همه چیز در مورد مبدل کاتالیزوری خودرو. قوانین


از آنجایی که سیستم اگزوز وظیفه مقابله با آلاینده های موجود در خودرو را بر عهده دارد، بیشترین تلاش برای کاهش این مواد در این زمینه بوده است. موفق ترین روش مورد استفاده، توسعه تجهیزاتی به نام کاتالیزور است که به کاهش آلودگی تولید شده کمک می کند. سوال اینجاست که چرا و چگونه این قطعه باعث می شود هوای پاک تری داشته باشیم؟ مزایا و معایب استفاده و نگهداری آن چیست؟

کاتالیزور چیست؟

سیستم اگزوز یکی از سیستم های اصلی خودرو است که به عنوان مکمل سیستم موتور عمل می کند. هر بار که احتراق در سیلندر موتور اتفاق می افتد، حجم قابل توجهی دوده، ذرات و گازهای سمی و مضر مانند مونوکسید کربن تولید می شود. وجود این مواد می تواند فرآیند احتراق را مختل کند و حتی باعث آبگرفتگی موتور شود. بنابراین نیاز به یک سیستم اختصاصی برای هدایت این محصولات به خارج از فضای موتور وجود دارد که مبنایی برای معرفی و توسعه سیستم اگزوز است.

این سیستم دارای چندین قسمت است که یکی از آنها کاتالیزور است. این قطعه معمولا در یک سوم اول سیستم اگزوز قرار می گیرد و به صورت یک جعبه فلزی کوچک طراحی می شود. وظیفه آن دریافت گازها و مواد خروجی و تغییر ماهیت شیمیایی آنها به منظور کاهش حجم مواد مضر است.

چرا استفاده از این قطعه در خودرو ضروری است؟

به طور کلی خودروهای احتراق داخلی آلاینده های نیتروژن دار مختلف، اکسید کربن و بخار آب تولید می کنند. با این حال، کاتالیزور اغلب با موارد سمی و خطرناک تر سر و کار دارد که معمولاً به دلیل واکنش های ناقص در حین احتراق تولید می شوند. مهمترین آلاینده هایی که باید توسط این قسمت تصفیه شوند عبارتند از:

  • مونوکسید کربن
  • هیدروکربن ها
  • اکسیدهای نیتروژن

هر یک از این مواد اگر در فضای باز پخش شوند می توانند آسیب های زیادی به انسان و سایر موجودات زنده وارد کنند. به عنوان مثال، مونوکسید کربن در مقادیر زیاد می تواند باعث سرگیجه، بیهوشی و حتی مرگ شود و اکسیدهای کربن از جمله مونوکسید نیتروژن و دی اکسید نیتروژن می توانند در ترکیب با رطوبت اسید سیتریک تولید کنند که یکی از قوی ترین فلزات خورنده است.

ساختار کاتالیزور

ساختار کاتالیزور

اگر با شیمی آشنایی دارید، اصطلاح کاتالیزور را به عنوان ماده ای که یک واکنش شیمیایی را سرعت می بخشد، می شناسید. در داخل قطعه ای که در صنعت خودروسازی استفاده می شود، از دو کاتالیزور استفاده شده است که با مواد شیمیایی مضر تولید شده در فرآیند احتراق مقابله می کند. فرآیند کار شامل عبور گازها، دوده و محصولات موتور به لوله اگزوز از داخل این محصول می باشد. مواد داخل این قسمت با مواد شیمیایی برهمکنش می‌کنند و با انجام واکنش‌های شیمیایی، آنها را به مواد کم‌خطر تبدیل می‌کنند.

در داخل بدنه فلزی این قطعه سازه ای شبیه کندوی عسل با طرح های شش ضلعی پیدا می کنید که از سرامیک های پیشرفته ساخته شده است. این سازه توسط نواری از فلزات گرانبهای مختلف پوشانده شده است که هر کدام نقش خاصی در فرآیند کاهش آلاینده ها دارند. علاوه بر این، این ساختار مواد کاتالیزوری را در خود جای می دهد که برای واکنش با خروجی موتور استفاده می شود.

