Bilkatalysator: hva den er til, drift og feil

El katalysator av et kjøretøy med forbrenningsmotor er ansvarlig for å redusere de skadelige gassene som oppstår ved forbrenning av drivstoffet. Faktisk er hans fulle navn katalytisk omformer og det finnes flere hovedtyper avhengig av om de er for diesel eller bensin.

Vi forteller deg historien deres, hva de er til, hvordan de fungerer og hvor mye de koster. I tillegg til symptomene som avslører at det er en feil i katalysatoren.

Kort historie om katalysatoren

Den første prototypen av en katalysator for disse formålene ble utviklet i Frankrike og ble det først patentert av Eugene Houdry. Denne maskiningeniøren grunnla Oxy-Catalyst-selskapet i USA, som først utviklet seg katalysatorer for skorsteiner og senere for gaffeltrucker, som brukte en lavverdig blyfri bensin. Senere utviklet han en katalysator for biler som han patenterte i 1956.

Katalysatorer spredte seg over hele USA på 70-tallet

Etter Engelhard Corporation forbedringer som kulminerte no 1973, dukket opp første katalysator beregnet for masseproduksjon. I 1975 hadde nesten hver bil i USA en installert for å overholde forskriftene fra Environmental Protection Agency.

Siden da har katalysatorene har blitt bedre både i effektivitet og effektivitet, opp til varianter som selektiv reduksjonskatalysator (SCR) som bruker AdBlue. Selv om disse brukes som et tillegg, og ikke utelukker den konvensjonelle katalysatoren.

Hva er katalysatoren for?

Katalysatoren konverterer skadelige gasser til mindre skadelige eller ufarlige.

En katalysator reduserer de skadelige gassene som genereres i en forbrenningsmotor. Uten den ville vi vært mye mer utsatt for følgende skadelige gasser:

  • Med en rik blanding (mer drivstoff enn luft) ufullstendig forbrenning oppstår, og genererer:
    • Uforbrente hydrokarboner (HC): er kreftfremkallende og irriterer luftveiene og øynene. Når det gjelder miljøet, kan de skape sur nedbør og fotokjemiske gasser.
    • Karbonmonoksid (CO): i lave doser gir det hodepine, kortpustethet og koordinasjon, svimmelhet, irritabilitet, forvirring og hukommelseshull. I høye doser forårsaker det døden uten at den berørte personen innser det, derfor kaller de det den stille morderen.
  • Med en mager blanding (mer luft enn drivstoff) oksider av nitrogen produseres, som er representert ved formelen NOx. De har kreftfremkallende varianter og forårsaker irritasjon av luftveiene og, som en konsekvens, bronkopulmonale tilstander og luftveisproblemer.

Gassene som fjernes av katalysatoren kan være dødelige

Lambdasensoren, like viktig som katalysatoren eller mer

Lambdasensoren er et element som til enhver tid tillater riktig justering av luft- og drivstoffblandingen. I bensinmotorer er det 14,7 deler luft for hver del av bensinen (14,5 i diesel).

Uten den ville motoren frigjøre mange flere gasser som de som er nevnt ovenfor, og katalysatorens evner ville bli kraftig overskredet. Vi anbefaler artikkelen Lambdasensor: hva det er, hvordan det fungerer, havarier, rengjøring, pris..., for å finne ut hvordan det fungerer og om bilen din har noen feil relatert til den.

Uansett hvor godt denne sonden fungerer, er det for øyeblikket umulig å opprettholde en perfekt blanding til enhver tid. Av denne grunn trenger biler en eller flere katalysatorer for å eliminere disse skadelige gassene.

Hvordan fungerer en katalysator?

Bruk av materialer i katalysatoren

En katalysator fungerer takket være metaller som platina, rhodium, zirkonium eller palladium, som har katalytiske egenskaper. Det vil si evnen til å akselerere en kjemisk reaksjon. Hver er dedikert til en annen type skadelig gass:

  • El Platina akselererer oksidasjonen av uforbrente hydrokarboner for å omdanne dem til karbondioksid og vann. Den kjemiske formelen er som følger: CxH2x+2 + [(3x+1)/2] O2 -> xCO2 + (x+1) H2O.
  • El rodium akselererer reduksjonen av nitrogenoksider til nitrogen og oksygen: 2NOx -> xO2 + N2 og oksidasjonen av karbonmonoksid til karbondioksid: 2CO + O2 -> 2CO2. De brukes også zirkonium o palladium, som er billigere, men mindre effektive.

Ikke glem annet katalysatormateriale. Disse metallene er anordnet på en keramisk struktur av kordieritt, som støtter de høye temperaturene til eksosgassene.

