Donedavno smo o katalizatoru znali samo ovo: to je stvar koja nije jasno zašto treba, nije jasno kako radi, naš benzin ga "ubija", ukratko - ništa osim muke. Izreži i nema problema! Ali postupno smo se počeli navikavati na činjenicu da katalizator ipak nije beskorisna stvar; barem razmišljanja o "kirurškoj intervenciji" u ispušnom sustavu posjećuju sve manje ljudi.
U proljeće, kada prometna policija započne svoju "borbu za čisti zrak", suočavamo se s još jednim problemom - moramo regulirati CO. Vlasnici automobila opremljenih katalizatorima o tome niti ne razmišljaju, a CO kontrolne točke prolaze bez tresenja u koljenima i straha za novčanik. Istina, isti novčanik može značajno "izgubiti" iz drugog razloga. Kazne za prekoračenje razine CO-a činit će se kao bagatela u usporedbi s cijenom kupnje i zamjene katalizatora ako se pokvari. Stoga ne škodi znati kako njime postupati, a da biste to učinili, prvo morate razumjeti kako je dizajniran i kako radi.
Kako rade
Pri izgaranju radne smjese nastaju brojni produkti izgaranja štetni za ljudsko zdravlje, posebice ugljikov monoksid (CO), različiti ugljikovodici (CH) i dušikovi oksidi (NO). Iako te tvari čine samo 1% ukupnih ispušnih plinova (ostatak su dušik, ugljični dioksid i vodena para), vrlo su štetne i zahtijevaju neutralizaciju. Postoji nekoliko načina za borbu protiv štetnih emisija, poput osinjavanja smjese na koju motor radi ili recirkulacije ispušnih plinova, ali nijedan od njih nije tako učinkovit kao katalizator.
Kako kažu stručnjaci, katalizator je jednostavan uređaj u kojem se odvija složen kemijski proces. Unutar tijela od nehrđajućeg čelika nalazi se keramička ili metalna "cigla" sa strukturom saća. Ovaj monolit ima ogromnu površinu, a sav je prekriven tankim slojem posebne legure - samog katalizatora, koji sadrži platinu, rodij i paladij. Upravo su ti plemeniti metali odgovorni za prekrasna svojstva katalizatora, a također određuju njegovu visoku cijenu.
Ispušni plinovi "ispiru" površinu monolita, a kada temperatura dosegne "kritičnu" vrijednost od 270°C, počinje katalitička reakcija. Ugljični monoksid se pretvara u dioksid (ugljikov dioksid), ugljikovodici se pretvaraju u vodu i opet ugljični dioksid, a dušikovi oksidi se pretvaraju u vodu i dušik. Sve to manje šteti okolišu.
Katalizatori mogu prilično učinkovito smanjiti toksičnost ispušnih plinova, a pritom ne utječu na potrošnju goriva i snagu motora. S katalizatorom malo raste protutlak ispuha, zbog čega motor gubi 2-3 KS, no to je praktički sva "cijena" čišćenja ispuha. Međutim, ugradnja katalizatora nije idealno rješenje. Teoretski bi trebao trajati zauvijek, budući da gore navedeni plemeniti metali služe samo kao katalizator, koji se, kao što znamo, ne troši tijekom kemijske reakcije. U praksi, vijek trajanja katalizatora ima svoje granice...
Što ih ubija?
Do kvara katalizatora može doći iz nekoliko razloga, iako je to obično postupan proces koji je nemoguće otkriti bez posebne opreme.
"Jezgra" većine katalizatora izrađena je od keramike, materijala poznatog po svojoj krtosti. Automobil može udariti u rupu pri brzini, udariti u nešto ili čak samo ostrugati kućište katalizatora o kamen, a to može uzrokovati pucanje katalizatora. Nakon toga, gubitak "jezgre" njegovih radnih kvaliteta pitanje je vremena.
Pretvornici nove generacije koji sadrže metalni monolit nisu toliko ranjivi u tom pogledu. Moguće ih je, naravno, slomiti, ali u svakom slučaju nije tako lako.
