Καταλυτικός μετατροπέας - η λειτουργία του στο αυτοκίνητο

Η εξάτμιση του αυτοκινήτου περιέχει πολλές τοξικές ουσίες. Για να αποτραπεί η απελευθέρωσή τους στην ατμόσφαιρα, χρησιμοποιείται μια ειδική συσκευή που ονομάζεται «καταλυτικός μετατροπέας» ή «καταλύτης». Τοποθετείται σε αυτοκίνητα με κινητήρες εσωτερικής καύσης βενζίνης και ντίζελ. Η γνώση του τρόπου λειτουργίας ενός καταλυτικού μετατροπέα μπορεί να σας βοηθήσει να κατανοήσετε τη σημασία της λειτουργίας του και να αξιολογήσετε τις συνέπειες που μπορεί να προκαλέσει η αφαίρεσή του.

Καταλυτική συσκευή

Ο καταλυτικός μετατροπέας είναι μέρος του συστήματος εξάτμισης. Βρίσκεται ακριβώς πίσω από την πολλαπλή εξαγωγής του κινητήρα. Ο καταλυτικός μετατροπέας αποτελείται από:

• Μεταλλικό περίβλημα με σωλήνες εισόδου και εξόδου.
• Κεραμικό μπλοκ (μονόλιθος). Πρόκειται για μια πορώδη δομή με πολλές κυψέλες που αυξάνουν την περιοχή επαφής των καυσαερίων με την επιφάνεια εργασίας.
• Το καταλυτικό στρώμα είναι μια ειδική επίστρωση στην επιφάνεια των κυψελών του κεραμικού μπλοκ, που αποτελείται από πλατίνα, παλλάδιο και ρόδιο. Στα τελευταία μοντέλα, μερικές φορές χρησιμοποιείται χρυσός για επιμετάλλωση - ένα πολύτιμο μέταλλο με χαμηλότερο κόστος.
• θήκη. Χρησιμεύει ως θερμομόνωση και προστασία του καταλυτικού μετατροπέα από μηχανικές βλάβες.

Η κύρια λειτουργία ενός καταλυτικού μετατροπέα είναι η εξουδετέρωση των τριών κύριων τοξικών συστατικών των καυσαερίων, εξ ου και η ονομασία - τριπλής κατεύθυνσης. Αυτά είναι τα συστατικά που πρέπει να εξουδετερωθούν:

• Τα οξείδια του αζώτου NOx, συστατικό της αιθαλομίχλης που προκαλεί όξινη βροχή, είναι τοξικά για τον άνθρωπο.
• Το μονοξείδιο του άνθρακα CO είναι θανατηφόρο για τον άνθρωπο σε συγκέντρωση μόνο 0,1% στον αέρα.
• Οι υδρογονάνθρακες CH είναι συστατικό της αιθαλομίχλης, ορισμένες ενώσεις είναι καρκινογόνες.

Πώς λειτουργεί ένας καταλυτικός μετατροπέας

Στην πράξη, ένας τριοδικός καταλυτικός μετατροπέας λειτουργεί σύμφωνα με την ακόλουθη αρχή:

• Τα καυσαέρια του κινητήρα φτάνουν στα κεραμικά μπλοκ, όπου διεισδύουν στις κυψέλες και τα γεμίζουν εντελώς. Τα μέταλλα του καταλύτη, το παλλάδιο και η πλατίνα, πυροδοτούν μια αντίδραση οξείδωσης κατά την οποία οι άκαυστοι υδρογονάνθρακες CH μετατρέπονται σε υδρατμούς και το μονοξείδιο του άνθρακα CO μετατρέπεται σε διοξείδιο του άνθρακα.
• Ο αναγωγικός μεταλλικός καταλύτης ρόδιο μετατρέπει το NOx (νιτρικό οξείδιο) σε κανονικό, αβλαβές άζωτο.
• Τα καθαρισμένα καυσαέρια απελευθερώνονται στην ατμόσφαιρα.

Εάν το όχημα είναι εξοπλισμένο με κινητήρα ντίζελ, ένα φίλτρο σωματιδίων τοποθετείται πάντα δίπλα στον καταλυτικό μετατροπέα. Μερικές φορές αυτά τα δύο στοιχεία μπορούν να συνδυαστούν σε ένα στοιχείο.

