Automobilio katalizatorius: reikšmė, veikimas ir priežiūra

Kone kiekvienas yra girdėjęs apie automobilių katalizatorius. Visgi, kas yra katalizatorius, kodėl jis yra reikalingas ir kokią naudą teikia - daugeliui paaiškinti yra sudėtinga užduotis. Šiame straipsnyje bus gilinamasi į katalizatorių veikimo principus, priežastis, dėl kurių jie sugenda, jų keitimo ir pardavimo galimybes. Suprasti šį automobilio komponentą ir jo funkcijas yra naudinga kiekvienam transporto priemonės savininkui.

Kas yra katalizatorius ir jo paskirtis automobilyje

Automobilio katalizatorius - tai išmetamųjų dujų kontrolės įtaisas automobilyje. Jo paskirtis - kenksmingus teršalus, prieš jiems patenkant į atmosferą, neutralizuoti ir pakeisti nekenksmingomis dujomis, mažinant nuodingų azoto oksidų ir angliavandenilių kiekį bei oksiduojant anglies oksidą. Tam, kad automobilis būtų tinkamas eksploatuoti, jis turi atitikti numatytus taršos standartus. Pirmieji automobiliai su katalizatoriais Europoje pasirodė 1986 metais, o nuo 1993 metų šis teršalų išmetimo standartas buvo pradėtas taikyti visoms kurą naudojančioms transporto priemonėms. Katalizatorius tapo būtina transporto priemonių įranga, siekiant atitikti „Euro“ išmetamųjų dujų standartus ir žymiai sumažinti automobilių neigiamą poveikį aplinkai. Įdomu tai, kad naujausiuose automobilių modeliuose, kuriems keliami vis aukštesni saugumo ir draugiškumo aplinkai kriterijai, gali būti naudojami net keli katalizatoriai.

Katalizatoriaus sandara ir pagrindiniai komponentai

Katalizatorius - tai medžiaga, kuri dalyvauja cheminėse reakcijose, bet pati išlieka nepakitusi. Jis montuojamas išmetimo sistemoje ir sumažina kenksmingų teršalų emisiją. Pagrindinis automobilių gamintojų iššūkis - sukurti kompaktišką katalizatorių, kuris maksimaliai išvalytų išmetamąsias dujas. Jo vidinė struktūra dažnai primena bičių korį. Tokia konstrukcija užtikrina didelį paviršiaus plotą, ant kurio vyksta cheminės reakcijos, taip padidinant valymo efektyvumą.

Kiekvienas katalizatorius susideda iš keturių pagrindinių dalių:

• Korpusas - metalinis bakelis, saugantis katalizatorių nuo perkaitimo.
• Karkasas - pagrindas, per kurį praeina dujos.
• Tarpinis sluoksnis - apsaugo aktyvųjį sluoksnį nuo mechaninių pažeidimų.
• Aktyvusis katalitinis sluoksnis - pagrindinis veiksmo centras, pagamintas iš specialių medžiagų, šalinančių anglies monoksidą ir kitas kenksmingas dujas.

Šie elementai kartu prisideda prie katalizatoriaus efektyvumo ir padeda išvalyti išmetamąsias dujas.

Cheminiai procesai katalizatoriuje

Katalizatoriuje vyksta trys pagrindinės cheminės reakcijos, todėl jis vadinamas trijų reakcijų katalizatoriumi. Oksidacijos ir redukcijos efektyvumas priklauso nuo jo gebėjimo pasisavinti deguonį. Šių katalizės reakcijų metu kenksmingos dujos virsta nekenksmingomis: azoto oksidai redukuojami į azotą (N2), anglies monoksidas (CO) ir nesudegę angliavandeniliai oksiduojami į anglies dioksidą (CO2) ir vandens garus (H2O). Taurieji metalai - platina, paladis ir rodis - veikia kaip paviršius, ant kurio teršalai gali lengviau vykdyti chemines reakcijas. Patys metalai į reakcijas neįsitraukia, o tik sudaro sąlygas joms vykti, todėl savo funkciją gali atlikti labai ilgą laiką.

Kad katalizatorius galėtų atlikti savo darbą, variklis turi gauti tinkamą kuro ir oro santykį. Tam automobilyje yra du deguonies jutikliai - vienas prieš katalizatorių, kitas už jo. Jie nuolat matuoja deguonies kiekį išmetamosiose dujose ir perduoda šiuos duomenis transporto priemonės kompiuteriui, kuris, atsižvelgdamas į tai, reguliuoja įpurškiamo kuro kiekį, kad dujų sudėtis būtų optimali katalizatoriaus reakcijoms.

