کاتالیزور خودرو چیست؟ + نکات مهم درباره آن

سازندگان خودرو به منظور رعايت اين قوانين، روش‌هاي متفاوتي براي جلوگيري از توليد و انتشار آلاينده‌ها و همچنين سيستم‌هاي متنوعي براي سوخت‌رساني خودروها ابداع كرده‌اند. براي كاهش آلاينده‌هاي خودرو، وسيله‌اي جالب به نام مبدل كاتاليزور ابداع شده است. محصولات احتراق، قبل از ترك خودرو، از اين قسمت عبور كرده و مقدار زيادي از آلودگي‌هاي آن، حذف مي‌شود.

کاتالیزور خودرو چیست؟

مبدل کاتالیستی(کاتالیزور) وسیله ای است که سر راه خروجی اگزوز خودرو قرار می گیرد و طی یک سری واکنش های شیمیایی با تبدیل گازهای سمی حاصل از احتراق خودرو به گازهای بی ضرر، از آلودگی هوا جلوگیری می کند. البته این مبدل ها انواع مختلفی دارند و واکنش های شیمیایی هر کدام از آن ها بسته به نوع موتور و سوخت مصرفی متفاوت است. به طور مثال مبدل کاتالیستی خودروهای گازوئیلی طوری است که در آن واکنش های اکسیداسیون انجام می شود. طی این واکنش ها، مونو اکسید کربن، مشتقات اکسید نیتروژن، و کربوهیدرات های حاصل از احتراق ناقص سوخت، به دی اکسید کربن، نیتروژن، و آب تبدیل می شوند. اگرچه مبدل های کاتالیستی بیش ترین کاربرد را در خودروها دارند، اما در ژنراتورها، لوکوموتیوها،و هواپیماها نیز مورد استفاده قرار می گیرند. گفتنی است، این وسیله در حقیقت در راستای پیروی از مقررات دولتی و زیست محیطی مبنی بر رعایت حداکثر میزان آلایندگی خودروها ابداع شده است.

ماده کاتالیست چیست؟

کاتالیست در واقع ماده اصلی مبدل کاتالیستی است که معمولاً از خانواده فلزات گران  قیمت نظیر پالادیوم، رادیوم، پلاتین، طلا، و کادمیوم انتخاب می  شود. اما از نقطه  نظر مقرون به صرفه بودن، عموماً از پالادیوم و رادیوم استفاده می  شود.

گفتنی است، علاوه بر واکنش  های اصلی مبدل کاتالیستی که منجر به تولید محصولات غیرسمی می  شوند، یک سری واکنش  های ناخواسته نیز صورت می  گیرند که سبب تولید مقادیر بسیار کمی از محصولات سمی نظیر سولفید هیدروژن (H۲S) و آمونیاک (NH۳)می  شود. این نوع واکنش  های ناخواسته معمولاً در مبدل  های کاتالیستی مبتنی بر  واکنش  های سه مرحله  ای بروز می  یابند. اگرچه حذف چنین واکنش هایی به  طور کامل امکان  پذیر نیست، اما با اعمال یک سری تغییرات در ماهیت ماده کاتالیست و لایه اکسیدی می  توان از بروز این واکنش  ها تا حد امکان جلوگیری کرد. به  طور مثال، جهت جلوگیری از تولید سولفید هیدروژن می  توان به لایه اکسید فلزی، نیکل یا منگنز اضافه کرد؛ زیرا این فلزات نسبت به جذب گوگرد حساس هستند مانع از جذب آن توسط لایه اکسیدی می  شوند. به عبارت بهتر، سولفید هیدروژن زمانی تولید می  شود که گوگرد در دمای پایین توسط لایه اکسیدی جذب شده باشد. پس از جذب گوگرد در دمای پایین، در مرحله بعد در دمای بالا آزاد می  شود و پس از ترکیب با هیدروژن، گاز سولفید هیدروژن تشکیل می  شود.

ساختار داخلی کاتالیزور ماشین

کاتالیزور خودروها معمولاً از فلزات گران‌قیمتی مانند پلاتین، پالادیوم و رودیوم ساخته می‌شوند. زمانی که گازهای آلاینده از سیستم اگزوز موتور به کاتالیزور وارد می‌شوند، این فلزات از طریق واکنش‌های شیمایی، گازهای مضر را به گازهای کمتر آلاینده مانند نیتروژن، دی‌اکسید کربن و بخار آب تبدیل می‌کنند.

به‌این‌ترتیب، کاتالیزورهای خودرو کمک می‌کنند تا آلودگی هوا کاهش یابد و گازهای گلخانه‌ای کمتر شوند.

معمولاً کاتالیزور اگزوز خودرو در بخشی از سیستم اگزوز نصب می‌شوند.

نقش کاتالیزور در خودرو و تاثیر آن بر کاهش آلودگی هوا بسیار مهم است و بدون آن‌ها، خودروها به منابع آلوده‌کننده‌ی طبیعت تبدیل می‌شوند.

هرچند بسیاری از خودروهای قدیمی کاتالیزور نداشتند، اما در حال حاضر، استفاده از کاتالیزور در خودروها در بسیاری از کشورها اجباری است.

تاریخچه کاتالیزور

استفاده از کاتالیزور در صنعت خودروسازی برای کاهش آلاینده‌های خروجی موتورها از دهه 1960 آغاز شد. درابتدا از کاتالیزورهای قلع و جیوه استفاده می‌شد که برای محیط‌زیست به‌شدت مضر بودند.

