Háromutas katalizátor részei, működése és felépítése
A katalizátor a károsanyag-kibocsátás csökkentése miatt kerül autónk kipufogórendszerébe. Megjelenése az Euro környezetvédelmi normák bevezetésével kezdődően már kötelező jelleggel megtalálható minden benzines és diesel autóban. A katalizátor feladata az, hogy a megfelelően beállított robbanómotor kipufogógázának károsanyag-tartalmát csökkentése érdekében kémiai reakciókat indítson be. A háromutas katalizátor megnevezés a motor kipufogórendszerében található speciális katalitikus berendezésre utal, amely a kipufogógázban lévő szénhidrogéneket (HC) és szén-monoxidot (CO) képes oxidálni, a kipufogógázban lévő nitrogén-oxidokat (NOx) pedig ártalmatlan nitrogénné és oxigénné redukálni.
A háromutas katalizátor felépítése és részei
A katalizátor felépítése a következő: a külső héj egy hegesztett lemezdob, van egy belső kerámia mag, valamint a kerámia betétre felhordott nemesfémekből álló ötvözet, ami a kémiai folyamatokat végzi. A katalizátor legkülső része egy rozsdamentes acél héj, belül pedig a katalizátorhordozó található. A katalizátorhordozó gödör alakú hordozóra osztható, amely kordieritből, fémhordozóból vagy szemcsés hordozóból áll. A hordozó külső része van bevonva a katalizátorral.
A katalizátor felépítése úgy néz ki, hogy adott egy hőálló gyapottal bélelt lemezház, melybe belehelyeznek egy méhsejtes kialakítású kerámia betétet - a katalizátormagot -, amelynek anyaga általában kerámia. Mivel ez roppant törékeny, a megfelelő borításra van szükség a környezeti hatásokkal szemben: hogy ne sérüljön meg, egy elasztikus fémfonattal rugalmasan rögzítik a lemezházba.
A kerámiamagos katalizátorokban a falvastagság 0.2 mm körül van. Erre a hordozóra viszik fel a nemesfémeket. A háromutas katalizátorban használt katalizátor általában platina (Pt), palládium (Pd) és ródium (Rh), és alkálifém-oxidokat adnak hozzá adalékként. A katalizátor stabilitásának javítása érdekében ritkaföldfém-oxidokat, például lantánt (La) és cériumot (Ce) is hozzáadnak.
A katalizátornak elég nagy felülettel kell rendelkeznie ahhoz, hogy a kipufogógáz hosszú ideig elegendő érintkezésbe kerüljön a felületén található aktív katalizátoranyagokkal. A kerámia-mag áramlási csatornák százait tartalmazza. Lényegében egy kis méretű alkatrészről van szó, azonban a kerámia betét felülete kiterítve még egy futballpályát is le tudna fedni.
Kipufogórendszerek katalizátor nélkül
A katalízis alapjai
Hogyan működik a háromutas katalizátor?
A katalizátor működése során a motorból vagy turbóból közvetlenül kilépő gáz egyből a katalizátorba vezetődik. Itt a kipufogó gáz bemegy a szerkezetbe, ahol kémiai reakciók segítségével olyan anyagokká alakítják a nem kívánatos termékeket, amik már nem annyira terhelőek a környezetre nézve.
A háromutas katalizátor működési elve a következő folyamatokon alapul:
- Oxidáció: A szénhidrogén (HC) és a szén-monoxid (CO) oxidációs reakciója a kipufogógázban lévő oxigén nyomaival könnyebben megy végbe a katalizátor hatására. A katalizátor a szénhidrogén (HC) több mint 90%-át képes eltávolítani, a szén-monoxid (CO) pedig ártalmatlan gőzzé és szén-dioxidá oxidálódik.
- Redukció: Ha a kipufogógáz oxigénkoncentrációja nagyon alacsony, a nitrogén-oxidok (NOx) reakcióba lépnek a HC-vel, és ártalmatlan oxigénné és nitrogénné redukálódnak.
Amennyiben a katalizátor tökéletesen működik, a kilépő gáz már nem más, mint nitrogén, szén-dioxid, valamint víz. Pont ezért nem kell megijednünk, ha vizet találunk a kipufogóban, hiszen ez teljesen természetes folyamat.
A működést befolyásoló legfontosabb tényezők
A katalitikus átalakítás hatékonyságát számos tényező befolyásolja:
- Hőmérséklet: A kémiai folyamatok beindulásához el kell érni egy minimális működési hőmérsékletet. A mai modern autókban pont ezért kerül a katalizátor a leömlő torokba (minél közelebb a motorhoz), mert így sokkal gyorsabban melegszik át, és a hatását is hamarabb fejti ki.
- Levegő-üzemanyag arány (Lambda): A szabályozott katalizátor esetén minimum egy (de mára már kettő) lambdaszonda felügyeli és minősíti a gázok mértékét. Az első lambdaszondát (a katalizátor előtt) szabályzó szondának, a másodikat (a katalizátor után) diagnosztizáló szondának hívjuk. A lambdaszonda küld jelet a motorvezérlőnek, hogy dúsítson vagy éppen szegényítsen a keverék arányán, biztosítva az optimális működést.
Lehetséges hibák és problémák
A katalizátoroknak több problémája is lehet:
Accord 2001 katalizátor karbantartás
- Természetes elhasználódás: A nagy futásteljesítmény miatt a nemesfém réteg az idő múlásával elveszíti aktivitását.
- Fizikai sérülés: Mivel a kipufogórendszer ki van téve a külső fizikai kontaktusnak, egy padka vagy felverődő kő hatására a belső kerámia mag könnyen széttörhet. Ezt általában zörgő hang jelzi a kipufogóból.
- Kémiai elhasználódás és mérgezés: Az olyan elemek, mint az ólom és a kén, nagyon negatív hatással vannak a működésre. Lerakódnak a felületen, és károsítják az aktív anyagokat (ezért kötelező az ólommentes benzin használata). Szintén problémát okoz, ha motorhiba miatt olaj vagy elégetlen üzemanyag kerül a katalizátorba, ami eltömítheti a járatokat vagy akár a katalizátor belső leégését is okozhatja.
Hogyan Javítsuk a Katalizátor Hőmérséklet Jeladó Hibáját?
tags: #haromutas #katalizator #reszei #működése #felépítése