مبدل کاتالیزوری یا کاتالیزور ماشین یکی از قطعات مهم خودرو است که از انتشار گازهای آلاینده خروجی از موتور خودرو جلوگیری می کند. این قطعه موجب می شود که از شدت سمی بودن و آلایندگی گازهای خروجی موتور تا حد زیادی کاسته شود و دودی که از اگزوز خودرو خارج می گردد، به محیط زیست آسیب کمتری وارد نماید. خودروهایی که با بنزین یا گازوئیل کار می کنند و موتور آن ها احتراق داخلی است از این قطعه استفاده می کنند. از این قطعه به غیر از اگزوز خودرو در کشتی، موتور سیکلت، لوکوموتیو، اتوبوس، کامیون و …. نیز استفاده می شود.
بکارگیری کاتالیزور ماشین به خاطر مقررات بین المللی است که برای نگهداری از هوای پاک و محیط زیست ایجاد گردیده است، بنابراین خودروسازان مجبور به اجرای این قوانین و مقررات هستند.
تاریخچه
صنعت خودروسازی آمریکا، اولین جایی بود که از آن در تولیدات خود استفاده کرد، در سال ۱۹۷۵ با تصویب قانون حفاظت از محیط زیست با منع انتشار آلاینده ها، بر روی بیشتر خودروهای بنزینی آمریکا، کاتالیست ماشین نصب گردید.
این مبدل، اکسیژن را با هیدروکربن های خام و مونوکسید کربن ترکیب می کند و طی یک واکنش شیمیایی آن ها را به آب و گاز دی اکسید کربن تبدیل می نماید.
کاتالیزور ماشین چه کاری انجام می دهد؟
پس از اینکه ماشین را روشن می کنید و موتور آن شروع به کار می کند، گازهای آلاینده ای تولید می گردد که اگر این گازها به طور مستقیم وارد هوا شوند، می توانند اثرات مخرب و جبران ناپذیری برای سلامت انسان و محیط زیست داشته باشند.
اما کاتالیزور ماشین با داشتن ساختمانی شبیه لانه زنبور که از جنس رودیوم، پالادیوم یا پلاتین ساخته شده، مانع از این کار می شود.
کاتالیست خودرو در دمای بالای ۸۰۰ درجه فارنهایت شروع به کار می کند و از طریق یک واکنش شیمیایی، گازهای سمی را به دی اکسید کربن، بخار آب و اکسیژن که عناصر ایمن تری هستند، تبدیل می نماید.
بنابراین آنچه از اگزوز خودرو خارج می شود، حاصل واکنش های شیمیایی است که در کاتالیست ماشین رخ داده است.
ساختمان کاتالیزور ماشین
کاتالیست خودرو اجزای مختلفی دارد، بستر یا هسته کاتالیست ماشین در خودروها به طور معمول یک مونولیت سرامیکی است که ساختمانی لانه زنبوری دارد.
این هسته ها دارای عمر بالایی هستند و اگر در تیراژ بالا تولید شوند، می توانند قیمتی مقرون به صرفه داشته باشند.
نوع دیگر از هسته کاتالیزور خودرو، جنس فلزی دارد که عمر آن نسبت به هسته سرامیکی کوتاه تر است، اما قیمتی ارزان تر دارند.
هسته کاتالیست جهت حمایت از روکش کف کاتالیزور ماشین، یک سطح وسیع ایجاد می کنند.
کاتالیزورها، دارای یک روکش قابل شستشو هستند که موجب پراکندگی مواد سطوح آن می گردد و حامل مواد کاتالیزوری است.
این روکش از موادی مانند دی اکسید سیلیکون، اکسید آلومینیوم، دی اکسید تیتانیوم یا ترکیبی از آلومینا و سیلیس تشکیل شده است.
مواد روکش برای افزایش سطح، دارای ساختمانی نامنظم و ناهموار هستند و در به حداکثر رساندن واکنش کاتالیست خودرو کمک می کنند.
