย หากรถยนต์ที่ติดตั้งแคตตาไลติกคอนเวอร์เตอร์รู้สึกว่าไอเสียไม่เรียบในระหว่างขับขี่ ควรตรวจสอบให้ทันเวลาเพื่อป้องกันไม่ให้ตัวพาตัวเร่งปฏิกิริยาที่เสียหายไหลกลับเข้าไปในกระบอกสูบพร้อมกับเสียงสะท้อนของไอเสีย
3. รถไม่ควรเดินเบาเป็นเวลานานเพื่อป้องกันไม่ให้แคตตาไลติกคอนเวอร์เตอร์ไหม้
เนื่องจากส่วนผสมเข้มข้นเกินไปที่ความเร็วรอบเดินเบา ปริมาณออกซิเจนในก๊าซไอเสียจึงไม่เพียงพอ และการเผาไหม้ซ้ำของส่วนผสมที่ไม่ถูกเผาไหม้เข้าไปในตัวพาตัวเร่งปฏิกิริยาจะทำให้อุณหภูมิสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว และตัวพาตัวเร่งปฏิกิริยาก็จะไหม้หมด
4. หลีกเลี่ยงการเร่งความเร็วกะทันหันเพื่อป้องกันไม่ให้แคตตาไลติกคอนเวอร์เตอร์ร้อนเกินไป
5. ตรวจสอบการทำงานปกติของเครื่องยนต์เพื่อป้องกันไม่ให้เครื่องฟอกไอเสียมีอัตราการฟอกไอเสียที่ดีที่สุด
เนื่องจากเครื่องฟอกไอเสียเชิงเร่งปฏิกิริยาสามทางต้องการให้เครื่องยนต์ทำงานตามอัตราส่วนอากาศ-เชื้อเพลิงตามทฤษฎีเสมอ (14.7:1) อัตราการทำให้ไอเสียบริสุทธิ์จึงสูงที่สุดในขณะนี้ ความผิดพลาดในระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ ระบบจุดระเบิด และระบบเชื้อเพลิงของเครื่องยนต์จะทำให้เครื่องยนต์ทำงานผิดปกติ ความเข้มข้นของส่วนผสมเบี่ยงเบนไปจากอัตราส่วนอากาศต่อเชื้อเพลิงตามทฤษฎี อัตราการทำให้ไอเสียบริสุทธิ์ลดลง และอายุการใช้งานของตัวเร่งปฏิกิริยาสามทาง ตัวแปลงสั้นลง