Katalizatorius automobilyje: funkcijos, gedimai ir priežiūra

Katalizatorius, arba katalizinis neutralizatorius, yra itin svarbus komponentas šiuolaikiniuose automobiliuose, skirtas sumažinti kenksmingų išmetamųjų dujų kiekį ir užtikrinti atitiktį aplinkosaugos standartams. Nors jo funkcija yra gyvybiškai svarbi aplinkos apsaugai ir variklio efektyvumui, Lietuvoje vis dar apstu transporto priemonių, turinčių netvarkingą išmetamųjų dujų sistemą dėl pašalintų katalizatorių ir kietųjų dalelių filtrų (DPF).

Katalizatoriaus ir kietųjų dalelių filtro paskirtis

Benzininiuose ir dyzeliniuose automobiliuose montuojami katalizatoriai ir kietųjų dalelių filtrai (DPF) naudojami išmetamųjų dujų kiekiui ir toksiškų medžiagų patekimui į aplinką sumažinti. Kai kurie vairuotojai, siekdami sumažinti degalų sąnaudas ir prailginti variklio bei turbinos ilgaamžiškumą, kietųjų dalelių filtrus netgi šalina arba išjungia.

Katalizatorius yra nedidelis konteineris su keraminiu filtru, kuris sumontuojamas automobilio išmetimo sistemoje. Šių įrenginių automobilyje gali būti nuo vieno iki keturių.

Kaip veikia katalizatorius?

Pagrindinė katalizatoriaus funkcija - sumažinti kenksmingų vidaus degimo variklio išmetamų dujų kiekį. Šiuolaikinis katalitinis neutralizatorius yra korpusas, kurio viduje yra specialus, karščiui atsparus keraminis arba metalinis pagrindas, primenantis korio struktūrą. Šio pagrindo paviršius padengtas platinos, paladžio ir rodžio sluoksniu. Dėl specialaus pagrindo mikroreljefo, bendras katalizinio paviršiaus plotas gali siekti iki 20 000 kvadratinių metrų.

Veikiant vidaus degimo varikliui, karštos išmetamosios dujos pereina per katalitinio neutralizatoriaus groteles. Dėl katalizatorių - platinos, paladžio ir rodžio - poveikio, kenksmingos dalelės arba oksiduojasi, arba skyla į ne tokias pavojingas chemines medžiagas, tokias kaip vandens garai, anglies dioksidas ir azoto dujos. Konkrečiai, katalizatorius atlieka šias funkcijas:

• Redukcijos reakcija: sumažina azoto oksidų (NOx) kiekį, paversdama juos azotu ir deguonimi.
• Oksidacijos reakcija: paverčia anglies monoksidą (CO) ir angliavandenilius (HC) į anglies dioksidą ir vandens garus.

Šis procesas ypač efektyvus tada, kai katalizatorius pasiekia darbinę temperatūrą. Būtent todėl svarbu, kad sistema „įšiltų“ greitai ir stabiliai dirbtų tiek mieste, tiek greitkelyje.

Liambda zondo vaidmuo

Trijų komponentų katalizatoriaus efektyvumą užtikrina vadinamasis liambda zondas arba deguonies daviklis. Šis daviklis nuolat tiria laisvo deguonies kiekį išmetamosiose dujose ir siunčia signalą elektroniniam sistemos valdymo blokui (ECU). Remdamasis šiuo signalu, valdymo blokas koreguoja kuro ir oro mišinio santykį - nusprendžia, ar mišinį reikia sutirštinti, ar palyginti, taip optimizuodamas degimo procesą ir maksimaliai padidindamas katalizatoriaus efektyvumą.

Pirmą kartą tokią sistemą su liambda zondais 1977 m. panaudojo „Volvo". Šiandien ji yra beveik kiekviename naujame automobilyje ir yra gyvybiškai svarbi aplinkosaugos standartų laikymuisi.

Katalizatorių tipai ir montavimo ypatumai

Katalizatoriai skiriasi pagal pagrindo, kuris dengiamas katalitiniu sluoksniu, tipus. Keraminiai katalizatoriai labiau išplitę ir ne tokie brangūs, tačiau jų pagrindinis trūkumas - trapumas. Užtenka nelabai stipraus smūgio kelyje ir pasigirdęs dūžtančių šukių garsas leis suprasti, kad katalizatorių reikia keisti. Jį gali tekti keisti, jeigu ant įkaitusio paviršiaus pateks šalto vandens.