Benzininių ir dyzelinių katalizatorių skirtumai

Katalizatorių technologija ir savybės yra labai svarbios automobilių pramonei, nes jos padeda mažinti išmetamųjų dujų taršą. Benzininiai ir dyzeliniai katalizatoriai skiriasi, kadangi pasižymi unikaliomis savybėmis:

• Benzininiai katalizatoriai vadinami „trijų funkcijų“ dėl savo veikimo. Jie neutralizuoja anglies monoksidą, angliavandenilius ir sumažina azoto oksidų kiekį. Dažniausiai benzininiuose automobiliuose būna vienas katalizatorius, įrengiamas arčiau variklio, kad greitai įkaistų ir pradėtų dirbti iš karto, vos tik užvedama transporto priemonė.
• Dyzelinių katalizatoriai labiau koncentruojasi į anglies monoksido, angliavandenilių ir kietųjų dalelių sumažinimą. Dėl dyzelinių variklių specifikos, jų išmetimo sistema yra sudėtingesnė ir dažniausiai ją sudaro keli elementai:
  • Oksidacinis katalizatorius: sumažina išmetamosiose dujose esantį kenksmingų medžiagų kiekį.
  • Kietųjų dalelių filtras (DPF): surenka suodžius (juodus dūmus), juos kaupia, o vėliau pats sudegina per regeneracijos procesą, kad suodžiai nepatektų į orą.
  • SCR sistema: naujesniuose dyzeliniuose automobiliuose naudojama papildoma sistema, įpurškianti skystį „AdBlue“, kuri padeda dar labiau sumažinti teršalus.

Moderniuose automobiliuose gali būti naudojami net keli katalizatoriai, nes skirtingų tipų varikliai išskiria skirtingas teršalų rūšis. Ši sistema leidžia sumažinti oro taršą, pagerinti paties variklio darbą ir atitikti aplinkosaugos reikalavimus.

Universalūs katalizatoriai

Universalūs katalizatoriai - tai ne originalios gamintojo dalys, o pagal bendrą standartą pagaminti įrenginiai. Jie gali tikti daugeliui automobilių ir paprastai kainuoja pigiau. Tačiau svarbu paminėti, kad universaliųjų katalizatorių veikimas gali būti ne toks efektyvus, o jų tarnavimo laikas dažniausiai yra trumpesnis.

Katalizatoriaus svarba aplinkai ir žmogaus sveikatai

Pagrindinis ir didžiausias automobilio katalizatoriaus privalumas yra tai, kad jis reikšmingai prisideda prie oro taršos mažinimo. Jų dėka į orą išmetamas minimalus teršalų kiekis, todėl labiau tausojama gamta. Mokslininkų teigimu, būtent automobilių katalizatorių naudojimas padeda sulaikyti net 98 proc. sukuriamų taršiųjų dujų. Katalizatoriai yra svarbūs kovai su oro tarša, o jų naudojimas ypač svarbus miestų centruose. Be veikiančio katalizatoriaus kiekviena kelionė sukeltų gerokai didesnę taršą, todėl būtų neįmanoma pasiekti aplinkosaugos standartų.

Be to, švarus oras teigiamai veikia žmogaus sveikatą. Tinkamai veikiantys katalizatoriai padeda išvengti žalingo poveikio žmonių sveikatai, mažina smogo, kvėpavimo takų ligų ir prastesnės oro kokybės miestuose riziką. Dažnai žmonėms tokie argumentai kaip švarus oras, sveikesnė aplinka gyvenimui neatrodo itin reikšmingi, nes oro tarša nėra vizualiai akivaizdi. Tačiau, atsižvelgiant į tai, kad pasaulyje šiandien yra beveik 1,5 bilijono automobilių (t. y., po vieną automobilį 5 žmonėms), kasdien į aplinką išmetamų teršalų kiekis būtų neįtikėtinai didelis be katalizatorių.

Katalizatoriaus gedimo priežastys ir simptomai

Katalizatoriaus tarnavimo laikas yra stipriai ribotas ir priklauso nuo nuvažiuoto kilometražo, tačiau jis gali sugesti ir anksčiau dėl įvairių priežasčių. Vidutiniškai jie tarnauja iki 100 000 kilometrų. Jei jūsų automobilio kilometražas artėja prie šios ribos - didelė tikimybė, kad greitu metu prireiks keisti katalizatorių.

