وقتی خودرویی روشن می شود، فقط حرکت نیست که آغاز می شود؛ فرآیندی شیمیایی هم در دل موتور شکل می گیرد که حاصل آن، دود و آلاینده هایی است که به هوا وارد می شوند. شاید تا چند دهه پیش کسی به این خروجی ها توجهی نداشت، اما امروزه با سخت گیرتر شدن قوانین محیط زیستی، توجه به کاهش آلاینده های خودرو بیش از همیشه اهمیت دارد. در این میان، قطعه ای نسبتاً کوچک اما بسیار حیاتی به نام کاتالیزور نقش اصلی را ایفا می کند.

در این مطلب از دیجیاتو، دقیق تر بررسی می کنیم کاتالیزور خودرو چیست، چه وظیفه ای دارد و چرا نبود یا خرابی آن می تواند هم برای خودرو و هم برای محیط زیست دردسرساز باشد. اگر دنبال پاسخ سؤالاتی مثل کار کاتالیزور چیست؟ یا وظیفه کاتالیزور ماشین چیست؟ هستید، تا پایان این راهنما با ما همراه باشید.

برای پاسخ دقیق به این پرسش، بایستی به مفهوم علمی کاتالیزور نگاهی داشته باشیم. واژه کاتالیست (Catalyst) در علم شیمی، به ماده ای اطلاق می شود که سرعت واکنش شیمیایی را افزایش می دهد، البته بدون آن که در این واکنش مصرف شود.

در دنیای خودرو، کاتالیزور به طور دقیق مبدل کاتالیستی (Catalytic Converter) نام دارد. این قطعه در مسیر اگزوز خودرو قرار می گیرد تا گازهای سمی و خطرناک حاصل از احتراق را پیش از خروج، به گازهای کم خطر یا بی خطر تبدیل کند. تبدیل گازهای خطرناک همچون مونواکسید کربن به گازهای بی خطر نظیر دی اکسید کربن، از طریق واکنش شیمیایی در کاتالیست صورت می گیرد.

همان طور که در قسمت قبل اشاره کردیم، کاتالیزور با انجام واکنش شیمیایی، گازهای پرخطر را به گازهای بی خطر یا کم خطر تبدیل می کند. بنابراین کار اصلی کاتالیزور، کنترل آلایندگی خودرو است. از جمله گازهایی که در این فرآیند تبدیل می شوند، می توان به موارد زیر اشاره کرد:

مونوکسید کربن، گازی بی بو و سمی که به دی اکسید کربن تبدیل می شود.

هیدروکربن های نسوخته که ناشی از احتراق ناقص هستند و به آب و دی اکسید کربن تبدیل می شوند.

اکسیدهای نیتروژن که عامل اصلی باران اسیدی هستند. کاتالیزور این گازها را به نیتروژن و اکسیژن تجزیه می کند.

کاتالیزور برای انجام واکنش شیمیایی، به دمای بالایی نیاز دارد. اکثر کاتالیزورها این کار را در دمای 400 تا 800 درجه سانتی گراد انجام می دهند. به همین دلیل محل نصب کاتالیزور در خودرو بلافاصله پس از منیفولد دود در نظر گرفته می شود. نزدیکی کاتالیزور به موتور باعث می شود تا این قطعه سریع تر گرم شود و شروع به کار کند.

کاتالیزور ماشین از سه بخش اصلی تشکیل شده است که به شرح زیر هستند:

به جز سه بخش بالا، هر کاتالیزور از یک پوشش فلزی بیرونی نیز بهره می برد. این پوشش از انتقال حرارت شدید به بدنه خودرو جلوگیری می کند.

با توجه به نوع سوختی که خودرو مصرف می کند و فناوری ساخت موتور، کاتالیست خاصی روی خودرو نصب می شود. با این حال اکثر کاتالیزورها در یکی از دسته زیر قرار می گیرند:

1.کاتالیزور دو راهه: این نوع کاتالیست، قدیمی ترین و ساده ترین نوع کاتالیزور محسوب می شود. کاتالیزور دوراهه قادر است تا مونوکسیدکربن و هیدروکربن ها را تصفیه کند.

2. کاتالیزور سه راهه: این نوع کاتالیست مدرن تر است و در خودروهای امروزی مورد استفاده قرار می گیرد. کاتالیزور سه راهه قادر است تا مونوکسید کربن، هیدروکربن های نسوخته و اکسید نیتروژن را تصفیه کند. در پاسخ به پرسش هایی همچون کاتالیزور پژو چیست یا کاتالیزور پراید چیست، باید گفت که کاتالیست این دو خودرو از نوع سه راهه است.

