وقتی یک ماشین روشن می شود، فقط حرکت نیست که شروع می شود. یک فرآیند شیمیایی نیز در قلب موتور رخ می دهد که به دود و آلاینده ها اجازه ورود به هوا را می دهد. تا شاید چند دهه پیش، هیچ کس به این خروجی ها توجه نمی کرد. اما امروزه با توجه به قوانین سختگیرانه زیست محیطی توجه به کاهش آلاینده های خودرو بیش از هر زمان دیگری اهمیت پیدا کرده است. در این میان قطعه نسبتا کوچک اما بسیار حیاتی به نام کاتالیزور نقش اصلی را ایفا می کند.
در این مقاله از دیجیاتو، نگاه دقیق تری به این خواهیم داشت که کاتالیزور خودرو چیست، چه کاری انجام می دهد و چرا نبود یا خرابی آن می تواند هم برای خودرو و هم برای محیط زیست مشکل ایجاد کند. “کار کاتالیزور چیست؟” اگر به دنبال پاسخ برای سوالاتی مانند: یا “وظیفه کاتالیزور خودرو چیست؟” تا پایان این راهنما با ما همراه باشید.
کاتالیزور چیست؟
برای پاسخ صحیح به این سوال باید نگاهی به مفهوم علمی کاتالیزور بیندازیم. در شیمی، اصطلاح کاتالیزور به ماده ای اطلاق می شود که سرعت یک واکنش شیمیایی را افزایش می دهد اما در آن واکنش مصرف نمی شود.
در دنیای خودرو، کاتالیزور به معنای واقعی کلمه مبدل کاتالیزوری نامیده می شود. این قطعه در مسیر اگزوز خودرو قرار می گیرد تا گازهای سمی و خطرناک حاصل از احتراق را قبل از خروج به گازهای کم خطر یا ایمن تبدیل کند. تبدیل گازهای خطرناک مانند مونوکسید کربن به گازهای بی ضرر مانند دی اکسید کربن با یک واکنش شیمیایی در کاتالیزور به دست می آید.
وظیفه کاتالیزور در خودرو چیست؟
همانطور که در قسمت قبل اشاره کردیم، کاتالیزور با انجام یک واکنش شیمیایی، گازهای خطرناک را به گازهای بی ضرر یا کم خطر تبدیل می کند. بنابراین، وظیفه اصلی کاتالیزور کنترل آلاینده های خودرو است. گازهای تبدیل شده در این فرآیند عبارتند از:
مونوکسید کربن گازی بی بو و سمی است که به دی اکسید کربن تبدیل می شود.
هیدروکربن های نسوخته ناشی از احتراق ناقص و تبدیل به آب و دی اکسید کربن.
اکسیدهای نیتروژن عامل اصلی باران اسیدی هستند. کاتالیزور این گازها را به نیتروژن و اکسیژن تجزیه می کند.
کاتالیزور در کجا قرار دارد؟
کاتالیزور برای انجام واکنش شیمیایی به دمای بالایی نیاز دارد. اکثر کاتالیزورها این کار را در دمای بین 400 تا 800 درجه سانتیگراد انجام می دهند. بنابراین، محل نصب کاتالیزور در خودرو بلافاصله پس از منیفولد دود در نظر گرفته می شود. نزدیکی کاتالیزور به موتور باعث می شود این قسمت گرم شود و سریعتر شروع به کار کند.
اجزای داخلی کاتالیزور خودرو
کاتالیزور خودرو از سه بخش اصلی تشکیل شده است:
- هسته کاتالیست: ساختار لانه زنبوری سرامیکی است که سطح تماس گازها با مواد کاتالیست را افزایش می دهد.
- لایه اکسید: لایه ای است که روی هسته سرامیکی کشیده شده تا فلزات گرانبهای کاتالیزور روی آن بنشینند.
- فلزات کاتالیزور: در این بخش فلزات گرانبهایی مانند پلاتین، پالادیوم و رودیم در شبکه لانه زنبوری وجود دارد. این فلزات مسئول واکنش های شیمیایی هستند.
جدا از سه قسمت فوق، هر کاتالیزور از پوشش فلزی بیرونی نیز بهره می برد. این پوشش از انتقال حرارت شدید به بدنه خودرو جلوگیری می کند.
انواع کاتالیزور خودرو
با توجه به نوع سوخت مصرفی خودرو و تکنولوژی تولید موتور، کاتالیست مخصوصی بر روی خودرو نصب می شود. اما بیشتر کاتالیزورها در یکی از دسته های زیر قرار می گیرند:
1. کاتالیزور دو طرفه: این نوع کاتالیزور قدیمی ترین و ساده ترین نوع کاتالیزور محسوب می شود. کاتالیزور کوپلینگ می تواند مونوکسید کربن و هیدروکربن ها را تصفیه کند.
