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

Bộ chuyển đổi xúc tác là gì?

Xem thêm: Cách hoạt động của Hệ thống lái trên ô tô

Bộ chuyển đổi xúc tác hay còn gọi là bộ lọc khí thải, được biết đến là một bộ phận có 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, hầu hết tất cả các loại ô tô hiện đại ngày nay đều được trang bị thêm bộ chuyển đổi xúc tác bởi vì ô tô là một trong những phương tiện giao thông an toàn và hiệu quả nhất. Tuy nhiên, nó cũng góp phần không nhỏ gây ô nhiễm môi trường rất cao.

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

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

Xem thêm: Hệ thống hsa (Hill Start Assist) là gì?

-Lớp xúc tác đầu tiên (xúc tác khử): Đây là lớp lọc đầu tiên của bộ trung hòa khí thải. Đặc biệt, nó sử dụng platin và rhodi để giảm lượng nitơ oxit. Nếu các phân tử bão hòa hoặc phân tử nitơ đioxit tiếp xúc với lớp xúc tác, các nguyên tử nitơ sẽ bị tách ra khỏi phân tử và bám 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 ).

Xem Thêm : Sập giường là điềm báo gì? Cảnh giác với những điều tưởng chừng vô hại

– Chất xúc tác oxy hóa: Đây là lớp lọc thứ hai. Nó giúp khử hydrocacbon và carbon monoxide bằng cách đốt cháy (oxy hóa) với platin và paladi. Lớp này giúp co lại và phản ứng với 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 oxy không ảnh hưởng đến môi trường. 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, một cảm biến không khí được lắp đặt 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 ôxy trong khí thải bằng cách người dùng điều chỉnh thủ công tỷ lệ hỗn hợp khí và nhiên liệu. Có 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 có đủ oxy trong khí thải để lớp xúc tác oxy hóa và đốt cháy các hydrocacbon dư thừa và co lại sau khi động cơ nổ.

Xem Thêm : Key metrics là gì

Chất trung hòa khí đã đi một chặng đường dài trong việc giảm thiểu ô nhiễm môi trường, trên thực tế, hiệu quả của chúng có thể được cải thiện nhiều hơn nữa. Tuy nhiên, một nhược điểm lớn của hệ thống này là nó chỉ hoạt động ở một nhiệt độ nhất định. Sau một đêm lạnh, điều hòa không khí hầu như không hoạt động khi xe khởi động.

Một giải pháp dễ dàng cho vấn đề này là gắn nó gần động cơ. Điều này có nghĩa là khí thải sẽ được đưa đến máy lạnh nhanh hơn. Tuy nhiên, nó sẽ làm giảm tuổi thọ của bộ chuyển đổi xúc tác. Các hiệu ứng sốc nhiệt (chẳng hạn như khi chúng ta đổ nước nóng vào ly) ảnh hưởng đến vật liệu gốm. Vật liệu này cũng gây khó khăn cho việc làm mỏng lớp bề mặt xúc tác như mong muốn, đồng thời nó cũng không làm tăng diện tích bề mặt tiếp xúc với khí thải, đặc biệt là nó cản trở đường ra của dòng khí. Vì vậy, để thay thế các lớp gốm, hiện nay các nhà sản xuất đang sử dụng kim loại để chế tạo màng lọc, 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 làm nóng bằng điện. Tuy nhiên, hệ thống điện 12v trên hầu hết các ô tô hiện nay không thể cung cấp đủ năng lượng để làm nóng bộ chuyển đổi xúc tác trong thời gian cần thiết. Tuy nhiên, ít ai có thể đợi lâu để điều hòa nóng lên rồi mới khởi động xe. Đối với các loại xe hybrid ngày nay, việc kết nối động cơ xăng thông thường với động cơ điện sẽ dễ dàng giải quyết những khó khăn này.

Cách hoạt động

Sau khi đốt cháy nhiên liệu động cơ tốt nhất, một lượng nhỏ các hợp chất có độc tính cao khác như co, nox, hc , v.v. sẽ vẫn được tạo ra trong quá trình đốt cháy. để loại bỏ các chất độc hại này, bộ chuyển đổi xúc tác cần được Trang bị bộ lọc tế bào. Thuận tiện nhất là bề mặt được phủ một lớp kim loại hiếm như vậy để xúc tác cho các phản ứng khử và oxy hóa xảy ra trên bề mặt của lõi lọc. Vì vậy trên bề mặt của phần tử lọc phải hình thành diện tích bề mặt lớn để phản ứng xảy ra dễ dàng hơn. và ít tổn thất kim loại quý hơn. Do đó, các bộ chuyển đổi xúc tác hiện 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.

Vì vậy, 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. Hi 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 hướng đến môi trường xanh – sạch – đẹp. Cám ơn vì sự quan tâm của bạn!