Fabricants de catalyseurs

Types de fabricants de catalyseurs

Les fabricants de catalyseurs produisent différents types de catalyseurs pour diverses applications. Ils comprennent les suivants :

• Catalyseur à deux voies

  Le catalyseur à deux voies est utilisé dans les moteurs à essence pour convertir les hydrocarbures gazeux et le monoxyde de carbone en substances moins nocives. Il a deux fonctions, d'où son nom de catalyseur à deux voies. Il oxyde le monoxyde de carbone (CO) et les hydrocarbures non brûlés (HC) en dioxyde de carbone (CO2) et en eau (H2O). Il y a deux catalyseurs, le platine et le palladium, qui sont déposés sur le substrat en nid d'abeille en céramique ou en métal et sont responsables des réactions d'oxydation.

• Catalyseur à trois voies

  Le catalyseur à trois voies est utilisé dans les moteurs diesel et remplit trois fonctions : il oxyde le monoxyde de carbone (CO), les hydrocarbures non brûlés (HC) et les oxydes d'azote (NOx). Le catalyseur a deux catalyseurs, le platine et le palladium, pour oxyder le CO et le HC, et du rhodium pour oxyder les oxydes d'azote en azote (N2) et en oxygène (O2).

  Contrairement au catalyseur à deux voies, ce catalyseur peut effectuer les trois réactions simultanément :

  1. Oxydation

     Le monoxyde de carbone est oxydé en dioxyde de carbone, et les hydrocarbures non brûlés sont oxydés en dioxyde de carbone et en eau.

  2. Réduction

     Les oxydes d'azote sont réduits en azote et oxygène.

  3. Plus d'oxydation

     L'azote est ensuite réduit en gaz azote.

• Catalyseur universel

  Les catalyseurs universels sont efficaces dans les moteurs fonctionnant à la fois avec de l'essence et du diesel. Ils sont conçus pour convertir tous les gaz d'échappement courants des deux types de carburant.

• Catalyseur diesel

  Ceci est un catalyseur diesel. Il possède un catalyseur oxydant pour le monoxyde de carbone et les hydrocarbures non brûlés, ainsi qu'un catalyseur réducteur pour les oxydes d'azote. Ils sont à base de rhodium.

• Catalyseur à essence

  Ceci est un catalyseur à essence. Il utilise du palladium et du platine pour oxyder les hydrocarbures et le monoxyde de carbone et réduire les oxydes d'azote.

• Catalyseur avec capteur d'oxygène

  Le catalyseur avec capteur d'oxygène a un capteur d'oxygène en amont et en aval du catalyseur. Le capteur en amont mesure le niveau d'oxygène avant que les gaz d'échappement n'entrent dans le catalyseur. Il aide l'unité de contrôle du moteur (ECU) à maintenir un mélange air-carburant parfait. Le capteur en aval mesure le niveau d'oxygène après que les gaz d'échappement ont traversé le catalyseur. Il garantit que le catalyseur fonctionne correctement et vérifie le niveau d'oxygène.

• Catalyseur monolithique

  Les catalyseurs monolithiques ont un bloc solide unique en céramique ou en métal avec des métaux catalyseurs. Cette structure offre une faible contre-pression et est facile à fabriquer. Il chauffe rapidement et convient aux petits moteurs.

• Catalyseur avec washcoat

  Les catalyseurs avec washcoat ont un substrat en céramique ou en métal recouvert d'un washcoat. Le washcoat est un matériau à grande surface qui retient les métaux catalyseurs. Cette structure permet un meilleur contact entre les gaz d'échappement et les catalyseurs. Elle améliore également les performances et la durabilité du catalyseur.

