Penukar pemangkin adalah komponen penting dalam kenderaan moden, direka untuk mengurangkan pelepasan berbahaya dengan menukar gas toksik kepada bahan yang kurang berbahaya. Tetapi bagaimanakah peranti kritikal ini sebenarnya dihasilkan? Proses ini melibatkan beberapa langkah yang tepat — daripada menyediakan substrat hingga menggunakan kot basuh, menghamili logam pemangkin, dan akhirnya mengetin unit ke dalam cangkerang kelulinya. Setiap peringkat adalah penting untuk memastikan prestasi, ketahanan dan pematuhan piawaian pelepasan global.
Dalam artikel ini, kami akan memecahkan proses pembuatan langkah demi langkah.
Langkah 1: Penyediaan Substrat
Pada teras setiap penukar pemangkin ialah substrat, biasanya diperbuat daripada bahan seramik (kordierit) atau logam (kerajang keluli tahan karat). Substrat berbentuk seperti sarang lebah, dengan ratusan saluran kecil yang memaksimumkan luas permukaan sambil membenarkan gas ekzos melalui dengan sekatan yang minimum.
Perkara utama:
- Substrat seramik adalah ringan, tahan haba dan kos efektif.
- Substrat logam menawarkan kekuatan yang lebih tinggi, masa pemadaman cahaya lebih cepat, dan boleh menahan kejutan haba dengan lebih baik.
- Struktur sarang lebah direka bentuk dengan teliti untuk mengimbangi kekuatan, aliran dan kecekapan pemangkin.
| Aspek | Butiran |
| bahan | Cordierite (seramik), Fecralloy (logam) |
| bentuk | Sarang lebah, silinder |
| Fungsi | Menyediakan kawasan permukaan yang besar untuk salutan pemangkin dan aliran gas |
| Hartanah | Kestabilan haba yang tinggi, penurunan tekanan rendah, ringan |
Langkah 2: Permohonan Kot Basuh
Substrat mentah sahaja tidak dapat memangkinkan tindak balas dengan berkesan. Di situlah baju basuh masuk.
- Kot basuh biasanya diperbuat daripada alumina (Al₂O₃) bercampur dengan oksida lain seperti ceria (CeO₂) dan zirkonia (ZrO₂).
- Fungsinya adalah untuk meningkatkan luas permukaan secara mendadak — menyediakan lebih banyak ruang untuk tindak balas pemangkin.
- Kot basuh digunakan sebagai buburan, kemudian dikeringkan dan dikalsinasi (dipanaskan pada suhu tinggi) untuk membentuk permukaan berliang dan kasar di dalam saluran sarang lebah.
Peringkat ini adalah kritikal: kot basuh yang digunakan dengan baik memastikan lekatan yang lebih baik dan pemuatan mangkin yang lebih tinggi.
| Langkah | Penerangan |
| bahan | Aluminium oksida (Al₂O₃), titanium dioksida (TiO₂), silikon dioksida (SiO₂) |
| Permohonan | Buburan salutan digunakan dengan mencelup atau menyembur |
| Tujuan | Tingkatkan luas permukaan dan sediakan lekatan untuk mangkin |
| Pengeringan | Dipanaskan dalam ketuhar untuk mengeluarkan lembapan dan memejalkan lapisan |
Langkah 3: Impregnasi dengan Logam Berharga
Setelah kot basuh digunakan, substrat diresapi dengan bahan pemangkin aktif - biasanya platinum (Pt), paladium (Pd), dan rhodium (Rh).
- Platinum (Pt): Cekap dalam mengoksidakan karbon monoksida (CO) dan hidrokarbon (HC).
- Palladium (Pd): Digunakan terutamanya untuk pengoksidaan hidrokarbon dan CO.
- Rhodium (Rh): Terbaik untuk mengurangkan nitrogen oksida (NOx).
Logam berharga ditaburkan dalam larutan cecair dan digunakan pada substrat bersalut basuh. Selepas impregnasi, substrat menjalani pengkalsinan suhu tinggi sekali lagi, yang membantu membetulkan logam dengan selamat di tempatnya.
Langkah ini adalah yang paling intensif kos, kerana logam jarang dan mahal. Kawalan yang tepat memastikan pengedaran seragam dan aktiviti pemangkin yang maksimum dengan sisa yang minimum.
| Aspek | Butiran |
| Logam Digunakan | Platinum (Pt), Palladium (Pd), Rhodium (Rh) |
| Kaedah | Rendam dalam larutan logam, kemudian keringkan |
| Tujuan | Pemangkin menukar CO, HC, NOx kepada gas yang kurang berbahaya |
| Kawalan Kualiti | Pemuatan logam diukur untuk keseragaman |
Langkah 4: Pengetinan (Perhimpunan Penukar)
Selepas substrat disediakan sepenuhnya dengan washcoat dan catalyst, ia perlu diletakkan di dalam selongsong pelindung - satu proses yang dipanggil pengetinan.
Pengetinan melibatkan meletakkan substrat di dalam cangkerang keluli tahan karat. Tikar atau lapisan penebat (diperbuat daripada bahan intumescent) dililitkan di sekeliling substrat untuk menampungnya, menyerap getaran dan menyediakan penebat haba. Cangkang itu kemudiannya dikimpal atau dikunci secara mekanikal untuk membentuk unit yang dimeterai. Kon masuk dan keluar ditambah, membolehkan penukar disambungkan ke sistem.
Pengetinan memastikan ketahanan dalam keadaan haba yang melampau, getaran dan tekanan ekzos.
| Langkah | Penerangan |
| Bahan Cangkang | Keluli tahan karat |
| Komponen | Cangkang luar, tikar dalam (untuk perlindungan haba dan getaran) |
| Proses | Masukkan substrat ke dalam cangkerang, kedap tepi, pasangkan bebibir |
| Tujuan | Lindungi substrat dan benarkan pemasangan dalam sistem ekzos |
Kawalan dan Pengujian Kualiti
Sebelum meninggalkan kilang, penukar pemangkin menjalani kawalan kualiti yang ketat:
- Ujian aliran untuk memastikan gas ekzos lulus dengan lancar.
- Ujian kejutan terma untuk memeriksa rintangan kepada perubahan suhu secara tiba-tiba.
- Ujian pelepasan untuk mengesahkan kecekapan pemangkin.
Hanya penukar yang memenuhi piawaian yang ketat diluluskan untuk digunakan dalam kenderaan.
Kesimpulan
Pengilangan penukar pemangkin ialah proses yang sangat tepat yang menggabungkan sains bahan termaju dengan kejuruteraan yang teliti. Bermula dengan substrat seramik atau logam, pengeluar menggunakan kot basuh untuk menambah luas permukaan, menghamilinya dengan platinum, paladium dan rhodium untuk aktiviti pemangkin, dan akhirnya membungkusnya dalam cangkerang keluli tahan karat yang tahan lama melalui pengetinan.
Setiap langkah — substrat, kot, impregnasi, dan pengetinan — adalah penting untuk memastikan bahawa penukar pemangkin berfungsi dengan pasti, mengurangkan pelepasan dengan berkesan, dan menahan keadaan sukar di dalam sistem ekzos kenderaan.
