A Katalizátor: Működése, Meghibásodása és Karbantartása
Autónk konyhanyelven csak kipufogóként emlegetett része jóval többet takar, mint a kipufogóvég. Valójában egy összetett, komoly mérnöki tervezést igénylő kipufogórendszer. Nem csupán a motor környezet-, és zajszennyezését befolyásolja, de annak teljesítményére is hatással van, miközben igen komoly törvényi előírásoknak kell eleget tegyen nemzetközi szinten.
A környezetvédelem kérdése egyre nagyobb hangsúlyt kap manapság. Ennek függvényében folyamatosan szigorították az emissziós normákat, ami szükségessé tette a katalizátorok kifejlesztését és a gépjárművekbe való beépítését. A katalizátorok kulcsfontosságú alkatrészek a modern autókban, beleértve a Mitsubishi modelleket is.
A katalizátor feladata az, hogy a kipufogógázokban található szennyező anyagokat ártalmatlanabb vegyületekké alakítsa, így ha meghibásodik, az környezeti és műszaki problémákat egyaránt okozhat. A katalizátor elsődleges feladata a gépjárműveknél az, hogy a motorok kipufogógázának károsanyag-tartalmát csökkentse. Használata jelentős mértékben lecsökkenti az autók káros anyag kibocsátását (a mérgező szén-monoxidot és nitrogén-oxidokat kell semlegesítenie).
Legfőbb és legtöbbet emlegetett eleme a katalizátor, melyet dízeles autóknál jobbára a részecskeszűrő is támogat. Az alábbiakban részletesen bemutatjuk, milyen tünetek utalhatnak a katalizátor meghibásodására, milyen okok vezethetnek ehhez a problémához, és milyen megoldások léteznek a hiba elhárítására.
A Katalizátor Működési Elve
A katalizátor a kipufogórendszer első részében helyezkedik el. Feladata, hogy a káros anyagokat (szénmonoxid, nitrogén-oxidok, szénhidrogének) kevésbé ártalmas anyagokká (szén-dioxid, nitrogén, víz) alakítsa át. Ezt azzal éri el, hogy a működése során fellépő magas hőmérsékleten a benne található nemesfémek a káros anyagok egy részét oxidálják, vagy ártalmatlan anyagokká alakítják.
Kipufogórendszerek katalizátor nélkül
A gépjárművekbe épített katalizátornak hármas hatása van, mellyel három gázkomponensre hat. Míg a szénhidrogéneket és szénmonoxidot vízzé és széndioxiddá oxidálja, a nitrogénoxidokat nitrogénné és oxigénné redukálja. A folyamathoz minimum 400 Celsius fokra van szükség, ezért a katalizátort a lehető legközelebb építik a motorhoz.
A gyártáskor a nemesfémeket a katalizátor-mag extrudált kerámia méhsejt szerkezetére viszik fel. A kerámia-mag áramlási csatornák százait tartalmazza, ezek biztosítják, hogy az átáramló kipufogógázok a lehető legnagyobb felületen érintkezzenek a katalitikus reakciót létrehozó nemesfémekkel.
Katalizátor Típusok
A gépjármű katalizátoroknak három fő fajtája létezik: két gázkomponensre ható, három gázkomponensre ható, és az utóbbi levegő-befúvásos változata. (Ezek angol nevéből (2-Way, 3-Way) ered a nálunk helytelen tükörfordításban meghonosodott “kétutas” illetve “háromutas” elnevezés.) Ezek különböző módszerrel, más-más kémiai reakció útján csökkentik a kipufogógáz károsanyag-tartalmát.
Az első katalizátorokban szemcsés magot alkalmaztak, ma már a legtöbb modern katalizátorban szabad átfolyású kerámia méhsejt szerkezetű magot találunk. A gépkocsikon alkalmazott katalizátorok fajtája évjárattól, motor űrtartalomtól és a gépjármű súlyától függ. A két gázkomponensre ható katalizátorokat Amerikában 1975 és 1985 között gyártott gépkocsikon használták.
A három gázkomponensre ható katalizátornak hármas hatása van. Ez a változat ugyanazt a módszert alkalmazza mint az előbbi: redukál és oxidál. A különbség abban áll, hogy itt a két különálló katalizátor mag közé levegőt vezetnek, növelve ezáltal az oxidáció hatékonyságát. Az első mag végzi a redukciót, a második az oxidációt. A három gázkomponensre ható katalizátorok általában ebbe a csoportba sorolhatók.
