وقتی موتور ماشین روشن میشود، فرآیند احتراق آغاز شده و گازهای مختلفی تولید میشوند. بسیاری از این گازها سمی هستند و نباید به همان شکل وارد هوا شوند. اینجاست که قطعهای بسیار مهم وارد عمل میشود. شاید برایتان سوال پیش آمده باشد که کار کاتالیزور چیست و چرا نبودن آن باعث جریمههای سنگین و حتی خرابی موتور میشود. ما در این مطلب از سایت پیشرو لنت، قصد داریم به زبان ساده اما کاملاً فنی، تمام جزئیات این قطعه را بررسی کنیم. اگر میخواهید با وظایف، محل نصب و حتی دلیل ارزش بالای خاک داخل آن آشنا شوید، این مطلب پاسخ تمام سوالات شما را خواهد داد.
برای درک بهتر اینکه کار کاتالیزور چیست، باید ابتدا به خروجی موتور نگاه کنیم. موتورهای احتراق داخلی، به دلیل ماهیت کارکردشان، گازهای آلاینده تولید میکنند. وظیفه کاتالیزور در سیستم اگزوز خودرو، دقیقاً مثل یک تصفیهخانه شیمیایی کوچک است. این قطعه گازهای سمی و خطرناک را قبل از خروج از لوله اگزوز، به گازهای بیخطر یا کمخطر تبدیل میکند.
سه گاز اصلی که کاتالیزور با آنها سروکار دارد عبارتند از:
وظیفه کاتالیزور در ماشین این است که طی یک واکنش شیمیایی سریع، این مواد را تغییر ماهیت دهد. کاتالیزور با استفاده از فلزات گرانبهایی که دارد، این گازها را تجزیه و ترکیب میکند. در نتیجه، آنچه از اگزوز خارج میشود، عمدتاً بخار آب، دیاکسید کربن و نیتروژن است که برای محیط زیست خطر کمتری دارند. بدون این قطعه، تنفس در شهرهای بزرگ غیرممکن میشد.
جهت خرید مکمل سوخت در انواع مختلف با بالاترین کیفیت و بهترین قیمت کلیک کنید.
بحث درباره عملکرد کاتالیزور خودرو کمی فنیتر است. داخل پوسته فلزی کاتالیزور، یک ساختار سرامیکی شبیه به لانه زنبور وجود دارد. این ساختار باعث میشود سطح تماس گازهای خروجی با مواد کاتالیزور به حداکثر برسد. روی این سطح سرامیکی، لایهای نازک از فلزات خاص پوشانده شده است. وقتی گازهای داغ اگزوز از بین این حفرهها عبور میکنند، دمای کاتالیزور به شدت بالا میرود (گاهی تا 800 درجه سانتیگراد).
در این دما، واکنشهای اکسایش و کاهش رخ میدهد. عملکرد کاتالیزور خودرو به دو بخش تقسیم میشود:
این فرآیند باید بسیار سریع و پیوسته انجام شود. اگر عملکرد کاتالیزور خودرو مختل شود، علاوه بر آلودگی هوا، بوی بد تخممرغ گندیده از اگزوز به مشام میرسد که نشاندهنده خرابی فرآیند شیمیایی است.
|
گاز ورودی (سمی) |
فرآیند شیمیایی در کاتالیزور |
گاز خروجی (کمخطر) |
|
مونوکسید کربن (CO) |
ترکیب با اکسیژن (اکسیداسیون) |
دیاکسید کربن (CO2) |
|
هیدروکربن (HC) |
سوختن کامل |
بخار آب (H2O) + CO2 |
|
اکسید نیتروژن (NOx) |
جدا شدن نیتروژن (احیا) |
نیتروژن (N2) + اکسیژن |
اهمیت کاتالیزور فراتر از یک قطعه ساده در اگزوز است. شاید فکر کنید تنها کار کاتالیزور چیست؟ کاهش آلودگی؟ بله، اما این همه ماجرا نیست. وجود کاتالیزور سالم برای عملکرد صحیح موتور و سیستم مدیریت هوشمند خودرو (ECU) ضروری است. سنسورهای اکسیژن که قبل و بعد از کاتالیزور نصب شدهاند، مداوم دادهها را به کامپیوتر خودرو میفرستند تا نسبت سوخت و هوا تنظیم شود.
