Z in brez katalitizatorja: razlike v izpustu strupenih plinov

Izpuh: tudi pri najnovejših avtomobilih še vedno nekoliko strupen, tudi v odvisnosti od načina vožnje.

Lastnosti motorja se lahko razmeroma preprosto določijo na zavori, kjer se merijo moč, navor, izpusti … V takem primeru ponavadi govorimo o kvazistatičnih meritvah, za razliko od meritev na cesti, kjer so meritve že po naravi dinamične, za katere so značilni prehodni pojavi.

Onesnaževanje s strupenimi plini v izpuhu se lahko omeji tudi s katalitičnim pretvornikom ali katalizatorjem, v katerem se pospešijo kemične reakcije. Pri bencinskem motorju se uporablja tripotni katalizator, ki pomaga pri zmanjšanju emisij ogljikovega monoksida (CO), ogljikovodikov (CH) in dušikovih oksidov (NO_x) v manj strupene ali neškodljive pline. Oksidacija in redukcija v katalizatorju potekata učinkovito, če je v izpušnih plinih dovolj kisika, ki sodeluje pri oksidaciji, in dovolj redukcjskih elementov, ki sodelujejo pri zmanjšanju koncentracije NO_x. Da bi bil katalizator učinkovit, mora biti nastavljeno razmerje zraka in goriva v valju blizu stehiometričnega razmerja (l = 1), oziroma se mora spreminjati  ali nihati in zahajati v revno in bogato zmes s frekvenco 6 do 10 Hz. Na ta način se pridobi dovolj oksidacijskih in redukcijski elementov, ki sodelujejo pri reakciji, poleg tega pa omogočajo visok učinek pretvorbe strupenih plinov, ki je med 90 in 98 odstotkov.

Primer dejanske pretvorbe plinov pri vožnji so prikazani v diagramih na slikah. Na slikah sta prikazani dve krivulji in sicer koncentracija plinov pri podobnih vozilih z bencinskim motorjem z in brez katalitičnega pretvornika. Ker je bila primerjava izvedena pri praktično enakih pogojih, je zato mogoča tudi neposredna primerjava med obema krivuljama. Na osnovi diagramov je mogoče ugotoviti, da so lahko katalitični pretvorniki učinkoviti vse do trenutka, ko je nastavitev razmerja zraka in goriva približno enaka stehiometričnemu razmerju, kar velja za normalno vožnjo. V kolikor pa želimo iz motorja iztisniti čim več, potem pretvornik zaradi presežka goriva ni več učinkovit, zato ne moremo več računati na kisik, ki sodeluje pri oksidaciji CO in CH. V tem primeru se samo močno poveča količina redukcijskih elementov CO in CH, kar omogoča delno znižati NOx, v celoti pa močno pade učinkovitost pretvorbe v katalizatorju.

Prikazani grafi (spodaj) dajo jasno vedeti, da je katalitični pretvornik učinkovita naprava, a ne vsemogoča. Takšno mišljenje se v javnosti počasi ustvarja na podlagi podatkov avtomobilskih proizvajalcev zadnjih let, kjer govorijo le še o izpustu (neposredno neškodljivega, a toplogrednega plina) CO₂, o drugih, neposredno škodljivih plinih pa govora sploh ni več.

Aci Bizjan

Emisija CO pri vozilu s katalitičnim pretvornikom in brez njega.

Emisija CH pri vozilu s katalitičnim pretvornikom in brez njega.

Emisija NOx pri vozilu s katalitičnim pretvornikom in brez njega.