Do niedawna o katalizatorze wiedzieliśmy tylko tyle: jest to rzecz, która nie jest jasna, po co jest potrzebny, nie jest jasne, jak działa, że nasza benzyna w ogóle go "zabija" - same kłopoty. Cięcie - i nie ma problemu! Stopniowo jednak zaczęliśmy przyzwyczajać się do tego, że katalizator nadal jest rzeczą pożyteczną, przynajmniej myśli o "interwencji chirurgicznej" w układzie wydechowym coraz rzadziej nawiedzają coraz mniej osób.
Wiosną, kiedy funkcjonariusze policji drogowej rozpoczynają "walkę o czyste powietrze", spada na nas kolejny problem - musimy uregulować CO. Właściciele samochodów wyposażonych w katalizatory nawet się nad tym nie zastanawiają, a kontrole CO pokonują bez drżenia kolan i obawy o portfel. To prawda, że ten sam portfel może "dużo schudnąć" z innego powodu. Kary za przekroczenie poziomu CO będą wydawać się grosze w porównaniu z kosztami zakupu i wymiany katalizatora w przypadku jego awarii. Dlatego wiedza, jak sobie z tym poradzić, wcale nie jest szkodliwa, ale aby to zrobić, musisz najpierw zrozumieć, jak to działa i jak działa.
Jak one działają?
Podczas spalania mieszaniny roboczej powstaje szereg produktów spalania szkodliwych dla zdrowia ludzkiego, w szczególności tlenek węgla (CO), różne węglowodory (CH) i tlenki azotu (NO). Choć substancje te stanowią jedynie 1% całości spalin (reszta to azot, dwutlenek węgla i para wodna), są one bardzo szkodliwe i wymagają neutralizacji. Istnieje kilka sposobów zwalczania szkodliwych emisji – takich jak uboga mieszanka silnika lub recyrkulacja spalin – ale żaden z nich nie jest tak skuteczny jak katalizator.
Jak mówią eksperci, katalizator to proste urządzenie, w którym zachodzi złożony proces chemiczny. "Wewnątrz obudowy ze stali nierdzewnej znajduje się ceramiczna lub metalowa "cegła" o strukturze plastra miodu. Ten monolit ma ogromną powierzchnię, a całość pokryta jest cienką warstwą specjalnego stopu – samego katalizatora, zawierającego platynę., rod i pallad To właśnie te metale szlachetne odpowiadają za wspaniałe właściwości katalizatora, decydują także o jego wysokiej cenie."
Spaliny "obmywają" powierzchnię monolitu, a gdy temperatura osiąga "krytyczną" wartość 270°C, rozpoczyna się reakcja katalityczna. Tlenek węgla zamienia się w dwutlenek (dwutlenek węgla), węglowodory zamieniają się w wodę i ponownie dwutlenek węgla, a tlenki azotu w wodę i azot. Wszystko to jest mniej szkodliwe dla środowiska.
Katalizatory mogą dość skutecznie zmniejszyć toksyczność spalin, nie wpływając jednocześnie na zużycie paliwa i moc silnika. W obecności katalizatora przeciwciśnienie spalin nieznacznie wzrasta, przez co silnik traci 2–3 KM, ale jest to praktycznie cała "zapłata" za oczyszczenie wydechu. Montaż katalizatora nie jest jednak rozwiązaniem idealnym. Teoretycznie powinien służyć bezterminowo, gdyż wyżej wymienione metale szlachetne pełnią jedynie rolę katalizatora, który jak wiadomo nie ulega zużyciu podczas reakcji chemicznej. W praktyce żywotność katalizatora ma swoją granicę...
Co je niszczy?
Awaria katalizatora może wystąpić z kilku powodów, chociaż zwykle jest to proces stopniowy, którego nie można wykryć bez specjalnego sprzętu.
"Rdzeń" większości katalizatorów wykonany jest z ceramiki, materiału znanego z kruchości. Samochód może z dużą prędkością wjechać w dziurę, uderzyć w coś, a nawet po prostu "zarysować" obudowę katalizatora o kamień, co może spowodować pęknięcie "cegiełki" katalitycznej. Następnie utrata właściwości roboczych przez "rdzeń" jest kwestią czasu.
Przetworniki nowej generacji zawierające monolit metalowy nie są pod tym względem tak podatne. Oczywiście można je złamać, ale w każdym razie nie jest to takie proste.
