Czym jest katalizator?

Katalizator jest podstawowym elementem układu wydechowego zarówno silników benzynowych jak i wysokoprężnych. Czym tak naprawdę jest katalizator?

Katalizator co to takiego?

Katalizator jest potocznym nazewnictwem konwertera katalitycznego. Jego głównym zadaniem jest obniżanie ilości związków chemicznych w spalinach. Katalizatory spotykane są nawet w starych auta, co więcej początkowo montowane były tylko w silnikach benzynowych. Obecność katalizatora jest obowiązkowa w każdym samochodzie. Dlaczego? Ponieważ każde auto musi spełniać normy czystości spalin. Bez obecności katalizatora spełnienie restrykcyjnych norm byłoby niemożliwe. Katalizator z zewnątrz wygląda jak tłumik i przypomina blaszana puszkę- obudowa zbudowana jest z wysokogatunkowej stali chromowych bądź chromoniklowej. W jego wnętrzu znajdziemy monolit o strukturze plastra miodu pokrytego odpowiednimi pierwiastkami, warstwy pośredniej, warstwy aktywnej, warstwy uszczelniającej i izolacje cieplną w postaci mat. Monolit zbudowany jest z dużej ilości kanalików ułożonych względem siebie poprzecznie, w kierunku przepływu spalin. Kanaliki oddzielone są od siebie cienkimi ściankami i przypominają strukturę podobną do plastra miodu. Konstrukcja monolitu jest bardzo ważna ponieważ wpływa na szereg parametrów takich jak: opory przepływu spalin, wytrzymałość mechaniczną monolitu, bezwładność cieplną, współczynnik przewodzenia ciepła, powierzchnię właściwą monolitu oraz maksymalną temperaturę pracy. Najważniejszymi parametrami jest liczba kanalików i grubość ścianek. Im większa ilość kanalików tym większa efektywność pracy katalizatora. Warstwę monolitu pokrywa się cienką porowatą warstwa pośrednią, która zawiera trójtlenek glinu. Warstwę pośrednio pokrywa warstwa aktywna w której skład wchodzą substancje katalityczne: jest platyna, rod oraz pallad, które zaliczane są do metali szlachetnych. Do prawidłowej pracy katalizatora potrzebna jest odpowiednia temperatura. Proces funkcjonowania konwertera katalitycznego oparty jest na wejściu spalin w reakcje chemiczną. Katalizator możemy podzielić na dwa typy ze względu na materiały użyte do jego budowy: katalizatory ceramiczne (z blokiem ceramicznych) oraz katalizatory metalowe (z blokiem metalowym).

Katalizator w silniku benzynowym

W autach wyposażonych w silniki benzynowe możemy spotkać katalizatory trójdrożne, których zadaniem jest spełnianie trzech podstawowych funkcji, a dokładniej redukcja trzech grup substancji: tlenku węgla, węglowodorów i tlenku azotu. W początkowych fazach wprowadzania katalizatorów wykorzystywano dwa osobne: jeden odpowiedzialny za utlenianie dwutlenku węgla, a drugi za redukcje tlenku azotu. Kluczem poprawnej pracy katalizatora jest sprawna sonda lambda, która współpracuje z komputerem sterującym wtryskiem i jest odpowiedzialna za dobór optymalnego składu mieszanki paliwowo-powietrznej, w taki sposób aby spalanie było zoptymalizowane, a redukcja substancji szkodliwych była na jak najwyższym poziomie.

Katalizator w silniku wysokoprężnym

W pojazdach z silnikami diesla montowane są reaktory utleniające w których dochodzi do utleniania się cząsteczek tlenku węgla i węglowodorów. Katalizatory utleniające nie są wykorzystywane we wszystkich samochodach wyposażonych w silnik wysokoprężny. Wszystkie nowoczesne silniki Diesla wyposażone są w katalizatory, aby maksymalnie redukować ilość szkodliwych substancji oraz pokazać, że dany producent samochodowy dba o naszą planetę.

Dzięki pracy katalizatora do atmosfery dostaje się o wiele mniej szkodliwych substancji, dlatego bardzo ważne jest aby katalizator był w dobrym stanie technicznym, a tym samym dobrze odpowiednio pracował.