اگر کاتالیزور حذف شود یا خراب باشد:
علاوه بر این، اهمیت کاتالیزور در حفظ سلامت عمومی جامعه بسیار زیاد است. خودرویی که کاتالیزور ندارد، به اندازه چندین خودروی سالم آلودگی تولید میکند. بنابراین، نگهداری از این قطعه هم یک وظیفه قانونی است و هم یک مسئولیت اجتماعی. جالب است بدانید در بسیاری از کشورها، رانندگی بدون کاتالیزور جرم محسوب میشود و جریمههای سنگینی دارد.
برای مشاهده قیمت ها و خرید روغن خودرو با بالاترین کیفیت در پیشرولنت کلیک کنید.
برای پاسخ دقیقتر به اینکه کاتالیزور چگونه کار میکند، باید بدانیم که این قطعه یک واکنشگر گرمادوست است. کاتالیزور تا زمانی که گرم نشود، کارایی لازم را ندارد. به همین دلیل است که در لحظات اولیه روشن شدن خودرو در هوای سرد، میزان آلایندگی کمی بیشتر است. مکانیزم کار به این صورت است که گازهای داغ اگزوز، شبکه توری داخل مبدل را گرم میکنند.
وقتی دما به حد مطلوب رسید، الکترونها بین مولکولهای گاز و فلزات کاتالیزور جابجا میشوند. در واقع کاتالیزور خودش در واکنش مصرف نمیشود، بلکه فقط شرایط را برای انجام واکنش فراهم میکند (سرعت واکنش را بالا میبرد). این پاسخ علمی به سوال کار کاتالیزور چیست است.
یک نکته مهم در اینکه کاتالیزور چگونه کار میکند، بحث گرفتگی است. اگر موتور تنظیم نباشد و سوخت خام وارد اگزوز شود، یا اگر از روغن موتور بیکیفیت استفاده کنید که بخار شود، شبکههای ریز کاتالیزور مسدود میشوند. در این حالت، عبور دود سخت شده و اصطلاحاً نفس ماشین گرفته میشود. این موضوع نشان میدهد که سلامت سایر اجزای موتور مثل شمعها و انژکتورها چقدر روی طول عمر کاتالیزور تاثیر دارد.
نقش کاتالیزور در خودرو فقط زیستمحیطی نیست، بلکه در “فشار برگشتی” (Back Pressure) اگزوز هم تاثیر دارد. مهندسان خودرو موتور را طوری طراحی کردهاند که با وجود مقاومت کاتالیزور در برابر خروجی دود، بهترین راندمان را داشته باشد. برخی افراد تصور میکنند با حذف کاتالیزور، ماشین نفس باز میکند و پرشتابتر میشود. شاید در کوتاهمدت صدای اگزوز تغییر کند و حس شتاب کاذب ایجاد شود، اما در بلندمدت نقش کاتالیزور در خودرو مشخص میشود.
حذف این قطعه باعث میشود سنسور دوم اکسیژن خطا دهد. کامپیوتر خودرو (ECU) تصور میکند مشکلی در سوخترسانی وجود دارد و برای جلوگیری از آسیب، پاشش سوخت را تغییر میدهد. این کار باعث میشود موتور در شرایط بهینه کار نکند. بنابراین نقش کاتالیزور در خودرو، ایجاد تعادل بین خروج دود و حفظ فشار استاندارد برای عملکرد سنسورهاست. همچنین صدای ناهنجار اگزوز بدون کاتالیزور، برای سرنشینان و عابران بسیار آزاردهنده خواهد بود.
محل قرارگیری کاتالیزور ماشین یک انتخاب مهندسی دقیق است. همانطور که گفتیم، کاتالیزور برای شروع فعالیت شیمیایی نیاز به گرمای زیادی دارد. به همین دلیل، نمیتوان آن را در انتهای لوله اگزوز (نزدیک سپر عقب) نصب کرد، چون گازها تا رسیدن به آنجا سرد میشوند.
معمولا محل قرارگیری کاتالیزور ماشین در نزدیکترین فاصله ممکن به موتور، یعنی درست بعد از منیفولد دود است. در برخی خودروهای مدرن، کاتالیزور حتی به منیفولد دود چسبیده است تا بلافاصله پس از روشن شدن موتور، گرم شود و آلایندگی را کاهش دهد. البته این نزدیکی به موتور یک عیب هم دارد؛ گرمای بسیار زیاد میتواند در صورت خرابی سیستم خنککننده یا تنظیم نبودن موتور، باعث ذوب شدن شبکه داخلی کاتالیزور شود. دسترسی به آن برای تعویض معمولا نیاز به چال سرویس یا جک بالابر دارد و توسط اگزوزساز انجام میشود.
