کاتالیزور خودرو چیست
اگر شما هم نمیدانید کاتالیزور خودرو چیست و چه عملکردی در اتومبیل دارد با ما همراه باشید. کاتالیزور یا مبدل کاتالیزوری قطعه کوچک اما مهمی در سیستم اگزوز خودرو است که باعث کاهش آلایندگیهای تولیدی موتور میشود. کار این قطعه تبدیل گازهای خروجی موتور همچون گازهای آلاینده در خودروها شامل اکسیدهای نیتروژن (NOx) ، کربن مونوکسید (CO) و هیدروکربنهای نسوخته (HC) به گازهای کم آلاینده یا کم ضررتر است. از این رو کاتالیزور یکی از اجزای حیاتی سیستم اگزوز خودرو محسوب میشود. این قطعه به منظور کاهش آلودگی محیط زیست و تبدیل گازهای سمی به گازهای بیخطر طراحی شده و نقش بسیار پررنگی در کاهش آلایندگیهای خودرو ایفا میکند.
به طور کلی کاتالیزورها در موتورهای درون سوز و بویژه در خودروهایی که با سوختهای فسیلی نظیر بنزین و گازوئیل کار میکنند به کار میروند. در ادامه، به بررسی انواع کاتالیزور، ساختار آن، عملکرد، مزایا، معایب، راههای نگهداری و اثرات زیست محیطی آن خواهیم پرداخت.
تاریخچه کاتالیزور
استفاده از کاتالیزور در خودروها به دهه 1960 برمیگردد، زمانی که با افزایش آلودگی هوای ناشی از وسایل نقلیه، نیاز به کاهش آلایندهها احساس شد. اولین کاتالیزورها ناقص بودند و عملکرد ضعیفی داشتند، اما با پیشرفت فناوری و تحقیقات در زمینه صنایع خودروسازی، کاتالیزورهای بهبود یافتهای تولید شدند که توانایی کاهش آلایندهها را به طور موثرتری در بر داشتند.
هرچند در گذشته بسیاری از خودروهای قدیمی کاتالیزور نداشتند اما در حال حاضر استفاده از کاتالیزور تقریبا در تمام دنیا اجباری است.
انواع کاتالیزور و عملکرد آن
اکنون که دیگر میدانیم کاتالیزور چیست و با علم اینکه عملکرد تمام آنها تقریبا یکی است به بررسی نحوه عملکرد و انواع مدلهای آن میپردازیم.
کاتالیزور تک راهه (Single-way catalytic converter)
کاربرد کاتالیزور تک راهه به این صورت است که فقط کربن منوکسید یا CO را به CO2 یا دی اکسید کربن تبدیل میکند. از کاتالیزور تک راهه بیشتر در خودروهای قدیمی استفاده میشده است.
کاتالیزور دو راهه (Two-way catalytic converter)
کاتالیزور دو راهه که بیشتر در موتورهای دیزلی استفاده میشود، به طور همزمان هیدروکربن را به بخار آب و مونوکسید کربن را به دیاکسید کربن تبدیل میکند.
کاتالیزور سه راهه (Three-way catalytic converter)
اما کاتالیزور سه راهه رایجترین نوع کاتالیزور میباشد، زیرا تاثیر بیشتری در کاهش آلایندگی موتور نسبت به سایر مدلها دارد.
این کاتالیزور همان طور 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)
کاتالیزور ذرات سوخت، برای کاهش ذرات جامد سوخت در خروجی خودروهای دیزلی استفاده میگردد.
کاتالیزور NOx
از کاتالیزور NOx نیز برای تبدیل اکسیدهای نیتروژن (NOx) به نیتروژن و آب استفاده میشود. کاربرد این نوع کاتالیزور در خودروهای دیزلی میباشد که از سیستم ادبلو (Ad Blue) استفاده میکنند.
ساختار کاتالیزور و محل نصب آن
کاتالیزور خودروها معمولا از فلزات گرانبهایی همچون پلاتین، پالادیوم و رودیوم ساخته میشوند. زمانی که گازهای آلاینده از بخش 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. کاتالیزور خودرو معمولا در قسمتی از اگزوز قرار میگیردو ساختار داخلی آن از سه بخش اصلی تشکیل شده است.
هسته کاتالیزور: به شکل لانه زنبوری ساخته شده که وظیفهاش افزایش سطح تماس گازها با کاتالیست میباشد.
لایه کاتالیست: شامل فلزات گرانبهایی مانند پلاتین، پالادیوم و رودیوم است که واکنشهای شیمیایی را تسریع میکند.
لایه محافظ: بیرونیترین قسمت کاتالیزور، لایه محافظ است که برای جلوگیری از آسیب به لایه کاتالیست و حفظ دما طراحی شده است.
