DESCRIZIONE
Il primo
catalizzatore fu costruito negli usa nel 1975.
Da allora ha
conseguito sostanziali modifiche sia strutturali che
funzionali.
I primi
modelli
erano del tipo ossidante a corpo unico
(monovalente) e gli unici gas che venivano
abbattuti al suo interno
erano il CO e gli HC.
I gas di
scarico provenienti dal motore venivano mescolati con
un flusso di aria addizionale e
poi fatti passare nel catalizzatore
ossidante, chiamato cosi perché permetteva
al CO di combinarsi
con l’ossigeno contenuto nell’ aria
addizionale e agli HC
di comple
tare la combustione.
In seguito si
è passati al doppio corpo (bivalente),
detto doppio
perchè oltre che essere composto da sistema
precedentemente
esposto interponeva
a
questo un altro corpo catalizzatore che
permetteva
di abbattere per riduzione anche gli
Nox trasforman
doli in N2 (azoto) concime.
Oggi i
catalizzatori sono a corpo unico ma trivalenti
riuscendo ad
abbattere
in maniera efficace e contemporaneamente il CO
gli
Nox e gli HC
Il contenitore del catalizzatore è costruito
in lamiera al cromo, o
al nichel-cromo. Un
tessuto
metallico altamente resistente al calo
re ed elastico
protegge il nucleo del catalizzatore,
denominato
“monolita”, il quale è
strutturato a nido d’ape. Su una
superficie
di 1 cm2
sono ricavate
60
piccolecelle separate tra loro da
pareti
dello spessore di 0,15 mm. Questa struttura permette la realizza
zione di una grande superficie
sulla quale i gas nocivi, nelloro flusso,
vengono a contato con le sostanze catalitiche.
La temperatura di esercizio dell’elemento catalizzatore è compre
sa tra 300e 900° C.
Il peso dei metalli
nobili (platino e rodio), contenuti in un catalizzat
ore, è di circa 5 g. Il
platino accelera l’ossidazione degli idrocarburi
e dei monossidi
di carbonio,
mentre il rodio accelera la riduzione
degli ossidi di azoto.
Per ottenere un
elevato grado di conversione è necessario che il
rapporto
aria-carburante vari molto poco rispetto al rapporto teo
rico richiesto per
la combustione completa. Questa condizione
viene
garantita, mediante la sonda lambda. In tal modo i
gas
di
scarico espulsi dal motore: CO, HC, Nox, vengono
convertiti in
H2O,
N2, CO2. Il catalizzatore trivalente è in grado di eliminare
oltre il 90% dei veleni
presenti nei gas di scarico. Allo scopo di assi
curare
che le reazioni di
conversione dei gas possano verificarsi
rapidamente e in modo completo occore
osservare alcuni accorgimenti:
Il catalizzatore per funzionare al meglio, quindi per
abbattere la maggior
parte
dei gas nocivi e per permettere che quante piu' parti possibili di CO
si
trasformino in CO2, necessitano che il rapporto aria carburante rimanga
all'interno di valori ben precisi ed è indispensabile che la centralina di
gestione motore possa verificare tale rapporto ed operare le necessarie
correzioni per mantenerlo all'interno del range ottimale.
Questa
misura viene effettuata in maniera indiretta rilevando la quantità
di
ossigeno ancora presente nei gas combusti.
Il
sensore preposto a questa misura è la sonda lambda.
Questo
sensore restituisce un segnale in tensione (o in corrente), dipende
dal
tipo di sonda usata dal costruttore e dal tipo di motore, in funzione
delle
concentrazione di ossigeno nei gas di scarico ed è perfettamente
adatto
alla necessità di cui abbiamo parlato sopra anche se non é in
grado
di rilevare l'effettivo rapporto aria carburante che non dipende
solo
dalla quantità di ossigeno presente nei gas di scarico ma da un
complesso insieme di fattori tra cui anche il tipo di motore e la strategia
di
funzionamento utilizzata per permettere al carburante di sprigionare
la
maggior quantità di energia possibile.
I
moderni motori ad iniezione stratificata e iniezione diretta sono stati
studiati per riuscire a funzionare con rapporti aria carburante molto
superiori al canonico 14,7:1 quindi anche le strategie di controllo del
fattore lambda sono cambiate e con esse anche i sensori lambda
utilizzati.
Esistono vari tipi di sonde lambda a seconda dei principi di funzionamento
sui
quali si basano ed utilizzate a seconda del tipo di motore, della
strategia di funzionamento del motore e dal tipo di controllo che il
costruttore preferisce utilizzare.
Sonda al
biossido di Zirconio 1-2-3-4 fili
( la prima e
piu' comune sonda utilizzata ) (narrow band)
Sonda al
Titanio 4 fili banda larga (narrow band) / (wide band)
Sonda LSU 5
fili banda larga (wide band)
PER EVITARE CHE IL CATALIZZATORE SI ROVINI
USARE SEMPRE BENZINA VERDE, CIOÈ SENZA PIOMBO, PER EVITARE
CHE QUESTI
VADA A DEPOSITARSI SUL MONOLITA E LO RENDA
INATTIVO.
EVITARE CHE BENZINA INCOMBUSTA, A SEGUITO DI RIPETUTI AVVIA
MENTI,POSSA RAGGIUNGERE
IL CATALIZZATORE; QUESTO LO
METTEREBBE FUORI USO IN BREVE TEMPO.
EVITARE LE MANOVRE DI TENTATI AVVIAMENTI A SPINTA: IN CASO DI
MANCATE
ACCENSIONI, SI AVREBBE ACCUMULO DI CARBURANTE NEL
CATALIZZATORE, CON
CONSEGUENTE DANNEGGIAMENTO DELLO
STESSO.
PER NESSUNA RAGIONE SI DEVONO STACCARE I CAVI DELLE
CANDE
LE A
MOTORE IN
MOVIMENTO; IN CASO SI RENDA NECESSARIA UNA
PROVA DI QUESTO TIPO, SI DEVE
SOSTITUIRE , PROVVISORIAMENTE ,
LA MARMITTA CATALITICA CON UNA TUBAZIONE
EQUIVALENTE
E SEMPRE CONSIGLIABILE NON PARCHEGGIARE SU MATERIALI INFIA
MMABILI TIPO
(carta, paglia o foglie secche) CHE LA MARMITTA COL
SUO CALORE POTREBBE
INCENDIARE.
CONSIDERATA LA SUA ALTA TEMPERATURA DI LAVORO, POSTA L’AU
TO
SUL PONTE BISOGNA PRESTARE ATTENZIONE A NON TOCCARE LA
MARMITTA CON LE MANI.
INFINE NON USARE ADDITIVI E OLI MOTORE NON ADATTI PER AUTO
CATALIZZATE.
