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メカニック講座

スポーツキャタライザー

キャタライザーの耕造と役割

エンジンから排出される排気ガスには人体や環境に悪影響を及ぼす有害物質が含まれている。それらの有害物質を減少させるためにガソリンエンジン搭載の乗用車にはキャタライザー(触媒)が装着されている。近年では地球環境問題が大きく取り上げられ排ガス規制も年々厳しくなっているので、キャタライザーの役割は大変重要である。

▲キャタライザーとはフィルターのようなもので有害物質を含んだ排気ガスをそのフィルターを通すことにより、浄化した排気ガスとして放出する。詳しくは、エンジンから排出された排気ガスの炭化水素や一酸化炭素の有害物質を酸化させ、無害な二酸化炭素と水分に変化、併せて窒素酸化物も還元して有害物質を低減させる装置が キャタライザーである。

▼このキャタライザーの内部はハニカム(ハチの巣)状になっていて、その各通路の壁面には白金、ロジウムをはじめとする貴金属がコーティングされており、その通路を有害物質が通ることによりハニカムの壁面で化学反応を起こし有害物質の姿を害の少ないものへと変化させる。

キャタライザーのチューニング

排気効率の向上と排気ガスの浄化の両立は従来、非常に困難とされていたがFUJITSUBOでは様々な研究を重ねた末、この常識を覆すスポーツキャタライザーの開発に成功した。スポーツキャタライザー開発のポイントとなるのは排気効率と浄化能力をバランスよく両立させることである。排気ガスを浄化する最大のキーとなるのがハニカムにコーティングする成分と量であり、先にも挙げた通りコーティングする成分は白金、ロジウム等の貴金属であるため非常に高価で、なるべくコーティングする貴金属を少なくする方がコストも抑えられる。このことからコーティングする成分の量を少なく、効率よく浄化させるにはハニカムの目を細かくし、セル数を増やす、すなわち化学反応を起こす面積を増やす事が一般的である。

純正キャタライザーのセル数が多いのはこれらの事柄も関係している。しかしセル数が多ければ多い程浄化能力に優れるが、キャタライザーを通過する速度が遅くなる。つまり排気ガスがスムーズに流れず「フン詰まり」になってしまうのでエンジンの燃焼効率が下がりパワーダウンにもつながってしまう。これでは排気ガスの浄化はできても、排気抵抗になってしまいパワーアップは望めない。排気抵抗を低減させるには極力セル数を少なくするが、ここで浄化性能と排気抵抗低減のバランスが要求されるのである。

また、多くの純正キャタライザーのハニカムにはセラミックを採用しているが、これは高温になるとハニカム自身が熱膨張を起こし、更にハニカムの目を細かくして排気抵抗を増やしてしまっている。そこでFUJITSUBOスポーツキャタライザーは高温でも熱膨張の少ないメタルハニカムを採用し、低温から高温まで変化の少ない排気効率を追及すると同時にハニカムにコーティングする貴金属類を独自の調合により浄化能力をも満足させたスポーツキャタライザーの商品化に成功した。更に、セラミックハニカムを使用した場合のセットアップには、ハニカムに緩衝材を巻きつけた上でモナカ状のボディで挟み込まなければならないが、メタルハニカムを使用することによりキャタライザーの入口と出口にあたる部分を直接溶接することでセットアップが可能なため、セラミック製よりも小型・軽量で製作できると言うメリットもある。

※ 単位面積あたりのハニカムの目の細かさ

排気効率の向上と排気浄化能力をバランスよく両立するためには膨大なデータの蓄積と、度重なるテストの結果によって生み出されている。環境にもやさしいアイテムでもうワンランク上の走りへ!