LES POTS CATALYTIQUES

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 O2 ⇒ CO2 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 :
a) le support :
- le support
- les métaux précieux
- l’emballage
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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 /cm2 )
b) l’imprégnation :
C’est l’ensemble wash coat ( revêtement ) et métaux précieux ( catalyseur )
•
•
•
-
Le wash coat : c’est une fine couche d’alumine ( 1/100e 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
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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
:
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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
1- Qu4est ce qu’un catalyseur ?
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2- Complétez le tableau
Gaz polluant en
entrée
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
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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
•
Client 1 :
06.2
5.3
CO 2 %
CO %
1000
0.793
HC ppm
λ lambda
2/3
•
•
Client 2 :
client 3 :
12.8
0.5
CO 2 %
CO %
75
1
HC ppm
λ lambda
14.8
0
CO 2 %
CO %
10
1.2
HC ppm
λ lambda
Compléter le tableau :
Client 1
Client 2
Client 3
correcte
Carburation
incorrecte
Opérations à effectuées
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