Conception des catalyseurs

La conception d'un catalyseur a une influence directe sur son efficacité et sur le bon fonctionnement du système. Voici les principaux éléments de conception que la plupart des fabricants de catalyseurs utilisent dans leurs produits :

• Structure monolithique

  Cela se présente sous la forme d'une seule pièce constituée de structures en nid d'abeille de différentes densités de cellules. La majorité des catalyseurs modernes incluent une conception monolithique. La structure permet aux gaz de circuler librement et augmente en même temps la surface. C'est ici que se produisent les réactions. Les matériaux couramment utilisés dans la construction sont l'alumine et le cordiérite. L'alumine peut résister à des températures élevées et possède une excellente conductivité thermique. Le cordiérite est utilisé pour améliorer la stabilité thermique de l'appareil.

  Certains catalyseurs peuvent également utiliser des substrats métalliques en acier inoxydable. Cela est léger et possède une conductivité thermique élevée. Le substrat métallique a également une résistance mécanique supérieure par rapport aux céramiques. Cela le rend moins vulnérable aux vibrations et aux chocs, ce qui signifie qu'il peut être utilisé dans diverses conditions difficiles.

• Washcoat et catalyseurs

  Le washcoat est une fine couche appliquée sur le substrat. Il est généralement composé d'alumine ou de matériau à base de zéolite. Cette couche augmente la surface du substrat pour permettre le dépôt des catalyseurs. Le catalyseur est celui qui initie la réaction chimique. Les métaux catalyseurs courants sont le platine, le palladium et le rhodium. Ils sont généralement appliqués sous forme de fine couche métallique. Cette couche est déposée sur le washcoat via un procédé tel que la pulvérisation cathodique ou le dépôt chimique en phase vapeur.

  Le choix du métal catalyseur dépend du type de réaction qui va se produire. Le platine est largement utilisé pour l'oxydation des hydrocarbures et du monoxyde de carbone. En revanche, le rhodium est efficace pour l'oxydation des oxydes d'azote. Le washcoat aide également à améliorer la distribution du catalyseur et sa stabilité. Il aide également à prévenir le empoisonnement du catalyseur.

• Direction d'écoulement

  La conception de la direction d'écoulement vise à améliorer l'efficacité du catalyseur. Il existe trois principaux schémas d'écoulement couramment utilisés : l'écoulement longitudinal, l'écoulement transversal et l'écoulement inverse. Chacun d'eux présente ses propres avantages en fonction des exigences d'application.

  Le schéma d'écoulement longitudinal fait circuler les gaz le long de la longueur du lit catalytique. Cette conception est facile à adapter et convient à diverses densités de cellules. L'écoulement transversal a les gaz circulant perpendiculairement à l'écoulement du catalyseur. Cela permet une distribution plus uniforme des gaz à la surface du catalyseur. La conception de l'écoulement inverse permet un meilleur contact entre les gaz et le catalyseur. Elle offre également une plus grande efficacité de conversion.

• Gestion thermique

  La gestion thermique dans un catalyseur est essentielle pour garantir sa durabilité et son efficacité. L'une des méthodes couramment utilisées consiste à utiliser des matériaux isolants. Les matériaux isolants, tels que les fibres céramiques ou les écrans thermiques, sont utilisés pour minimiser la perte de chaleur et protéger les composants environnants d'une chaleur excessive. Des dissipateurs thermiques sont également utilisés pour absorber et dissiper la chaleur. Cela empêche la surchauffe et maintient des températures de fonctionnement optimales. Des systèmes de refroidissement actif comme le refroidissement liquide ou le refroidissement à air sont également utilisés dans certaines applications pour réguler la température du catalyseur.

Suggestions d'utilisation/appairage des catalyseurs

Un catalyseur est une partie essentielle du système d'échappement d'une automobile et est conçu pour réduire les émissions nocives. Lorsqu'il est usé ou mal apparié, cela peut entraîner une mauvaise performance et une augmentation des émissions. Voici quelques suggestions sur la façon d'utiliser et d'apparier les catalyseurs pour garantir des performances optimales :

• Appairage du catalyseur au véhicule

  Lors du remplacement ou de l'installation d'un catalyseur, il est essentiel de l'appairer à la marque et au modèle spécifiques du véhicule. Les catalyseurs d'origine (OEM) à vendre peuvent être identifiés par des numéros de pièce ou en vérifiant les spécifications du véhicule. Mal appairer un catalyseur peut entraîner des performances médiocres et une augmentation des émissions. Cela peut également déclencher le témoin de vérification du moteur et empêcher le véhicule de passer les tests d'émissions.

