Jaká je životnost katalyzátoru?
Katalyzátor se stal povinnou součástí moderních automobilů. Jeho účelem je oxidovat škodlivé sloučeniny obsažené ve výfukových plynech. Katalyzátor bohužel není odolný a má poměrně křehkou konstrukci. Mnoho majitelů ojetých vozů si je jisto, že katalyzátor je zbytečná součástka, která snižuje výkon motoru. Je to pravda? Zkusme to zjistit.
MÝTUS: „Katalyzátor spaluje nespálené palivo“
PRAVDA:
To není úplně pravda. Účelem katalyzátoru je oxidovat škodlivé sloučeniny obsažené ve výfukových plynech. Katalyzátor má keramickou voštinovou strukturu. Voština je potřebná ke zvětšení kontaktní plochy výfukových plynů s povrchem, na který je nanesena tenká vrstva slitiny platiny a iridia – chemický katalyzátor. Nespálené toxické zbytky – oxid uhelnatý (CO, tj. oxid uhelnatý), nespálené uhlovodíky (CH, tj. saze) a oxidy dusíku (NO, NO2) – které se dotýkají povrchu katalytické vrstvy, jsou oxidovány kyslíkem přítomným ve výfukových plynech.
Reakce produkuje teplo, které zahřívá katalyzátor a aktivuje oxidační reakci. Provozní teplota – od 400 do 800 stupňů – poskytuje optimální podmínky pro maximální účinnost katalyzátoru. V konečném důsledku mají výfukové plyny na výstupu z funkčního katalyzátoru koncentraci oxidu uhličitého (CO2), vody (H2O) a dusíku (N2) s nečistotami, která je z hlediska ekologických norem relativně neškodná. Katalyzátor navíc plní další funkci – rozrušuje proud výfukových plynů, tj. je primárním rezonátorem (lapačem plamene).
MÝTUS: „Katalyzátor vyžaduje speciální palivo“
PRAVDA:
To není pravda. Auto vybavené katalyzátorem nevyžaduje žádný speciální benzín. Hlavním nepřítelem katalyzátoru je olovnatý benzín. Ten téměř okamžitě ničí katalytickou vrstvu v neutralizátoru a zirkoniový povlak lambda sondy. V důsledku vniknutí tetraethylolova do katalyzátoru se voštiny roztaví, což zastaví průchod výfukových plynů katalyzátorem. Ve skutečnosti se děje totéž, jako když jsou voštiny ucpané sazemi a produkty nespáleného oleje, jen mnohem rychleji. Hlavním nebezpečím pro katalyzátor je nekvalitní benzín.
MÝTUS: „Katalyzátor selhává velmi rychle“
PRAVDA:
To není úplně pravda. Životnost katalyzátoru při správném provozu (používání vysoce kvalitních ropných produktů) je 60–150 tisíc km, po kterých se doporučuje jeho výměna, což je zcela přirozené. Katalyzátor filtruje výfukové plyny a filtry, jak víme, je třeba měnit.
Jeho výkon však do značné míry závisí na správném fungování zapalovacích a napájecích systémů, stejně jako na kvalitě benzínu. Vnitřní části katalyzátoru mohou být vyrobeny z keramiky nebo kovu. Keramické katalyzátory jsou levnější, a proto běžnější. Keramický katalyzátor je však poměrně křehký a bojí se mechanických nárazů.
Například pokud narazíte na kámen ležící na silnici, vnitřní keramické voštiny se mohou roztříštit na malé kousky. Totéž se může stát, pokud se na horký katalyzátor dostane voda. Keramický katalyzátor může být také zničen poruchou systému zapalování motoru. To se stává proto, že během neúspěšného startu motoru se nespálený benzín hromadí ve výfukovém traktu. Když auto konečně nastartuje, dojde v katalyzátoru k explozi a keramické voštiny to nevydrží a rozpadnou se.
Kovový katalyzátor je v tomto ohledu spolehlivější. Přesto však bez ohledu na vnitřní strukturu katalyzátorů všechny selhávají z následujících důvodů: olovnatý nebo jednoduše nekvalitní benzín; olej nebo chladicí kapalina vstupující do spalovací komory a v důsledku toho i do katalyzátoru; dlouhý volnoběh motoru; přeohacená palivová směs způsobená problémy v palivovém systému motoru.
Katalyzátor může správně fungovat pouze s motorem vybaveným elektronickým zapalováním a mikroprocesorem řízeným vstřikovacím systémem.
MÝTUS: „Katalyzátor snižuje výkon motoru“
PRAVDA:
To není úplně pravda. Funkční katalyzátor, ačkoli má celkovou plochu asi 20 tisíc metrů čtverečních, nijak nebrání průchodu výfukových plynů a prakticky nesnižuje výkon motoru. Vadný (roztavený, zničený) nebo sazemi zanesený katalyzátor však průtok výfukových plynů snižuje, v důsledku čehož vůz začíná ztrácet výkon. Uvnitř vadného katalyzátoru se může teplota zvýšit natolik, že se keramika roztaví a zcela zablokuje cestu výfukovým plynům. To samozřejmě nevěstí nic dobrého pro motor. Proto se doporučuje katalyzátor vyměnit po 100 000 km, bez ohledu na jeho výkon.