اجزای کاتالیست خودرو چیست؟
کاتالیست ماشین دارای سه قسمت اصلی هستند که عبارتند از:
- لایه اکسیدی: لایه ای است که از ماده کاتالیزگر، محافظت و نگهداری می کند و جنس آن می تواند از دی اکسید تیتانیوم، آلومینا، سیلیکا یا اکسید آلومینیوم باشد.
- هسته: این قسمت در مرکز مبدل آن قرار می گیرد، ساختمانی زنبوری شکل دارد و جنس آن معمولا از سرامیک مونولیت است.
- ماده کاتالیزگر: جنس این ماده می تواند از کادمیوم، پلاتین، رودیوم، پالادیوم و طلا یا ترکیبی از آن ها باشد. تمام این مواد جزو فلزات گرانبها هستند و همین مسئله لزوم حفظ و نگهداری از مبدل و عمر طولانی آن را نشان می دهد.
انواع کاتالیست ماشین
کاتالیزور خودرو به سه دسته اصلی تقسیم بندی می شود که در ادامه درباره هریک توضیح مختصری ارائه می دهیم.
مدل دو راهه: از این مدل بیشتر در موتورهای دیزلی استفاده می گردد و می تواند تا حد زیادی از انتشار مونوکسید کربن و هیدروکربن جلوگیری نماید. این نوع کاتالیست ماشین به طور همزمان می تواند هیدروکربن ها را به آب و دی اکسید کربن تبدیل کند و عمل تبدیل مونوکسید کربن را به دی اکسید کربن انجام دهد، اما به دلیل اینکه نمی تواند اکسیدهای ازت را کنترل نماید، استفاده از آن در کانادا و آمریکا، منسوخ شده است.
مدل سه راهه: استفاده از این کاتالیست ها متداول تر است، زیرا کنترل بیشتری بر کاهش میزان گازهای آلاینده دارد. استفاده از این نوع، طبق مقررات زیست محیطی برای خودروهای بنزینی اجباری است. این نوع از کاتالیزور ماشین به طور همزمان می تواند سه کار را انجام دهد: تبدیل هیدروکربن های نسوخته به آب و دی اکسید کربن، تبدیل مونوکسید کربن به دی اکسید کربن و تبدیل اکسیدهای نیتروژن به اکسیژن و نیتروژن.
مدل دیزل: استفاده از این نوع برای موتورهای دیزلی که احتراق فشاری دارند، مرسوم است. این مدل برای تبدیل هیدروکربن ها به دی اکسید کربن و آب و تبدیل مونوکسید کربن به دی اکسید کربن از اکسیژنی که در گازهای خروجی وجود دارد، استفاده می شود. کارایی این نوع کاتالیست حدود ۹۰ درصد است و می تواند به میزان قابل توجهی ذرات معلق و بوی بد گازوئیل سوخته شده را کاهش دهد.
علت خرابی کاتالیست خودرو چیست؟
عمر این قطعه برابر با طول عمر خودرو است، اما گاهی اوقات شرایطی پیش می آید که این قطعه ایراد پیدا می کند و باید تعمیر یا تعویض گردد. تعمیر کاتالیزور خودرو توسط تعمیرکاران ماهر و با تجربه در تعمیرگاه های معتبر کاتالیزور صورت می پذیرد. می توان گفت علت بیشتر خرابی های کاتالیست ماشین مشکلاتی است که در موتور این خودرو وجود دارد. اگر نسبت سوخت و هوای ورودی به موتور مناسب نباشد و میزان سوخت بیشتری به موتور خودرو وارد گردد، آنگاه مقداری از سوخت در سیلندر نمی سوزد و به اگزوز خودرو وارد می گردد.
همچنین ایراداتی نظیر خرابی سنسور اکسیژن، ایراد در زمان بندی موتور و اشکال در سیستم جرقه زنی می تواند موجب خروج سوخت خام از سیلندر خودرو شده و قطعه را دچار مشکل کند.
