Trochę historii
Katalizator stał się obowiązkowym elementem auta w Polsce od 1995 roku w każdym nowo sprzedawanym aucie, zagraniczni producenci montowali go w samochodach sporo wcześniej. Właściwą nazwą tego urządzenia jest „reaktor katalityczny”, ponieważ jego działanie opiera się na reakcji substancji zawartych w spalinach z katalizatorem, którym są najczęściej metale szlachetne (substancja katalityczna). W nowoczesnych autach znajdziemy nawet trzy katalizatory, które współpracując z układem elektronicznym (poprzez sondy) i układem zasilania (układ wtryskowy) wychwytują i neutralizują szkodliwe związki zawarte w spalinach. Większość pracy katalizatora wykonuje jego metalowy lub ceramiczny wkład. Struktura plastra miodu z tysiącami drobnych kanalików umożliwia swobodny przepływ spalin oraz zapewnia należyte warunki działania dla powłoki aktywnej katalitycznie.
przekrój standardowego katalizatora
Jej zadaniem jest wchodzenie w reakcję chemiczną ze szkodliwymi cząstkami spalin i zobojętnianie ich do mniej szkodliwych postaci. Producenci wykorzystują kosztowne pierwiastki: platynę, pallad, rod.
Działanie
Katalizator działa poprawnie dopiero po osiągnięciu określonej temperatury roboczej wynoszącej minimum 300°C. Dzięki swojemu lokalizacji w układzie wydechowym jest szybko rozgrzewany jest przez gorące spaliny. Dla przyspieszenia procesu nagrzewania, producenci stosują izolowane osłony, czasami dodatkowe grzałki a nawet nadmuch powietrza do kolektora wydechowego.
lokalizacja katalizatora w aucie osobowym pod osłoną termiczną
Optymalne warunki pracy katalizatora to 400-800°C, wówczas procesy katalityczne przebiegają najsprawniej. Działanie katalizatora jest ściśle związane z poprawnie działającymi sondami lambda, które zainstalowane są w układzie wydechowym, zarówno przed jak i za katalizatorem i określają procentową zawartość tlenu w spalinach.
sonda lambda zlokalizowana przy kolektorze wydechowym
Zbyt wysoki jego udział w składzie spalin oznacza pracę silnika na ubogiej mieszance paliwowej a zbyt niski oznacza pracę na za bogatej mieszance. Reagując na odczyty sond lambda, jednostka sterująca pracą silnika (komputer) reguluje skład mieszanki paliwowej odpowiednio dozując ilość wtryskiwanego paliwa. W efekcie przekłada się to na zachodzące w katalizatorze procesy redukcji i utleniania. Proces utleniania zmniejsza liczbę tlenków węgla oraz węglowodorów HC, zaś proces redukcji ogranicza liczbę tlenków azotu. Warto dodać, że redukcja i utlenianie odbywają się naprzemiennie, co wzmaga stopień konwersji katalizatora (skuteczność na poziomie nawet 98 proc.).
Rodzaj paliwa a katalizator
Budowa katalizatorów instalowanych w samochodach benzynowych i dieslach jest inna. Najważniejsza różnica leży w budowie powłoki aktywnej chemicznie. Wynika to z różnic między składem emitowanych przez nie spalin. W samochodach benzynowych instalowane są katalizatory trójfunkcyjne utleniające obecne w spalinach węglowodory i tlenek węgla, natomiast silniki diesla wyposażone są w katalizatory utleniające tlenek węgla, węglowodory HC oraz cząstki stałe. Obniżają również w spalinach ilość wyjątkowo szkodliwych dla środowiska naturalnego i ludzkiego organizmu tlenków azotu. Zamiast kanałów w ich wnętrzu często znajduje się roztwór amoniaku i wody destylowanej który usuwa zanieczyszczenia. Pracę tych katalizatorów wspomagają filtry dpf lub FAP.
Awarie i objawy
Większość kierowców nie zastanawia się nad tym, czy stan techniczny i działanie katalizatora jest poprawne. Ewentualne awarie z reguły są wykrywane w czasie corocznego badania technicznego auta lub na podstawie kilku charakterystycznych symptomów , do których należą:
- obniżenie mocy silnika,
- dobiegający z podwozia odgłos grzechotania albo dzwonienia,
- zapalenie się kontrolki “check engine”. Początkowo zwykle włącza się ona przy większych prędkościach. Im bardziej awaria się pogłębia, tym niższe prędkości powodują zapalenie się kontrolki,
- wzrost zużycia paliwa, choć nie we wszystkich przypadkach.
W przypadku podejrzenia awarii katalizatora warto podjechać do warsztatu samochodowego i zdiagnozować problem, jeżeli rzeczywiście dotyczy on omawianej części, zwykle po podłączeniu samochodu do diagnostyki, komputer pokaże błąd PO420.
