کاتالیزور خودرو؛ راز تمیزی محیط زیست و عملکرد بهتر ماشین

به روشن شدن خودرو تنها به معنای آغاز حرکت نیست؛ بلکه یک واکنش شیمیایی نیز در موتور آن به جریان می‌افتد که نتیجه آن تولید دود و آلاینده‌هایی است که به محیط وارد می‌شوند. اگرچه در گذشته این موضوع چندان مورد توجه نبود، اما امروز با وضع قوانین سخت‌گیرانه زیست‌محیطی، کاهش میزان آلاینده‌های تولیدی خودرو اهمیت بیشتری پیدا کرده است. در این میان، قطعه‌ای کوچک اما بسیار ضروری به نام کاتالیزور نقشی کلیدی در این فرآیند ایفا می‌کند.

در ادامه این مطلب، به بررسی جزییات عملکرد کاتالیزور، اهمیت آن، نحوه کارکرد و عواقب خرابی یا حذف آن خواهیم پرداخت. اگر سؤالاتی مانند «وظیفه کاتالیزور چیست؟» یا «چرا این قطعه اهمیت دارد؟» ذهن شما را درگیر کرده است، تا پایان این مقاله همراه ما باشید.

کاتالیزور چیست؟

برای شناخت درست این قطعه، باید ابتدا مفهوم کاتالیزور را از دید علمی بررسی کنیم. در علم شیمی، کاتالیست به موادی گفته می‌شود که سرعت واکنش‌های شیمیایی را افزایش داده، اما در این فرآیند مصرف نمی‌شوند.

در دنیای خودرو، کاتالیزور یا به عبارتی مبدل کاتالیستی (Catalytic Converter) قطعه‌ای است که در مسیر اگزوز خودرو قرار گرفته و وظیفه آن تبدیل گازهای سمی و مضر ناشی از احتراق به گازهایی با خطر کمتر یا بی‌خطر است. به عنوان مثال، این قطعه گاز خطرناک مونوکسید کربن را به دی‌اکسید کربن تبدیل می‌کند.

وظیفه کاتالیزور چیست؟

همانطور که اشاره شد، کاتالیزور با انجام واکنش‌های شیمیایی به کاهش آلایندگی خودرو کمک می‌کند. این قطعه گازهای زیر را به مواد کم‌خطر یا بی‌خطر تبدیل می‌کند:

• مونوکسید کربن: این گاز بی‌بو و سمی به دی‌اکسید کربن تبدیل می‌شود.
• هیدروکربن‌ها: این مواد که از احتراق ناقص ایجاد می‌شوند، به آب و دی‌اکسید کربن تبدیل می‌گردند.
• اکسیدهای نیتروژن: عامل اصلی باران اسیدی بوده و توسط کاتالیزور به نیتروژن و اکسیژن تجزیه می‌شوند.

محل قرارگیری کاتالیزور

واکنش‌های شیمیایی در کاتالیزور نیازمند دمای نسبتاً بالایی هستند. بیشتر کاتالیزورها در دمای ۴۰۰ تا ۸۰۰ درجه سانتی‌گراد فعالیت خود را آغاز می‌کنند. به همین دلیل، این قطعه در نزدیکی موتور و پس از منیفولد دود نصب می‌شود تا سریع گرم شده و فعالیت خود را آغاز کند.

اجزای کاتالیزور خودرو

کاتالیزور خودرو از سه قسمت اصلی تشکیل شده است:

• هسته کاتالیزور: ساختاری لانه‌زنبوری از سرامیک برای افزایش سطح تماس گازها با مواد کاتالیستی.
• لایه اکسیدی: این لایه بر روی هسته قرار گرفته و مواد کاتالیزگر روی آن قرار می‌گیرند.
• فلزات کاتالیستی: شامل فلزات ارزشمندی نظیر پلاتین، پالادیوم و رودیوم که مسئول واکنش‌های شیمیایی هستند.

همچنین پوشش فلزی بیرونی کاتالیزور از انتقال حرارت شدید به بدنه خودرو جلوگیری می‌کند.

انواع کاتالیزور خودرو

براساس نوع سوخت و فناوری ساخت موتور، کاتالیزورهای زیر استفاده می‌شوند:

۱. کاتالیزور دو‌راهه: نوعی ساده که توانایی تصفیه مونوکسید کربن و هیدروکربن‌ها را دارد.

۲. کاتالیزور سه‌راهه: مدرن‌تر بوده و علاوه بر آلاینده‌های مذکور، اکسیدهای نیتروژن را نیز تصفیه می‌کند. این نوع کاتالیزور در بسیاری از خودروهای امروزی به‌کار می‌رود.

۳. کاتالیزور دیزل: خودروهای دیزلی به دلیل تولید ذرات معلق نیازمند فیلتر ذرات معلق و کاتالیست اکسیداسیون هستند.

دلایل خرابی کاتالیزور

گرچه کاتالیزور قطعه‌ای با دوام است، اما برخی عوامل می‌توانند باعث آسیب به آن شوند:

کیفیت پایین سوخت

وجود گوگرد در بنزین بی‌کیفیت می‌تواند لایه فلزی کاتالیست را پوشانده و عملکرد کاتالیزور را مختل کند. این پدیده با نام مسمومیت کاتالیزور شناخته می‌شود.

خرابی سنسور اکسیژن

اگر این سنسور به درستی کار نکند، تنظیم هوا و سوخت برهم خورده و به کاتالیزور آسیب وارد می‌گردد.

ایراد در شمع‌ها و وایرها

مشکلات سیستم جرقه‌زنی ممکن است ورود بنزین خام به اگزوز و در نهایت ذوب شدن شبکه کاتالیزور را به دنبال داشته باشد.

ورود روغن یا ضدیخ

نشتی واشر سرسیلندر می‌تواند باعث ورود ضدیخ یا روغن به کاتالیزور شود که نتیجه آن گرفتگی شبکه داخلی است.

ضربه‌های فیزیکی

برخورد با دست‌اندازها می‌تواند شبکه سرامیکی داخلی کاتالیزور را خرد کند.

نشانه‌های خرابی کاتالیزور

خرابی این قطعه با نشانه‌های زیر همراه است:

• کاهش قدرت و شتاب خودرو.
• افزایش مصرف سوخت.
• روشن شدن چراغ چک خودرو.
• بوی تخم‌مرغ گندیده که ناشی از عدم تصفیه گوگرد است.
• بالا رفتن دمای موتور به دلیل برگشت گرما.

هزینه تعویض کاتالیزور

تعویض این قطعه به دلیل گران‌قیمت بودن، برای برخی خودروها هزینه‌بر است. برای خودروهای داخلی این رقم در حدود ۳ تا ۴ میلیون تومان است، اما در خودروهای خارجی نظیر هیوندای سانتافه ممکن است حدود ۱۵۰ میلیون تومان هزینه داشته باشد.

جمع‌بندی

در این مطلب متوجه شدیم که کاتالیزور خودرو قطعه‌ای اساسی برای کاهش آلایندگی‌ها و تامین کیفیت عملکرد خودرو است. نگهداری صحیح و استفاده از سوخت باکیفیت می‌تواند عمر این قطعه را افزایش دهد. اما اگر کاتالیزور خراب شود، بهترین راهکار، تعویض به موقع آن خواهد بود، زیرا عملکرد ناقص آن هم به محیط زیست و هم به خود خودرو آسیب وارد می‌کند.