Katalysator form

Som du kan se, bruker katalysatoren visse metaller i fast tilstand for å omdanne gasser. Noe som fører til en hindring: hvordan få en gass til å komme i kontakt med disse materialene så mye som mulig, uten å miste for mye hastighet. Av denne grunn er den keramiske strukturen til katalysatoren i form av en matrise med langsgående kanaler. Et system som ligner på hydrogenbil brenselcelle som forresten også bruker platina som katalysator. Selv om fordelingen av gassen i hans tilfelle er mye finere, med en mye mer intrikat struktur.

Disse langsgående kanalene lar gassene passere uten å stoppe for lenge, men kommer i kontakt med så mange vegger som mulig. Derfor har de mer enn 70 rør per cm2.

I tillegg bruker moderne biler ofte to eller til og med tre katalysatorer for å eliminere skadelige gasser så mye som mulig for å overholde Euro 6 (på datoen for denne artikkelen) og Euro 7 anti-forurensningsforskrifter i 2025.

Rundt denne katalysatormatrisen er et varmeskjold og metalllag. Ellers kan varmen som samles i den skade kjøretøyet eller overflatene der det er parkert. Uten den kan det lett starte en brann.

Arbeidstemperaturen til en katalysator

For at metaller med katalytiske egenskaper skal fungere med maksimal effektivitet, må en konvensjonell katalysator være det over 500 ºC. Dette er grunnen til at minst en av motorens katalysatorer vanligvis er nær motorens eksosmanifold, som er der gassene fortsatt har en veldig høy temperatur.

Takk til dette katalysatoren varmes opp før og det tar kortere tid å begynne å eliminere skadelige gasser. Hvis vi kunne se en katalysator arbeide gjennom sine beskyttende lag, ville vi se det den keramiske matrisen og metallene i den er rødglødende.

Når du vet dette, vil du forstå det en kald motor frigjør flere skadelige gasser enn en som har vært i gang en stund nå. Anekdotisk sett måtte Toyota håndtere dette utslippsproblemet i utviklingen av Prius. Å slå av varmemotoren til fordel for den elektriske førte til at katalysatoren ved mange anledninger ikke nådde riktig driftstemperatur. Av denne grunn måtte de utvikle et system som ville ta varmen fra forbrenningsmotoren til katalysatoren på andre måter.

universell katalysator

Katalysator for en bensinbil

Disse katalysatorene er vanligvis trippelveier. Det vil si at de har de tre katalyserende systemene beskrevet ovenfor: platina for fjerne uforbrente hydrokarboner og rhodium, zirkonium eller palladium for fjern NOx og CO.

Dette er så fordi bensinmotorer frigjør mindre NOx enn dieselene og katalysatoren alene kan redusere dem Nok. Selv om på grunn av fremskritt innen anti-forurensning, kan mer moderne biler ha andre typer katalysatorer.

katalysator for en dieselbil

I dieselmotorer er konvensjonelle katalysatorer toveis. Det vil si at de kun tar seg av fjerning av uforbrente hydrokarboner og CO. NOx ble etterlatt i hendene på gassresirkulasjonssystemer som f.eks EGR ventil, som returnerte dem til forbrenningskammeret for å brenne helt.

Det er også NOx-akkumulatorkatalysator, som har en viktig rolle i systemenes kamp for å gjøre dieselen enda renere og for å møte fremtidige utslippsgrenser, som blir enda strengere enn nå. Den er plassert bak oksidasjonskatalysatoren og partikkelfilteret og har et spesielt lag som samler opp nitrogenoksider fra avgassene.

To forskjellige typer drift skilles i NOx-lagringskatalysatoren: Ved normal drift (Lambda > 1) blir NO først oksidert til NO2 og deretter, med dannelse av nitrat (NO3), akkumuleres i katalysatoren til en oksidalkali metall (f.eks. bariumoksid).

Katalysatorer for dieselmotorer

Samme som partikkelfilter den virkelige utfordringen for NOx-lagringskatalysatoren er regenerering, det vil si den periodiske tømmingen av akkumulatoren. For akkumulatorregenerering må det skapes oljeholdige forhold i avgassene (Lambda < 1). Under disse driftsforholdene er det så mye reduksjonsmiddel (karbonmonoksid, hydrogen eller ulike hydrokarboner) at nitratbindingen plutselig frigjøres og edelmetallkatalysatoren omdannes til ikke-giftig nitrogen (N2). Ladingens varighet er ca. 30 til 60 sekunder, avhengig av servicepunktet, og regenereringen varer mellom 1 og 2 sekunder.

Mange temperatur- og trykksensorer kreves for å oppdage behovet for regenerering. Katalysatoren Akkumulator kan redusere NOx-utslipp med opptil 85 %.

Men nåværende dieselbiler de har også en SCR katalysator (selektiv reduksjonskatalysator). Det er den som brukes med tilsetningen av Annonse blå, som ikke er annet enn urea som sprøytes inn i eksosgassene, før de når denne katalysatoren. Dette setter i gang en kjemisk reaksjon som bryter ned NOx til N2 og H2O, mye mer effektivt enn eldre systemer.

