Car catalytic converter: para saan ito, pagpapatakbo at mga pagkakamali

El katalista ng isang sasakyan na may combustion engine ay may pananagutan sa pagbabawas ng mga nakakapinsalang gas na nagreresulta mula sa pagsunog ng gasolina. Actually, full name niya catalytic converter at mayroong ilang mga pangunahing uri depende sa kung sila ay para sa diesel o gasolina.

Sinasabi namin sa iyo ang kanilang kasaysayan, para saan ang mga ito, kung paano sila nagtatrabaho at kung magkano ang halaga ng mga ito. Bilang karagdagan sa mga sintomas na naghahayag na mayroong isang fault sa catalytic converter.

Maikling kasaysayan ng katalista

Ang unang prototype ng isang catalytic converter para sa mga layuning ito ay binuo sa France at noon unang patented ni Eugene Houdry. Itinatag ng mechanical engineer na ito ang kumpanyang Oxy-Catalyst sa United States, na unang binuo catalysts para sa mga tsimenea at mamaya para sa mga forklift, na gumamit ng low-grade na unleaded na gasolina. Nang maglaon, nakagawa siya ng catalytic converter para sa mga sasakyan na kanyang na-patent noong 1956.

Kasunod ng mga pagpapabuti ng Engelhard Corporation na nagtapos en 1973, lumitaw ang unang katalista na inilaan para sa mass production. Pagsapit ng 1975 halos lahat ng kotse sa United States ay may naka-install na isa upang sumunod sa mga regulasyon ng Environmental Protection Agency nito.

Simula noon, ang mga katalista ay nagpapabuti kapwa sa pagiging epektibo at kahusayan, hanggang sa mga variant gaya ng mga selective reduction catalyst (SCR) na gumagamit ng AdBlue. Bagama't ginagamit ang mga ito bilang add-on, at hindi ibinubukod ang conventional catalytic converter.

Para saan ang katalista?

Binabawasan ng isang katalista ang mga nakakapinsalang gas na nabuo sa isang panloob na makina ng pagkasunog. Kung wala ito, mas malalantad tayo sa mga sumusunod na nakakapinsalang gas:

• Gamit ang isang mayamang halo (mas maraming gasolina kaysa hangin) ang hindi kumpletong pagkasunog ay nangyayari, na bumubuo ng:
  • Hindi nasusunog na mga hydrocarbon (HC): ay carcinogenic at nakakairita sa respiratory tract at mata. Tulad ng para sa kapaligiran, maaari silang lumikha ng acid rain at photochemical fumes.
  • Carbon monoxide (CO): sa mababang dosis nagdudulot ito ng sakit ng ulo, igsi ng paghinga at koordinasyon, pagkahilo, pagkamayamutin, pagkalito at memory gaps. Sa mataas na dosis ay nagdudulot ito ng kamatayan nang hindi namamalayan ng apektadong tao, kaya tinawag nila itong silent killer.
• Gamit ang isang lean mix (mas maraming hangin kaysa sa gasolina) ang mga oxide ng nitrogen ay ginawa, na kinakatawan ng formula Nox. Mayroon silang mga carcinogenic na variant at nagiging sanhi ng pangangati ng respiratory tract at, bilang resulta, mga kondisyon ng bronchopulmonary at mga problema sa paghinga.

Paano gumagana ang isang katalista?

Paggamit ng mga materyales sa katalista

Gumagana ang isang katalista salamat sa mga metal tulad ng platinum, rhodium, zirconium o palladium, na may mga katangian ng catalytic. Iyon ay, ang kakayahang mapabilis ang isang kemikal na reaksyon. Ang bawat isa ay nakatuon sa ibang uri ng nakakalason na gas:

• El Pladno pinapabilis ang oksihenasyon ng hindi nasusunog na mga hydrocarbon upang i-convert ang mga ito sa carbon dioxide at tubig. Ang formula ng kemikal ay ang mga sumusunod: CxH2x+2 + [(3x+1)/2] O2 -> xCO2 + (x+1) H2O.
• El rhodium pinapabilis ang pagbabawas ng nitrogen oxides sa nitrogen at oxygen: 2NOx -> xO2 + N2 at ang oksihenasyon ng carbon monoxide sa carbon dioxide: 2CO + O2 -> 2CO2. Ginagamit din ang mga ito zirconium o paleydyum, na mas mura ngunit hindi gaanong mahusay.

