آشنایی با کاتالیست خودرو و کاربرد‌های آن

به گزارش مجله خبری نگار، آلودگی هوا یکی از مشکلات جدی شهر‌های بزرگ است که باعث ایجاد بسیاری از بیماری ها، تیره شدن بنا‌ها و ساختمان‌ها و از بین بردن لایه‌ی اوزون می‌شود. دلیل اصلی آلودگی همانطور که میدانید خودرو‌ها و به طور کلی وسایل موتوری می‌باشند. در گذشته خودرو‌ها تمام گاز‌های تولید شده حاصل از سوختن بنزین و گازوئیل را توسط اگزوز خودرو به بیرون انتقال می‌دادند که باعث آلودگی بسیار زیاد هوا می‌شد. اما بعد‌ها وسیله‌ای به نام کاتالیست خودرو ساخته شد.

کاتالیست خودرو باعث میشود که گاز‌های تولید شده توسط خودرو‌ها به گاز‌های دیگری تبدیل شوند که تقریبا بی ضرر هستند. این وسیله کمک شایانی به کاهش آلودگی هوا می‌کند. در این مطلب میخواهیم شما را با طریقه کار کردن، اجزای تشکیل دهنده آن، زمان تعویض، دلایل خرابی و... آشنا کنیم.

کاتالیزور یا کاتالیست

زمانی که استارت خودرو زده می‌شود در سیلندر خودرو گاز‌هایی تولید می‌شود که از احتراق داخل سیلندر بوجود می‌آیند. این گاز‌ها از طریق اگزوز از سیلندر خارج می‌شوند. گاز‌های مونواکسید کربن، اکسید نیتروژن و کربوهیدرات تولید شده توسط خودرو بسیار آلاینده هستند. کاتالیست خودرو در قسمت خروجی اگزوز اتومبیل قرار می‌گیرد.

این قطعه یک ورودی دارد و یک خروجی. از قسمت ورودی کاتالیزور گاز‌های تولید شده توسط اتومبیل وارد می‌شود و طی یک عملیات شیمیایی که در کاتالیست خودرو انجام می‌شود این گاز‌های زیان آور تبدیل به گاز‌های دی اکسید کربن، نیتروژن و آب می‌شوند که تقریبا بدون زیان می‌باشند.

مبدل کاتالیزوری در قسمت زیرین خودرو قرار میگیرد و شبیه به یک جعبه فلزی بزرگ است. دو لوله از آن خارج می‌شود. گاز‌ها از لوله ورودی که به موتور خودرو متصل است وارد کاتالیزور می‌شوند و آلاینده‌ها از هم جدا می‌شوند و گاز‌های کم ضرر از طریق لوله خروجی خارج می‌شوند.

اجزای کاتالیست

کاتالیست از بخش‌های گوناگونی تشکیل می‌شود.

پوسته

پوسته همین قسمتی است که شما از بیرون میبینید و قابل مشاهده است.

محفظه داخلی

محفظه داخلی کاتالیست به شکل لانه‌ی زنبوری ساخته می‌شود و این امر باعث می‌شود سطح تماس گاز‌ها در هنگام عبور از محفظه بیشتر شود.

بستر

بستر‌ها از دو نوع فلزی و سرامیکی ساخته میشود که در نوع فلزی سرعت واکنش بالاتر است و همچنین مدل فلزی آن دارای مقاومت بالاتری نسبت به نوع سرامیکی است.

پوشش داخلی کاتالیست

پوشش داخلی کاتالیست باعث می‌شود که دما در داخل کاتالیزور پایدارتر باشد و موجب افزایش سرعت واکنش می‌شود.
بخش بعدی فلز‌های استفاده شده در کاتالیست به عنوان کاتالیزور است. فلز‌هایی مانند: پلاتین، رودیوم و پلادیوم. این فلز‌ها باعث انجام فرایند شیمیایی می‌شوند و گاز‌های زیان آور به گاز‌های دیگر تبدیل می‌شود.

