راهنمای کامل انواع، سازوکار و علائم خرابی کاتالیزور خودرو

در طول تاریخ صنعت خودروسازی، راهکارهای متفاوتی برای کاهش آلایندگی گازهای خروجی از اگزوز ابداع شده است. یکی از مهم‌ترین و می‌توان گفت بهینه‌ترین آنها اختراع قطعه‌ای کوچک و فلزی به نام کاتالیست یا کاتالیزور بوده که در مسیر اگزوز نصب شده و گازهای آلاینده را به نوعی تصفیه می‌کند. نصب این قطعه، امروزه به یک ضرورت قانونی برای کارخانه‌های خودروسازی در دنیا تبدیل شده است. کاتالیزور خودرو همچنین مزایایی نیز برای موتور به همراه دارد. ازاین‌رو، آشنایی با آن برای هر راننده، تعمیرکار و یا فروشنده لوازم یدکی ضروری است.

در این مقاله، ضمن بررسی وظایف، سازوکار و مزایای کاتالیزور ماشین؛ انواع آن و تفاوت‌های‌شان را بررسی می‌کنیم. در پایان نیز علائم خرابی کاتالیزور خودرو و عمر مفید تقریبی آن را شرح داده‌ایم. چه به خرابی این قطعه شک کرده‌اید و یا درباره نصب آن تردید دارید؛ تا پایان با ما همراه باشید.

کاتالیزور خودرو چیست و چه وظیفه ای دارد؟

طی فرآیند احتراق در درون موتور خودرو، گازهای زیادی بر اثر فعل و انفعالات شیمیایی تولید می‌شوند. اگرچه همه آنها تقریبا برای محیط‌زیست ضرر دارند، آلایندگی برخی از آنها تا ده‌ها برابر گازهای معمول دیگر است. مهم‌ترین آنها عبارتند از:

• مونواکسید کربن (CO)
• هیدروکربن‌های نسوخته (HC)
• اکسیدهای نیتروژن (NOx)
• برخی ترکیبات گوگرد مانند H2S

 وظیفه کاتالیزور خودرو این است که این گازها را از میان ده‌ها گاز خروجی از موتور، جذب کرده و آنها را به گازهای کم‌خطرتری تبدیل کند. به‌عنوان مثال، این قطعه مونو‌اکسیدکربن را به دی‌اکسیدکربن (CO2)، هیدروکربن‌های نسوخته را به دی‌اکسیدکربن یا بخار آب (H2O)، اکسیدهای نیتروژن را به نیتروژن و برخی ترکیبات دارای گوگرد را به دی‌اکسیدگوگرد (SO2) تبدیل می‌کند. لازم به ذکر است که برخلاف ادعای برخی منابع اینترنتی، کاتالیزور، هیچ نقشی در کنترل آزبست ندارد.

دیگر مزایای کاتالیزور ماشین

مزایای کاتالیزور خودرو به کاهش آلایندگی آن محدود نمی‌شود. این قطعه تاثیر قابل‌توجهی هم در بهبود عملکرد موتور و افزایش کیفیت احتراق در آن دارد. این مزیت خود سبب کاهش مصرف سوخت، استهلاک پایین‌تر موتور و قطعات داخلی آن و درنهایت بهبود شتاب و سرعت آن می‌شود. این در حالی است که برخی رانندگان به غلط تصور می‌کنند، این قطعه، مسئول افت شتاب خودرو است و درنتیجه، اقدام به برداشتن آن می‌کنند.

همچنین اگر به صورت مرتب خودروی‌تان را در محیط‌های بسته مانند پارکینگ روشن نگه می‌دارید، کاتالیزور، نقش مهمی در سلامت ساکنان ساختمان و خودتان ایفا می‌کند.

شکل، جنس و محل نصب کاتالیزور ماشین

کاتالیزور خودرو، یک قطعه فلزی بیضی یا استوانه‌ای شکل است. بدنه اصلی یا خارجی این قطعه از جنس فولاد ضدزنگ ساخته می‌شود. به همین دلیل نیز مقاومت بالایی در برابر دمای بالای گازهای خروجی از موتور (۴۰۰ تا ۸۰۰ درجه سانتی‌گراد)، رطوبت، خوردگی و ضربات نه‌چندان شدید دارد. کاتالیست خودرو را می‌توان در جایی در مسیر لوله اگزوز یافت. بااین‌حال، بیشتر کارخانه‌های خودروسازی، آن را بعد از منیفولد دود و قبل از منبع اگزوز نصب می‌کنند. 