Huwag kalimutan ang iba pang materyal ng katalista. Ang mga metal na ito ay nakaayos sa isang ceramic na istraktura ng cordierite, na sumusuporta sa mataas na temperatura ng mga maubos na gas.

Hugis ng Catalyst

Tulad ng makikita mo, ang katalista ay gumagamit ng ilang mga metal sa solidong estado upang i-convert ang mga gas. Na humahantong sa isang balakid: kung paano gumawa ng gas na makipag-ugnay sa mga materyales na ito hangga't maaari, nang hindi nawawala ang sobrang bilis. Para sa kadahilanang ito, ang ceramic na istraktura ng katalista ay nasa anyo ng isang matrix na may mga longitudinal na channel. Isang sistemang katulad ng hydrogen car fuel cell na, sa pamamagitan ng paraan, ay gumagamit din ng platinum bilang isang katalista. Bagaman sa kanyang kaso ang pamamahagi ng gas ay mas pinong, na may mas masalimuot na istraktura.

Ang mga longitudinal channel na ito ay nagbibigay-daan sa mga gas na dumaan nang hindi humihinto ng masyadong mahaba ngunit makipag-ugnayan sa pinakamaraming pader hangga't maaari. Samakatuwid, mayroon silang higit sa 70 mga tubo bawat cm2.

Bilang karagdagan, ang mga modernong kotse ay madalas na gumagamit ng dalawa o kahit na tatlong catalytic converter upang maalis ang mga nakakapinsalang gas hangga't maaari upang sumunod sa Euro 6 (sa petsa ng artikulong ito) at Euro 7 na mga regulasyon laban sa polusyon sa 2025.

Ang pambalot sa catalyst matrix na ito ay isang heat shield at metal layer. Kung hindi, ang init na naipon dito ay maaaring makapinsala sa sasakyan o sa mga ibabaw kung saan ito nakaparada. Kung wala ito, madaling magsimula ang apoy.

Ang temperatura ng pagtatrabaho ng isang katalista

Para sa mga metal na may mga katangian ng catalytic upang gumana sa kanilang pinakamataas na kahusayan, isang maginoo catalyst ay dapat na sa itaas 500ºC. Ito ang dahilan kung bakit ang hindi bababa sa isa sa mga catalytic converter ng engine ay karaniwang malapit sa manifold ng tambutso ng makina, na kung saan ang mga gas ay mayroon pa ring napakataas na temperatura.

Salamat sa ito, ang katalista ay pinainit bago at mas kaunting oras ang kailangan upang simulan ang pag-aalis ng mga nakakapinsalang gas. Kung makakakita tayo ng isang katalista na gumagana sa pamamagitan ng mga proteksiyon na layer nito, makikita natin iyon ang ceramic matrix at ang mga metal sa loob nito ay pulang mainit.

Kung alam mo ito, mauunawaan mo iyon ang malamig na makina ay naglalabas ng mas maraming nakakapinsalang gas kaysa sa isa na matagal nang tumatakbo. Sa anecdotally, kinailangan ng Toyota na harapin ang problema sa emisyon na ito sa pagbuo ng Prius. Ang pag-off ng heat engine sa pabor sa electric ay naging dahilan upang hindi maabot ng catalytic converter ang tamang operating temperature sa maraming pagkakataon. Para sa kadahilanang ito, kinailangan nilang gumawa ng isang sistema na kukuha ng init mula sa combustion engine patungo sa catalytic converter sa pamamagitan ng ibang paraan.

Catalyst ng isang gasolinang kotse

Ang mga catalyst na ito ay karaniwang triple pathway. Iyon ay, mayroon silang tatlong catalyzing system na inilarawan sa itaas: platinum para sa alisin ang hindi nasusunog na mga hydrocarbon at rhodium, zirconium o palladium para sa alisin ang NOx at CO.