Paprastai katalitinis neutralizatorius įrengiamas išmetimo sistemoje iškart po išleidimo kolektoriaus, nes neutralizacijai būtina aukšta temperatūra - apie +250 ºC. Daugelyje automobilių katalitinis neutralizatorius yra arba iškart po duslintuvo priėmimo vamzdžio, arba sudaro su juo vieną detalę. Be to, jis gali būti sumontuotas ir išmetimo kolektoriuje, rečiau - už kolektoriaus, prieš priėmimo vamzdį. XX a. pabaigos - XXI a. pradžios automobiliuose katalizatoriai dažniausia įrengiami kolektoriuose. Tokia konstrukcija užtikrina atitiktį „EURO 4" standartui. Katalitinis išmetamųjų dujų neutralizatoriaus netoli degimo kameros užtikrina greitesnį šilimą iki darbinės temperatūros ir geriau saugo nuo išorės poveikio, temperatūros kitimo. Deja, dažniau kenčia kolektorius. Trūkęs išmetimo kolektorius - viena katalizatoriaus perdegimo priežasčių, o kolektorius su katalizatoriumi kainuoja gerokai brangiau negu tik kolektorius.

Katalizatoriaus gedimai ir jų priežastys

Katalizatorius paprastai apskaičiuotas maždaug 150 000 kilometrų ridos, tačiau jo veikimo trukmė ir efektyvumas labai priklauso nuo degimo ir kuro tiekimo sistemos būklės bei benzino kokybės. Viena iš dažniausių problemų, su kuriomis susiduria automobilių savininkai, yra katalizatoriaus užsikimšimas, užteršimas ar mechaniniai pažeidimai.

Dažniausi katalizatoriaus gedimų sukėlėjai:

Katalizatoriaus gedimo požymiai:

Atpažinę užsikimšusio katalizatoriaus požymius, galėsite tai išspręsti, kol nekilo rimtesnių problemų. Pagrindiniai nemalonumai, kuriuos sukelia netinkamas katalizinio neutralizatoriaus veikimas, yra šie:

• Sumažėjęs variklio našumas: vienas iš labiausiai pastebimų užsikimšusio katalizatoriaus požymių - gerokai sumažėjęs variklio našumas. Mažiau galios, lėtesnė akceleracija ir sunkumas palaikant greitį. Rytais mašiną vis sunkiau paleisti, variklį tenka ilgai „varinėti“ starteriu. Kartais pradingsta apsukos, spaudžiant greičio pedalą, tachometro strėlė sunkiai pasiekia du ar keturis tūkstančius apsukų ir sustoja.
• Išaugusios kuro sąnaudos: degalų sąnaudos padidėja nuo 3 iki 5 procentų, nes variklis priverstas dirbti neefektyviai. Mašina pradeda tiesiog ryti benziną.
• Degimo proceso pertrūkiai: jei užsikemša katalizatorius, gali atsirasti variklio užsidegimo pertrūkių (angl. misfire).
• „Check Engine“ lemputė: užsikimšęs katalizatorius gali įžiebti „Check Engine“ lemputę prietaisų skydelyje. Šiuolaikinėse transporto priemonėse sumontuoti deguonies jutikliai, kurie stebi katalizatoriaus efektyvumą. Kai pastebimas bet koks nukrypimas nuo normalaus veikimo, ši lemputė gali užsidegti.
• Neįprastas, nemalonus kvapas: užsikišęs katalizatorius gali skleisti sieros kvapą (daug kas jį lygina su supuvusių kiaušinių kvapu).
• Barškėjimas iš apačios: vidinė korio struktūra gali trupėti.
• Nesėkmingas išmetamųjų teršalų testas: tai bene lengviausiai interpretuojama priežastis.
• Keraminės dulkės cilindre: keraminis katalizatoriaus blokas, nepaisant to, kad iš išorės atrodo sveikas ir atlieka savo funkcijas, pamažu iriasi, o atsiradusios keraminės dulkės patenka į degimo kamerą. Pasitaiko atvejų, kai ardant remontuojamą variklį cilindruose randama nedidelių keramikos gabaliukų. Degimo kameroje susikaupusios keraminės dulkės lemia greitesnį cilindrų susidėvėjimą, todėl ir variklį gali tekti keisti pirmiau laiko.