3.کاتالیزور دیزل: خودروهای دیزلی به دلیل استفاده از سوخت گازوییل، ذرات معلق نیز تولید می کنند. بنابراین در خودروهای دیزلی از کاتالیست اکسیداسیون دیزل و فیلتر ذرات معلق استفاده می شود.

کاتالیزور خودرو قطعه ای مقاوم است و عمر بالایی دارد اما برخی اقدامات ممکن است باعث نابودی آن شوند. در ادامه به ذکر برخی از این عوامل خواهیم پرداخت:

وجود گوگرد بالا در بنزین بی کیفیت، باعث می شود تا لایه فلزی کاتالیست پوشانده شود و این قطعه قابلیت خود را از دست بدهد. این اتفاق را تحت نام مسمومیت کاتالیزور می شناسند.

اگر سنسور اکسیژن خودرو به درستی کار نکند، تنظیم سوخت و هوا برهم خواهد خورد. این موضوع به کاتالیزور آسیب می رساند. مطالعه مقاله علائم خرابی سنسور اکسیژن می تواند در تشخیص سریع مشکل به شما کمک کند

وجود ایراد در سیستم جرقه زنی خودرو، باعث ورود بنزین خام به اگزوز می شود. این بنزین در کاتالیزور مشتعل می شود و آن را ذوب می کند.

ایجاد نشتی در واشر سرسیلندر باعث ورود مایع خنک کننده یا روغن موتور به کاتالیزور می شود. درصورتی که ضدیخ یا روغن به کاتالیست وارد شوند، شبکه لانه زنبوری دچار گرفتگی می شود.

پرش از روی دست اندازهای نامطلوب باعث وارد شدن ضربه به کاتالیزور خودرو می شود و شبکه سرامیکی درون آن را خرد می کند.

درصورتی که کاتالیزور خودرو دچار مشکل شود، بایستی نسبت به تعویض آن اقدام کنید. تعویض به موقع خرابی کاتالیزور می تواند از وارد شدن آسیب به موتور جلوگیری کند. علائم اصلی خرابی کاتالیزور عبارتند از:

ما در مقاله ی علائم خرابی کاتالیزور به طور کامل نشانه های خرابی و روش های تست این قطعه را توضیح داده ایم؛ اگر به دنبال بررسی دقیق تر هستید، مطالعه آن مطلب می تواند بسیار کمک کننده باشد.

برای آن که مکانیک های ماهر متوجه خرابی کاتالیزور شوند، از تست های خاصی استفاده می کنند. برخی از این تست ها به شرح زیر هستند:

1. تست دیاگ و سنسور اکسیژن: با بررسی نمودار ولتاژ دوم سنسور اکسیژن که بعد از کاتالیزور قرار دارد، می توان نسبت به خرابی این قطعه اطمینان کسب کرد. برای آشنایی بیشتر با نحوه خطایابی خودرو، پیشنهاد می شود مقاله دیاگ چیست را مطالعه کنید.

2. تست فشار بازگشتی: در این تست فشارسنج به جای سنسور اکسیژن اول بسته می شود تا میزان گرفتگی مسیر اگزوز سنجیده شود.

3. تست خلا: در این تست میزان مکش منیفولد ورودی در دور موتورهای مختلف بررسی می شود.

4. تست دما: در این تست با استفاده از یک دماسنج لیزری، دمای ورودی و خروجی کاتالیزور بررسی می شود.

عمر مفید کاتالیزور چقدر است و زمان تعویض آن چه موقع فرا می رسد؟

در قسمت های قبل گفتیم که کاتالیزور قطعه ای مقاوم است اما همین قطعه نیز عمر محدودی دارد. در شرایط ایده آل، یک کاتالیزور بین 80 هزار تا 100 هزار کیلومتر عمر مفید دارد. با استفاده اندک از خودرو و همچین وجود سوخت باکیفیت، ممکن است عمر این قطعه به 150 هزار کیلومتر نیز برسد. در سوی دیگر بروز مشکلات فنی و استفاده از سوخت بی کیفیت، عمر این قطعه را تا حدود 50 هزار کیلومتر کاهش می دهد. پس از پایان عمر کاتالیزور، خواص این قطعه از بین می روند و در نتیجه بایستی نسبت به تعویض آن اقدام نمایید.