Accord 2001 katalizátor karbantartás
A hármas reakció együttes létrejöttének feltétele, hogy a nitrogén-oxidok mellett megfelelő mennyiségű CO és szén-hidrogén is legyen a kipufogógázban. Ezt úgy biztosítják, hogy a katalizátor elé egy oxigénmérő szondát építenek be, és annak a jele alapján egy elektronika szabályozza az üzemanyag beadagolást, keverékképzést.
Előkatalizátorok és Üzemi Hőmérséklet
A fent leírt három katalizátor változatnak van egy fontos közös jellemzője: a redukció vagy az oxidáció megindulásához el kell érniük egy minimális működési hőmérsékletet. A gépkocsi indításától a katalizátor üzemi hőmérsékletének eléréséig tartó időszakban a leggyengébb a katalizátor hatásfoka, ekkor bocsájtja ki a gépkocsi a legtöbb káros anyagot.
Ezért egyes gépkocsiknál közvetlenül a beömlőcső után előkatalizátort iktatnak be a kipufogórendszerbe, amely “besegít” ezen felmelegedési időszak alatt. Az előkatalizátor kis mérete, és a motorhoz való közelsége miatt hamarabb üzemi hőmérsékletre melegszik, mint a fő katalizátor. A kipufogógázok az előkatalizátorból előmelegítve jutnak a fő katalizátorba, így az is hamarabb éri el a szükséges hőmérsékletet. Modern gépkocsiknál az előkatalizátort elhagyva a motorközvetlen közelébe építik a főkatalizátort ami biztosítja annak gyors bemelegedését.
A Lambdaszonda Szerepe
A lambdaszonda vagy kevésbé ismert nevén oxigénszenzor a kipufogó rendszer elengedhetetlenül fontos alkatrésze. Fontos szerepet játszik abban, hogy az autó szén-dioxid (CO2) és egyéb szennyező anyag kibocsátása megfeleljen az Európai Uniós előírásoknak.
Egy átlagos gépjárműben több lambdaszonda is található, amelyek a kipufogógáz összetételét mérik a katalizátor előtt és után. A lambdaszondákat vagy más néven oxigén szenzorokat azért vannak a kocsinkban, hogy felügyeljenek. Figyeli az első szonda a kipufogó gáz összetételét a katalizátor előtt és a második szonda pedig a katalizátor utáni gázösszetételt, vagyis, hogy helyesen működik-e a katalizátor. A lambdaszonda jeleiből szabályozza az ECU (motorvezérlő) a benzin-levegő keverék arányt.
Hogyan Javítsuk a Katalizátor Hőmérséklet Jeladó Hibáját?
A régebbi, EURO 4, vagy az előtti gépkocsiba úgynevezett feszültségugró szondát építettek. Feladata, hogy információt küldjön a „motorirányító agynak” arról, hogy a keverék szegény, vagy dús. A motorvezérlő szegény információra dúsításba, míg dús információra szegényítésbe kezd. Ez a ciklus normális esetbe másodpercenként változik alapjáraton. Az ilyen típusú szonda nem méri az oxigén hányadát.
A manapság gyártott gépkocsikba szélessávú lambda szonda kerül beépítésre. Ennek előnye, hogy képes a kipufogógáz oxigéntartalmát megmérni. A lambda szondákat általában fűtéssel látják el, ugyanis a lejátszódó folyamat egyik feltétele a min. Az utóbbi években a magasabb környezetvédelmi elvárások miatt, a gépkocsikat 2db lambda-szondával látják el, ebből az egyik a katalizátor előtt található, ez adja a keverékképzéshez szükséges adatokat míg a második szonda az un: kontroll szonda a katalizátor mögött található, és ez a szonda a katalizátor hatásfokát méri.
Dízel Járművek Kipufogógáz-kezelése
A dízel gépkocsiknál általában két gázkomponensre ható katalizátorokat használnak ami a CO és a HC kibocsátás csökkentésére szolgál. Az újabb magasabb környezetvédelmi előírásoknak is megfelelő gépkocsiknál azonban DPF szűrőket (Diesel Particulate Filter) azaz részecskeszűrőket is használnak. A részecskeszűrő mint nevéből adódóan is látszik a kipufogógázban lévő részecskéket főleg a kormot szűri ki.