Katalizatoriaus būklės vertinimas ir techninė apžiūra

Specialistai techninės apžiūros metu neturi teisės ardyti automobilio ar atskirų jo agregatų. Lietuvos techninės apžiūros įmonių asociacijos „Transeksta“ teigimu, šiuo metu nėra sukurta jokios kitos metodikos ar diagnostinės įrangos, kuri leistų fiksuoti katalizatoriaus ar kietųjų dalelių filtro pašalinimo atvejus. „Transekstos“ duomenimis, 2020 metais privalomosios transporto priemonių techninės apžiūros metu buvo identifikuotas tik 0,1 proc. automobilių su pašalintu katalizatoriumi. Techninės apžiūros įmonių pateikta praėjusių metų statistika taip pat liudija, kad su netvarkinga ir nesandaria išmetimo sistema į patikrą buvo atvykę 6,41 proc. visų tikrintų M1 (lengvasis automobilis) ir N1 (lengvasis krovininis automobilis) klasių transporto priemonių. Per didelis dūmingumas buvo nustatytas 6,26 proc. dyzelinius variklius turintiems automobiliams, o dėl per didelio išmetamųjų dujų kiekio teigiamos techninės apžiūros išvados negavo 3,37 proc. benzininių automobilių. Šie rodikliai buvo šiek tiek prastesni nei fiksuoti 2019 metais, kai tokių automobilių buvo atitinkamai 6,04 proc., 6,11 proc.

Atlikęs vizualią automobilio išmetimo sistemos apžiūrą techninės apžiūros kontrolierius pastabų dėl katalizatoriaus neturės dviem atvejais: jei transporto priemonė buvo pagaminta be jo arba pirmą kartą įregistruota iki 2004 metų sausio 1 dienos, taip pat, jei Lietuvoje automobiliui pirmą kartą privalomoji techninė apžiūra buvo atlikta iki 2013-ųjų kovo 1 dienos. Visais kitais atvejais automobiliai su išpjautais katalizatoriais arba katalizatoriais, turinčiais bakelio pjovimo, jį gaubiančio elemento virinimo žymių ar panašių konstrukcijos pakeitimų, bus laikomi turinčiais didelių trūkumų.

Ką tikrina vertinant katalizatoriaus būklę:

• Teršalų mažinimo efektyvumas: pagrindinis kriterijus - ar katalizatorius vis dar pakankamai gerai „sutvarko“ angliavandenilius, anglies monoksidą ir azoto oksidus. Tai rodo, ar cheminės reakcijos vyksta taip, kaip numatyta.
• Išmetimo srautas ir atbulinis slėgis: jei katalizatorius užsikemša, išmetimo dujos sunkiau pasišalina, o varikliui tampa „sunku kvėpuoti“. Dėl to krenta galia, blogėja reakcija į akseleratorių, gali augti sąnaudos.
• Darbinė temperatūra ir „įšilimas“: vertinama, kaip greitai katalizatorius pasiekia režimą, kuriame pradeda efektyviai neutralizuoti teršalus, ir ar jis atlaiko aukštas temperatūras neirdamas.
• Korpuso sandarumas ir mechaninė būklė: įtrūkimai, pažeistos siūlės ar korozija gali sukelti nuotėkius, o tai mažina sistemos efektyvumą. Taip pat tikrinama, ar vidinis „koris“ nėra suiręs.
• Suderinamumas su jutikliais: šiuolaikiniai modeliai išmetimo darbą nuolat stebi, pavyzdžiui, deguonies (lambda) zondais. Jei katalizatorius veikia prastai, padidėja tikimybė, kad bus fiksuojami netipiniai parametrai ir užsidegs variklio gedimo indikatorius.

Kuo „Audi“ katalizatorius skiriasi nuo bendrinių sprendimų

Nors veikimo principas visiems automobiliams panašus, „Audi“ katalizatoriai paprastai pritaikomi konkretiems varikliams pagal išmetamųjų dujų srautus, temperatūras ir mišinio sudėtį. Tai daroma tam, kad emisijų mažinimas nekenktų dinaminiams rodikliams ir kad išmetimo sistema nesukurtų perteklinio pasipriešinimo (vadinamo atbuliniu slėgiu). Kita svarbi pusė - ilgaamžiškumas. Aukštesnės klasės automobiliuose daugiau dėmesio skiriama tam, kad detalė atlaikytų nuolatines temperatūrų bangas, vibracijas ir ilgalaikį kontaktą su agresyviomis dujomis.

Katalizatoriaus priežiūra ir keitimas

Kada galvoti apie keitimą?

Tikslaus termino nėra - daug kas priklauso nuo eksploatacijos, variklio būklės ir degalų kokybės. Katalizatorius paprastai apskaičiuotas maždaug 150 000 kilometrų ridos. Automobilio katalizatoriaus ilgaamžiškumas priklauso nuo tokių veiksnių kaip automobilio amžius, priežiūros įpročiai ir vairavimo sąlygos. Reguliarus aptarnavimas gali padėti šį laiką dar prailginti, tačiau verta nepamiršti profilaktinių patikrų.