وقتی این اتفاق رخ می دهد، سوخت درون اگزوز آتش می گیرد و با حرارت زیادی که تولید می کند، سبب ذوب شدن کاتالیست خودرو می گردد، بدین ترتیب این قطعه، دیگر کارایی گذشته را ندارد و به احتمال زیاد باید تعویض شود. برای خرید کاتالیزور خودرو حتما سراغ فروشگاه های معتبر و شناخته شده بروید.
از طرف دیگر ورود روغن یا ضد یخ به اگزوز به دلیل فرسودگی رینگ پیستون، آب بندی نبودن سوپاپ ها و واشرهای خراب می تواند به کاتالیزور ماشین آسیب جدی برساند و با یک لایه دوده، سطح آن را بپوشاند.
در طولانی مدت این اتفاق باعث می شود که کاتالیست ماشین در اثر رسوبات کربن به خوبی نتواند وظیفه خود را انجام دهد. همچنین امکان گرفتگی کامل اگزوز نیز وجود دارد که در اینصورت گازهای داغ به موتور باز می گردند و موجب افزایش دمای بیش از حد استاندارد می شوند. کاتالیزور ماشین اگر آسیب فیزیکی ببیند، ممکن است کارایی و عملکرد صحیح خود را از دست بدهد. البته این اتفاق نادر است ولی چاله ها، ناهمواری ها و سنگ هایی که در مسیر حرکت خودرو قرار دارند، می توانند باعث آسیب بخش نگهدارنده یا پوسته بیرونی آن شده و بر روی آن ترک ایجاد کنند.
علائم خرابی کاتالیزور ماشین چیست؟
در این قسمت برای آشنایی بیشتر شما، علائم خرابی کاتالیست خودرو را شرح می دهیم. در صورتی که هر یک از علائم زیر را در ماشین خود مشاهده کردید، به سرعت به یکی از تعمیرگاه های تخصصی کاتالیزور مراجعه نمایید.
خروج بوی ناخوشایند از اگزوز خودرو
اگر در هنگام روشن کردن خودرو، احساس کردید که از اگزوز آن، بویی شبیه تخم مرغ فاسد خارج می شود، این نشانه ای از عدم کارکرد صحیح کاتالیزور ماشین و بروز مشکل در آن است.
بوی ناخوشایند خروجی، به دلیل گوگردی است که در بنزین وجود دارد که در اثر احتراق، تبدیل به سولفید هیدروژن می گردد. در صورتی که کاتالیست ماشین به درستی کار کند، در اثر فرایند شیمیایی که درون آن رخ می دهد، سولفید هیدروژن را به دی اکسید سولفور که گاز بدون بویی است تبدیل می نماید.
بنابراین تنها اگر اشکالی در کاتالیزور ماشین وجود داشته باشد، گازهای خروجی اگزوز شامل سولفید هیدروژن است.
روشن شدن چراغ چک
در صورتی که خودرویی با استاندارد آلایندگی یورو ۴ و بالاتر دارید، در اثر بروز اشکال در کاتالیزور خودرو و آسیب دیدگی آن، چراغ چک موتور روشن می شود.
در خودروهای جدید، سنسوری به نام سنسور اکسیژن در مسیر اگزوز و قبل و بعد کاتالیزور ماشین تعبیه شده است.
این سنسور با بررسی گاز ورودی و خروجی ، میزان آلایندگی آن را محاسبه نموده و در صورتی که تشخیص دهند که این قطعه کارکرد صحیحی ندارد، با ارسال پیام خطا به ایسیو موجب روشن شدن چراغ چک می گردد.
روشن شدن چراغ چک خبر از وجود یک اشکال در عملکرد موتور می دهد که مالک خودرو با مراجعه به نمایندگی های مجاز تعمیر خودرو از ایراد آن مطلع می شود.