A dízel részecskeszűrő olyan egység ami a dízelmotorok által kibocsátott kipufogógázból kiválasztja az égés során keletkező kormot. A részecskeszűrő egy hosszú egység aminek a belsejében vékony kacskaringós járatok vannak, amelyekben megmarad a korom. Ennek főként a tisztítása jelent gondot hiszen egy idő után eltömődik.
A dízel károsanyag-kezelés utolsó fontos eleme a NOx kibocsátás csökkentése. Ez történhet az SCR katalizátor vagy a NOx tároló katalizátor katalizátor segítségével, mely megköti a szegény-keverékes üzemben a kipufogógáz NOx tartalmát, és dús üzemállapotban redukálja a N és CO2 -vé. Az scr egy angol kifejezésből ered, ami a Selective Catalytic Reduction (szelektív katalitikus redukció) név rövidítéséből származik. Az SCR technológia során a kipufogógázt egy katalizátorba vezetik, ahol egy különleges folyadékot adnak hozzá. Ezáltal a motor beállításai lehetnek olyanok, hogy ne kormoljon, mert a nagyobb mennyiségben kibocsátott egyéb károsanyagok a katalizátorban átalakulnak.
DPF Regeneráció
Adalék anyag nélkül működő: abban az esetben ha adalékanyagot nem használnak, a katalitikus anyaggal bevont szűrő olyan nemesfém bevonatú szűrőbevonattal rendelkezik, amely kettős funkciót lát el. A passzív regeneráció során lassan környezetkímélő módon széndioxiddá alakítja át a katalitikus átalakítóban lerakódott kormot. Ehhez a kipufogógáz hőmérsékletét meg kell emelni amit a gépkocsi motorvezérlő elektronikája mesterségesen végzi úgy hogy a befecskendezést az optimálistól eltérően időzíti így a kipufogó gázok hőmérséklete magasabb lesz.
Adalék anyag hozzáadásával működő: Az adalék anyag hozzáadásával működő rendszereknél az adalék anyag feladata a koromszemcsék gyulladási hőmérsékletének csökkentése.
A Katalizátor és Lambdaszonda Meghibásodásának Jelei és Okai
A katalizátor hiba komoly problémát jelenthet minden autótulajdonos számára, mivel nemcsak a motor teljesítményét befolyásolja, hanem a károsanyag-kibocsátást is jelentősen növeli. A katalizátor hiba felismerése nem mindig egyszerű, mivel a tünetek hasonlíthatnak más motorikus problémákhoz. Amikor megnövekszik az autó fogyasztása, a teljesítmény csökken, és a kipufogóból sötétebb füst száll ki, akkor erőteljesen gyanakodhatunk arra, hogy valami nincs rendben az alkatrésszel.
A motorhiba visszajelző lámpa felgyulladhat a műszerfalon, jelezve a kipufogógáz-kezelő rendszer problémáját. A P0420 hibakód például a katalizátor-rendszer hatékonyságának határérték alatti működését jelzi (1.hengersor).
A katalizátor meghibásodásának és a lambdaszonda meghibásodásának jelei részben átfedésben lehetnek, de vannak specifikus tünetek is:
| Jellemző | Katalizátor meghibásodásának jele | Lambdaszonda meghibásodásának jele |
|---|---|---|
| Csökkenő motorteljesítmény | Igen | Igen (gyorsulást követően) |
| Megnövekedett üzemanyag-fogyasztás | Igen | Igen |
| Hibajelzés a műszerfalon | Igen (motorhiba jelzés, P0420) | Igen |
| Egyenetlen motorjárás | Igen | Nem szerepel konkrétan |
| Zörgő vagy csörgő hang | Igen | Nem |
| Fokozott káros gázemisszió | Igen | Igen |
| Kipufogógáz szaga és színe | Igen (sötétebb füst) | Nem szerepel konkrétan |
| Rándulás induláskor | Nem szerepel konkrétan | Igen |
Ha erősen megkopogtatjuk a katalizátort, és ha az zörög vagy abban csörgő hangot hallunk, akkor nagy valószínűséggel összeszakadt a katalizátor. Hangja akkor lehet, ha nem megfelelő a tömítettsége a többi kipufogó elemmel. Ezért minden esetben ki kell cserélni a kipufogó tömítéseket esetleg tűzkarikákat.