Neprijatelji katalizatora
Osim fizičkog uništenja, postoji još jedan čest razlog kvara katalizatora. Gorivo. Izuzetno je osjetljiv na sastav goriva. Ako je benzin olovni, tada se tetraetilolovo sadržano u njemu taloži na aktivnoj površini katalitičke "cigle" i brzo je "zamasti", što uzrokuje prestanak svih reakcija. Čini se da su na benzinskim crpkama nastavci crijeva počeli biti različitih veličina, a stupci za točenje obojeni u različite boje, o tome pišu na svakom uglu, ali ipak se potrošači ponekad zbune i toče krivi benzin. Ali dovoljno je "spaliti" pola spremnika takvog benzina i katalizator će biti nepopravljivo uništen.
Ali nije samo olovni benzin neprijatelj katalizatora. Katalizator se može uništiti bezolovnim gorivom ako je sustav upravljanja motorom neispravan, smjesa ne izgori u potpunosti ili je motor jako istrošen.
Trostruki katalizatori (zvani "trostruki" jer je katalizator kombinacija triju plemenitih metala) ugrađuju se samo na ona vozila čiji su motori opremljeni sustavom za kontrolu emisije zatvorene petlje. Ispred katalizatora ugrađen je senzor za kisik koji prati sastav ispušnih plinova i te podatke prenosi središnjem procesoru. Ovisno o sadržaju kisika u ispuhu, ECU regulira sastav zapaljive smjese i paljenje tako da se održavaju njihove optimalne vrijednosti. Ovo služi kao glavna zaštita za katalizator i također osigurava ekonomičnost goriva i učinkovitost motora. Katalizator ne podnosi velika odstupanja u sastavu radne smjese. Loše podešen motor s povećanim udjelom ugljikovodika u ispuhu jednostavno uništi katalizator. Ako je smjesa previše siromašna, to može uzrokovati naglo pregrijavanje katalizatora, što će opet oštetiti monolit, samo ovaj put "fizički". Dakle, "život" katalizatora ovisi o ispravnosti sustava upravljanja motorom.
Mnogo ovisi i o ispravnosti samog senzora za kisik. Sa "starošću" postaje "lijen" ili potpuno ne uspije, što utječe na sastav smjese i, sukladno tome, na upotrebljivost katalizatora.
Ispušni plinovi jako istrošenog motora koji gori ulje također mogu oštetiti katalizator. Zajedno s ispuhom ulazi u katalizator, "peče" se na površinu monolita, poput laka, i onemogućuje rad katalizatora.
Postoje i drugi štetni čimbenici. Na primjer, svijeće. Neispravne svjećice neće osigurati potpuno izgaranje, što može uzrokovati destruktivnu reakciju taljenja u katalizatoru.
Budite vrlo oprezni kada koristite aditive za benzin ili ulje. Većina ljudi o tome ne razmišlja, ali i aditivi mogu imati štetan učinak na katalizator. Ako proizvod ne kaže "kompatibilno s katalizatorom", bolje je ne riskirati.
Druga opasna situacija je pokretanje motora vučom. U tom slučaju čisti benzin može jednostavno ući u katalizator. To, prvo, truje katalizator, ali također može izazvati trenutnu reakciju, pa čak i eksploziju. Pazite i kuda vozite – pokušajte ne ući u duboke lokve. Radna temperatura katalizatora je oko 900°C. Njegov iznenadni ulazak u vodu može biti koban.
Općenito, primijećeno je da radni vijek katalizatora ovisi o radnim uvjetima. Katalizatori pate više u automobilima koji rade u gradskim uvjetima, kada se motor često pali. S druge strane, tijekom dugotrajne brze vožnje autocestama dolazi i do kvara katalizatora zbog pregrijavanja.
Konačno, bilo bi mudro redovito pregledavati cijeli ispušni sustav. Ako su nosači slomljeni ili su gumeni nosači otpali, ispušna cijev će vibrirati, prenoseći nepotrebna opterećenja na katalizator.