دهه 1970، کاتالیزورهای سه‌جزئی توسعه داده شدند که شامل کاتالیزور اکسیداسیون، کاتالیزور اختلاط هوا و سوخت و کاتالیزور تبدیل اکسید نیتروژن به نیتروژن می‌شد.

در دهه 1980، کاتالیزورهای چهار جزئی توسعه داده شدند. این کاتالیزورها به‌طور گسترده در خودروهای جدید استفاده می‌شوند و توانایی کاهش آلاینده‌ها و بهبود عملکرد خودرو را دارند.

سال 1990، کاتالیزورهای پیشرفته‌تری با استفاده از فناوری‌های جدیدی مانند فناوری نانو و تکنولوژی پلاسما توسعه داده شدند.

امروزه، استفاده از کاتالیزورها در خودروهای درون‌سوز اجباری است و بسیاری از کشورها قوانین سختی را برای کاهش آلاینده‌های خروجی خودروها در نظر گرفته‌اند.

انواع کاتالیزور چیست

کاتالیزور اگزوز مورد استفاده در خودروها از انواع مختلفی ساخته شده‌اند که در ادامه 5 نوع رایج و پرکاربرد آنها را بررسی می‌کنیم

کاتالیزور تک راهه (Single-way catalytic converter)

Single-way catalytic converter یا کاتالیزور تک راهه فقط CO را به CO2 تبدیل می‌کند و از آن در خودروهای قدیمی استفاده می‌شد.

کاتالیزور دو راهه (Two-way catalytic converter)

Two-way catalytic converter یا کاتالیزور دو راهه که بیشتر در موتورهای دیزلی استفاده می‌شود، به‌طور هم‌زمان هیدروکربن را به بخار آب و مونوکسید کربن را به دی‌اکسید کربن تبدیل می‌کند.

کاتالیزور سه راهه (Three-way catalytic converter)

کاتالیزور سه راهه متداول‌تر از بقیه مدلهای آن می‌باشد زیرا تأثیر بیشتری در کاهش آلایندگی موتور دارند.

این کاتالیزور همان‌طور که از نامش مشخص است، به‌طور هم‌زمان سه کار شامل تبدیل مونوکسید کربن به دی‌اکسید کربن، تبدیل هیدروکربن به بخار آب و تبدیل اکسیدهای نیتروژن به نیتروژن انجام می‌دهد.

کاتالیزور ذرات سوخت (Fuel Particulate Filter)

Fuel Particulate Filter یا کاتالیزور ذرات سوخت، برای کاهش ذرات جامد سوخت در خروجی خودروهای دیزلی استفاده می‌شود.

کاتالیزور NOx

کاتالیزور NOx نیز برای تبدیل اکسیدهای نیتروژن (NOx) به نیتروژن و آب استفاده می‌شود.

کاربرد این نوع کاتالیزور در خودروهای دیزلی که از سیستم ادبلو (AdBlue) استفاده می‌کنند می‌باشد.

دلایل خرابی کاتالیزور اگزوز

خرابی کاتالیزور اگزوز خودرو به‌عنوان یک قطعه بااهمیت در سیستم اگزوز می‌تواند منجر به مشکلاتی شود. در زیر به اصلی‌ترین دلایل خرابی این قطعه در خودروها اشاره می‌کنیم:

خرابی سیستم تزریق سوخت

اگر سیستم تزریق سوخت (سوزن انژکتور) درست عمل نکند، ممکن است بیش از حد سوخت وارد موتور شود که در این صورت، مقداری از این سوخت در سیلندرها نمی‌سوزد و به‌صورت خام وارد سیستم اگزوز می‌شود که به کاتالیزور اگزوز آسیب خواهد زد.

خرابی سنسور اکسیژن یا اشکال در سیستم جرقه‌زنی

خرابی سنسور اکسیژن، اشکال در سیستم جرقه‌زنی موتور و یا مشکلی در زمان‌بندی احتراق موتور، موجب خروج سوخت خام از سیلندرها شده که بنزین و اکتان سوخت می‌تواند درون اگزوز آتش بگیرد و با تولید حرارت زیاد به کاتالیزور ماشین آسیب جدی بزند.

ورود روغن یا ضدیخ به سیستم اگزوز

به دلیل مشکل در واشر سر سیلندر و موارد دیگر اگر موتور خودرو روغن‌سوزی داشته باشد، آب و ضد یخ وارد سیلندرها شده، در ادامه نیز این موارد وارد سیستم اگزوز شده و به کاتالیزور آسیب می‌زنند.

تصادف

درصورتی‌که خودروی تصادف شدیدی داشته باشد، ممکن است کاتالیزور اگزوز شما بر اثر ضربه تصادف آسیب ببیند و خراب شود.

 

لطفا امتیاز خود را ثبت نمایید.
0 0 امتیاز ها
Article Rating
عضویت
به من اطلاع بده
0 Comments
نظر برخط
مشاهده همه نظرات

با دوره هوش خودرو آشنا هستید؟

این دوره تنها دوره ی جامع در زمینه کارشناسی رنگ خودرو می باشد که به صورت حضوری و غیر حضوری برگزار می شود.
  • 02186120995
  • 09352821528
0
نظر خود را درباره این مقاله بیان کنیدx