شاید شنیده باشید که خاک کاتالیزور را با قیمتهای عجیب و غریب خرید و فروش میکنند و برایتان سوال باشد که خاک کاتالیزورچیست و چرا اینقدر ارزشمند است؟ وقتی عمر مفید کاتالیزور تمام میشود یا بر اثر ضربه خرد میشود، مواد داخلی آن به صورت پودر یا تکههای سرامیکی در میآیند.
خاک کاتالیزور در واقع همان شبکه سرامیکی خرد شده است که حاوی فلزات گرانبهاست. این فلزات شامل موارد زیر هستند:
دلیل قیمت بالای خاک کاتالیزور همین فلزات است. شرکتهای بازیافت با فرآیندهای شیمیایی دشوار، این فلزات را از خاک استخراج میکنند. متاسفانه همین ارزش بالا باعث شده سرقت کاتالیزور در برخی خودروها افزایش یابد. پس اگر کاتالیزور خودروی خود را تعویض کردید، بدانید که داغی آن (قطعه کهنه) و خاکی که داخلش است، ارزش مالی دارد و نباید آن را دور بیندازید. البته مقدار این فلزات در حد چند گرم است، اما همین مقدار کم هم بسیار قیمتی است.
دانستن علائم خرابی به شما کمک میکند قبل از اینکه آسیب جدی به موتور وارد شود، اقدام کنید. حالا که دانستیم کار کاتالیزور چیست، باید بدانیم چه زمانی این قطعه از کار افتاده است. عمر مفید کاتالیزور معمولا بین 80 تا 100 هزار کیلومتر است، اما سوخت بیکیفیت میتواند این عمر را کاهش دهد.
مهمترین نشانهها عبارتند از:
|
نشانه خرابی |
علت احتمالی |
|
شتاب پایین |
گرفتگی شبکههای کاتالیزور و عدم خروج دود |
|
صدای شن از اگزوز |
خرد شدن سرامیکهای داخلی (خاک شدن) |
|
بوی گوگرد |
عدم انجام واکنش شیمیایی صحیح روی گازها |
|
چراغ چک |
تشخیص خطا توسط سنسور اکسیژن دوم |
همانطور که متوجه شدید، کاتالیزور قطعهای گرانقیمت و بسیار بااهمیت در خودرو است. تعویض این قطعه هزینه سنگینی روی دست مالک خودرو میگذارد، بنابراین بهترین کار، پیشگیری از خرابی زودرس آن است. اگرچه این قطعه عمر مفیدی دارد و در نهایت پس از طی مسافت مشخصی کارایی خود را از دست میدهد، اما با رعایت چند مورد ساده میتوان مطمئن شد که تا آخرین کیلومتر ممکن برای شما کار میکند و دچار مرگ زودرس نمیشود. سلامت کاتالیزور رابطه مستقیمی با سلامت کلی موتور و کیفیت مواد مصرفی دارد که استفاده میکنید. بسیاری از رانندگان ناخواسته با عادتهای اشتباه یا پشت گوش انداختن سرویسهای دورهای، باعث پیری زودرس این قطعه میشوند. در ادامه به سه عامل اصلی که رعایت آنها تاثیر مستقیم بر افزایش طول عمر مبدل کاتالیستی دارد، میپردازیم. توجه به این موارد از هزینههای سنگین تعمیراتی جلوگیری میکند.
بیشتر بدانید: استفاده از اسپری انژکتور شور
کیفیت بنزینی که داخل باک میریزید، اولین خط دفاعی شما برای محافظت از کاتالیزور است. بنزینهای دارای ناخالصی زیاد، مانند سم برای فلزات گرانبهای داخل کاتالیزور عمل میکنند و باعث کاهش کارایی آن میشوند. همچنین استفاده از مکملهای سوخت غیراستاندارد و متفرقه نیز همین اثر مخرب را دارد. اگر قصد استفاده از اکتان بوستر دارید، حتماً از برندهای معتبر استفاده کنید. در کنار سوخت، کیفیت روغن موتور بسیار مهم است. اگر از روغن بیکیفیت یا تقلبی استفاده کنید که نقطه تبخیر پایینی دارد، بخارات روغن از طریق سیستم تهویه کارتر وارد سیستم اگزوز شده و روی شبکههای ظریف کاتالیزور مینشینند. این لایه روغن سوخته، مانع تماس گازها با سطح کاتالیزور میشود و عملاً کارایی آن را از بین میبرد. همیشه از روغن موتور با سطح کیفی توصیهشده توسط سازنده خودرو استفاده کنید تا از این مشکل جلوگیری شود.