Pagrindiniai veiksniai, lemiantys katalizatoriaus gedimus:

• Blogai veikiantis lambda zondas: reguliuoja kuro ir oro mišinį, o jo netinkamas veikimas gali lemti netinkamą degimą ir katalizatoriaus perkaitimą.
• Turbokompresoriaus gedimas: užsikimšęs katalizatorius trukdo lambda zondui tinkamai reguliuoti kuro ir oro mišinį, dėl to degimo kameroje nesudega kuras, o tai gali greitai lemti turbokompresoriaus perkaitimą.
• Nusidėvėjusi variklio mechanika: jei variklis prastai veikia, jis gali leisti tepalui ar nesudegusiems degalams patekti į išmetimo sistemą.
• Užteršimas: jei variklis degina alyvą ar naudoja prastos kokybės degalus, katalizatorius gali užsikimšti anglies nuosėdomis, fosforu ar kitomis cheminėmis medžiagomis.
• Vožtuvų pažeidimai: nuolat neveikianti išmetimo sistema lemia, kad ant vožtuvų kaupiasi sunkiai nuimamos apnašos.
• Variklio galvutės pažeidimai: esant nuolatiniams pažeidimams, gali prireikti ieškoti dėvėtos variklio galvutės.
• Smūgiai ir deformacijos: mechaniniai pažeidimai, atsirandantys įvažiuojant į kelkraščius, smarkiai įvažiuojant į duobes ar apvažiuojant kliūtis.
• Netinkamas katalizatoriaus išmontavimas ar montavimas.

Simptomai, rodantys katalizatoriaus gedimą:

• Suprastėjusi variklio trauka.
• Padidėjusios kuro sąnaudos.
• Užsidegusi „Check Engine“ lemputė prietaisų skydelyje.
• Netolygus variklio darbas.
• Metalo ar barškėjimo garsas, sklindantis iš automobilio apačios.
• Sunkesnis užvedimas, ypač „ant šalto“.
• Pavėluota automobilio reakcija į akseleratoriaus paspaudimą.
• Padidėjusi tarša iš išmetamųjų dujų vamzdžio.

Jeigu katalizatorius neveikia arba užsikimšo, tai gali sukelti rimtų variklio gedimų. Todėl, jei pastebite šiuos požymius, nedelskite - kuo greičiau kreipkitės į specialistus. Laiku atliktas valymas ar remontas padės išvengti brangių gedimų.

Katalizatoriaus priežiūra ir eksploatacija

Norint prailginti katalizatoriaus tarnavimo laiką, būtina tinkamai prižiūrėti šią automobilio dalį. Katalizatorių efektyvumas gali būti išlaikomas iki 180-200 tūkstančių km, tačiau tai reikalauja laikytis tam tikrų rekomendacijų:

• Vengti mechaninių pažeidimų - saugoti katalizatorių nuo didelių smūgių ir vibracijos.
• Naudoti tik kokybišką kurą - prastos kokybės degalai gali sukelti katalizatoriaus užsikimšimą.
• Reguliariai keisti oro filtrą - užsiteršęs filtras gali sutrikdyti tinkamą oro tiekimą į variklį.
• Tinkamai prižiūrėti uždegimo sistemą - netinkamai sureguliuota uždegimo sistema gali padidinti kenksmingų medžiagų išmetimą į katalizatorių.
• Vengti dažno važinėjimo trumpais atstumais mieste ir netinkamo dujinės įrangos sureguliavimo. Tai gali sutrumpinti katalizatoriaus eksploatacijos laiką.

Reguliari katalizatorių priežiūra ir tinkama eksploatacija padeda išlaikyti optimalią šios sistemos būklę.

Katalizatorių keitimo ir pardavimo galimybės

Nusidėvėjus ar užsikimšus katalizatoriui, belieka jį keisti. Šiuo atveju galimi du pasirinkimai - seną keisti nauju arba dėvėtu. Naują originalų katalizatorių galima rasti oficialioje automobilio atstovybėje, tačiau jo kaina gali siekti 1000 ir daugiau eurų, priklausomai nuo automobilio modelio. Dažnas renkasi pigesnį variantą ir ieško naudoto, kuris yra kur kas pigesnis.

Naudotų katalizatorių pirkimas

Nors naudoto katalizatoriaus kaina yra patraukli, jo kokybė gali būti abejotina. Jeigu automobilį ardantis laužynas yra įsitikinęs, kad pardavime turi gerą katalizatorių, jis niekada neparduos jo už supirktuvės kainą. Todėl, jeigu radote pigų naudotą katalizatorių, būtinai paklauskite apie garantiją.

Katalizatorių pakaitalai

Katalizatorių pakaitalai, arba „tušti“ katalizatoriai, yra tokie katalitiniai konverteriai, kurie savyje neturi tauriųjų metalų. Atlikus tokio katalizatoriaus spektrinę analizę, tauriųjų metalų kiekis yra toks mažas, kad jį perdirbus kaštai bus lygūs pelnui. Katalizatoriaus pakaitalas - tai sertifikuotas katalizatorius, savo sudėtyje turintis mažiau vertingųjų metalų, tačiau vis tiek atliekantis CO2 valymo funkciją.

Vienam automobiliui išpjauti katalizatoriai gali būti labai didelė bėda, o kitiems - tik eilinis išmetimo sistemos remontas. Jeigu vairuojate prabangų ir retą modelį, pasirinkimo laisvės daug nėra, nebent turite galimybę pirkti naują originalų katalizatorių.