عمر مفید کاتالیزور
کاتالیزور هم مثل سایر قطعات فنی خودرو عمر کارکرد مشخصی داشته و پس از مدتی باید تعویض گردد. عمر مفید این قطعه با توجه به عوامل مختلفی همچون کیفیت سوخت و اکتان آن، شرایط رانندگی، نگهداری و مراقبت دورهای و نحوه استفاده از خودرو بستگی دارد. ولی معمولا کارایی کاتالیزور پس از 100 تا 120 هزار کیلومتر پیمایش کاهش پیدا خواهد کرد. البته با رعایت برخی نکات فنی میتوان عمر این قطعه گران قیمت را افزایش داد.
نگهداری و افزایش طول عمر کاتالیزور
برای افزایش طول عمر مفید این قطعه، استفاده از سوخت با کیفیت و اکتان مناسب، بازرسی و تعویض منظم فیلتر هوا به شدت توصیه میگردد. علاوه بر این، رانندگی با سرعت ثابت، بدون تعجیل و همچنین استفاده از ترمز موتور بهجای ترمز پایی میتواند منجر به افزایش طول عمر کاتالیزور شود.
معایب و مزایای کاتالیزور خودرو
از مزایای کاتالیزور خودرو علاوه بر کاهش آلایندگی محیط زیست و بهبود کیفیت هوای شهری میتوان به افزایش راندمان موتور خودرو نیز اشاره کرد.
ولی از جمله معایب آن حساسیت به آلودگی و مواد افزودنی سوخت و هزینه بالای تعمیر و تعویض آن است.
قیمت خاک کاتالیزور چقدر است و جنس آن چیست
خاک کاتالیزور یک جزء اساسی در فرآیندهای شیمیایی و صنعتی است که عملکرد کاتالیزی را انجام میدهد.
خاک کاتالیزور به دلیل داشتن سطح بالا و خصوصیات شیمیایی خاص، در راکد کردن راکتورهای صنعتی، تولید پلاستیک، و حتی تولید سوختهای پایداری مانند بنزین، نفت و گاز مورد استفاده قرار میگیرد. این ماده باعث افزایش سرعت و بهرهوری فرآیندهای شیمیایی میشود و در کاهش انرژی لازم برای تولید محصولات نیز نقش مهمی دارد.
خاک کاتالیزور که به طور عمده در سیستمهای اگزوز خودروها یافت میشود، حاوی مقادیر قابل توجهی از فلزات گرانبهایی همچون طلا است. با توجه به وجود این فلز ارزشمند، استخراج و بازیافت این فلزات از کاتالیزورهای قدیمی و مستعمل خودرو میتواند سودآوری بالایی داشته باشد. همچنین بازیافت خاک کاتالیزور، بویژه در شرایطی که قیمت طلا در بازار جهانی بالا است، به یک فرصت اقتصادی جذاب تبدیل شده است.
تخلیه یا برداشتن کاتالیزور
برخی افراد معتقدند که حذف کاتالیزور ماشین باعث بهبود تنفس موتور شده و درنتیجه شتاب خودرو افزایش پیدا میکند اما حذف این قطعه میتواند مشکلات جدی و ضررهای بسیاری را برای خودرو و محیطزیست به همراه داشته باشد. تخلیه کاتالیزور با باز کردن این قطعه و خالیکردن آن انجام میشود. همچنین در بعضی مواقع به جای این قطعه از یک تکه لوله اگزوز استفاده میشود. با حذف کاتالیزور، کارکرد خودرو ممکن است دچار اختلال شود و مصرف سوخت بالا رود، ضمن اینکه موجب روشن شدن چراغ چک خودرو نیز خواهد شد که البته راهحلهایی برای رفع این عیوب نیز وجود دارد. ولی بهتر است هنگام خرید یا اجاره خودرو ، کاتالیزور را بررسی کرد که حذف یا تخلیه نشده باشد.
کاتالیزور و تاخیر توربو
گرفتگی کاتالیزور که به علت بالارفتن میزان کارکرد آن اتفاق میافتد، یک رویداد رایج در خودروهای قدیمی که در خودروهای جدید مانند دنا توربوشارژ می تواند منجر به افزایش تاخیر توربو شود. ازاینرو وقتی کاتالیزور بسته میشود، مسیر خروج دود به مشکل میخورد و گازهای موتور نیز به راحتی خارج نمیشوند. توربو در مسیر خروج این گازها قرار دارد و در نتیجه این قطعه نیز در کارکرد خود دچار مشکل میشود که اولین علائم آن، افزایش تاخیر توربو یا همان سکته توربو است. در نهایت هم از توان موتور به خاطر بالا رفتن تاخیر توربو کاسته میشود و هم دمای موتور به صورت غیراستاندارد بالا میرود.