زمان تعویض و دلایل خرابی کاتالیست

پلاتین یا فلز پلادیوم که باعث انجام فرایند شیمیایی و تبدیل گاز‌ها می‌شوند در طی این فرایند ماهیت خود را از دست نمی‌دهند، اما توانایی خود را نسبت به قبل کم کم از دست می‌دهند و با این کاهش توانایی باید کاتالیست تعویض گردد. زمان مناسب برای تعویض کاتالیست خودرو معمولا حدود هفتاد هزار کیلومتر است که در این هفتاد هزار کیلومتر به طور طبیعی ۳۰ تا ۴۰ درصد از توانایی کاتالیست کاهش می‌یابد.

عوامل مختلفی می‌تواند طول عمر کاتالیست را کاهش دهد مانند: رانندگی در شهر‌ها با آلودگی بالا، بد کار کردن موتور به دلیل خرابی شمع و وایر‌ها یا انژکتور خودرو و ...
بالا رفتن درجه حرارت، ضربه خارجی که سبب پارگی یا خرابی کاتالیست شود. در مواردی هم کاتالیست ممکن است زودتر از زمان مورد نظر نیاز به تعویض پیدا کند یا به اصطلاح خراب شود.

دلایلی که باعث خرابی سریع این قطعه می‌شود عبارتند از:، چون کاتالیست در زیر خودرو قرار دارد ممکن است به آن ضربه ناگهانی وارد شود که باعث از کار افتادن کاتالیست شود. اگر سر سیلندر خودرو مشکل داشته باشد و به اصطلاح خودرو آب روغن قاطی کرده باشد، آب وارد موتور شده و از آنجا وارد کاتالست می‌شود و این قطعه کارایی خود را از دست می‌دهد.

برای اینکه کاتالیست به درستی کار کند و وظیفه خود را انجام دهد باید از سوخت استاندارد و بدون سرب استفاده کرد، زیرا سرب موجود در سوخت‌های متداول کاتالیست را مسموم می‌کند به طوری که کاتالیست دیگر قدرت جذب آلاینده‌های موجود در گاز‌های خروجی را نخواهد داشت.

توجه داشته باشید که کاتالیست‌ها در زمان مشخص شده باید تعویض شوند یا اگر خراب شده است تعویض شوند. در صورت عدم تعویض مشکلاتی برای خودرو به وجود می‌آید که به برخی از آن‌ها اشاره میکنیم.

اولین مشکلی که با عدم تعویض کاتالیزور برای خودرو شما پیش می‌آید کاهش شتاب خودرو است، زیرا کاتالیست طی این مدت که کار خود را انجام می‌داده قسمت‌های اسفنجی آن دچار گرفتگی شده و به درستی گاز‌های تولید شده را از خودرو خارج نمی‌کند که به اصطلاح به آن گرفتگی کاتالیست می‌گویند.

مشکل بعدی که به وجود می‌آید افزایش ناگهانی صرف سوخت خودرو است، زیرا گاز‌ها به درستی تخلیه نشده و احتراق ناقص انجام می‌شود.
تغییر بوی خودرو مشکل بعدی است و این بو به مرور زمان بیشتر شده و شما را آزار می‌دهد. این بو شبیه به بوی تخم مرغ گندیده است.

هنگامی که کاتالیست خراب شود یا زمان تعویض آن به تعویق افتاده باشد خودرو در هنگام روشن بودن بد کار می‌کند و می‌تواند با لرزش موتور همراه باشد که این نیز به دلیل احتراق ناقص سوخت داخل موتور می‌باشد.

در بعضی از خودرو‌ها این مشکل خود را اینگونه نشان می‌دهد که هنگام استارت زدن خودرو به راحتی روشن نمی‌شود و باید چندین بار استارت زده شود تا خودرو روشن شود.
در صورتی که کاتالیست خودرو خراب باشد یا نیاز به تعویض داشته باشد چراغ چک در خودرو روشن می‌شود.
زمانی که شما تست آلایندگی برای معاینه فنی خودرو می‌دهید اگر کاتالیست خراب باشد خودرو شما در این تست مردود می‌شود.

