CATALIZADOR CONTINENTAL RING PARA CONVERTIDORES CATALÍTICOS DE 3 VÍAS🔩
POSTED BY ALICE
Continental ha elegido el 37º Simposio del Automóvil de Viena para presentar una solución innovadora de control de emisiones para motores de gasolina turboalimentados de tamaño reducido. La introducción de la legislación sobre emisiones de conducción reales exigirá vehículos con este concepto de motor ampliamente utilizado. Esto permitirá cumplir con los estrictos límites de óxido de nitrógeno (NOx) en todas las situaciones de conducción.
Esto plantea un nuevo reto al exigir una reducción eficiente de NOx en un espectro muy amplio de condiciones de funcionamiento del motor; y no "sólo" en los ciclos de prueba actuales. Sin embargo, los catalizadores de acoplamiento estrecho existentes en la actualidad ofrecen poco margen para nuevas mejoras en la distribución de lambda. En el frente estadounidense, por su parte, las normas LEV III SULEV 30 establecen una reducción del 70% de las emisiones medias de óxido de nitrógeno de la flota para el año 2025.
"Para cumplir con la legislación RDE y SULEV 30 sobre emisiones de NOx, un convertidor catalítico de 3 vías debe alcanzar una tasa de conversión cercana al 100%. Esto sólo es posible si la reducción eficiente de NOx se mantiene de manera uniforme en todas las situaciones operativas", dice el Dr. Markus Distelhoff, Vicepresidente Ejecutivo de la Unidad de Negocio de Gestión de Combustible y Escape de la División de Tracción de Continental. "El innovador catalizador anular en combinación con nuestra lámina metálica microestructurada LS desempeñará un papel importante en el cumplimiento de este requisito".
Reducción de NOx: No dejar nada al azar
Los catalizadores de 3 vías de alto rendimiento de hoy en día ya alcanzan un índice de reducción de NOx del 99%. Sin embargo, esto no es suficiente, por lo que es necesario aumentar la eficiencia. Para los motores de gasolina turboalimentados de tamaño reducido, esto presenta dos desafíos. En primer lugar, las variaciones en la composición de los gases de escape entre cilindros y cilindros hacen que la relación combustible/aire (valor lambda) pueda desviarse del valor ideal, lo que afecta negativamente a la conversión de NOxc. El objetivo debe ser evitar tales influencias del cilindro en el lambda de escape, mediante la mezcla de flujo. Sin embargo, esto es difícil en el caso de un convertidor catalítico de acoplamiento estrecho. De hecho, el tubo de bajada al convertidor catalítico no es lo suficientemente largo. Esta es la razón por la que muchos vehículos nuevos ahora cuentan con un segundo catalizador - debajo del piso - para convertir el resto de las emisiones de óxido de nitrógeno. Esta solución tiene el precio de un peso adicional y un aumento de la contrapresión de los gases de escape.
En segundo lugar, en algunas situaciones de funcionamiento, la capacidad del catalizador para lograr una tasa de conversión de NOxc constante y uniforme puede verse afectada negativamente por el sistema de turbocompresor. Esto se debe a que la apertura de la válvula de derivación de la turbina (válvula de desagüe) por encima de un determinado régimen del motor afecta a la distribución del flujo, lo que resulta en un flujo de escape no uniforme. Esto puede llevar potencialmente a un envejecimiento local más rápido del catalizador y a un deterioro del rendimiento de reducción de NOx.
Ventajas del catalizador de anillo
El convertidor catalítico anular de acoplamiento cerrado desarrollado por Continental soporta la conversión casi completa de NOx en motores de gasolina turboalimentados.
Continental ha desarrollado una solución innovadora para hacer frente a estos dos desafíos: El anillo catalizador. Una tubería interna que atraviesa el núcleo del catalizador anular y a lo largo de todo su recorrido proporciona la longitud adicional necesaria para permitir una mejor mezcla del flujo de escape. Al final de este tubo, el gas es redirigido a través de 180°. Sólo entonces fluye a través de la parte catalíticamente activa del catalizador, que rodea el tubo interior como una manga.
"De esta manera el catalizador anular extiende la trayectoria del flujo sin extender la longitud total del catalizador. Esto permite que el catalizador se coloque cerca del motor, por lo que no hay aumento en el tiempo necesario para alcanzar la temperatura de encendido para convertir las emisiones de NOx", dice Rolf Brück, Jefe de la Línea de Productos de Catalizadores y Filtros, Gestión de Combustible y Escape. "Con este diseño, el efecto de remolino del gas residual del turbocompresor ayuda a la mezcla de los gases de escape en el tubo interno."
El núcleo del catalizador está enrollado con lámina metálica "LS", un material desarrollado por Continental. Las estructuras longitudinales (= LS) en esta lámina o sustrato crean más turbulencia en los gases de escape. Esto asegura un mejor contacto entre los óxidos de nitrógeno y el sustrato cubierto catalíticamente, resultando en una mayor eficiencia de conversión.
La sección activa del catalizador anular se enrolla a partir del innovador sustrato metálico LS de Continental. Las estructuras longitudinales de este material generan microturbulencias en el flujo de escape, lo que ayuda a dirigir los óxidos de nitrógeno más eficazmente hacia la pared del catalizador recubierta catalíticamente, donde se convierten.
Fuente: Ingeniero de automóviles
