کاتالیزور خودرو

کاتالیزور خودرو یک قطعه مبدل است که گاز های سمی و آلاینده های موتور را به گاز های غیر سمی نظیر آب و گاز دی اکسید کربن تبدیل می کند. کاتالیزور در صنعت خودروسازی با هدف پیشگیری از آسیب به محیط زیست و سلامت انسان، کاربرد گسترده ای دارد.

کاتالیزور، قطعه ای است که در اتومبیل از اهمیت ویژه برخوردار است و در جلوگیری از نشر گازهای آلاینده خروجی از موتور نقش مهمی دارد.

کاتالیزورها در اتومبیل های بر پایه سوخت بنزین و گازوئیل که دارای موتورهای احتراق داخلی هستند و در کامیون ها، موتورسیکلت ها، کشتی ها، لوکوموتیوها و اتوبوس ها نیز بکار می روند.

کاتالیزور، میزان آلایندگی و شدت سمی بودن گازهای خروجی از موتور را به طور چشمگیری کاهش می دهد که در کاهش آسیب به محیط زیست نقش بسزایی دارد.

جالب توجه است که مقررات بین المللی، قانون بهره گیری از کاتالیزور را برای شرکت های تولیدکننده خودرو با هدف حفاظت از هوای پاک و محیط زیست، وضع کرده است. کاتالیزور اتومبیل که اکسیژن را با مونوکسیدکربن و هیدروکربن های خام ترکیب تحت یک واکنش شیمیایی به آب و گاز دی اکسید کربن تبدیل می کند، برای نخستین بار توسط صنعت خودروسازی آمریکا استفاده شد.

اجزای تشکیل دهنده کاتالیزور خودرو

کاتالیزور از سه بخش اصلی هسته، لایه اکسیدی و ماده کاتالیزگر تشکیل شده است :

هسته

هسته در مرکز مبدل کاتالیزور قرار دارد که از جنس سرامیک مونولیت و به شکل ساختمان زنبور طراحی شده است، این هسته های سرامیکی از طول عمر بالایی برخوردار هستند.

هسته کاتالیزور در انواع مختلف تولید می شود، یکی از انواع این هسته ها از جنس فلز است که ارزان و در مقایسه با هسته سرامیکی از طول عمر کمتری برخوردار است.

لایه یا روکش اکسیدی

لایه اکسیدی به منظور محافظت و نگهداری از ماده کاتالیزگر تعبیه شده است و ممکن است از جنس آلومینا، دی اکسید تیتانیوم یا اکسید آلومینیوم باشد.

لایه یا روکش اکسیدی، قابل شست و شو است و حامل مواد کاتالیزوری و نقش آن، پراکنده کردن مواد سطوح است. بنابراین، در طراحی و ساخت مواد بکار برده شده در لایه اکسیدی از ترکیباتی برای افزایش سطح در یک ساختار ناهموار و نامنظم استفاده می کنند.

ماده کاتالیزگر

ماده کاتالیزگر از عناصری مانند طلا، کادمیوم، رودیوم، پلاتین و پلادیوم تشکیل می شود. بدیهی است، بهره گیری از فلزات گران بها در تولید ماده کاتالیزگر، نشان از اهمیت نگهداری و افزایش طول عمر آن دارد.

کاربرد کاتالیزور در خودرو

با شروع فعالیت موتور اتومبیل، عمل احتراق در آن شکل می گیرد و در طول احتراق، گازهای آلاینده بسیاری تولید می شوند که با خروج از اگزوز، تاثیرات جبران ناپذیری به سلامت انسان و محیط زیست وارد تحمیل می کنند.

کاتالیزور، مبدلی است که عمدتا از جنس پالادیوم، پلاتین یا رودیوم ساخته و به واسطه برخورداری از ساختمانی شبیه به لانه زنبور، مانع نفوذ آلاینده ها از موتور به خارج آن می شود.

هنگامی که دما به حداقل 800 درجه فارنهایت افزایش پیدا می کند، کاتالیزور تحت یک واکنش شیمیایی شروع به فعالیت و گازهای سمی را به عناصری نظیر بخار آب، اکسیژن و دی اکسید کربن تبدیل می کند که از اگزوز خارج می شوند.

انواع مدل های کاتالیزور

انواع مدل های کاتالیزور عبارتند از:

مدل دیزل

مدل دیزل برای موتورهای دیزلی که دارای احتراق فشاری هستند، کاربرد دارد و هیدروکربن را به آب و دی اکسید کربن تبدیل می کند. در واقع، اکسیژن موجود در گازهای خروجی، مونوکسید کربن را به دی اکسید کربن تبدیل می کند. کارایی مبدل دیزلی معادل 90 درصد است.

مدل دو راهه

این نوع مبدل در اکثر موتورهای دیزلی استفاده می شود که به طور چشمگیری از انتشار هیدروکربن و مونوکسید کربن می کاهد و توانایی تبدیل همزمان هیدروکربن به دی اکسید کربن و آب را دارد.

مدل سه راهه

رایج ترین نوع کاتالیزور خودرو محسوب می شود و با توجه به اینکه در کاهش میزان گازهای آلاینده کنترل بهتری دارد، در اکثر اتومبیل های تولیدی استفاده می شود.

کاتالیزور مدل سه راهه از سه کارکرد به صورت همزمان برخوردار است و اکسیدهای نیتروژن را به اکسیژن و نیتروژن و مونوکسید کربن را به دی اکسید کربن و هیدرو کربن های نیمه سوخته را به آب و دی اکسید کربن تبدیل می کند.