Podczas jazdy samochody wytwarzają duże ilości oparów i gazów, znanych również jako emisje. Emisje przyczyniają się do zanieczyszczenia powietrza, dlatego państwa uchwalają coraz to nowe ustawy dotyczące ochrony środowiska, które regulują te kwestie.
Nowoczesny układ wydechowy w pojazdach zawiera szereg części, które pomagają kontrolować emisje i czynią je bardziej przyjaznymi dla środowiska. Wśród tych części znajduje się katalizator, który pomógł wielu producentom samochodów spełnić normy określone w ustawie o krajowych normach emisji.
Katalizator jest ważną częścią układu wydechowego. Czytaj dalej, aby dowiedzieć się więcej o roli, jaką odgrywa w Twoim samochodzie.
Kto wynalazł katalizator?
Historia katalizatora sięga końca XIX wieku, kiedy we Francji opracowano kilka prototypów. W połowie lat pięćdziesiątych Eugene Houdry , francuski inżynier mechanik, otrzymał patent na swoje badania nad katalizatorami do silników benzynowych.
Rozwój katalizatora Houdry’ego wynikał z jego obaw o komin opłat drogowych i spaliny samochodowe na zanieczyszczenie powietrza. Widział wyniki badań w Los Angeles i zaczął pracować nad konwerterami do kominów.
Konwertery katalityczne były dalej rozwijane po przepisach dotyczących kontroli emisji, które weszły w życie we wczesnych latach 60-tych. Pierwszy produkcyjny katalizator powstał w 1973 roku w Engelhard Corporation, a powszechne stosowanie tej części rozpoczęło się około 1975 roku.
Co robi katalizator?
Konwerter katalityczny wykorzystuje komorę zwaną katalizatorem do zamiany szkodliwych związków z emisji silnika na bezpieczne gazy, takie jak para. Rozbija niebezpieczne cząsteczki w gazach wytwarzanych przez samochód, zanim zostaną uwolnione do powietrza.
Katalizator znajduje się na spodzie pojazdu i wygląda jak duże metalowe pudełko. Wychodzą z niego dwie rury. Konwerter wykorzystuje te dwie rury i katalizator podczas procesu bezpiecznego usuwania gazów.
Gazy doprowadzane są z przewodu „wlotowego” podłączonego do silnika pojazdu. Są one przedmuchiwane nad katalizatorem, co powoduje reakcję chemiczną, która rozbija zanieczyszczenia. Mniej szkodliwe gazy przepływają teraz przez drugą rurę lub „wyjście”, która jest połączona z rurą wydechową samochodu.
Co znajduje się w katalizatorze?
Katalizator jest zwykle wykonany z platyny lub podobnego metalu, takiego jak rod lub pallad. Gazy przepływają przez ceramiczną strukturę plastra miodu znajdującą się w obudowie kota. Jest to pokryte metalami, które mają określone zadania, które odgrywają rolę w zmniejszaniu emisji. W samochodzie mogą występować dwa główne typy katalizatorów:
- Katalizatory redukcyjne: Pomagają zmniejszyć zanieczyszczenie tlenkiem azotu poprzez usuwanie tlenu. Tlenki azotu są rozkładane na gazy azot i tlen, które same w sobie są nieszkodliwe.
- Katalizatory utleniające: używane do zamiany tlenku węgla na dwutlenek węgla w odwrotnym procesie dodawania tlenu.
W pobliżu katalizatora znajduje się również czujnik tlenu (O2), który informuje elektroniczną jednostkę sterującą samochodu (ECU), ile tlenu znajduje się w spalinach. Pomaga to pojazdowi pracować na bardziej efektywnym stosunku powietrza do paliwa, umożliwiając silnikowi dostarczanie do konwertera wystarczającej ilości tlenu, aby zakończyć proces utleniania.
Rodzaje katalizatorów
Jak wspomniano wcześniej, istnieją dwa podstawowe katalizatory – redukcja i utlenianie – które można stosować w układzie wydechowym do obsługi określonych gazów.
Istnieją dwa podstawowe rodzaje katalizatorów:
- Dwukierunkowy: Dwukierunkowy konwerter katalityczny był obecny w pojazdach w Stanach Zjednoczonych do 1981 roku. Mają tylko katalizatory utleniające, które pomagają zmienić tlenek węgla w dwutlenek węgla. Węglowodory (czyli niespalone i częściowo spalone paliwo) zamieniane są na dwutlenek węgla i wodę.
- Trójdrożny: Od 1981 roku stosuje się trójdrożny katalizator. Działa to tak samo jak konwerter dwudrożny z dodatkiem katalizatora redukcji. Jak wspomniano wcześniej, służy to do zamiany tlenków azotu na gazy azotowe i tlenowe.
Silniki Diesla wykorzystują katalizatory dwukierunkowe, a konwertery są również specjalnie zaprojektowane do pracy ze spalinami Diesla. Konwertery do tego typu silników próbują wycelować w cząstki stałe znane jako rozpuszczalne frakcje organiczne. Są one wykonane z węglowodorów związanych z sadzą.
Oznaki problemów z katalizatorem
Więc co się dzieje, gdy katalizator się zepsuje? Biorąc pod uwagę rolę, jaką odgrywa ta część w układzie wydechowym pojazdu, może pojawić się szereg objawów, gdy zaczyna on ulegać zużyciu.
Oto kilka przykładów, na które należy zwrócić uwagę:
- Zwiększone zużycie paliwa: jeśli katalizator zostanie zatkany, może zmniejszyć przepływ powietrza przez silnik. Aby to zrekompensować, silnik może zacząć spalać więcej paliwa niż zwykle.
- Sprawdź kontrolkę ostrzegawczą: Kontrolka sprawdź silnik może wskazywać szereg rzeczy. Jednak w samochodach wyprodukowanych po 1996 roku istnieje system diagnostyczny, który sprawdza katalizator. Jeśli konwerter działa nieprawidłowo, czujniki stosunku powietrza do paliwa mogą włączyć lampkę ostrzegawczą.
- Pachnące zgniłe jajka: katalizator może ulec uszkodzeniu wewnętrznemu, co spowoduje, że będzie miał trudności z konwersją spalin. Rezultatem może być siarkowy zapach „zgniłego jajka”.
- Problemy z uruchomieniem silnika: Spaliny z Twojego pojazdu muszą się ulotnić. Zatkany katalizator może temu zapobiec równie skutecznie. Może to skutkować zwiększonym ciśnieniem wydechowym i spowodować, że samochód będzie pryskać lub gaśnie, gdy próbujesz go uruchomić.
- Słabe przyspieszenie: znowu spaliny muszą jakoś uciec. Uwięziony wydech i zwiększone ciśnienie z zatkanego konwertera mogą powodować problemy z przyspieszaniem samochodu. Możesz zauważyć szarpanie lub zwlekanie, gdy próbujesz to zrobić.
- Nieudany test emisji: wiele stanów wymaga regularnych testów emisji w pojazdach, a jeśli nie zdasz swojego, winowajcą może być Twój katalizator. Niezdanie tego testu może być połączone z innymi objawami wymienionymi powyżej.