یکی دیگر از نشانه‌های خرابی کاتالیست خودرو پایین بودن دمای آن است، زیرا کاتالیست‌ها معمولا در دمای بالای ۳۰۰ درجه کار می‌کنند.

توجه داشته باشید در صورت حذف کاتالیست از اگزوز خودرو اگرچه شتاب خودرو کمی افزایش پیدا می‌کند، اما آلایندگی خودرو حدود ۳۰ برابر افزایش می‌یابد و همچنین سوخت خودرو نیز افزایش می‌یابد.

سرقت کاتالیست و راه‌های جلوگیری از آن

همانطور که گفته شد کاتالیست‌ها از فلزات گران بهایی مانند پلاتین و پلادیوم ساخته می‌شوند و قیمت این قطعه هم در بازار بالا می‌باشد. جای تعجب نیست که این کاتالیزور‌ها اغلب هدف سارقان قرار می‌گیرند و، چون محل قرارگیری آن زیر خودرو می‌باشد هم سرقت آن کمی آسان می‌شود.

در اکثر خودرو‌های مدرن مبدل کاتالیزور در محفظه‌ی سنسور اکسیژن در ناحیه اگزوز در نزدیکی بلوک موتور قرار می‌گیرد تا سرقت آن دشوارتر باشد. اکثرا سرقت در خودرو‌هایی اتفاق می‌افتد که شاسی آن‌ها با زمین فاصله دارد.

به عنوان یک اقدام احتیاطی در برابر سرقت می‌توان قبل از هر چیزی در پارک خودرو خود دقت کنید. توصیه می‌شود ماشین خود را در یک گاراژ در بسته پارک کنید یا در صورت در دسترس نبودن گاراژ ماشین را در موقعیتی پارک کنید که کنترل کردن آن آسان باشد.

همچنین برای افزایش ایمنی این قطعه از بست‌ها و پیچ‌های اضافی استفاده کنید.
نصب دزدگیر‌های حساس به لرزش هم می‌تواند باعث جلوگیری از سرقت کاتالیست شود. در مواردی هم مبدل کاتالیست را به قاب خودرو جوش می‌دهند که می‌تواند جدا کردن و سرقت آن را سخت‌تر نماید.

اثرات زیست محیطی کاتالیست‌ها

مبدل‌های کاتالیزوری به طور خاص برای کاهش آلودگی‌های مضر ناشی از احتراق سوخت‌های فسیلی مبتنی بر هیدرو کربن در خودرو‌ها اختراع شد. مطالعات نشان میدهد این دستگاه‌ها می‌توانند انتشار هیدرو کربن را تقریبا ۸۷ درصد، مونواکسید کربن را ۸۵ درصد و اکسید نیتروژن را تا ۶۲ درصد در طول عمر انتظار خودرو کاهش دهند.

ارقام گفته شده نشان می‌دهد که کاتالیست‌ها چقدر می‌توانند برای داشتن هوای پاک تأثیر گذار باشند. برخی از کارشناسان محیط زیست بر این باورند که اگر چه کاتالیست خودرو باعث تبدیل نیترواکسید به نیتروژن و اکسیژن می‌شود، اما مقدار بسیار کمی نیترو اکسید هم تولید می‌شود البته مقدار آن کم است، اما با وجود این باز هم برای محیط زیست بسیار مخرب است. در بعضی از کشور‌های صنعتی اعلام شده که استفاده از کاتالیست‌ها در این کشور‌ها باعث افزایش قابل توجهی گاز نیترو اکسید شده است که ممکن است در بلند مدت اثرات زیادی بر روی محیط زیست قرار دهد.

کلام آخر

مبدل‌های کاتالیستی برای کاهش آلودگی بسیار حیاتی هستند، اما بسیاری از رانندگان اقدام به حذف آن می‌کنند که این کار باعث افزایش چندین برابری آلایندگی خودرو می‌شود؛ لذا به رانندگان محترم توصیه می‌شود که از حذف این قطعه جدا خودداری کنند.