Ką daryti su sugedusiu katalizatoriumi?

Net ir neveikiantys katalizatoriai yra vertinga žaliava, tinkama perdirbimui. Nereikalingų katalizatorių perdirbimas yra naudingas dėl kelių priežasčių: suteikia galimybę užsidirbti, leidžia atgauti vertingus metalus ir tausoti aplinką, mažina atliekų kiekį ir padeda efektyviau naudoti turimus išteklius. Pavyzdžiui, naujo katalizatoriaus kaina gali būti 200 eurų, montavimo darbai - 50 eurų, o už seną katalizatorių galima gauti 100-150 eurų, todėl galutinė problema sprendimo kaina tampa 100-150 eurų.

Katalizatorių kainos ir vertė

Katalizatorių kainos priklauso nuo skirtingų aspektų:

• Katalizatoriaus būklės: kuo labiau katalizatorius nusidėvėjęs, tuo mažiau jis kainuoja.
• Pasaulinės metalų biržos: katalizatorių kainos nuolat keičiasi priklausomai nuo pasaulinės metalų biržos svyravimų.
• Katalizatoriaus tipo: katalizatoriai gali būti keramikiniai arba metaliniai. Keramikiniai paprastai kainuoja brangiau, nes jų sudėtyje randamas didesnis tauriųjų metalų kiekis.
• Automobilio markės, modelio, kuro tipo, galios ir pan.: katalizatorių kainos pagal modelį skiriasi, nes skirtingi automobiliai turi nevienodos konstrukcijos katalizatorius. Kai kuriuose iš jų tauriųjų metalų kiekis yra didesnis, o kai kuriuose - mažesnis. Galutinė suma taip pat priklauso nuo to, koks yra jūsų parduodamas variantas - dyzelinis ar benzininis katalizatorius. Kaina antruoju atveju paprastai būna didesnė.

Pavyzdinės katalizatorių kainos pagal automobilį:

Brangiausi katalizatoriai yra „BMW“ automobiliuose, taip pat populiarūs variantai apima „Audi“ ir „Toyota“ transporto priemones. Naujo katalizatoriaus kaina gali svyruoti nuo kelių šimtų iki kelių tūkstančių eurų. Dyzelinėse transporto priemonėse katalizatoriai dažnai montuojami kartu su DPF/FAP suodžių filtrais, kurie dar labiau padidina galutinę kainą.

DPF filtrai ir jų svarba

Daug žmonių, kreipdamiesi dėl DPF filtrų ar katalizatorių supirkimo, dažnai maišo šias automobilių detales. Nors abu komponentai yra svarbūs šiuolaikiniuose automobiliuose ir prisideda prie teršalų mažinimo, jų funkcijos ir struktūra iš esmės skiriasi.

DPF filtras (dyzelinių dalelių filtras) yra skirtas sugauti ir pašalinti kietąsias daleles, kurios susidaro dyzelinių variklių degimo proceso metu. Šis filtras surenka smulkias suodžių daleles ir laikas nuo laiko jas sudegina per regeneracijos procesą. Visi lengvieji automobiliai su dyzeliniais varikliais, gaminti nuo 2007 m., turi suodžių filtrą, kuris tapo būtinas įgyvendinant aukštus kenksmingų medžiagų išmetimo standartus.

Katalizatorius ir suodžių filtras: skirtumai

Katalizatorius turi atvirą struktūrą, leidžiančią išmetamosioms dujoms laisvai tekėti. Tuo tarpu DPF (suodžių filtras) yra tikrasis barjeras, kur kiekvienas kanalas yra užblokuotas viename gale. Dėl šios savybės išmetamosios dujos yra priverstos skverbtis pro akytus užblokuotus kanalus ir išeiti pro gretimų mikrokanalų atvirus galus. Filtro sienelės yra pagamintos iš silicio karbido, o katalizatoriaus pagrindą sudaro aliuminio ir cerio oksidai, kurie sulaiko suodžius.

DPF filtras negali kaupti suodžių be galo. Kai jis pasiekia kritinę ribą, turi įvykti regeneracija - savaiminis suodžių išdeginimas. Tinkama regeneracija yra DPF filtro ilgaamžiškumo paslaptis. Jeigu DPF filtras yra pažeistas ar užsikimšęs, automobilio galia gali sumažėti, o degalų sąnaudos padidėti. Todėl DPF filtrų ir katalizatorių priežiūra yra labai svarbi.

Jeigu DPF/FAP filtras yra išpjautas ir išprogramuotas, tai reiškia, kad panaikinta DPF regeneracijos funkcija, reikalinga periodiškai prižiūrėti ir deginti suodžius. Tokiu atveju, keičiant nauju, reikės atstatyti ir ECU (variklio valdymo bloko) parametrus.

tags: #kam #reikalingi #suodziai #katalizatoriu