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Toyotas technologischer Fortschritt bei seinen Katalysatoren seit 2017

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Obwohl Katalysatoren erstmals 1975 eingeführt wurden, als US-Autohersteller damit begannen, sie in ihre Modelle als Reaktion auf den von der Environmental Protection Agency (EPA) vorgeschriebenen US Clean Air Plan einzubauen, wurden sie im Laufe der Jahre mit dem Ziel weiterentwickelt, Schadstoffemissionen zu reduzieren.

Äußerlich ist es nichts als ein Edelstahlzylinder, aber im Inneren befinden sich einige sehr interessante Materialien.

Erstens ist der Katalysator aufgrund der hohen Temperaturen, die er erreicht, mit einem metallischen Hitzeschild bedeckt, das verhindert, dass Hitze das Fahrzeug beschädigt.

Betrieb-Katalysator-Toyota

Es enthält eine zylindrische oder ovale Keramikmatrix in Form einer Wabe mit etwa 70 Zellen pro Quadratzentimeter, die mit einem Harz imprägniert ist, in dem sich bestimmte Edelmetallelemente wie Palladium (Pd), Platin (Pt) und Rhodium befinden (R.). Ihre Funktion besteht darin, die chemischen Reaktionen zwischen den verschiedenen Substanzen, die mit dem Katalysator in Kontakt kommen, einzuleiten und zu beschleunigen. Es ist jedoch wichtig, darauf hinzuweisen, dass die Edelmetalle selbst nicht an diesen Reaktionen teilnehmen und während die ersten beiden die Oxidationsfunktion übernehmen, greift Rhodium in die Reduktion der schädlichen Gase ein.

Beachten Sie, dass es nicht nur ein sehr teures Element ist, sondern auch sehr geschätzt wird, dass es recycelt wird. Seien Sie vorsichtig, denn in den letzten Jahren wurde es zum Ziel von Banden, die sie stehlen, um die darin enthaltenen Edelmetalle zu extrahieren.

Heute gab die Toyota Motor Corporation die kommerzielle Verfügbarkeit eines neuen kleinen Katalysators bekannt, der 20 % weniger Edelmetalle verbraucht und sein Volumen um 20 % reduziert, während er die gleiche Abgasreinigungsleistung beibehält.

Betrieb-Katalysator-Toyota-2020

Innovative Design- und Fertigungstechnologien haben die Massenproduktion des neuen Katalysators ermöglicht, der nach und nach in neue Modelle eingebaut wird, insbesondere in den Lexus LC 500h, der als erster dieses neue Katalysatormodell getestet hat.

Die zunehmende Verwendung von Edelmetallkatalysatoren zum Reinigen von Abgasen und zum Reduzieren der Luftverschmutzung bringt viele Probleme mit sich, einschließlich erhöhter Herstellungskosten und Ressourcenverknappung. Toyota hat umfangreiche Forschungs- und Entwicklungsarbeiten durchgeführt, um Lösungen zur Verbesserung der Reinigungseffizienz sowie zur Modifizierung der Zellwanddicke und des Zellquerschnitts zu finden.

Derzeit ist das am häufigsten verwendete Substrat in Abgasreinigungskatalysatoren für Benzinmotoren Keramik (Cordierit), die eine Wabenstruktur verwendet, die durch quadratische oder hexagonale Zellen erzeugt wird. Die Zellwände dieses Substrats enthalten katalytische Materialien wie Platin (Pt), Rhodium (Rh), Palladium (Pd) und andere Edelmetalle.

Dadurch wird eine katalytische Wirkung erzielt, d.h. durch Reduktion der Oxidation werden Schadgase wie Kohlenmonoxid (CO), unverbrannte Kohlenwasserstoffe (HC) und Stickoxide (NOx) in den Abgasen gereinigt, um sie weniger zahlreich und weniger gefährlich zu machen.

Das neue Katalysatordesign ermöglicht einen gleichmäßigeren Abgasstrom und Edelmetalle und andere katalytische Materialien, um die Abgase effektiv zu reinigen. Andererseits führen die bisher verwendeten Katalysatoren aufgrund ihrer Struktur zu einem Ungleichgewicht des Abgasstroms, da der durch den inneren Teil des Katalysators strömende Gasstrom größer und schneller strömt als der Gasstrom durch den äußeren Teil. Daher ist bei der obigen Konstruktion mehr Edelmetall im inneren Teil des Katalysators erforderlich, wo die Strömungsgeschwindigkeit höher ist, um eine gleichmäßige Reinigungsleistung aufrechtzuerhalten.

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