هرگز نسبت به روشن شدن چراغ چک بیتفاوت نباشید، حتی اگر ماشین به ظاهر خوب کار میکند و مشکلی در شتاب ندارد. ایراداتی در سیستم جرقهزنی مانند خراب بودن شمعها، وایرهای معیوب یا مشکل در کویلها، باعث احتراق ناقص در سیلندر میشوند. وقتی احتراق کامل نباشد، مقداری بنزین خام نسوخته وارد منیفولد دود و سپس کاتالیزور میشود. دمای بسیار بالای کاتالیزور باعث میشود این بنزین خام درون آن مشتعل شود. این احتراق درون اگزوز، دمای کاتالیزور را به شدت بالا میبرد (بسیار بالاتر از حد تحمل ساختار آن) و منجر به ذوب شدن شبکههای سرامیکی داخلی میشود. بنابراین، تنظیم موتور دورهای، شستشوی انژکتورها و تعویض به موقع شمع و وایر، فقط برای بهبود شتاب نیست، بلکه بیمه عمر کاتالیزور گرانقیمت خودروی شماست.
ساختار داخلی کاتالیزور که شبیه لانه زنبور است، از جنس نوعی سرامیک خاص ساخته شده و در برابر ضربه بسیار شکننده است. اگر کف خودرو در جادههای ناهموار به شدت با سرعتگیر یا سنگی برخورد کند، این ضربه میتواند باعث ترک خوردن یا خرد شدن کامل سرامیکهای داخلی شود. وقتی شبکه داخلی خرد شود، تکههای آن مسیر خروج دود را میبندند و صدای تقتق از زیر ماشین شنیده میشود. علاوه بر ضربه فیزیکی، شوک حرارتی هم خطرناک است. تصور کنید پس از یک رانندگی طولانی که اگزوز به شدت داغ شده است، ناگهان با سرعت وارد یک گودال آب عمیق شوید. تغییر ناگهانی دما باعث انقباض سریع پوسته فلزی و ترک خوردن سرامیک داغ داخلی میشود. رانندگی با احتیاط در مسیرهای ناهموار و بارانی به حفظ سلامت فیزیکی این قطعه کمک شایانی میکند.
در این مقاله سعی کردیم به طور کامل توضیح دهیم که کار کاتالیزور چیست و چرا این قطعه کوچک، اهمیتی بسیار بالا در خودرو دارد. کاتالیزور نه تنها ضامن سلامت محیط زیست و هوای پاک است، بلکه عملکرد صحیح و کممصرف خودروی شما را نیز تضمین میکند. نادیده گرفتن خرابی این قطعه میتواند هزینههای جانبی زیادی مثل خرابی سنسورها و افزایش مصرف سوخت روی دستتان بگذارد. همچنین متوجه شدیم که خاک کاتالیزور به دلیل داشتن فلزات گرانبها مثل پلاتین، ارزش مادی دارد. امیدواریم با خواندن این مطلب، دید بازتری نسبت به سیستم اگزوز و نگهداری از خودروی خود پیدا کرده باشید.
سایت پیشرو لنت، مرجع معتبر و پیشرو در ارائه بهترین محصولات خودرو، اعم از لنت ترمز، روغن موتور و اکتان، همواره در تلاش است تا باکیفیتترین قطعات و بهروزترین اطلاعات را در اختیار شما قرار دهد. ما قدردانیم که تا انتهای این مقاله همراه پیشرو لنت بودید.
خیر، این کار علاوه بر اینکه غیرقانونی است و باعث مردودی در معاینه فنی میشود، موجب روشن شدن چراغ چک، افزایش مصرف سوخت و آلودگی شدید صوتی و هوا خواهد شد.
به طور متوسط عمر این قطعه بین 80 تا 100 هزار کیلومتر است. اما استفاده از سوخت بیکیفیت، روغنسوزی موتور یا ضربه فیزیکی میتواند عمر آن را به شدت کاهش دهد.
محلولهای شستشوی کاتالیزور در بازار وجود دارند که در باک ریخته میشوند. این مواد فقط در صورتی موثر هستند که گرفتگی سطحی باشد. اگر شبکه داخلی ذوب شده یا شکسته باشد، شستشو فایدهای ندارد و باید تعویض شود.
خاک داخل کاتالیزور حاوی فلزات گرانبهایی مثل پلاتین، پالادیوم و رودیوم است. به همین دلیل مراکز بازیافت آن را با قیمت قابل توجهی از شما خریداری میکنند.
اگر کاتالیزور نتواند گازها را به درستی تصفیه کند، سنسور اکسیژن دوم که بعد از آن نصب شده، این خطا را تشخیص داده و به ECU گزارش میدهد که منجر به روشن شدن چراغ چک میشود.
