i. ảnh h−ởng của tốc độn và phụ tải động cơ
4.5.2.2. Thiết bị trung hoà khí xả.
Hiện nay có ba loại thiết bị trung hoà khí xả:
Trung hoà bằng cách đốt tiếp những thành phần ch−a cháy hết đi theo khí xả để tạo nên sản vật cháy cuối cùng CO2 và H2O. Khuyết điểm của thiết bị này là hoạt động không ổn định khi thay đổi phụ tải động cơ.
Thiết bị trung hoà thể lỏng, khí thải đ−ợc đi qua dung dịch các chất: Na2SO3, FeSO4, Na2CO3 có thêm 0,5% hyđrôquimôn, sẽ khử đ−ợc alđêhyt, NOx; còn muội than đ−ợc tách bằng ph−ơng pháp cơ khí. Khuyết điểm của loại này là không nhạy cảm lắm đối với Chế tạo ô tô, khối l−ợng và kích th−ớc lớn, không thể hoạt động khi nhiệt độ môi tr−ờng nhỏ hơn 00C.
Thiết bị trung hoà loại xúc tác, ôxy hoá các sản vật cháy ch−a kiệt xảy ra rất mãnh liệt trong môi tr−ờng các chất xúc tác. Chất xúc tác đ−ợc làm thành thỏi đặc hoặc rỗng, có dạng cầu hoặc dạng hạt đ−ợc sắp xếp trong hệ thống thải. Ưu điểm các loại xúc tác là kích th−ớc nhỏ gọn, bảo d−ỡng đơn giản. Thí nghiệm cho hay nó có thể khử hoàn toàn CO, giảm bớt N2O5 và CH4 trong khí thải. Tuy nhiên loại này không thật nhậy, đắt và còn tồn tại nhiều nh−ợc điểm. Hiện nay có ba loại bình xúc tác khí xả:
- Bộ xúc tác một dòng (H.4.28a) còn gọi là loại ôxy hoá - cho phép đốt khí hyđrôcacbua cháy dở HC và CO, nh−ng loại này hầu nh− không có tác dụng với NOx.
ở động cơ phun xăng, nhờ tạo ra hoà khí nhạt nên ôxy cần cho phản ứng ôxy hoá đ−ợc lấy ngay trong khí thải. Đối với động cơ dùng bộ chế hoà khí cổ điển, không khí đ−ợc đ−a bổ sung vào bộ xúc tác nhờ bơm hoặc van điện từ.
Bộ xúc tác hai dòng (H.4.28b) ít đ−ợc sử dụng trên các xe sản xuất ở Châu Âu. Ng−ợc lại ở Mỹ lại đ−ợc dùng rất rộng rãi vì giá nhiên liệu rẻ, nh−ng th−ờng đ−ợc kết hợp với bộ điều chỉnh Lambda. Hệ thống cải tiến này tuy phức tạp nh−ng cho phép thiết bị xúc tác hoạt động với thành phần hoà khí chuẩn, hạn chế việc tiêu hao nhiên liệu.
- Bộ xúc tác ba dòng hoặc ba chức năng (Hình4.28c) là hệ thống xử lý khí thải hiệu quả nhất hiện nay, cho phép loại trừ ba chất độc hại cơ bản HC, CO và NOx với điều kiện phải đảm bảo thành phần hoà khí là chuẩn (λ = 1) α = 1 sai lệch không quá 1%, vì vậy bình xúc tác phải hoạt động song song với một cơ cấu tự động điều chỉnh thành phần hoà khí (động cơ phun xăng điều khiển điện tử) nhờ bộ điều chỉnh lambda.
Các xe có bình xúc tác khí xả th−ờng sử dụng các kim loại xúc tác nh− platin, paladium…
- Bộ xúc tác hai dòng gồm hai bình xúc tác mắc nối tiếp. Trong tr−ờng hợp này động cơ phải đ−ợc cung cấp một hoà khí đậm để cho phản ứng khử NOx đ−ợc thực hiện. Không khí bổ sung đ−ợc đ−a vào cả hai bình. Bình thứ nhất giảm bớt hàm l−ợng NOx, bình thứ hai khử HC và CO nhờ ôxy hoá. Giải pháp này bắt buộc động cơ phải hoạt động với hoà khí đậm, tốn
nhiên liệu, ngoài ra khi amôniac NH3 đ−ợc hình thành khi khử NOx, có thể bi ôxy hoá bộ phận và tạo NOx mới khi gặp ôxy bổ sung vào khu vực giữa hai bình xúc tác.