LES POTS CATALYTIQUES 1- But d un catalyseur : Un catalyseur est un produit qui accroît la vitesse d une réaction chimique sans être affecté par le processus Exemple : On prend un morceau de sucre, au contact d une flamme le sucre ne brûle pas. Si on enroule le sucre dans de la cendre de nouveau au contact d une flamme, le sucre brûle. La cendre est le catalyseur, elle favorise la réaction sur le sucre mais n est pas altérée Dans le cas de la moto, le catalyseur augmente la vitesse de réaction, C est à dire qu il permet que la réaction se produise à température plus basse. Exemple : La reaction CO + ½ O 2 CO 2 peut etre complete : à 900 C sans catalyseur à 300 C avec catalyseur Les réactions catalysable qui nous intéressent sont : réaction d oxydation : pour le CO et HC,on ajoute des molécules d oxygène réaction de réduction : pour les NOx, on retire de molécule d oxygène 2- Constitution : Un catalyseur à trois composants : - le support - les métaux précieux - l emballage a) le support : LES POTS CATALYTIQUES 1/4
Le plus souvent il est en un morceau en céramique d un volume de 1 à 3l Composé de canaux appelés cellules, le nombre de cellule est très important ( environ 50 cellules /cm 2 ) b) l imprégnation : C est l ensemble wash coat ( revêtement ) et métaux précieux ( catalyseur ) - Le wash coat : c est une fine couche d alumine ( 1/100 e mm ) qui permet grâce à sa porosité d augmenter la surface de contact. - Les métaux précieux : le platine qui a pour rôle principal les réactions d oxydation le palladium idem platine le rhodium qui permet d abaisser les températures d amorçage et permet le stockage de l oxygène c) l emballage : Il est constitué de : - matériau de maintien qui absorbent les différences de dilatation entre l enveloppe extérieure et le support, ainsi que les vibrations souvent en céramique - l enveloppe principale en acier inoxydable - les brides d entrée et de sortie 3- La température du catalyseur LES POTS CATALYTIQUES 2/4
La température à un rôle important, elle permet les réactions chimiques. Sans elle, la catalyse en fonctionne pas C est pourquoi il existe des catalyseurs muni un réchauffeur Les hautes températures sont toujours provoquées par la combustion dans le catalyseur de très forte concentration de HC ( >800 ppm )et ou de CO ( 2 à 10 % ) problème d allumage 4- Application à l injection : a) la fenêtre catalytique : Le système ne peut fonctionner que si les polluant à l entrée du catalyseur sont en équilibre, c est à dire que la quantité de chacun soit suffisante pour créer les réactions chimiques nécessaires à la dépollution des trois gaz Cet équilibre n est réalisé qu en mélange stœchiométrique à l entrée du catalyseur b) le dosage : ( lambda = 1 ) 5- Le dosage : : LES POTS CATALYTIQUES 3/4
Il faut donc un système bouclé qui permet de mesuré la richesse à l entrée du pot et de la modifié en permanence pour qu elle soit adaptée à la catalyse ( lambda = 1 ) 6- La sonde à oxygène (ou lambda ) : Elle fonctionne entre 350 C et 800 C donc elle doit être près du moteur tout n'étant pas exposé au haute température Mélange pauvre : 50 mv Mélange riche : 900 mv Il existe des sondes lambdas chauffés électriquement qui seront efficace plus rapidement La sonde lambda est donc un capteur qui délivre une tension en fonction de la richesse du mélange EXERCICE LES POTS CATALYTIQUES 4/4 1- Qu4est ce qu un catalyseur?
Gaz polluant en entrée 2- Complétez le tableau Réduction Oxydation Gaz inoffensif à la sortie du catalyseur Dans quel intervalle de température le catalyseur est il fonctionnel? 3- Nommer les pièces et indiquer sur quelles parties se trouvent les métaux rares 4- Trouver un autre nom pour l implantation des cellules dans le support ( en vous referant au monde animal ) 5- Qu appelle t on fenêtre catalytique et quelle est son utilité par rapport au pot catalytique? 6- Sur le schéma, dessinez la courbe de dosage idéal d un moteur EXERCIE CATALYTIQUE 1/3
7- Faites des critiques par rapport u fonctionnement avec et sans pot catalytique 8- Compléter le schéma du système de bouclage : Augmentation du T inj Mélange riche Peu d oxygène à l échappement Sonde λ : mv Le calculateur appauvrit le mélange 9- Trois clients vous remettent leurs motos pour un contrôle EXERCIE pollution CATALYTIQUE 2/3 06.2 5.3 CO 2 % CO % Client 1 : 1000 0.793 HC ppm λ lambda
12.8 0.5 Client 2 : CO 2 % CO % 75 1 HC ppm λ lambda client 3 : 14.8 0 CO 2 % CO % 10 1.2 HC ppm λ lambda Compléter le tableau : Client 1 Client 2 Client 3 Carburation correcte incorrecte Opérations à effectuées EXERCIE CATALYTIQUE 3/3