2. کاتالیست سه طرفه: این نوع کاتالیزور مدرن تر است و در خودروهای امروزی استفاده می شود. کاتالیزور سه طرفه می تواند مونوکسید کربن، هیدروکربن های نسوخته و اکسیدهای نیتروژن را تصفیه کند. در پاسخ به سوالاتی مانند کاتالیزور پژو یا کاتالیست پراید چیست باید گفت که کاتالیست های این دو خودرو از نوع سه طرفه است.
3. کاتالیزور دیزل: خودروهای دیزلی نیز به دلیل استفاده از سوخت دیزل ذرات معلق تولید می کنند. به همین دلیل از کاتالیزور اکسیداسیون دیزل و فیلتر ذرات در خودروهای دیزلی استفاده می شود.
دلایل خرابی کاتالیست خودرو چیست؟
کاتالیزور خودرو قطعه ای بادوام است و عمر مفید بالایی دارد اما برخی از اعمال می تواند باعث از بین رفتن آن شود. در زیر در مورد برخی از این عوامل صحبت خواهیم کرد:
کیفیت سوخت ضعیف
وجود گوگرد بالا در بنزین بی کیفیت باعث می شود که لایه فلزی کاتالیزور روکش شده و این قسمت کارایی خود را از دست بدهد. به این مسمومیت با کاتالیزور می گویند.
نقص سنسور اکسیژن
اگر سنسور اکسیژن خودرو به درستی کار نکند، تنظیمات هوا و سوخت مختل می شود. این به کاتالیزور آسیب می رساند. خواندن مقاله علائم خطای سنسور اکسیژن می تواند به شما در تشخیص سریع مشکل کمک کند
خرابی شمع ها و کابل ها
نقص در سیستم جرقه زنی خودرو باعث می شود بنزین خام از اگزوز خارج شود. این بنزین در کاتالیزور مشتعل شده و آن را ذوب می کند.
استفاده از روغن موتور یا ضد یخ روی کاتالیزور
نشتی در واشر سر سیلندر اجازه می دهد تا مایع خنک کننده یا روغن موتور وارد کاتالیزور شود. اگر ضد یخ یا روغن وارد کاتالیزور شود، شبکه لانه زنبوری مسدود می شود.
حملات فیزیکی
پرش از روی دست اندازهای ناخوشایند به مبدل کاتالیزوری خودرو برخورد کرده و مش سرامیکی داخل آن را خرد می کند.
علائم خرابی کاتالیست خودرو
اگر کاتالیست خودرو مشکل دارد باید آن را تعویض کنید. تعویض به موقع کاتالیست معیوب می تواند از آسیب دیدن موتور جلوگیری کند. علائم اصلی خرابی کاتالیست عبارتند از:
- به دلیل گرفتگی شبکه کاتالیست، کاهش محسوسی در قدرت و شتاب خودرو رخ می دهد.
- افزایش مصرف سوخت خودرو ناشی از جبران تلفات برق.
- چراغ چک رایج ترین علامت خرابی کاتالیست است.
- در صورت خرابی کاتالیزور، بویی شبیه به تخم مرغ های فاسد از خودرو متصاعد می شود. این بو به دلیل عدم تصفیه گوگرد است.
- در نهایت گرفتگی کاتالیست و افزایش دمای موتور در اثر برگشت حرارت به موتور یکی دیگر از دلایل خرابی این قطعه است. اگر افزایش دمای موتور با علائم دیگری همراه باشد، جوشانده خودرو می تواند به تشخیص علت اصلی کمک کند.
در مقاله علائم خرابی کاتالیست به طور کامل علائم خرابی و روش های تست این قسمت را توضیح دادیم. اگر به دنبال بررسی دقیق تری هستید، خواندن این مقاله می تواند بسیار مفید باشد.
چگونه تست خرابی کاتالیست را انجام دهیم؟
آنها از آزمایش های خاصی استفاده می کنند تا تکنسین های ماهر بتوانند خرابی کاتالیزور را تشخیص دهند. برخی از این آزمایشات به شرح زیر است:
1. تست دیاگ و سنسور اکسیژن: با بررسی نمودار ولتاژ دوم سنسور اکسیژن که بعد از کاتالیست قرار دارد می توانید از ایراد بودن این قطعه مطمئن شوید. برای آشنایی بیشتر با نحوه یافتن ایرادات خودرو، توصیه می شود مقاله دیاگ چیست؟
2. تست فشار برگشتی: در این تست مانومتر به جای اولین سنسور اکسیژن خاموش می شود تا میزان انسداد مسیر اگزوز اندازه گیری شود.
3. تست خلاء: در این تست مقدار مکش منیفولد ورودی در دورهای مختلف موتور بررسی می شود.
4. تست دما: در این آزمایش دمای ورودی و خروجی کاتالیزور با استفاده از دماسنج لیزری بررسی می شود.
