Convertidor Catalítico o Catalizador (Mecánica)

Que tal Taringueros, hoy les traigo información sobre un componente importante e interesante en varios aspectos. El Convertidor Catalítico, también llamado Catalizador. Asi que, Comencemos! ¿QUE ES EL CATALIZADOR? El catalizador o convertidor catalítico se ha convertido en un elemento primordial a la hora de tratar los gases perjudiciales que salen por el tubo de escape de los automóviles. El catalizador tiene como misión disminuir los elementos contaminantes contenidos en los gases de escape de un vehículo mediante la técnica de la catálisis. El catalizador es un dispositivo, que se monta en el tubo de escape, inmediatamente después del colector de escape, ya que en este punto los gases se mantienen una temperatura elevada. Esta energía calorífica pasa al catalizador y eleva su propia temperatura, circunstancia indispensable para que este dispositivo tenga un optimo rendimiento, que se alcanza entre los 400 y 700º C. CONSTITUCIÓN DEL CATALIZADOR La depuración actual de los gases de escape de los motores de gasolina se realiza por medio de catalizadores. La regulación del ciclo de depuración catalítica corre a cargo de la unidad de control del motor: La sonda lambda transmite a la unidad de control del motor las señales correspondientes al contenido de oxígeno en los gases de escape. La unidad de control del motor se encarga de mantener ajustada la mezcla de combustible/aire a una proporción "lambda = 1". El catalizador despliega su efecto de depuración a partir de una temperatura de aprox. 300 °C y requiere un cierto tiempo para alcanzar su temperatura de servicio después del arranque en frío. En los sistemas de escape actuales se implantan pre catalizadores para abreviar la fase de calentamiento y poder depurar los gases de escape después de un tiempo mínimo. Estos pre catalizadores se instalan cerca del colector de escape, tienen generalmente unas dimensiones más pequeñas y alcanzan por ello más pronto su temperatura de servicio. El catalizador está constituido por una carcasa de acero inoxidable que contiene en su interior las sustancias catalizadoras. Sustancias químicamente activas, soportadas por un monolito (colmena cerámica) recubierta por una capa amortiguadora que la protege de golpes. Esta colmena está formada por millares de minúsculos canales (celdas) por donde pasan los gases de escape. Las paredes de estos canales generan una superficie de contacto equivalente a tres campos de fútbol. La capa soporte del catalizador incluye una serie de sustancias activas como óxidos de aluminio, metales nobles (catalíticamente activos): Platino, Rodio, Paladio, y promotores o retardadores específicos, que aumentan o retardan la acción catalítica de los anteriores, sobre determinadas reacciones. La depuración catalítica se basa en dos reacciones químicas: 1. Reducción: extracción de oxígeno de los componentes de los gases de escape. 2. Oxidación: adición de oxígeno a los componentes de los gases de escape (re combustión). TIPOS DE CATALIZADORES Catalizador oxidante: En muchos libros se le denomina también catalizador de "dos vías" por qué trata dos gases. Es el catalizador más sencillo y barato. Dispone de un solo soporte cerámico que permite la oxidación del monóxido de carbono (CO) y de los hidrocarburos (HC). En la figura se ve un catalizador oxidante utilizado en un motor turbodiésel con gestión electrónica. El óxido de nitrógeno (Nox) no se ve afectado por este tipo de catalizadores de ello se encarga el sistema EGR. Las prestaciones de estos tipos de catalizadores sobre los gases de escape son difícilmente controlables. Se utilizan principalmente en motores Diésel. Las temperaturas máximas de los gases de escape en los motores diésel no permiten que se funda el monolito cerámico (1) (contrariamente a los motores de gasolina). Estos catalizadores están constituidos: • De un monolito cerámico (1) en forma de nido de abeja. Sobre las paredes de este panel se deposita la sustancia que contiene metales preciosos (esencialmente