در برخی از خودروهای خارجی، حتی شاهد نصب دو یا سه کاتالیزور هستیم. ازجمله می‌توان می‌توان به برخی از مدل‌های تویوتا، هیوندایی، فورد یا RAV4 اشاره کرد. دلیل این موضوع، عمدتا موتورهای بزرگتر این خودروها و درنتیجه آلایندگی بیشتر آنهاست. در این صورت معمولا یک کاتالیزور نزدیک موتور و دیگری نزدیک منبع اگزوز و بعد از منیفولد نصب می‌شود.

اجزای کاتالیزور خودرو را بشناسید!

پیش از توضیح سازوکار و نیز علائم خرابی کاتالیزور خودرو؛ ابتدا باید اجزا یا بخش‌های اصلی آن را بشناسید. این اجزا عبارتند از:

• پوسته یا بدنه خارجی کاتالیست؛ که از جنس فولاد ضدزنگ ساخته شده و وظیفه محافظت از ساختاری کلی کاتالیزور را به‌عهده دارد.
• هسته داخلی؛ با ساختار لانه‌زنبوری که عمدتا از سرامیک یا فلزات مقاوم به افزایش دما ساخته می‌شود.
• پوشش‌های کاتالیزوری؛ که سطح بیرونی هسته داخلی را پوشش داده و از معمولا از جنس فلزات گران‌بها مانند پلاتین، پالادیوم و رودیوم است.

همچنین سنسور اکسیژن نیز معمولا روی کاتالیزور خودرو نصب می‌شود؛ بااین‌حال این قطعه را نمی‌توان جزئی از کاتالیزور خودرو به‌حساب آورد. در برخی خودروها شاهد نصب یک سنسور روی ورودی یا خروجی کاتالیست، و در برخی دیگر شاهد نصب دو سنسور اکسیژن در هر دوی این مکان‌ها هستیم. 

سازوکار عملکرد کاتالیزور خودرو چیست؟

سازوکار عملکرد کاتالیزور ماشین به این ترتیب است که ابتدا گازهای خارج‌شده از موتور از ورودی کاتالیست، وارد هسته داخلی آن می‌شوند. حفره‌های شبکه‌ای هسته که تعدادشان گاهی به بیش از ۱۰۰۰ عدد نیز می‌رسد؛ سطح تماس گازها با پوشش‌های کاتالیزوری را افزایش می‌دهد. این پوشش‌ها هرکدام وظیفه جذب و تبدیل یک یا چند مورد از گازهای خطرناک را به‌عهده دارند. به‌عنوان مثال، پلاتین عمدتا مونواکسیدکربن را به دی‌اکسیدکربن تبدیل می‌کند. این در حالی است که پالادیوم و رودیوم به‌ترتیب تبدیل هیدروکربن‌ها و اکسیدهای نیتروژن را انجام می‌دهند.

انواع کاتالیزور خودرو کدامند؟

اگر کاتالیزور خودروی‌تان خراب شده یا عمر مفید آن به پایان رسیده است؛ باید بدانید که علاوه بر برندهای متفاوت، انواع مختلفی از این قطعه در بازار وجود دارند. هریک از آنها نیز مناسب موتورهای متفاوت با سازوکارهای احتراق خاص خودشان هستند. نوع سوخت مصرفی و حجم موتور نیز در انتخاب این محصول برای خودرو باید در نظر گرفته شود. متداول‌ترین انواع کاتالیزور خودرو را در این بخش بررسی می‌کنیم.

کاتالیزور دوراهه یا دوطرفه

کاتالیزورهای دوطرفه، قدیمی‌ترین نوع کاتالیزور هستند که پس از مدل‌های اولیه یک‌طرفه ارائه شدند. آنها تا پیش از دهه ۹۰ میلادی، روی خودروهای خارجی می‌شدند. این محصول، قادر به حذف مونواکسیدکربن و هیدروکربن‌های نسوخته است. هریک از این گازها نیز کانال یا مسیر جداگانه خود را دارند. کاتالیزور دوطرفه، توانایی کاهش اکسیدهای نیتروژن را ندارد. به همین دلیل، استفاده از آن در بسیاری کشورهای توسعه‌یافته ممنوع است.