Jei pastebite katalizatoriaus gedimo požymius, svarbu kuo greičiau imtis veiksmų. Užsikimšimas ir užsiblokavimas - menki juokai. Nesprendžiant, ši bėda virs į daug didesnes. Dėl to padidėjusio priešslėgio ir pats katalizatorius taip pat gali perkaisti.

Katalizatoriaus remontas ir valymas

Kai kuriuose atvejais, norint sunaikinti anglies nuosėdas ir atkurti gerą katalizatoriaus funkciją, galima naudoti specialų valiklį. Jei katalizatorius nėra stipriai pažeistas, tam tikrais atvejais galima išvalyti susikaupusias nuosėdas. Tačiau rinkoje esančių produktų, skirtų katalizatoriaus valymui, veiksmingumas skiriasi. Diagnostikos testai gali užtrukti nuo 1 iki 2 valandų ir paprastai kainuoja nuo keliasdešimt iki maždaug šimto eurų, priklausomai nuo sudėtingumo ir paslaugos teikėjo. Jei galima valyti, prie darbo prisideda dar pora valandų ir nustatyta suma.

Kadangi katalizatoriaus neįmanoma suremontuoti, efektyviausias sprendimas, kai dalis labai užsikišusi, yra jos pakeitimas. Katalizatoriaus keitimas yra sudėtingesnis darbas. Jo laikas gali svyruoti nuo kelių valandų iki visos dienos, priklausomai nuo automobilio modelio ir išmetimo sistemos sudėtingumo. Vietoj katalizatoriaus kartais įrengiamas liepsnos slopintuvas ir deguonies jutiklio apgavikas, tačiau tai lemia didesnę taršą ir gali sukelti papildomų problemų.

Katalizatoriaus utilizavimas

Kietųjų dalelių filtrai ir katalizatoriai yra pakankamai brangi atlieka, nes joje yra daug vertingų tauriųjų metalų, kaip platina, rodis, paladis ar auksas. Šių metalų kaina ir paklausa, ypač pastaruoju metu, sparčiai augo. Gamintojų ir importuotojų asociacijos vadovės Astos Pakštaitė-Marcinkienės teigimu, katalizatoriai gali būti išpjaunami ir nepakeičiami naujais ir nelegaliuose autoservisuose, ypač mažesniuose. Lietuvoje dar dažni ir atvejai, kai katalizatoriai ir kietųjų dalelių filtrai neteisėtai išpjaunami iš kiemuose stovinčių automobilių - dėl to pastaruoju metu itin nukenčia, pavyzdžiui, „Toyota Prius“ savininkai.

Automobilių katalizatoriai ir kietųjų dalelių filtrai yra vertinga antrinė žaliava dėl juose esančių brangiųjų metalų, todėl už jų pridavimą atliekų tvarkytojams gaunamas atlygis. Katalizatorių, filtrų, kaip ir kitų automobilių atliekų, kaip akumuliatorius, amortizatorius, padangos, alyva, stiklas ar plastikas daugiausia susikaupia autoservisuose transporto priemonių remonto metu. Gyventojai gali perduoti teisę tokias atliekas tvarkyti turinčiam atliekų tvarkytojui. Naudojantis autoservisų paslaugomis, visos automobilių atliekos lieka autoservise. Jei transporto priemonė remontuojama namuose, susidariusias atliekas galima nuvežti ir į savivaldybių didelių gabaritų atliekų aikšteles.

Kuro priedai ir jų nauda

Siekiant pagerinti degalų kokybę, sumažinti neigiamą bioetanolio poveikį ir palaikyti optimalią variklio bei išmetimo sistemos būklę, naudojami specialūs kuro priedai. Kai kurie priedai skirti kompensuoti pablogėjusią degalų kokybę, stabilizuoti kurą, valyti ir saugoti elektros sistemą nuo korozijos, apsaugoti vožtuvų lizdus ir didinti oktaninį skaičių. Kiti priedai padeda apsaugoti kuro sistemą nuo dervų susidarymo, surišti kuro drėgmę, neleisti užšalti degalų tiekimo linijoms žiemą ir apsisaugoti nuo garų blokavimo vasarą. Ypač svarbūs yra priedai, skirti benzininiams varikliams, kuriuose naudojamas tiesioginis degalų įpurškimas, bei priedai, apsaugantys GPF (benzino kietųjų dalelių filtrą) ir katalizatorius. Naudojant tinkamus priedus, galima pagerinti variklio tarnavimo laiką ir efektyvumą, sumažinti kenksmingų medžiagų išmetimą, taupyti degalus ir atkurti variklio našumą.

tags: #koki #benzina #pilti #i #automobili #jei