Wrogowie katalizatora
Oprócz zniszczenia fizycznego istnieje jeszcze jedna częsta przyczyna awarii katalizatora. Paliwo. Jest niezwykle wrażliwy na skład paliwa. Jeśli benzyna jest ołowiowa, to zawarty w niej tetraetyl ołowiu osadza się na powierzchni aktywnej "cegiełki" katalitycznej i szybko ją "soli", powodując zatrzymanie wszelkich reakcji. Wygląda na to, że na stacjach benzynowych zaczęto zakładać końcówki węży różnej wielkości, malowali dystrybutory na różne kolory i piszą o tym na każdym rogu, a mimo to konsumenci czasem się mylą i tankują złą benzynę. Ale wystarczy "spalić" pół baku takiej benzyny, a katalizator umrze nieodwracalnie.
Ale nie tylko benzyna ołowiowa jest wrogiem katalizatora. Katalizator bezołowiowy może ulec zniszczeniu również, jeśli układ sterowania silnikiem jest uszkodzony, mieszanka nie spala się całkowicie lub silnik jest mocno zużyty.
Potrójne katalizatory ("potrójne", ponieważ katalizator jest połączeniem trzech metali szlachetnych) instalowane są tylko w samochodach, których silniki są wyposażone w układ kontroli emisji spalin w obiegu zamkniętym. Przed katalizatorem zamontowany jest czujnik tlenu, który monitoruje skład spalin i przekazuje te dane do centralnego procesora. W zależności od zawartości tlenu w spalinach ECU reguluje skład mieszanki palnej oraz zapłon tak, aby zachować ich optymalne wartości. Służy to jako główna ochrona katalizatora, a także zapewnia oszczędność paliwa i wydajność silnika. Katalizator nie toleruje dużych odchyleń w składzie mieszaniny roboczej. Źle wyregulowany silnik o dużej zawartości węglowodorów w spalinach po prostu niszczy katalizator. Jeśli mieszanka będzie zbyt uboga, może to spowodować nagłe przegrzanie katalizatora, co spowoduje, że monolit ponownie ucierpi, tylko tym razem "fizycznie". Zatem "życie" katalizatora zależy od stanu układu sterującego silnika.
Wiele zależy od przydatności samego czujnika tlenu. Z wiekiem staje się "leniwy" lub całkowicie zawodzi, co wpływa na skład mieszaniny i, w związku z tym, na użyteczność katalizatora.
Spaliny z mocno zużytego oleju silnikowego mogą również uszkodzić katalizator. Dostaje się on do katalizatora wraz ze spalinami, "zapieczony" na powierzchni monolitu niczym lakier i uniemożliwia pracę katalizatora.
(Materiał zapożyczony z zasobu online MercedesMAN)
Istnieją inne szkodliwe czynniki. Na przykład - świece. Nieodpowiednie świece nie spalą się całkowicie, co może spowodować destrukcyjną reakcję stopienia w katalizatorze.
Należy zachować szczególną ostrożność podczas stosowania benzyny lub dodatków do oleju. Większość ludzi o tym nie myśli, ale dodatki również mogą mieć szkodliwy wpływ na katalizator. Jeśli na produkcie nie jest napisane "kompatybilny z katalizatorem", nie ryzykuj.
Kolejnym niebezpiecznym przypadkiem jest uruchomienie silnika poprzez holowanie. W takim przypadku do katalizatora może dostać się po prostu czysta benzyna. To po pierwsze zatruwa katalizator, ale może również spowodować natychmiastową reakcję, a nawet eksplozję. Uważaj także, dokąd jedziesz – staraj się nie wpadać w głębokie kałuże. Temperatura robocza katalizatora wynosi około 900°C. Nagłe wejście do wody może być śmiertelne.
Ogólnie zaobserwowano, że na żywotność katalizatora wpływają warunki pracy. Katalizatory w samochodach eksploatowanych w środowisku miejskim, przy częstym uruchamianiu silnika, cierpią bardziej. Z drugiej strony, podczas długotrwałej jazdy z dużą prędkością po autostradach, katalizator również ulega zniszczeniu na skutek przegrzania.
Na koniec mądrze jest regularnie sprawdzać cały układ wydechowy. Jeśli wsporniki zostaną zerwane lub odpadną gumowe wieszaki, rura wydechowa będzie wibrować, przenosząc niepotrzebne naprężenia na katalizator.