Biler med AdBlue har SCR-katalysatorer.

Katalysatorfeil og deres symptomer

Mest feil på en katalysator skyldes et tidligere problem i motoren. For eksempel overflødig drivstoff i eksossystemet (for rik blanding) på grunn av dårlige tennplugger, feil timing eller skadet oksygensensor. Hva dette forårsaker er at katalysatoren når for høy temperatur, noe som smelter metalliske komponenter og bryter den keramiske matrisen.

Det kan også skje at olje eller frostvæske kommer inn i eksossystemet, på grunn av ødelagte pakninger, tetninger på ventiler bortskjemt eller stempelringer slitt. Dette forårsaker akkumulering av sot i katalysatoren.

den symptomer på en mislykket katalysator  er:

  • Lukt av råtten egg forårsaket av svovelet i bensin, som under forbrenning blir til hydrogensulfid. Siden omdannelsen av gasser ikke finner sted på grunn av en skadet katalysator, kommer hydrogensulfidet utenfor.
  • Strømbrudd, fordi eksossystemet er delvis blokkert av katalysatoren. Hvis denne hindringen skyldes at materialene smelter og går i stykker, må du bytte ut katalysatoren og oppdage hva som er feilen i motoren som har forårsaket det. Hvis det kun er tilstopping av skitt, kan du prøve å rengjøre det.
  • Utslippstest mislyktes. Unødvendig å forklare om det, fordi katalysatoren ikke konverterer skadelige gasser og testen indikerer at den ikke fungerer. I Spania er det teknisk inspeksjon av kjøretøy (ITV).

Med en skadet katalysator vil du ikke passere ITV

  • raslende støy under bilen når den går på tomgang eller går. Det er forårsaket av deler av den ødelagte keramiske matrisen inne i katalysatoren, som flyttes av eksosgassene. Vær forsiktig fordi hvis disse delene når lyddemperen, kan eksossystemet bli mer blokkert.
  • Forbruk øker. Dette er ikke et symptom på en dårlig katalysator, men det er et symptom på en rik drivstoffblanding som har en tendens til å bryte ned katalysatoren. Derfor er det et symptom som må tas hensyn til.
  • Motorfeillampe lyser. Hvis bilens sensorer oppdager at gasskonverteringen ikke skjer som den skal, vil kontrollenheten tenne denne varsellampen. Selv om det også tjener til mange andre feil, er det et symptom som i seg selv ikke indikerer svikt i katalysatoren. Du kan koble bilen til en OBD-leser for å se hvilken feilkode den har registrert for å vite hva det spesifikke problemet er.

Se opp for blokkeringer i eksosanlegget, fordi de øker temperaturen på eksosmanifolden og andre rør og kan forårsake mye mer alvorlig skade på bilen.

Et system er tilstoppet eksos kan overopphetes

Selv om motorfeil er den vanligste årsaken til katalysatorfeil, er det også modeller som har tilbakevendende katalysatorproblemer på grunn av design- eller produksjonsfeil.

Prisen på en katalysator

Som du har sett gjennom artikkelen, finnes det flere typer katalysatorer. Så prisene deres kan variere mye fra modell til modell. Men å erstatte en katalysator med en ny er vanligvis mellom 600 og 1.000 euro for personbiler. I alle fall kan dette tallet være høyere hvis andre katalysatorer er involvert i tillegg til den konvensjonelle.

También eksisterer universalkatalysatorer til en god pris kompatibel med ulike modeller. Selv om du også må sørge for at den overholder Euro-regelverket som bilen din har og er godkjent. Da anbefaler vi at monteringen gjøres av en fagmann, siden det er et delikat element.

Bilder – Frankieleon, Riley Kaminer, Duurzaam Bedrijfsleven, Gonzalo Malpartida


Følg oss på Google Nyheter

En kommentar, legg igjen din

Legg igjen kommentaren

Din e-postadresse vil ikke bli publisert. Obligatoriske felt er merket med *

*

*

  1. Ansvarlig for dataene: Miguel Ángel Gatón
  2. Formålet med dataene: Kontroller SPAM, kommentaradministrasjon.
  3. Legitimering: Ditt samtykke
  4. Kommunikasjon av dataene: Dataene vil ikke bli kommunisert til tredjeparter bortsett fra ved juridisk forpliktelse.
  5. Datalagring: Database vert for Occentus Networks (EU)
  6. Rettigheter: Når som helst kan du begrense, gjenopprette og slette informasjonen din.

  1.   Xavier sa

    Og i Mexico hvor kan jeg få tak i en katalysator doc for jetta tdi 2006, bortsett fra de som byrået selger veldig dyrt? gpfj2@yahoo.com.mx