تعمیر کاتالیزور خودرو در اکثر موارد ناممکن یا بی فایده است. وقتی شبکه سرامیکی کاتالیزور ذوب شود یا مواد کاتالیزگر از بین بروند، این قطعه باید تعویض شود.

هزینه تعویض کاتالیزور در خودروهای داخلی حدود 3 الی 4 میلیون تومان در سال 1404 است. با این حال در خودروهای خارجی این رقم بسیار بالاتر است. به عنوان مثال کاتالیزور هیوندای سانتافه حدود 150 میلیون تومان قیمت دارد.

قیمت کاتالیزور خودرو به عوامل مختلفی بستگی دارد. عامل نخست، نوع خودرو است. خودروهایی که موتورهای حجیم تری داشته باشند، کاتالیزور گران تری دارند. مورد دوم استاندارد عدم آلایندگی خوردو است. کاتالیزور خودروهایی که از استاندارد عدم آلایندگی یورو 5 استفاده می کنند، نسبت به کاتالیزور یورو 4 گران تر است. دلیل این گرانی، استفاده از فلزات بیشتر در کاتالیزور یورو 5 است. در نهایت کاتالیزورهای اصلی با برند معتبر، گران تر از نمونه های متفرقه هستند.

در بازار آزاد محلول هایی به عنوان شوینده کاتالیزور وجود دارد که در باک خودرو ریخته می شوند. این محلول ها می توانند دوده و رسوبات سطحی را تمیز کنند. با این حال اگر شبکه کاتالیزور ذوب شده باشد، ریختن این محلول در باک هیچ تاثیری ندارد. برخی تعمیرکاران نیز کاتالیزور را با اسید یا جوهرنمک شستشو می دهند. این روش کاملا غیراصولی است و می تواند فلزات گران بها را از بین ببرد.

با وجود آن که کاتالیزور خودرو به دلیل اتمام عمر قابلیت خود را از دست می دهد اما همچنان باقی مانده ذرات آن ارزشمند هستند. این باقی مانده ذرات که تحت عنوان خاک کاتالیزور شناخته می شود، شامل فلزاتی از قبیل پلاتین، پالادیوم و رودیوم است.

خاک کاتالیست طی فرآیندهای پیچیده شیمیایی بازیافت می شود تا فلزات گران بها از آن استخراج شوند. بازیافت این قطعات علاوه بر حفظ ارزش زباله ها، از ورود آلودگی های خطرناک به محیط جلوگیری می کند. از سوی دیگر با بازیافت فلزات ارزشمند، نیازی به معدن کاوی مجدد برای استخراج فلزات گران بها وجود ندارد.

برخی رانندگان برای افزایش شتاب و همچنین تغییر صدای خروجی پیشرانه، کاتالیزور را حذف می کنند. به جای کاتالیزور، از لوله مستقیم یا هدرز استفاده می شود. مزایای این کار شامل افزایش جزیی شتاب و کاهش هزینه تعمیر یا تعویض کاتالیست می شود. در سوی مقابل این کار باعث افزایش شدید آلایندگی خودرو و همچنین بالا رفتن چشم گیر مصرف سوخت، بروز مشکلات قانونی، افزایش صدای اگزوز، روشن شدن چراغ چک و خطای دائم سنسور اکسیژن می شود.

در مطلب امروز متوجه شدیم که کاتالیزور چیست و چه کاری انجام می دهد. کاتالیست قطعه ای حیاتی برای حفظ سلامت محیط زیست و کسب اطمینان از عملکرد صحیح خودرو است. این قطعه قیمت بسیار بالایی دارد و تعویض آن برای مالک هزینه بر است. با این حال اگر سیستم سوخت رسانی خودرو را سالم نگه دارید، شمع ها را به موقع تعویض کنید و از سوخت مناسب استفاده نمایید، عمر این قطعه افزایش خواهد یافت.

در سوی دیگر نادیده گرفتن خرابی کاتالیزور باعث آلودگی هوا می شود و با افزایش روزافزون مصرف سوخت خودرو، هزینه های نگهداری را نیز افزایش می دهد. بنابراین اگر کاتالیزور اتومبیل شما دچار مشکل شده است، بهتر است تا هرچه زودتر نسبت به تعویض آن اقدام کنید. راهکارهای میان بر همچون تخلیه کاتالیزور یا شستشوی آن، در اکثر مواقع پاسخ گو نخواهند بود.