Známky selhání katalyzátoru
O tom, že katalyzátor brzy selže, svědčí především pokles výkonu motoru: zhoršuje se dynamika zrychlení, klesají maximální otáčky a postupem času je startování motoru obtížnější. Koksování katalyzátoru v rané fázi nemusí být zaznamenáno. Řidič musí pouze sešlápnout plynový pedál silněji, aby kompenzoval ztrátu výkonu. V této fázi výfuk někdy získává ostrý, jedovatý zápach sirovodíku, což ukazuje na problémy s katalyzátorem, při kterém jsou narušeny chemické procesy rozkladu výfukových plynů.
Katalyzátory selhávají především ze dvou důvodů: buď když se v důsledku porušení provozního řádu roztaví keramické jádro nebo se voština zanese sazemi, nebo když se v důsledku dlouhodobého provozu zničí katalytická vrstva nebo samotná keramika.
Proč je katalyzátor drahý?
Výroba katalyzátorů je poměrně drahý a složitý technologický proces. Kromě toho se jako chemický katalyzátor používá drahá platina, která je schopna odolávat sloučeninám síry. Pro větší účinnost se k platině v katalytické vrstvě neutralizátoru přidává palladium a prvek vzácných zemin rhodium.
Abyste se vyhnuli problémům s katalyzátorem, je nutné dodržovat následující provozní pravidla:
– tankujte do auta pouze vysoce kvalitní benzín;
— nestartujte motor tlačením, protože nespálené palivo vstupující do katalyzátoru může způsobit jeho přehřátí a následné selhání (levnější je koupit novou baterii);
— pokud motor nenastartuje po dvou nebo třech pokusech, je nutné provést pauzu, aby se palivo nahromaděné na povrchu zařízení mohlo odpařit;
— pokud je při odstraňování problémů s elektrickým zařízením nutné zapnout zapalování, je nutné odpojit výkonové relé palivového čerpadla, aby se zabránilo vniknutí paliva do výfukového systému a katalyzátoru;
— když běží motor, nelze zkontrolovat přítomnost vysokonapěťového proudu v zapalovacích svíčkách odpojením konců vysokonapěťových vodičů, protože palivo z nefunkčního válce se dostává do katalyzátoru;
— pravděpodobnost selhání katalyzátoru se zvyšuje v důsledku uvolnění části nespáleného paliva do výfukového systému během přerušení provozu motoru v důsledku selhání jedné ze zapalovacích svíček nebo poruchy vysokonapěťového vodiče.
Jak spolu souvisí katalyzátor a lambda sonda?
Pro normální provoz katalyzátoru je nutné zajistit konstantní optimální poměr vzduchu a paliva v pracovní směsi vstupující do spalovací komory.
14.7 dílů vzduchu a 1 díl paliva – toto je složení, které zajišťuje maximální spalování směsi paliva a vzduchu, a lambda sonda je navržena tak, aby tento poměr udržovala. V závislosti na obsahu kyslíku ve výfukových plynech senzor vytváří odpovídající napětí a řídicí jednotka upravuje složení směsi změnou množství paliva dodávaného do válců.
Obvykle se senzor nachází před katalyzátorem a měří obsah kyslíku v plynech těsně před ním. To znamená, že přítomnost nebo nepřítomnost katalyzátoru neovlivňuje signály, které lambda sonda dává, ovlivňuje je pouze množství kyslíku. Jiná věc je, když jsou kyslíkové senzory dva, jeden před a druhý za katalyzátorem. Na základě signálů z druhého senzoru dochází k dodatečné úpravě složení směsi a obsah kyslíku po průchodu plynů katalyzátorem se samozřejmě mění a jeho absence pak může negativně ovlivnit proces tvorby směsi paliva a vzduchu.
Je možné deaktivovat lambda sondu?
Po výměně katalyzátoru za pojistku proti explozi se přítomnost lambda sondy jako součásti, která mimo jiné zajišťuje kvalitní provoz katalyzátoru, stává nedůležitou. Proto často vyvstává otázka: je vůbec možné provozovat auto bez lambda sondy? Neexistuje univerzální řešení pro všechny. Nejjednodušším a nejsprávnějším řešením tohoto problému je, pokud má daný vůz možnost přeprogramovat řídicí jednotku pro provoz bez katalyzátoru, jak to například dělá většina vozů BMW.
V tomto případě se po odstranění katalyzátoru změní řídicí program a lambda sonda se jednoduše vyjme. U některých značek automobilů je přeprogramování nemožné a pokud porucha senzoru výrazně ovlivňuje provoz motoru, pak není cesty ven – musí existovat funkční senzor. Také u mnoha automobilů nemá porucha nebo absence lambda sondy prakticky žádný vliv ani na dynamiku, ani na spotřebu paliva.