Ito ay dahil sa mga makina ng gasolina maglabas ng mas kaunting NOx kaysa sa mga diesel at ang katalista lamang ang makakabawas sa kanila Tama na. Bagama't dahil sa mga pagsulong sa anti-polusyon, mas maraming modernong sasakyan ang maaaring magkaroon ng iba pang mga uri ng catalytic converter.

catalytic converter ng isang diesel na kotse

Sa mga diesel engine, ang mga conventional catalysts ay two-way. Ibig sabihin, inaalagaan lang nila ang pag-alis ng hindi nasusunog na mga hydrocarbon at CO. Ang NOx ay naiwan sa mga kamay ng mga sistema ng recirculation ng gas tulad ng balbula ng EGR, na nagbalik sa kanila sa silid ng pagkasunog upang ganap na masunog.

Nariyan din ang NOx accumulator catalyst, na may mahalagang papel sa paglaban ng mga system na gawing mas malinis ang diesel at matugunan ang mga limitasyon sa paglabas sa hinaharap, na magiging mas mahigpit pa kaysa ngayon. Ito ay inilalagay sa likod ng oxidation catalyst at ang particulate filter at may espesyal na layer na kumukolekta ng nitrogen oxides mula sa mga maubos na gas.

Dalawang magkaibang uri ng operasyon ang nakikilala sa NOx storage catalytic converter: Sa normal na operasyon (Lambda > 1), ang NO ay unang na-oxidize sa NO2 at pagkatapos, sa pagbuo ng nitrate (NO3), ay naipon sa catalytic converter sa isang oxide alkali. metal (hal. barium oxide).

Pareho ng particulate filter ang tunay na hamon para sa NOx storage catalyst ay ang pagbabagong-buhay, iyon ay, ang pana-panahong pag-alis ng laman ng nagtitipon. Para sa regeneration ng accumulator, ang mga oily na kondisyon ay dapat gawin sa mga exhaust gas (Lambda <1). Sa ilalim ng mga kundisyong ito ng serbisyo mayroong napakaraming reductant (carbon monoxide, hydrogen o iba't ibang hydrocarbons) na ang nitrate bond ay biglang nailabas at ang noble metal catalyst ay na-convert sa non-toxic nitrogen (N2). Ang tagal ng pagsingil ay humigit-kumulang 30 hanggang 60 segundo, depende sa punto ng serbisyo at ang pagbabagong-buhay ay tumatagal sa pagitan ng 1 at 2 segundo.

Maraming mga sensor ng temperatura at presyon ang kinakailangan upang makita ang pangangailangan para sa pagbabagong-buhay. Ang katalista maaaring bawasan ng accumulator ang mga paglabas ng NOx ng hanggang 85%.

Gayunpaman, ang kasalukuyang mga sasakyang diesel mayroon din silang isang SCR catalyst (selective reduction catalyst). Ito ang ginagamit kasama ng additive ng Asul ang ad, na hindi hihigit sa urea na na-spray sa mga maubos na gas, bago nila maabot ang katalistang ito. Nagsisimula ito ng kemikal na reaksyon na naghahati sa NOx sa N2 at H2O, na mas mahusay kaysa sa mga mas lumang sistema.

Catalyst faults at ang kanilang mga sintomas

Ang karamihan ng ang mga pagkabigo ng isang catalytic converter ay dahil sa ilang nakaraang problema sa makina. Halimbawa, ang labis na gasolina sa sistema ng tambutso (masyadong mayaman na timpla) dahil sa masamang mga spark plug, hindi tamang timing o nasira na sensor ng oxygen. Ang sanhi nito ay ang catalytic converter ay umabot sa masyadong mataas na temperatura, na natutunaw ang mga metal na bahagi at sinisira ang ceramic matrix.

Maaari rin itong mangyari na ang langis o antifreeze ay pumapasok sa sistema ng tambutso, dahil sa mga nasirang gasket, mga selyo ng Valve spoiled o mga singsing ng piston suot. Nagdudulot ito ng akumulasyon ng soot sa catalytic converter.