طول عمر کاتالیست چقدر است و زمان تعویض آن چه زمانی است؟
در قسمت های قبل گفتیم که کاتالیست قطعه ای بادوام است اما این قطعه عمر محدودی نیز دارد. در شرایط ایده آل، عمر مفید یک کاتالیزور بین 80000 تا 100000 کیلومتر است. اگر از خودرو کم استفاده شود و سوخت باکیفیت در دسترس باشد، عمر این قطعه به 150000 کیلومتر می رسد. از طرفی مواجه شدن با مشکلات فنی و استفاده از سوخت بی کیفیت عمر این قطعه را تقریبا به 50000 کیلومتر کاهش می دهد. پس از پایان عمر کاتالیست، خواص این قطعه از بین رفته و در نتیجه باید آن را تعویض کنید.
هزینه تعویض کاتالیست خودرو چقدر است؟
تعمیر کاتالیست خودرو در اکثر موارد غیرممکن یا بی فایده است. هنگامی که شبکه سرامیکی کاتالیزور ذوب می شود یا مواد کاتالیست از بین می رود، این قسمت باید تعویض شود.
هزینه تعویض کاتالیست در خودروهای داخلی در سال 1404 حدود 3 تا 4 میلیون تومان بوده که البته این رقم برای خودروهای خارجی بسیار بیشتر است. به عنوان مثال کاتالیست هیوندای سانتافه حدود 150 میلیون تومان قیمت دارد.
عوامل موثر بر قیمت کاتالیزور خودرو
قیمت کاتالیزور خودرو به عوامل مختلفی بستگی دارد. اولین عامل نوع ماشین است. وسایل نقلیه با موتورهای بزرگتر کاتالیزورهای گران تری دارند. دومی استاندارد بدون آلایندگی خوردو است. کاتالیزور خودروهایی که از استاندارد بدون آلایندگی یورو 5 استفاده می کنند از کاتالیزور یورو 4 گران تر است. دلیل این قیمت بالاتر استفاده بیشتر از فلز در کاتالیست یورو 5 است. در نهایت، کاتالیزورهای مارک اصلی گرانتر از کاتالیزورهای عمومی هستند.
شستشو و تمیز کردن کاتالیزور خودرو
راه حل هایی در بازار آزاد وجود دارد، مانند پاک کننده های کاتالیست که در باک خودرو ریخته می شوند. این محلول ها می توانند دوده و زباله های سطحی را از بین ببرند. اما در صورت ذوب شدن شبکه کاتالیست، ریختن این محلول در مخزن هیچ تاثیری نخواهد داشت. برخی از مکانیک ها نیز کاتالیزور را با اسید یا نمک شستشو می دهند. این روش کاملا غیر اصیل است و می تواند فلزات گرانبها را از بین ببرد.
بازیافت و ارزش اقتصادی خاک کاتالیست
اگرچه کاتالیزور خودرو به دلیل پایان عمر مفید خود خواص خود را از دست می دهد، اما ذرات باقی مانده آن همچنان ارزشمند هستند. این بقایای ذرات که به خاک کاتالیست معروف است حاوی فلزاتی مانند پلاتین، پالادیوم و رودیم است.
خاک کاتالیزور از طریق فرآیندهای شیمیایی پیچیده برای استخراج فلزات گرانبها بازیافت می شود. بازیافت این قطعات نه تنها ارزش زباله را حفظ می کند، بلکه از ورود آلودگی های خطرناک به محیط زیست نیز جلوگیری می کند. از سوی دیگر، با بازیافت فلزات گرانبها، نیازی به استخراج مجدد برای استخراج فلزات گرانبها نیست.
مزایا و معایب حذف کاتالیست خودرو
برخی از درایورها برای افزایش شتاب و همچنین تغییر صدای خروجی موتور کاتالیست را حذف می کنند. به جای کاتالیزور، از لوله های مستقیم یا هدر استفاده می شود. از مزایای این کار می توان به افزایش جزئی در شتاب و کاهش هزینه تعمیر یا تعویض کاتالیست اشاره کرد. از سوی دیگر، این وضعیت نه تنها باعث افزایش شدید آلایندگی خودرو، بلکه افزایش جدی مصرف سوخت، مشکلات قانونی، افزایش صدای اگزوز، روشن شدن لامپ کنترل و خطای دائمی سنسور اکسیژن می شود.
خلاصه و نتیجه گیری
در مقاله امروز یاد گرفتیم که کاتالیزور چیست و چه کاری انجام می دهد. کاتالیزور یک بخش حیاتی برای محافظت از سلامت محیط و اطمینان از عملکرد صحیح خودرو است. قیمت این قطعه بسیار بالاست و تعویض آن برای مالک هزینه بر است. اما در صورت سالم نگه داشتن سیستم سوخت رسانی خودرو، تعویض به موقع شمع ها و استفاده از سوخت مناسب، عمر این قطعه افزایش می یابد.
از طرفی بی توجهی به خرابی کاتالیست باعث آلودگی هوا و افزایش مصرف سوخت و هزینه های نگهداری خودرو می شود. بنابراین، در صورت بروز مشکل در کاتالیست خودروی شما، تعویض آن در اسرع وقت مفید است. راه حل های میانبر مانند تخلیه یا شستشوی کاتالیزور در بیشتر موارد راه حل نخواهد بود.