Głównymi przyczynami awarii bądź szybszego zuzycia katalizatora są:
- zużycie tej części układu wydechowego. Jak wszystkie elementy – także katalizatory się “starzeją”. Trudno jest określić jak długo działa katalizator, ale zwykle jego żywotność szacuje się na około 180 – 200 tysięcy kilometrów,
- usterki w obrębie układu zapłonowego, czego skutkiem jest spalanie mieszanki paliwowej w reaktorze, zamiast w cylindrach,
- nieprawidłowe postępowanie kierowcy, jednym z błędów jest, w niektórych sytuacjach trudne do uniknięcia odpalanie samochodu na tzw. „pych” lub „zaciąg”,
- niepoprawnie działająca instalacja LPG,
- częste użytkowanie auta na krótkich dystansach – silnik nie ma szansy rozgrzać się do roboczej temperatury i pracuje na bogatej mieszance,
- uszkodzenia mechaniczne.
Konsekwencje braku katalizatora
O konsekwencjach typu problemy z prawidłową pracą silnika czy zwiększonym zanieczyszczeniu spalin wspomnę marginalnie. Jedną z konsekwencji jest zatrzymanie dowodu rejestracyjnego podczas kontroli na stacji diagnostycznej z powodu przekroczenia norm emisji spalin, do momentu zamontowania nowego nie będziemy mogli poruszać się po drogach. Jeśli podczas kontroli policjant ujawni brak katalizatora, to dodatkowo nałoży na nas mandat. Aktualna wysokość takiego mandatu to maksymalnie 1 500 zł, policjanci mają tutaj jednak dużą dowolność i jak pokazuje praktyka, najczęściej nakładane są mandaty w wysokości ok. 100-150 zł.
Cena nowego
Nie mam dobrych wiadomości, ceny oryginalnych katalizatorów w serwisach wynoszą minimum 2000-3000 zł. Często decydujemy się na założenie katalizatora uniwersalnego, który jest znacznie tańszy (od 1000 zł), warunkiem jest jednak odpowiedni dobór elementu do naszego silnika. Musi być dobrany do pojemności silnika, a także do poziomu emisji spalin (norma Euro) silnika. Należy dobrać odpowiednio wymiary zewnętrzne puszki i średnicę rur wydechowych. Obudowy katalizatora nie wolno wyginać i dostosowywać do miejsca – wszelkie takie działania mogą spowodować uszkodzenia zewnętrzne, które mogą uszkodzić wkład, co doprowadzi do zniszczenia katalizatora. Na rynku możemy znaleźć usługi regeneracji katalizatora polegającą na wymianie samego wkładu lub czyszczenia katalizatora polegające na płukaniu katalizatora wodą pod dużym ciśnieniem z użyciem stosownych środków chemicznych. Czyszczenie jest możliwe tylko przy nieuszkodzonym wkładzie. Wybór technologii pozostawiam czytelnikom.
Kradzieże
W ostatnich czasach plagą stały się kradzieże katalizatorów z zaparkowanych aut, cena używanych katalizatorów waha się od kilkuset złotych do kilku tysięcy i przy dostępie to ręcznych narzędzi zasilanych akumulatorami kradzież staje się szybka i łatwa. Trudno się przed nią zabezpieczyć, sposobem jest montaż specjalnych, rozbudowanych osłon antykradzieżowych utrudniających wycięcie i demontaż katalizatora czy filtra cząstek stałych. Są one montowane przy użyciu śrub i nakrętek zrywalnych, więc nie da się ich odkręcić, a blacha jest tak gruba, że wycięcie osłony wymaga zastosowania cięższego sprzętu albo mnóstwa czasu. Innym sposobem jest montowanie czujnika ruchu połączonego z alarmem, w tym wypadku po podniesieniu auta zadziała alarm. Nie ma oczywiście pewnych metod… Powstaje projekt oznaczania katalizatorów w sposób umożliwiający identyfikację auta, z którego pochodzi, na to trzeba jednak czasu i uczciwości skupujących.
Podsumowanie
Katalizator jest ważnym elementem wpływającym na poprawne działanie silnika i ograniczenie emisji nieczystości w spalinach. Dbając o układ zapłonowy i wtryskowy silnika przedłużamy jego żywotność, musimy również zwracać uwagę podczas zakupu auta (szczególnie od pośredników), często maja one wycięte katalizatory, co naraża nas na wydatki przy ujawnieniu tego faktu na stacji diagnostycznej…. Musimy też pamiętać o tym, że parkując auto z rozgrzanym katalizatorem powinniśmy unikać miejsc z wysoką (suchą) trawa czy ścierniska, gdyż zdarzają się przypadki pożarów w takiej sytuacji.
Pozdrawiam terenowo.
Seba 4×4