A Katalizátor Meghibásodásának Okai
A katalizátor meghibásodása több tényező eredménye lehet. Az egyik leggyakoribb ok a hosszú távú kopás és elhasználódás, hiszen a katalizátor egy idő után természetes módon veszít hatékonyságából. Visszatérő hiba a katalizátor betét meghibásodása, melyet a gyakori hirtelen hőmérsékletváltozások idéznek elő.
Ugyanakkor a rossz minőségű üzemanyag használata is károsíthatja az alkatrészt, mivel az üzemanyagban található szennyeződések lerakódásokat okozhatnak. Ha az oxidációs katalizátorban ólom, olaj, vagy szén maradvány található, akkor nem tud végbemenni a közvetlen érintkezés útján létrejövő reakció. Hibás, vagy rosszul beállított motornál, vagy rossz oxigén szenzor (lambda szonda) esetén szintén nem képes végbemenni a folyamat. Amennyiben az oxigénmérő szonda (lambda-szonda) nem működik tökéletesen vagy nincs jelen a rendszerben, abban az esetben a katalizátor hatásfoka csökken élettartama rövidül.
Ha folyamatos, rövidtávú használatnál a katalizátor nem éri el a megfelelő üzemi hőfokot és tartósan dús keverékkel üzemel, akkor hamarabb lerakódik benne a szennyeződés. Az alábbi tényezők is befolyásolhatják a katalizátor élettartamát:
- Rövid távú használat
- Dús üzemanyag keverék
- Sérült gyújtógyertya
- Kipufogógáz szivárgás
- Kénes üzemanyag használata
Diagnosztika és Karbantartás
A katalizátor hiba diagnosztizálása általában egy OBD (On-Board Diagnostics) rendszer segítségével történik, amely érzékeli a kipufogógázok összetételének változását. A lambda szonda adatai alapján az autó számítógépe képes felismerni, ha a katalizátor nem működik megfelelően. A lambdaszonda hiba kiszűrése általában motor diagnosztikával és műszaki inspekcióval történik. Ezt kizárólag a megfelelő eszközök és szakértelem birtokában lehet elvégezni. Így a lambda-szonda hiba kiszűrése otthoni körülmények között nem lehetséges.
Az autó rendszeres szervizelése segít kiszűrni azokat a problémákat, amelyek hosszú távon a katalizátor károsodásához vezethetnek. A kipufogó klinika, azaz a műhely rendszeres ellenőrzése éppen ezért fontos. A hibákat ebben az esetben is jobb megelőzni, hiszen a hibás kipufogórendszeren előforduló különböző repedéseken át mérgező gázok juthatnak a fülkébe.
Bizonyos helyzetekben azonban speciális tisztító adalékok használatával csökkenthető az eltömődés mértéke, és meghosszabbítható a katalizátor élettartama. Webáruházunkban több márkában elérhető katalizátor regenerálásához való adalékanyagok, melyek használatával megnövelheted a katalizátor élettartamát, esetlegesen a dugulás átmenetileg orvosolható ha hatásfoka a küszöbérték alatt van. Használatukat érdemes egy hosszabb út előtt megejteni, amikor meg tudjuk huzatni a gépjárművet.
A szervizben elvégzett, úgynevezett direkt regenerálás abban az esetben hozhat eredményt, ha a szűrő még menthető állapotban van. Az adalékos tisztítás legtöbbször csak átmeneti, rövid távú enyhülést hozhat. Aztán ha újra előjön a hiba, azaz a hatásfoka küszöb érték alatt van, akkor lassan belátjuk, hogy tényleg jobb lett volna megvenni az új egységet. Ha a katalizátor eldugult, de nem szenvedett el komolyabb sérülést, akkor elég egy alaposan elvégzett tisztítás a szervizben (nagynyomású gőztisztító technológiával).
Katalizátor Csere és Költségei
A katalizátor hiba javítása sok esetben csak cserével oldható meg, mivel az alkatrész belső szerkezete könnyen sérülhet, és a regenerálása nem mindig lehetséges. A katalizátor cseréjére akkor lehet szükség, ha mechanikusan megsérül, vagy ha nem felel meg a környezetvédelmi előírásoknak. A katalizátor csere szükségességét több jel is mutathatja, mint például a gépjármű teljesítményének csökkenése vagy a kipufogógázok megnövekedett károsanyag-kibocsátása.