Η θερμοκρασία λειτουργίας ενός καταλυτικού μετατροπέα έχει καθοριστική επίδραση στην αποτελεσματικότητα της εξουδετέρωσης των τοξικών συστατικών. Η πραγματική μετατροπή ξεκινά μόνο αφού φτάσει τους 300°C. Υποτίθεται ότι η ιδανική θερμοκρασία όσον αφορά την απόδοση και τη διάρκεια ζωής είναι μεταξύ 400 και 800°C. Η επιταχυνόμενη γήρανση του καταλύτη παρατηρείται στο εύρος θερμοκρασίας από 800 έως 1000°C. Η μακροχρόνια λειτουργία σε θερμοκρασίες άνω των 1000°C επηρεάζει αρνητικά τον καταλυτικό μετατροπέα. Μια εναλλακτική λύση στα κεραμικά υψηλής θερμοκρασίας είναι μια μεταλλική μήτρα από κυματοειδές φύλλο. Η πλατίνα και το παλλάδιο δρουν ως καταλύτες σε αυτή την κατασκευή.

Καταλυτικός μετατροπέας πόρων

Η μέση διάρκεια ζωής ενός καταλυτικού μετατροπέα είναι 100 χιλιόμετρα, αλλά με σωστή λειτουργία, μπορεί να λειτουργήσει κανονικά έως και 000 χιλιόμετρα. Οι κύριες αιτίες της πρόωρης φθοράς είναι η αστοχία του κινητήρα και η ποιότητα του καυσίμου (μίγμα καυσίμου-αέρα). Η υπερθέρμανση συμβαίνει παρουσία ενός άπαχου μείγματος και εάν είναι πολύ πλούσιο, το πορώδες μπλοκ φράσσεται με άκαυτο καύσιμο, αποτρέποντας την εμφάνιση των απαραίτητων χημικών διεργασιών. Αυτό σημαίνει ότι η διάρκεια ζωής του καταλυτικού μετατροπέα μειώνεται σημαντικά.

Μια άλλη κοινή αιτία βλάβης του κεραμικού καταλύτη είναι η μηχανική βλάβη (ρωγμές) λόγω μηχανικής καταπόνησης. Προκαλούν την ταχεία καταστροφή των μπλοκ.

Σε περίπτωση δυσλειτουργίας, η απόδοση του καταλυτικού μετατροπέα επιδεινώνεται, κάτι που ανιχνεύεται από έναν δεύτερο αισθητήρα λάμδα. Σε αυτήν την περίπτωση, η ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου αναφέρει μια δυσλειτουργία και εμφανίζει το σφάλμα «CHECK ENGINE» στο ταμπλό. Τα κροταλίσματα, η αυξημένη κατανάλωση καυσίμου και η επιδείνωση της δυναμικής είναι επίσης σημάδια βλάβης. Σε αυτή την περίπτωση, αντικαθίσταται με νέο. Οι καταλύτες δεν μπορούν να καθαριστούν ή να επισκευαστούν. Δεδομένου ότι αυτή η συσκευή είναι ακριβή, πολλοί αυτοκινητιστές προτιμούν απλώς να την αφαιρέσουν.

Μπορεί να αφαιρεθεί ο καταλυτικός μετατροπέας;

Μετά την αφαίρεση του καταλύτη, πολύ συχνά αντικαθίσταται με ένα απαγωγέα φλόγας. Το τελευταίο αντισταθμίζει τη ροή των καυσαερίων. Συνιστάται η τοποθέτησή του για την εξάλειψη των δυσάρεστων θορύβων που δημιουργούνται κατά την αφαίρεση του καταλύτη. Επίσης, εάν θέλετε να το αφαιρέσετε, είναι καλύτερο να αφαιρέσετε εντελώς τη συσκευή και να μην καταφύγετε στις συστάσεις ορισμένων λάτρεις του αυτοκινήτου για να τρυπήσετε τη συσκευή. Μια τέτοια διαδικασία θα βελτιώσει την κατάσταση μόνο για λίγο.

Σε οχήματα που πληρούν τα περιβαλλοντικά πρότυπα Euro 3, εκτός από την αφαίρεση του καταλυτικού μετατροπέα, πρέπει να ανανεωθεί η ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου. Πρέπει να αναβαθμιστεί σε έκδοση χωρίς καταλυτικό μετατροπέα. Μπορείτε επίσης να εγκαταστήσετε έναν εξομοιωτή σήματος ανιχνευτή λάμδα για να εξαλείψετε την ανάγκη για υλικολογισμικό ECU.

Η καλύτερη λύση σε περίπτωση βλάβης του καταλύτη είναι η αντικατάστασή του με γνήσιο ανταλλακτικό σε εξειδικευμένο σέρβις. Έτσι, η παρέμβαση στη σχεδίαση του αυτοκινήτου θα αποκλειστεί και η περιβαλλοντική κατηγορία θα αντιστοιχεί σε αυτή που καθορίζει ο κατασκευαστής.