  • یک ماده کاهنده ساخته شده از پلاتین و رودیم که با اکسیدهای نیتروژن مبارزه می کند و در نتیجه فعالیت آن، اتم های نیتروژن را از گازهای خروجی استخراج می کند و اکسیژن می فرستد. این ماده در ساختارهای لانه زنبوری تعبیه شده است.
  • یک ماده تسکین دهنده اکسیداسیون که از پلاتین و پالادیوم برای اکسید کردن یا سوزاندن مونوکسید کربن و هیدروکربن ها به گاز استفاده می کند و در نتیجه آلاینده های سمی را کاهش می دهد.

همانطور که محصولات حاصل از احتراق از ساختار آلوئولی عبور می کنند، ما شاهد تبدیل بیشتر آنها به مواد خنثی و گاهی بی ضرر هستیم که می توانند بدون هیچ مشکلی در فضای باز آزاد شوند. در بیشتر مواقع، خودروها از حسگر اکسیژن در نزدیکی کاتالیزور استفاده می‌کنند تا بررسی کنند که آیا فرآیند احتراق ناقص است یا خیر. اگر سوخت به دلیل احتراق ناقص وارد سیستم اگزوز شود، ساختارهای لانه زنبوری عبوری از این قسمت را به راحتی می سوزاند و عمر سیستم شما را بسیار کاهش می دهد.

سه نکته برای استفاده بهتر از کاتالیزورها

  1. از سوپاپ EGR استفاده کنید و مرتباً آن را بررسی کنید: سوپاپ EGR بخشی از گازهای خروجی حاوی سوخت اضافی را به موتور باز می گرداند. لطفا توجه داشته باشید که بازرسی منظم این قطعه بسیار مهم است، به خصوص که هر گونه ترک، شکستگی یا خوردگی می تواند عملکرد آن را به شدت تحت تاثیر قرار دهد.
  2. برای آب بندی سیستم اگزوز از پوشش های مبتنی بر سیلیکون استفاده نکنید: برای افزایش کارایی از روکش های خاصی در موتور و سیستم اگزوز استفاده می شود تا از نشت هوا و گاز جلوگیری شود. مدل های سیلیکونی این رنگ ها در سال های اخیر طرفداران بیشتری پیدا کرده اند. مشکل اینجاست که این نوع رنگ در اثر گرما ذرات سیلیکون ساطع می کند و به راحتی داخل مبدل های کاتالیزوری را مسدود می کند.
  3. سیستم اگزوز خود را به طور منظم بررسی کنید – آلودگی روغن یکی از شایع ترین دلایل خرابی مبدل کاتالیزوری است. این مشکل به دلیل نفوذ روغن موتور به سیستم اگزوز رخ می دهد که می تواند جریان گاز و دوده را در داخل پیست مختل کرده و شرایط گرفتگی لوله های این سیستم را ایجاد کند. وارد کردن آن به مبدل کاتالیزوری شما به راحتی می تواند باعث از کار افتادن آن شود، بنابراین حتما سیستم اگزوز خود را هر از چند گاهی بررسی و عیب یابی کنید.

آیا کاتالیزور قدرت موتور را کاهش می دهد؟

اکثر اوقات پاسخ به این سوال یک «نه» محکم و مطمئن است. اگرچه از نظر منطقی وجود این قطعه در لوله اگزوز می تواند سرعت گازهای خروجی را کاهش داده و نفس موتور را بند بیاورد، اما تفاوت ایجاد شده در خودروهای شخصی و عمومی چندان موثر و قابل توجه نیست. اما در نهایت اثرات این کار می تواند هم برای خودرو، هم برای صاحبان آن و هم برای محیط زیست بسیار خطرناک و مخرب باشد.

نتیجه

در این مقاله به بررسی کاتالیست های موجود در سیستم اگزوز می پردازیم. ما بحث می کنیم که چرا استفاده از آن می تواند به سلامت محیط زیست کمک کند و برخی از آلاینده های ناشی از موتورهای احتراقی را از هوای آلوده حذف کند. سپس نحوه عملکرد آن را مورد بحث قرار می دهیم و بررسی می کنیم که چگونه می توان از این بخش برای حذف مونوکسید کربن، اکسیدهای نیتروژن و هیدروکربن ها در اگزوز خودرو استفاده کرد. همه این موارد به خوبی نشان می دهد که نباید اهمیت این قطعه را در خودروهای خود فراموش کنیم. امید است با تسلط بر این دانش و نادیده نگرفتن اهمیت مبدل های کاتالیزوری در خودرو، بتوانیم آینده ای پاک تر، روشن تر و موفق تر را برای فرزندان این مرز و بوم رقم بزنیم.

منبع: پیا صنعت