2.0 Struktura katalizatora
Samochody z silnikami benzynowymi
Dzięki elektronicznemu sterowaniu układem wtrysku paliwa w połączeniu z informacjami z sondy lambda, paliwo jest wtryskiwane do komór spalania w sposób dozowany, dzięki czemu katalizator może obniżyć poziom szkodliwych substancji w spalinach. Sonda lambda montowana jest w rurze dolotowej i tam jest oczyszczana przez spaliny. Sonda lambda to czujnik elektryczny, który reaguje na zawartość tlenu resztkowego w spalinach poprzez wahania napięcia elektrycznego, co ostatecznie pozwala jednostce sterującej ocenić skład mieszanki paliwowo-powietrznej. Jednostka sterująca układem wtryskowym może zmienić stosunek paliwa do powietrza w ułamku sekundy. Jest to konieczne z jednej strony dlatego, że warunki pracy silnika ciągle się zmieniają ("pełna moc", bieg jałowy), a z drugiej strony dlatego, że dopalanie w katalizatorze następuje tylko wtedy, gdy spaliny zawierają odpowiednią ilość benzyny.
Aby w katalizatorze mogły zachodzić procesy dopalania w temperaturach od +300° do +800°C, mieszanka paliwowo-powietrzna musi zawierać większą ilość paliwa, niż jest to konieczne do prostego spalania.
Zainstalowany katalizator jest tzw. katalizatorem trójkanałowym (zobacz ilustrację 2.0a). Oznacza to, że w takim katalizatorze, w wyniku regulacji sondą lambda, następuje jednocześnie utlenianie tlenku węgla (CO) i węglowodorów (HC) oraz redukcja tlenków azotu (NOx).
2.0a Zamontowany katalizator jest tzw. katalizatorem trójkanałowym
Aby zredukować zawartość szkodliwych substancji w spalinach zanim dotrą one do katalizatora, silniki są dodatkowo wyposażone w układ recyrkulacji spalin.
W zależności od obciążenia silnika, układ recyrkulacji spalin usuwa część spalin przez zawór i miesza je z napływającym świeżym powietrzem. W rezultacie temperatura zapłonu mieszanki paliwowo-powietrznej ulega obniżeniu, a tym samym zmniejsza się zawartość tlenków azotu w spalinach.
Katalizator w pojazdach z silnikiem Diesla
Samochody z silnikami diesla są również wyposażone w katalizator. W takim przypadku regulacja mieszanki paliwowo-powietrznej jest niemożliwa, dlatego w pojazdach z silnikami Diesla stosuje się katalizatory nieregulowane. Jednakże taki katalizator zmniejsza emisję szkodliwego dla środowiska tlenku węgla i węglowodorów do poziomu, którego nie można osiągnąć za pomocą regulowanego katalizatora w silnikach benzynowych. Ponadto neutralizuje charakterystyczny zapach spalonego paliwa w silnikach Diesla. W silnikach Diesla wyższą zawartość tlenków azotu w spalinach redukuje się poprzez zastosowanie dodatkowego układu recyrkulacji spalin.