پایین بودن شتاب خودرو
یکی از متداول ترین نشانه های خرابی کاتالیست ماشین کاهش شتاب خودرو، خصوصا در هنگام شروع حرکت است. این کمبود شتاب در زمان سبقت گرفتن نیز احساس می شود. وقتی روی مبدل یک لایه ضخیم کربن ایجاد شده باشد یا به علت وجود سوخت خام در دهانه اگزوز و اشتعال آن، بخش هایی از کاتالیست خودرو ذوب شود، موجب می گردد تا قسمت هایی از آن مسدود شده و گازهای خروجی موتور به خوبی نتوانند از اگزوز خارج شوند. به همین دلیل، موتور به خوبی کار نمی کند و تجمع گازها در خروجی آن موجب کاهش توان موتور در زمان سبقت گیری، حمل بار، حرکت در جاده های سربالایی و شتاب گیری اولیه می شود.
افزایش مصرف سوخت
اگر قسمت هایی از کاتالیزور ماشین مسدود شود، شتاب خودرو کاهش می یابد. در این شرایط راننده با فشار بیشتر بر پدال گاز، سعی می کند که کاهش شتاب را جبران کند و همین مسئله سبب افزایش مصرف سوخت می گردد. از دیگر علائم خرابی می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- روشن نشدن یا بد استارت خوردن خودرو
- مردود شدن خودرو در تست آلایندگی
- لرزش موتور در هنگام توقف
- پایین آمدن دمای قطعه
طول عمر کاتالیزور ماشین
این قطعه از ماشین دارای طول عمر محدودی است، زیرا با مرور زمان، خاصیت قطعه اسفنجی درون آن، از بین می رود. برای همین کاتالیست ماشین نمی تواند وظیفه خود را به خوبی انجام دهد و میزان آلایندگی گاز خروجی از اگزوز زیاد می شود. در چنین شرایطی باید نسبت به تعویض این قطعه اقدام کرد. طول عمر کاتالیست ماشین به نوع سوختی که خودرو از آن استفاده می کند بستگی دارد، زیرا هر نوع سوخت، حجم مشخصی از آلاینده ها را تولید می نماید.
اما در خودروهای بنزینی، طول عمر آن معمولا چهار سال یا ۸۰ هزار کیلومتر است، بنابراین دارندگان خودرو باید این زمان را به خاطر بسپارند و به موقع کاتالیزور ماشین را تعویض نمایند.
از عوامل خرابی می توان به استفاده از مکمل های بنزین، خرابی واشر سرسیلندر، گرفتگی منافذ اسفنجی مبدل، اشکال در سیستم جرقه زنی و ضربه خوردن کاتالیست اشاره کرد.
مزایای و معایب حذف کاتالیزور ماشین
همانطور که توضیح دادیم دلیل استفاده از این قطعه کاهش گازهای آلاینده خروجی از موتور خودرو است. بنابراین اگر کاتالیزور ماشین حذف شود، میزان آلودگی خودرو به میزان ۳۰ برابر افزایش می یابد. همچنین این مسئله باعث افزایش صدای موتور و مصرف سوخت نیز می گردد. ممکن است با حذف کاتالیست خودرو کمی توان و شتاب خودرو بالا برود، اما با گذشت زمان، موتور فرسوده شده و دیگر شتاب اولیه را ندارد.
تاثیر زیست محیطی
آلودگی هایی که از طریق احتراق سوخت در موتور ایجاد می شود و مبتنی بر هیدروکربن است، به وسیله کاتالیزور خودرو تا حد زیادی کاهش می یابد. بررسی ها نشان داده که کاتالیست ماشین با کاهش ۶۲ درصدی نیتزوژن اکسید، ۸۵ درصدی مونوکسید کربن و ۸۷ درصپدی هیدروکربن ها، نقش بسزایی در کاهش انتشار گازهای آلاینده در فضا دارد. کاهش این گازها، روند گرم شدن زمین را کند می کند. همچنین هر چه گازهای آلوده از اگزوز خودرو کمتر باشد، احتمال بارش باران اسیدی کمتر می شود.
دیدگاهتان را بنویسید