Los sintomas ng isang nabigong catalytic converter tunog:

• Amoy bulok na itlog sanhi ng sulfur sa gasolina, na sa panahon ng pagkasunog ay nagiging hydrogen sulfide. Dahil ang conversion ng mga gas ay hindi nagaganap dahil sa isang nasirang katalista, ang hydrogen sulfide ay dumating sa labas.
• Pagkawala ng kuryente, dahil ang sistema ng tambutso ay bahagyang nakaharang ng catalytic converter. Kung ang sagabal na ito ay dahil sa ang katunayan na ang mga materyales ay natutunaw at nasisira, kailangan mong palitan ang catalytic converter at tuklasin kung ano ang kasalanan sa makina na naging sanhi nito. Kung ito ay sagabal lamang ng dumi maaari mong subukang linisin ito.
• Nabigo ang pagsusuri sa emisyon. Hindi na kailangang ipaliwanag ang tungkol dito, dahil ang katalista ay hindi nagko-convert ng mga nakakapinsalang gas at ang pagsubok ay nagpapahiwatig na hindi ito gumagana. Sa Spain, ito ay ang Technical Inspection of Vehicles (ITV).

• dumadagundong na ingay sa ilalim ng kotse kapag ito ay idling o gumagalaw. Ito ay sanhi ng mga bahagi ng sirang ceramic matrix sa loob ng catalyst, na ginagalaw ng mga maubos na gas. Mag-ingat dahil kung ang mga piraso na ito ay umabot sa muffler, ang sistema ng tambutso ay maaaring maging mas sagabal.
• Tumaas ang konsumo. Ito ay hindi sintomas ng masamang catalytic converter, ngunit ito ay sintomas ng masaganang pinaghalong gasolina na may posibilidad na masira ang catalytic converter. Kaya naman isa itong sintomas na dapat isaalang-alang.
• Naka-on ang ilaw ng engine fault. Kung matukoy ng mga sensor ng sasakyan na hindi nagaganap nang maayos ang conversion ng gas, bubuksan ng control unit ang warning light na ito. Bagaman dahil nagsisilbi rin ito para sa maraming iba pang mga pagkakamali, ito ay isang sintomas na sa kanyang sarili ay hindi nagpapahiwatig ng pagkabigo ng catalytic converter. Maaari mong ikonekta ang kotse sa isang OBD Reader upang makita kung anong error code ang nairehistro nito upang malaman kung ano ang partikular na problema.

Mag-ingat sa mga bara sa sistema ng tambutso, dahil pinapataas nila ang temperatura ng exhaust manifold at iba pang mga tubo at maaaring magdulot ng mas malubhang pinsala sa kotse.

Bagama't ang pagkabigo ng engine ay ang pinakakaraniwang sanhi ng pagkabigo ng catalytic converter, mayroon ding mga modelo na may mga paulit-ulit na problema sa catalytic converter dahil sa mga depekto sa disenyo o pagmamanupaktura.

Ang presyo ng isang katalista

Tulad ng nakita mo sa buong artikulo, mayroong ilang mga uri ng mga katalista. Kaya ang kanilang mga presyo ay maaaring mag-iba nang malaki mula sa isang modelo patungo sa isa pa. Gayunpaman, kadalasang pinapalitan ang isang catalytic converter ng bago sa pagitan ng 600 at 1.000 euro para sa mga pampasaherong sasakyan. Sa anumang kaso, ang bilang na iyon ay maaaring mas mataas kung ang iba pang mga catalyst ay kasangkot bilang karagdagan sa maginoo.

También existen universal catalytic converter sa magandang presyo tugma sa iba't ibang mga modelo. Bagama't dapat mo ring tiyakin na sumusunod ito sa mga regulasyon ng Euro na mayroon at mayroon ang iyong sasakyan naaprubahan. Pagkatapos ay inirerekumenda namin na ang pagpupulong ay gawin ng isang propesyonal, dahil ito ay isang maselan na elemento.

Mga Larawan – Frankieleon, Riley Kaminer, Duurzaam Bedrijfsleven, Gonzalo Malpartida