کاتالیزور سه راهه یا سه طرفه

نسل بعدی کاتالیزور خودرو، نوع سه‌طرفه آن است که امروزه در بیشتر خودروها از آن استفاده می‌شود. این قطعه قادر است هر سه نوع گاز خطرناک ذکرشده را از طریق سه کانال یا مسیر مجزای خود به گازهای کم‌خطرتر تبدیل کند. حتی بیشتر خودروهای ایرانی نیز امروزه به کاتالیزورهای سه‌طرفه مجهز می‌شوند. نکته مهم درباره این قطعه؛ این است که عملکرد صحیح آن، بیش از نوع دوطرفه به سلامت و دقت سنسور و ECU بستگی دارد. خرابی این دو قطعه، خود یکی از علائم خرابی کاتالیزور خودرو نیز به‌شمار می‌رود.

کاتالیزور پیش گرم یا پری کاتالیست

کاتالیزور پیش‌گرم (Pre-Catalyst) یکی دیگر از انواع کاتالیزور خودرو است که روی خودروهای با موتور بزرگ و آلایندگی بالا، پیش از کاتالیزور اصلی و جایی در نزدیکی موتور نصب می‌شود. وظیفه اصلی این قطعه، این است که تا پیش از رسیدن کاتالیزور اصلی به دمای کارکرد؛ بتواند گازهای خروجی از موتور را تصفیه کند. اندازه آن نیز معمولا کوچکتر است. به‌ویژه در روزهای سرد زمستانی، کاتالیزور پیش‌گرم بسیار مفید واقع می‌شود. روی خودروهای با استاندارد یورو ۴ نیز معمولا شاهد دو کاتالیزور با سازوکار ذکرشده هستیم.

کاتالیزور دیزلی؛ مخصوص خودروهای دیزلی

سه نوع کاتالیزور قبلی، مخصوص خودروهای بنزینی بودند. خودروهای دیزلی، کاتالیزور مخصوص به خود را دارند که تحت عنوان دیزلی شناخته می‌شود. اندازه و طراحی این قطعه تا حدی متفاوت است؛ بااین‌حال سازوکار آن تفاوتی با انواع بنزینی ندارد. کاتالیزور خودروی دیزلی معمولا دوکاناله یا دوطرفه است و ازاین‌رو، نمی‌تواند گازهای NOx را کنترل کند. به همین دلیل، در چنین خودروهایی، قطعات و سیستم‌های دیگری هم برای کنترل آلایندگی دود استفاده می‌شوند. ازجمله آنها می‌توان به فیلتر دوده یا ذرات دیزل (DPF) اشاره کرد. این فیلتر تاثیر قابل‌توجهی نیز بر کاهش بوی بد دود خودروهای دیزلی دارد.

کاتالیزور دیزلی SCR

این قطعه، نوعی کاتالیزور دوطرفه دیزلی است که به سیستمی به نام SCR شده تا بتواند گازهای NOx را نیز به نیتروژن یا بخار آب تبدیل کند. خودروهای دیزلی مدرن با استاندارد یورو ۵ و یورو ۶ معمولا به کاتالیزور SCR مجهز شده اند. کنترل NOx در این محصول از طریق محلولی به نام ادبلو (Adblue) صورت می‌گیرد.

علائم خرابی کاتالیزور خودرور چیست؟

آشنایی با علائم خرابی کاتالیزور خودرو برای هر راننده و تعمیرکاری ضروری است. آنها را در این بخش بررسی می‌کنیم.

افت قدرت و شتاب موتور و افزایش مصرف سوخت

درصورتی‌که شاهد افت محسوس قدرت و شتاب موتور خود به‌خصوص در سرعت‌های بالا یا سربالایی‌ها هستید، ممکن است مشکل از کاتالیزور خودرو باشد. دلیل این موضوع این است که کاتالیزور به دلیل گرفتگی، بخشی از گازهای سمی را به داخل موتور باز می‌گرداند. یکی از اولین نتایج افت کیفیت احتراق در موتور هم افزایش مصرف سوخت است.

افزایش بوی ناخوشایند اگزوز

بسیاری از گازهایی که توسط کاتالیزور فیلتر می‌شوند، بوی نامطبوعی دارند. بنابراین طبیعتا یکی از علائم خرابی کاتالیزور خودرو نیز افزایش بوی نامطبوع اگزوز است. این بو در بسیاری از موارد شبیه بوی تخم‌مرغ فاسد است که به‌خصوص در محیط‌های سربسته به‌وضوح به مشام می‌رسد.

