کاتالیزور چیست؟ چه وظیفه‌ای دارد و چرا خراب می‌شود

کاتالیزور چیست؟ برای آشنایی با این قطعه مهم در خودرو در ادامه با ما همراه باشید. کاتالیزور ماشین یکی از قطعات مهم و البته گران‌قیمت در خودروهای امروزی است که نقش بسیار پررنگی در کاهش آلایندگی خودروها دارد. اما این قطعه برای چیست؟ کاتالیزور اگزوز چگونه عمل می‌کند؟ چه وظیفه‌ای دارد؟ چرا خراب می‌شود؟ علائم خرابی آن چیست؟ نقدر ادامه به همه این سؤالات پاسخ خواهیم داد.

کاتالیزور چیست؟

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 به گازهای کمتر آلاینده و کم‌ضررتر است.

این گازهای آلاینده در خودروها شامل اکسیدهای نیتروژن (NOx)، کربن منواکسید (CO) و هیدروکربن‌های نسوخته (HC) هستند.

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.

این تکنولوژی همچنین در صنعت نفت و گاز نیز به‌عنوان روشی برای کاهش آلاینده‌ها در فرایند تولید استفاده می‌شود.

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.

علائم خرابی کاتالیزور خودرو

به‌طورکلی، علائم خرابی کاتالیزور می‌توانند بسته به نوع مشکل متفاوت باشند ولی در زیر به برخی از اصلی‌ترین علائم خرابی کاتالیزور در خودروها اشاره می‌کنیم:

بد کار کردن موتور

درصورتی‌که کاتالیزور دچار مشکل شود، قسمت‌هایی از آن مسدود شده و گازهای خروجی اگزوز به‌خوبی نمی‌توانند خارج شوند. درنتیجه، موتور سخت روشن می‌شود، بد کار می‌کند، لرزش خواهد داشت و مصرف سوخت افزایش پیدا خواهد کرد.

کاهش شتاب خودرو

تقریبا میدانیم که وظیقه اصلی کاتالیزور چیست و یکی از نشانه‌های متداول خرابی کاتالیزور ماشین کاهش شتاب خودرو خصوصاً در هنگام آغاز حرکت است زیرا ازآنجایی‌که گازهای خروجی اگزوز به‌خوبی نمی‌توانند خارج شوند، توان موتور نیز کم می‌شود.

افزایش دمای موتور

درصورتی‌که کاتالیزور دچار مشکل شود، ممکن است دمای موتور بالا برود. این می‌تواند درنتیجه جمع شدن سوخت نسوخته در سیستم اگزوز باشد.

صدای عجیب از سیستم اگزوز

 درصورتی‌که کاتالیزور دچار مشکل شود، ممکن است صدای عجیبی از سیستم اگزوز شنیده شود. این صدا ممکن است ناشی از جمع شدن سوخت نسوخته در کاتالیزور باشد.

خروج بوی نامطبوع از اگزوز

درصورتی‌که کاتالیزور ماشین شما دچار مشکل شود، بوی نامطبوعی شبیه تخم‌مرغ گندیده از اگزوز خودرو به مشام خواهد رسید. این شایع‌ترین علامت خرابی کاتالیزور است.

افزایش آلایندگی

با خرابی کاتالیزور، آلایندگی‌های خودروی افزایش پیدا کرده و در صورت مراجعه به مراکز اخذ معاینه فنی، خودرو به دلیل آلودگی بالا رد می‌شود.

عمر مفید کاتالیزور خودرو

کاتالیزور هم مثل همه قطعات فنی خودرو عمر مشخصی داشته و پس از مدتی باید تعویض شود. عمر مفید این قطعه به عوامل مختلفی مثل کیفیت سوخت و اکتان آن، شرایط رانندگی، نگهداری و مراقبت دوره‌ای از خودرو و نحوه استفاده از خودرو بستگی دارد اما معمولاً کارایی کاتالیزور پس از 100 تا 120 هزار کیلومتر پیمایش کاهش پیدا خواهد کرد. البته با رعایت نکاتی می‌توان عمر این قطعه گران‌قیمت را افزایش داد.

مراقبت و نگهداری دوره‌ای خودرو

انجام اقداماتی مثل تعویض به‌موقع فیلتر هوا، تعویض روغن موتور و بررسی یا تعویض قطعات فنی موتور مثل انژکتورها و شمع‌ها می‌تواند در افزایش عمر مفید کاتالیزور مؤثر باشد.

استفاده از سوخت باکیفیت و دارای اکتان مناسب

استفاده از سوخت باکیفیت بالا که تمیز و بدون ناخالصی باشدو همچنین بالابردن میزان اکتان بنزین، می‌تواند به حفظ کیفیت کارکرد کاتالیزور کمک کند.

رانندگی بهینه

رانندگی با سرعت ثابت، بدون تعجیل و همچنین استفاده از ترمز موتور به‌جای ترمز پایی، می‌تواند عمر کاتالیزور خودرو شما را بیشتر کند.

معایب حذف کاتالیزور خودرو

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 ایجاد کند.

افزایش شدید آلایندگی خودرو

بعد از اینکه متوجه شدیم که کاتالیزور چیست و چه نقشی در خودرو دارد و اینکه برخی حذف کاتالیزور خودرو را چرا میفد می دانند میگوییم که نبود آن می‌تواند آلایندگی موتور را تا 30 برابر افزایش دهد.

کاتالیزور اگزوز گازهای مضری که از موتور تولید می‌شوند را تصفیه می‌کند و بدون وجود این قطعه، این گازهای مضر مستقیماً وارد هوا می‌شوند و می‌توانند برای سلامتی انسان‌ها و حیوانات بسیار مضر باشند.

افزایش مصرف سوخت و سروصدای موتور

حذف کاتالیزور ماشین شاید در کوتاه‌مدت باعث افزایش شتاب خودرو شود اما نهایتاً می‌تواند آسیب‌های جدی به موتور وارد کند و باعث افزایش مصرف سوخت و سروصدای موتور شود.

خرابی قطعات دیگر

حذف کاتالیزور می‌تواند باعث خرابی قطعات دیگر خودرو شود. به‌طور مثال، حذف کاتالیزور می‌تواند افزایش دمای موتور را به دنبال داشته باشد که ممکن است باعث خرابی سایر قطعات موتور شود.