Какво е катализатор и нужен ли ни е?

    Авточасти / Блог / Какво е катализатор и нужен ли ни е?
    Катализатор

    Въпросът за опазването на околната среда в момента е по-обсъждан от всякога. За никой не е тайна, че автомобилното производство продължава да расте с бързи темпове и именно автомобилният транспорт е е един от главните виновници за глобалното затопляне. Азотният оксид е едно от  веществата, които имат най-голям негативен ефект на озоновия слой.

    катализатори 2

    С цел да се предотврати пагубното влияние на автомобилните газове върху природата, като в това число влиза и озоновия слой, се въвеждат по-строги законови изисквания за изхвърлянето на вредни вещества в атмосферата. Тези ограничения са главно за автомобилните производители, върху които все по-често започва да се налага строг надзор относно спазването на  екологичните правила.

    Katalizatori 3

    Така в процеса на търсене на технология за намаляване на вредните емисии се появява катализаторът за автомобили, познат още като каталитичен конвертор. Той е част от изпускателната система на автомобила и главната му роля е ефективно намаляване на вредните емисии от изгорелите автомобилни газове в атмосферата като въглероден оксид (CO), въглеводород (HC), азотен оксид (NO).

    katalizator4

    Какво представлява всъщност катализаторът?

    katalizator 4

    Устройство на катализатора

     

    Катализаторът е автомобилен елемент,  разположен между горивната и  ауспуховата система на колата. Функцията му зависи от протичането, на химична реакция, която се случва при висока температура.

    Устроен е от една или няколко метални или керамични пити съставени от кутийки, чийто стени са дебели 0.2мм. Те се намират в  метална черупка, направена от материали като термоустойчива азбестова вата и висококачествена стомана. Ватата се използва, за да се намалят ударите и вибрациите и добро скрепване на частите.

    katalizator 6

    В момента катализаторите се изработват от керамика, която се прави на основата на кордиерит. Върху керамиката се намира много тънък пласт от благородни метали (дебел 20-60 микрона).

    Благородните метали играят важна роля в осъществяването на химичен процес. Те са в същата група на платината (Pt, Pd, Rh). Платината е предпочитан метал, тъй като е устойчива на серните съединения, намиращи се в отработените газове и спомага за доброто окисляване на въглеводородите и въглеродния оксид. В състава на керамиката влизат родий и паладий, Zro2, CeO2 . С помощта на родия се осъществява разпадането на азотните оксиди.

     

    Как точно действа?

    katalizaotr 7

    Когато температурата вътре в металната черупка на катализатора достигне 250 до 300 °C, започва окисляване на отровните вещества:

    • Азотен оксид
    • Въглеводород
    • Въглероден оксид

    Осъществява се неутрализация на тези вредни газове като се добави молекула кислород. По този начин те се трансформират в елементите азот (N2), вода (H2O), въглероден диоксид (CO2).

     

    Основни видове катализатори

    katalizatori vidove

    Автомобилните катализатори биват 3 вида:

    • Двукорпусни
    • Окисляващи
    • Трипътни

    Те могат да са изработени от керамика или метал. Видът на катализатора зависи от изискванията за изчистване на изгорелите газове и автомобилния двигател.

     

    Двукорпусни

    Съставени са от два корпуса, свързани един  към друг. При този тип катализатор автомобилът може да работи с богати горивни смеси. Изгорелите газове първо минават през катализатора за пречистване на азотния окис, след това през окисляващия катализатор.

    Окисляващи

    Те пречистват въглеводорода и въглеродния оксид, но не могат да изчистят азотния оксид. Главно са се използвали през 70-те години на миналия век в Америка, когато тепърва се заражда използването на катализатори. При тях колата работи с бедна горивна смес.

    Трипътни

    Те са най-широко използваните катализатори при модерните автомобили с бензинови двигатели. При тях се осъществява оксидация и на трите елемента: азотен оксид, въглеводород, въглероден диоксид.

    Трипътните катализатори се използват при бензиновите двигатели и са затворена система, оборудвани с датчик за кислорода, наречен още ламбда сонда, който контролира количеството кислород, с чиято помощ двигателят работи правилно. Дялът на металните катализатори е само 10% от всички произведени катализатори.

    Понякога при автомобили с мощни дизелови двигатели вместо катализатор се поставя  метално фолио. Изработено е от неръждаема стомана и също има фино покритие от благородни метали.

    При коли с дизелови двигатели се използват катализатори, абсорбиращи азотен оксид, оксидиращи катализатори за дизелови двигатели, както и специални филтри за твърди частици, носещи съкратеното наименование DPF (diesel particulate filter).

    През последните години се популяризира един метод за понижаване на количеството азотен оксид -селективна каталитична редукция, позната също рециркулация на отработените газове. Този метод включва употребата на прекурсори на амоняка или амоняк в богата на кислород среда. Този амоняк се впръсква в отделен метален кожух, където той пречиства останалите отработени газове.

     

    Нужен ли е ремонт на катализатора и на колко време?

    catalityc convertor

     

    Задръстването на катализатора води до липса на мощност и по-висок горивен разход, така че е редовната проверка на катализатора е желателна.

    Един автомобил може да функционира и без катализатор, като това крие всъщност ползи като нисък разход на гориво и повече мощност на автомобила. Въпреки това е препоръчително катализатора да се запази, тъй като предстои и в България като държава членка на Европейския съюз да се въведат глоби за неспазването на екологичните норми, тоест за липса на автомобилни системи за намаляване на вредните емисии в атмосферата. Така притежателите на автомобили без катализатор ще са дръжни да плащат високи глоби и също така ще се нуждаят от нов катализатор, за да преминат технически преглед.

     

    Счита се, че средно на 150-180 хиляди км. е желателно катализатора да се смени, тъй като вече е захабен. Това мнение обаче е грешно, тъй като много неща влияят на работата на катализатора и неговия живот като правилна експлоатация на горивната система и употреба на качествени горива.

    При махане на катализатор се препоръчва  проверка на количеството изгорели газове с помощта на газ анализатор. Повишеното количество въглероден окис е признак, че катализатора е повреден. Цените на катализаторите варират в зависимост от марката, модела и двигателя на автомобила. Цените се движат в диапзон 200-1000 лв, но има и универсални керамични катализатори на цени 100-300 лв.

     

    Основни причини за повреда в катализатора и как да ги отстраним

    katalizator 16

     

    1. Повредата на вътрешната пита на катализатора е най-честият фактор, водещ до запушването му и блокиране на работата. Този проблем се причинява от богати горивни смеси, при които неизползвано гориво попада в ауспуховата система на автомобила.
    Попадайки там то се запалва, съответно температурата рязко се вдига и решетката изгаря. След като няколко пъти сме направили опити за стартиране на двигателя чрез бутане на автомобила, така се натрупва гориво, което впоследствие изгаря в обшивката на катализатора и поврежда вътрешността му.

    2. Друга причина за повредата на катализатора е зареждането с бензин, съдържащ олово. Оловото има тенденцията да се натрупва по финото покритие на катализатора. Това предизвиква запушване на кутийките на питата и пропускливостта на системата е нарушена.

    3.Механични щети като продължителен резонанс, удари също биха могли да станат причина за повреда на решетката.

    4.Ниско налягане на отработените газове

    5. Запушване на каталитичната решетка може да се предизвика също, ако автомобилът ни гори масло.