داغ شدن بیش از حد کف خودرو

اگر در داخل کابین، بویی شبیه بوی داغ‌شدگی به مشام‌تان می‌رسد و حتی احساس می‌کنید زیر پای‌تان بیش از اندازه گرم می‌شود؛ مشکل می‌تواند ناشی از افزایش دمای سیستم اگزوز و موتور به دلیل عملکرد ناقص کاتالیزور باشد. درنتیجه دمای آنها پس از مدتی به شاسی نیز منتقل می‌شود. در این موارد، حرارت دود خروجی از اگزوز هم به وضوح افزایش می‌یابد.

لرزش خودرو در حالت درجا

یکی دیگر از علائم خرابی کاتالیزور خودرو، لرزش موتور در حالت درجا یا در سرعت‌های پایین است. حتی ممکن است در مواردی خودرو خاموش شود. دلیل این موضوع می‌تواند گرفتگی یا خرابی کاتالیست و بازگشت گازها به داخل موتور باشد.

تغییر محسوس رنگ دود اگزوز

به‌طور‌کلی هرگونه تغییر رنگ غیرمعمول در دود خروجی از اگزوز می‌تواند ناشی از خرابی کاتالیزور باشد. به‌خصوص اگر این رنگ به‌شدت تیره شده؛ به‌گونه‌ای که آسفالت یا سپر را سیاه می‌کند، این احتمال بیشتر است.

استارت نخوردن خودرو

در موارد شدیدتر و زمانی که حفره‌ها، ورودی یا خروجی کاتالیزور خودرو دیگر کاملا مسدود شده‌اند؛ ماشین به‌سختی استارت می‌خورد. به‌ویژه اگر در روزهای تابستانی که احتمال سردی موتور هم وجود ندارد؛ شاهد این مشکل هستید، باید به کاتالیزور نیز در کنار عوامل دیگر، نظیر سنسور اکسیژن مشکوک شوید.

عمر مفید کاتالیزور ماشین چقدر است؟

عوامل مختلفی بر عمر مفید کاتالیزور خودرو تاثیر می‌گذارند. مهم‌ترین آنها عبارتند از: 

• کیفیت سوخت؛
• وضعیت کلی سلامت موتور و سیستم سوخت‌رسانی؛
• فرهنگ و سبک رانندگی (رانندگی پرشتاب فشار روی کاتالیزور رو افزایش می‌دهد)؛
• نوع موتور (موتورهای توربوشارژ نسبت به موتورهای تنفس طبیعی فشار بیشتری به کاتالیزور وارد می‌کنند)؛
• حجم موتور (با افزایش حجم موتور، حجم گازهای خروجی و درنتیجه فشار حرارتی و شیمیایی روی کاتالیزور هم افزایش می‌یابد)؛
• کیفیت اولیه ساخت کاتالیزور؛

بااین‌حال، بیشتر کاتالیزورهای دوطرفه و سه‌طرفه در بازار ایران، عمر مفیدی بین ۸۰ هزار تا ۱۰۰ هزار کیلومتر دارند. این در حالی است که عمر مفید برخی محصولات خارجی تا ۱۵۰ هزار کیلومتر نیز می‌رسد. این عدد برای کاتالیزورهای فابریک در دفترچه خودرو درج می‌شود.

زدفیت؛ راهنمای شما در خرید کاتالیزور خودرو

در صورت مشاهده علائم خرابی کاتالیزور خودرو و سپس اثبات خرابی آن، معمولا راهی جز تعویض این قطعه ندارید. مهم‌ترین نکته در خرید قطعه جدید نیز کیفیت ساخت، عمر مفید آن و تحقیق درباره برند سازنده است. سپس باید سازگاری آن از نظر اندازه، سازوکار و متریال با نوع و حجم موتورتان را نیز در نظر بگیرد. در این زمینه، زدفیت در کنار شماست.

فروشگاه اینترنتی زدفیت، واردکننده انواع لوازم یدکی خودروهای چینی حاضر در جاده‌های ایران است. این شرکت تنها با برندهای معتبر و شناخته‌شده چینی همکاری کرده و با تامین مستقیم کالا، تلاش می‌کند ضمن حفظ اصل کیفیت، محصولات خود را با اقتصادی‌ترین قیمت ممکن، عرضه نماید. برای دریافت لیست قیمت یا مشاوره خرید کاتالیزور خودرو یا دیگر قطعات مد نظر خود با ما تماس بگیرید.