Jak zkontrolovat katalyzátor?
Funkčnost katalyzátoru si můžete sami zkontrolovat následujícím způsobem. Při zaparkování sešlápněte plynový pedál až na podlahu a zároveň sledujte otáčky na otáčkoměru. Pokud se motor točí na maximální otáčky a omezovač otáček se aktivuje, katalyzátor je v pořádku. Pokud ručička nedosáhne červené zóny a omezovač otáček nefunguje, je průchodnost katalyzátoru snížena. Výsledky takové diagnostiky však lze považovat za spolehlivé pouze tehdy, je-li palivový systém, zapalování atd. v dobrém provozním stavu. Absence nebo velmi nízký tlak ve výfukových plynech také indikuje poruchu (zanášení) katalyzátoru.
V autoservisech začíná ověřování funkčnosti katalyzátoru kontrolou lambda sondy. Pokud je vadná, je do řídicí jednotky paliva vyslán signál o přebytku nebo nedostatku kyslíku, což způsobí obohacení nebo ochuzování hořlavé směsi. Pokud se při testování lambda sondy a dalších senzorů a systémů motoru nezjistí žádné závady, pak jsou problémy s největší pravděpodobností způsobeny katalyzátorem. Dalším způsobem kontroly je posvícení sirénou. Články pracovního tělesa jsou rovné a pokud nejsou ucpané, pracovní těleso je osvětleno. K tomu je však nutné katalyzátor z vozu vyjmout.
Moderní benzínové automobily mají katalyzátor, který se nachází ve výfukovém systému a vysráží škodlivé plyny, díky čemuž je vůz méně toxický a škodlivý pro životní prostředí. Jedná se o speciální filtr, který se při používání vozu postupně ucpává a spaluje. Postupem času je nutné katalyzátor vyměnit, protože již nemůže plnit svou funkci. V takovém případě se majitel vozu musí rozhodnout, zda jej vymění, nebo katalyzátor vyřadí a nainstaluje speciální filtry.
Princip činnosti
Katalyzátor se skládá ze speciálního filtračního prvku, jehož voštiny jsou pokryty řadou ušlechtilých kovů. Jakmile výfukové plyny projdou těmito filtračními voštinami, začne chemická reakce oxidovat škodlivé plyny za vzniku běžného dusíku, oxidu uhličitého a vodní páry.
V závislosti na jejich konstrukci mohou být voštiny katalyzátoru vyrobeny z keramiky nebo kovu a právě tento základ je následně potažen ušlechtilými kovy. V posledních letech se keramické katalyzátory staly nejoblíbenějšími, což je vysvětleno jejich dostupnou cenou a účinností filtrace výfukových plynů. Zároveň jsou kovové katalyzátory spolehlivější a mají mnohem delší životnost.
Nutnost výměny katalyzátorů
Pro katalyzátory neexistuje striktně definovaná životnost. Je třeba je měnit podle opotřebení a v závislosti na stylu jízdy a parametrech samotného katalyzátoru může být taková práce nutná při 100 tisících nebo dvou stech tisících kilometrech. Moderní automobily jsou vybaveny speciálními senzory, které umožňují určit stupeň čištění výfukových plynů, a pokud dojde k poklesu výkonu katalyzátoru, na palubní desce se zobrazí odpovídající varování.
Dnes existuje tendence, kdy je v důsledku používání keramických katalyzátorů nutné tyto filtry u moderních automobilů měnit téměř každých 50000 XNUMX kilometrů. To se vysvětluje jak zhoršením kvality katalyzátorů, tak zvýšeným zatížením při používání vozu. V každém konkrétním případě je nutná diagnostika, která určí stav katalyzátoru a rozhodne o nutnosti jeho výměny.
Příčina problémů s katalyzátory
Existuje několik hlavních důvodů, které urychlují selhání katalyzátoru. V první řadě se jedná o mechanické poškození. Katalyzátory se nacházejí v jedné z nádob výfukového systému a při výrazných nárazech zespodu se mohou keramické nebo kovové voštiny poškodit, po čemž je nutné takový filtr vyměnit.
Dalším důvodem rychlého selhání katalyzátoru je použití nekvalitního paliva. Pokud se používá nízkooktanový benzín, vede to k pozdnímu zapálení, v důsledku čehož palivová směs shoří již ve výfukových plynech, teplota katalyzátoru se může zvýšit až na 900 stupňů, což vede k roztavení jeho voštin. Je nutné se vyhnout takovým obrovským teplotním rozdílům, protože keramika v takovém případě může jednoduše prasknout, po čemž je nutná okamžitá výměna katalyzátoru.
Odstranění nebo nahrazení
Je prostě nemožné dát univerzální doporučení pro demontáž nebo výměnu katalyzátoru. V některých případech bude levnější nainstalovat cheatery a přeprogramovat řídicí jednotku vozu. Zatímco u jiných vozů takové odstranění katalyzátoru vede pouze k problémům s provozem motoru, proto je nutné jej neodstraňovat, ale katalyzátor vyměnit za nový.