platino). • De una malla metálica (2) que permite la sujeción del monolito en su coquilla. • De una envoltura (3) que incluye los conos de entrada y salida que permiten optimizar la repartición del flujo de los gases de escape. Catalizador de dos vías: Llamado también catalizador de tres vías de "bucle abierto". Solamente existe en vehículos de fabricación americana. También llamados de "doble efecto", o de "doble cuerpo", son en realidad un doble catalizador con toma intermedia de aire. El primer cuerpo actúa sobre los gases ricos de escape, reduciendo el óxido de nitrógeno (Nox), mientras el segundo lo hace sobre los gases empobrecidos gracias a la toma intermedia de aire, reduciendo el monóxido de carbono (CO) y los hidrocarburos (HC). Precisa una mezcla rica o estequiometria para funcionar. El catalizador con toma intermedia de aire, tiene dos modos de funcionamiento. • Cuando el motor esta frío: la alimentación del mismo se hace con una mezcla rica de combustible. Los gases de escape son entonces ricos en gasolina no quemada o parcialmente quemada (HC y CO). En esta condición la válvula envía aire al colector de escape para ayudar a completar la combustión de estos contaminantes. El oxígeno del aire adicional contribuye a que el HC se convierta en H2O y CO2. De esta manera evita que el convertidor catalítico se sobrecargue. • Cuando el motor se calienta: el interruptor de vacío es sensible a la temperatura del refrigerante motor y cierra el paso del vacío a la válvula de control de aire. En consecuencia, se inyecta aire en la toma intermedia del catalizador para reducir los monóxidos de carbono (CO) y los hidrocarburos (HC). El catalizador de toma intermedia recibe el aire que proporciona la bomba, en el espacio comprendido entre el catalizador de tres vías (TWC) y el catalizador de dos vías o de oxidación convencional (COC). El convertidor anterior está revestido con los metales rodio y platino. La combinación actúa sobre los NOx, y parcialmente sobre el HC y el CO. Los gases de escape parcialmente tratados entran después en el convertidor posterior. Entonces se mezclan con el aire que es inyectado por la bomba de aire a través de la toma intermedia. De esta manera se añade más oxígeno a los gases de escape para que el catalizador de oxidación actúe sobre los HC y CO. Catalizador de tres vías: También llamado de "bucle cerrado". Son los más complejos, sofisticados y caros (siendo en la actualidad los más usados), y su evolución tecnológica a desbancado a los catalizadores llamados de doble cuerpo en los que la oxidación de los gases contaminantes era incompleta. Los catalizadores de este tipo se llaman de "tres vías", porque en ellos se reducen simultáneamente los tres elementos nocivos mas importantes: monóxido de carbono (CO), hidrocarburos (HC) y oxido de nitrógeno (Nox). Su mayor eficacia depende de la mezcla de los gases de admisión. Para que funcione perfectamente los catalizadores de tres vias, es preciso que la mezcla aire-gasolina tenga la adecuada composición que se acerque lo mas posible a la relación estequiometria (un kilo de gasolina por 14,7 Kg de aire). Es, por tanto. necesario un dispositivo que controle la composición de la mezcla. Este dispositivo es la "sonda lambda", que efectúa correcciones constantes sobre la mezcla inicial de aire y combustible, según el valor de cantidad de oxigeno que hay en los gases de escape antes de pasar por el catalizador. Exteriormente los tres tipos de catalizadores son iguales, excepto el de dos vías con toma de aire, que dispone de un tubo para la entrada de aire entre los dos monolitos. La diferencia realmente estriba en el washcoat y en el tipo de materiales preciosos que utilizan. AQUI LES DEJO UNA PRESENTACIÓN HECHA POR MI SOBRE EL CATALIZADOR. LES DEJO UNAS CAPTURAS Y EL LINK PARA DESCARGARLO SI LO NECESITAN. AQUI EL LINK: https://drive.google.com/open?id=0B_lw1Gs8YN-bcFg1MU5MR3NOTmM BUENO ESTO ES TODO POR MI PARTE TARINGUEROS, NOS VEMOS LUEGO, QUE TENGAN UN BUEN DIA Y ESPERO LES HAYA SERVIDO. GRACIAS POR LEER MI ARTICULO