A katalizátor állapotát a motor beállításakor, illetve műszaki vizsga előtt érdemes ellenőriztetni. Egy megbízható szerviz képes megállapítani, hogy a katalizátor megfelelően működik-e. A katalizátor csere költsége széles skálán mozoghat, attól függően, hogy eredeti vagy utángyártott alkatrészt választunk. Az eredeti alkatrészek gyakran drágábbak, de hosszabb élettartamot és jobb teljesítményt biztosítanak. Az utángyártott katalizátorok olcsóbbak, de nem mindig felelnek meg a gyári minőségi követelményeknek.
Kínálatunkban megtalálhatóak benzines és diesel univerzális katalizátorok is, ami jóval olcsóbban a méretpontos gyárival megegyezővel. Egy átlagos gépjárműhöz, egy univerzális benzines katalizátor akár már 15.000-20.000 Ft-ért is beszerezhető. A diesel típusok ennél kicsivel drágábbak. Természetesen az ár függ a csőátmérőtől, a test méretétől, és a gépjármű köbcentijétől is.
A Katalizátor Nemesfém Tartalma és Értéke
Az összetett funkció, komoly fejlesztői munka mellett a katalizátor ár fontos tényezője még az alkatrész nemesfém tartalma. Fontos alkotóeleme ugyanis a palládium és a platina, melyekből egy gramm is akár közel tízezer forintért kel el a piacon. Az autó katalizátorokban leggyakrabban a platina és palládium nemesfémeket építenek be, melyeknek világpiaci árainak köszönhetően egy-egy katalizátor ára igencsak borsos lehet. Sajnos az értékes nemesfém tartalma miatt a katalizátor kivágása sem ritka eset. A katalizátor felvásárlás, leadás a MÉH telepekre lehetséges, újrahasznosítás miatt. Egy-egy darabért akár több tízezer forint is kapható, ez típus függő.
Drága Katalizátorok Példái
Melyik autóhoz a legdrágább a katalizátor? Egy luxusautó ugyanaz az alkatrésze többszöröse lehet, mint egy átlagos gépjárművé. Továbbá fontos szempont az is, hogy az alkatrész gyári vagy utángyártott. Néhány példa a drágább katalizátorok közül:
- Opel Astra G: Néhány motortípusának az érdekessége, hogy a katalizátor egybe van építve a kipufogócsonkkal.
- G32 GT 640IX BMW: Katalizátorának ára igencsak borsos.
- Rolls-Royce Phantom Drophead: Darabja 500.000 Ft/db felett rendelhető mivel a kipufogó csonkkal együtt rendelhető és kettő szükséges egy gépjárműbe.
A Katalizátor Élettartama és Megőrzése
A katalizátor élettartama nem pontosan meghatározható, de az autógyártók általában 140.000 km-re tervezik. Azonban ez az érték jelentősen változhat a használati körülményektől függően. Egy hosszútávon használt gépjárműben a katalizátor folyamatosan megfelelő üzemi hőmérsékleten működik, szegényebb üzemanyag keverékkel, ezáltal kevesebb a lerakódott szennyeződés, így hosszabb a katalizátor élettartama.
A lambdaszonda élettartama körülbelül 150000 kilométer, azonban meghibásodások és egyéb tényezők miatt ennél gyakrabban is szükséges lehet a lambda-szonda csere. A lambda-szonda csere általában 140-150000 kilométerenként szükséges.
A katalizátor hosszabb élettartamának megőrzése érdekében érdemes jó minőségű üzemanyagot használni, valamint rendszeresen ellenőrizni a motorolaj állapotát. A katalizátor hiba komoly hatással lehet az autó teljesítményére és károsanyag-kibocsátására, ezért érdemes figyelni a korai jelekre, és időben lépéseket tenni a probléma elhárítására. A rendszeres karbantartás, a megfelelő üzemanyag használata és az autó motorjának jó állapotban tartása hozzájárulhat a katalizátor hosszabb élettartamához és hatékony működéséhez.
tags: #katalizator #dob #test #információ