• Conseils d'installation

  Une installation correcte d'un catalyseur est cruciale pour ses performances et sa longévité. Commencez par nettoyer les tuyaux d'échappement pour éliminer toute débris ou ancien matériau d'étanchéité. Utilisez un nouveau joint et serrez les boulons selon un motif croisé pour garantir une pression uniforme. Vérifiez les fuites en démarrant le moteur et en écoutant les bruits de sifflement autour des joints.

• Signes de catalyseur usé

  Si un catalyseur est mal apparié ou mal installé, cela peut entraîner plusieurs symptômes. Cela peut inclure une diminution des performances du moteur, une consommation de carburant accrue et une forte odeur d'œufs pourris provenant des gaz d'échappement. Un témoin de vérification du moteur allumé et des échecs aux tests d'émissions sont également des signes courants d'un catalyseur défectueux.

• Performance et émissions

  Un catalyseur usé ou mal apparié peut avoir un impact significatif sur les performances et les émissions d'un véhicule. Cela peut entraîner des niveaux accrus de polluants nocifs tels que le monoxyde de carbone, les hydrocarbures et les oxydes d'azote. Cela nuira non seulement à l'environnement, mais peut également entraîner des pénalités légales pour dépassement des normes d'émission.

Questions & Réponses

Q1 : Quels sont les principaux composants d'un catalyseur ?

A1 : Un catalyseur se compose de trois composants principaux : le substrat, le washcoat et les catalyseurs. Le substrat, généralement en céramique ou en feuille métallique, fournit une grande surface pour les réactions. Le washcoat, typiquement une couche d'alumine, retient les catalyseurs, généralement le platine, le palladium et le rhodium, qui facilitent la conversion des gaz nocifs en substances moins nocives.

Q2 : Comment les fabricants garantissent-ils la qualité de leurs catalyseurs ?

A2 : L'assurance qualité dans la fabrication de catalyseurs comprend plusieurs étapes, notamment la sélection de matières premières de haute qualité, la précision dans la fabrication du substrat et l'application uniforme du washcoat. De plus, chaque unité subit des tests rigoureux pour l'activité catalytique, la durabilité et la résistance au empoisonnement avant d'être jugée apte à l'utilisation.

Q3 : Quel rôle jouent les métaux précieux dans un catalyseur ?

A3 : Les métaux précieux comme le platine, le palladium et le rhodium sont les catalyseurs actifs dans un catalyseur. Ils facilitent les réactions chimiques qui convertissent les gaz nocifs tels que le monoxyde de carbone, les hydrocarbures et les oxydes d'azote en substances moins nocives, améliorant ainsi l'efficacité du catalyseur dans la réduction des émissions.

Q4 : Comment les différents véhicules affectent-ils la conception des catalyseurs ?

A4 : La conception et les spécifications d'un catalyseur varient en fonction du type de moteur et des exigences d'émission de différents véhicules. Des facteurs tels que la taille du moteur, le type de carburant et le cadre réglementaire dans lequel un véhicule est vendu influencent la conception du catalyseur pour optimiser les performances et respecter les normes d'émission.

Q5 : Quels sont les défis auxquels les fabricants sont confrontés dans la production de catalyseurs ?

A5 : Certains défis dans la production de catalyseurs incluent l'approvisionnement en matières premières de haute qualité, en particulier des métaux précieux nécessaires pour la catalyse. De plus, garantir des performances constantes sur de grands volumes de production et s'adapter aux normes d'émission changeantes et aux technologies des véhicules constitue des défis permanents pour les fabricants.