Khái quát về bộ lọc khí thải xe hơi (phần 1/2)

Dựa theo quyết định số 909/QĐ-TTg ngày 17/6/2010, Bộ Giao Thông Vận Tải Việt Nam hiện đang triển khai kế hoạch kiểm soát khí thải đối với các loại xe máy, môtô, và thắt chặt hơn nữa về tiêu chuẩn mức khí thải của ôtô. Điều này sẽ  buộc các nhà lắp ráp ôtô trong nước sử dụng linh kiện phụ tùng đúng tiêu chuẩn và giúp phần nào cải thiện môi trường. Tuy nhiên, đối với những kỹ sư vẫn đang mơ ước đến một thương hiệu ô tô dành riêng cho Việt Nam, đây sẽ là một trong nhiều bài toán khó cần phải giải quyết. Để giải được bài toán này, người ta thường tiếp cận theo hai hướng:

• Thứ nhất, cải thiện động cơ đạt tiêu chuẩn theo hướng điều chỉnh tỷ lệ giữa xăng/không khí sao cho xăng sẽ cháy hoàn toàn và không sinh ra chất độc hại
• Thứ hai, sử dụng bộ lọc xúc tác 3 thành phần

Trong bài báo này, Vietfuji xin giới thiệu đến các bạn cơ cấu hoạt động cũng như quy trình sản xuất cơ bản của bộ lọc khí thải trong ô tô.

Về mặt cấu tạo, bộ lọc gồm một khung cấu trúc tổ ong làm bằng gốm đặc biệt được gọi là Haniseramu(ハニセラム ) và phần xúc tác (Pt,Rd,…) được hấp phụ trên bề mặt của khung.

Haniseramu(ハニセラム )

Vật liệu chính để sản xuất Haniseramu chính là “Fine Ceramic”,tức gốm công nghiệp . Để bạn đọc hiểu hơn về loại vật liệu này, người viết xin phép được giới thiệu sơ lược như sau.

Về cơ bản, gốm công nghiệp nằm trong khung ngành vật liệu vô cơ gốm sứ nhưng khác ở chỗ sử dụng nguyên vật liệu nhân tạo (chứ không phải đất sét thiên nhiên như gốm sứ thông thường) và được gia công nghiêm ngặt để đảm bảo những tính năng cần thiết.

Quy trình sản xuất những sản phẩm thuộc loại ngành vật liệu này(bao gồm cả Haniseramu) thường có nhiều điểm tương tự với các sản phẩm gốm sứ truyền thống.  Gồm có 5 khâu chính:

• +Phân loại hạt: mục đích của khâu này nhằm đảm bảo sự đồng nhất về mặt kích thước của hạt nguyên liệu. Thông qua đó sẽ giúp nâng cao mật độ sản phẩm sau cùng.

• +Nhào trộn-tạo hình:  công đoạn này có mục đích thêm nước và nhào trộn bột khô thành dạng giống như đất sét. Sau đó tạo hình sản phẩm thông qua nhiều phương pháp, chẳng hạn như phương pháp ép đẩy (押し出し法), ép nóng (hot pressing),…

• +Sấy khô: dùng sóng điện từ để làm khô một phần sản phẩm trước khi đi vào công đoạn nung.
• +Nung:  cũng như khi nung đồ sứ, thông qua công đoạn này sản phẩm sẽ đạt được đồ bền chắc cũng như các tính năng khác mà nhà sản xuất mong đợi. Đây là công đoạn đòi hỏi kỹ thuật nhiều nhất, cần thiết phải đảm bảo đúng nhiệt độ cần thiết để sản phẩm có thể nở. Nhiệt đồng đều sẽ giúp đảm bảo tiêu chuẩn về kích thước cũng như tránh cho sản phẩm bị nứt, bể.
• +Kiểm tra: thông qua 2 khâu kiểm tra bao gồm: kiểm tra ngoại quan bằng mắt và kiểm tra trọng lượng thông qua băng chuyền điều khiển bằng máy tính.

Khác với chất liệu kim loại, loại vật liệu này có những ưu điểm:

• +Có diện tích bề mặt lớn dẫn tới tính năng hấp phụ cao.
• +Cứng, bền và khả năng chịu nhiệt cao.
• +Trước khâu nung, có thể dễ dàng gia công và dù có gia công hỏng thì vẫn có thể tái gia công mà không ảnh hưởng đến chất lượng.
• +Rất nhẹ.

Chính nhờ những ưu điểm này nên vật liệu gốm công nghiệp được sử dụng để làm khung cho bộ lọc xúc tác. Đồng thời để tăng cao diện tích tiếp xúc khi khí thải đi qua nhằm nâng cao khả năng xúc tác, người ta sử dụng cấu trúc tổ ong với rất nhiều lỗ nhỏ có kích thước khoảng  2 đến 6mm.

Tiềm năng ứng dụng và sản xuất tại Việt Nam:

Kỹ thuật sử dụng vật liệu gốm công nghiệp đã được ứng dụng từ rất lâu tại các nước phát triển như Nhật, Mỹ. Tuy vậy, đáng tiếc đây lại là một khái niêm hoàn toàn mới đối với Việt Nam. Tại Việt Nam đã sẵn có nguồn nguyên liệu dồi dào cũng như kỹ thuật tích luỹ dành cho sản xuất gốm sứ. Đó chính là tiền đề vô cùng quan trọng để tiến hành sản xuất các linh kiện sử dụng gốm công nghiêp. Nếu có sự quan tâm và đầu tư đúng đắn thì chúng ta hoàn toàn có thể nắm vững được công nghệ và tiến hành sản xuất.

(Còn tiếp)
Thực hiện: Trịnh Trần Khánh Duy

Bình Luận

comments