Katalyzátor: Na čo slúži a ako ho nezničiť?
Katalyzátor je v dnešnej dobe veľmi potrebnou súčiastkou, hlavne pri sprísňujúcich sa emisných kontrolách. Tá je už od 15. mája sprísnená a tak by sme si mali povedať aj pár slov o tomto zariadení, na čo slúži a taktiež prečo ho na tej emisnej kontrole potrebujeme viac ako len krížik namotaný okolo spätného zrkadla.
Katalyzátor je zariadenie, ktoré je uložené vo výfukovom potrubí, každého auta, teda od výroby je tam uložený a jeho úlohou je upravovať škodlivé výfukové plyny tak, aby na jeho výstupe obsahovali čo najmenší podiel nebezpečných zložiek, teda exhalátov alebo emisií. Katalyzátor by sme spoznali podľa jeho valcového tvaru s množstvom kanálikov. Na jeho výrobu sa prevažne používa keramika. Povrch katalyzátora v závislosti od jeho typu môže obsahovať aj katalytickú látku, čo znamená najväčšiu pracovnú plochu pri jeho minimálnych rozmeroch.
Rozdelenie katalyzátorov podľa chemických reakcií
Katalyzátory nie sú však všetky rovnaké a podľa prebiehajúcich reakcii poznáme 3 typy:
- Oxidačný katalyzátor.
Tento typ katalyzátora používajú vznetové motory. Tie síce pracujú s prebytkom vzduchu, ale pri ich práci dochádza ku spaľovaniu bohatej zmesi, pretože kvapky rozprášenej nafty môžu byť mikroskopicky veľké. Tento katalyzátor je určený na redukciu škodlivých látok, no pri vysokej teplote katalyzátora dochádza ešte aj ku spaľovaniu pevných častíc vo výfukovom plyne s prebytkom kyslíka. Pri takomto spaľovaní sa zmenšuje veľkosť pevných častíc, prípadne mikročastice sa spália úplne.
- Trojcestný katalyzátor
Tento typ pri svojej činnosti využíva prítomnosť látky katalyzátora. Ten sa počas chemickej reakcie síce nemení, ale značne ovplyvňuje rýchlosť spaľovania. Na svojom povrchu má teda katalytickú látku, ktorá pri dostatočnej teplote umožňuje vytváranie chemickej reakcie, kde oxidanty redukčné činitele a oxid uhličitý sú vo vhodnom pomere aby dokázali reagovať za vzniku vody a oxidu uhličitého. Tieto typy katalyzátorov sa používajú pre zážihové motory, no tieto motory musia spĺňať určité podmienky. Po prvé, musia sa regulovať množstvom zmesi a pracovať so stechiometrickým pomerom λ = 1. Ďalej musia pracovať s homogénnou zmesou, ktorá je vytvorená ľahkoodpariteľným palivom. Takže súčiniteľ prebytku vzduchu je možné dodržiavať na mikroúrovni. Nesmie sa ale zabúdať aj na veľmi dôležitú úlohu lambda sondy, pretože pri jej nesprávnom fungovaní je katalyzátor nefunkčný.
- Redukčný katalyzátor
Tento typ katalyzátora sa používa pri vznetových aj pri zážihových motoroch, ktoré sú vybavené priamym vstrekovaním paliva.
Katalyzátor ale nie je súčiastka automobilu, ktorá vám prežije karosériu auta. Takže sa vám môže stať, že sa pokazí, respektíve poškodí a dá autu výpoveď. Najčastejšie to vieme zistiť podľa kontrolky motora, teda pokiaľ auto disponuje aj druhou kontrolnou lambda sondou, ktorá skúma stav a funkčnosť katalyzátora. Staršie autá však takéto vymoženosti nemajú a tak zistiť, či je katalyzátor poškodený dokážete pri všímaní si správania auta. Problémy so štartovaním auta, o dosť vyššia spotreba paliva, zlá dynamika a mnoho ďalších vám dokáže signalizovať, že niečo nie je v poriadku s katalyzátorom.
Katalyzátor nie je lacná záležitosť a tak by ste oň nechceli prísť. Nie vždy to však musí byť vaša chyba a tu je pár vecí, ktoré vám môžu váš katalyzátor poškodiť. Bohužiaľ, veľa ľudí keď nemôžu naštartovať, roztláčajú auto. To však môže byť osudné pre katalyzátor, pretože sa doň dostanú výfukové plyny spolu s nespáleným palivom a tak dúfajte, že po naštartovaní auta sa táto zmes v katalyzátore nevznieti. Taktiež sa katalyzátor môže poškodiť pri natankovaní bezolovnatého benzínu, teda nekvalitného paliva, alebo tiež pri veľkom priesaku oleja do spaľovacieho priestoru motora.
Podľa zloženia materiálu katalyzátora poznáme:
- Kovové katalyzátory
Tieto katalyzátory majú vložku vyrobenú z kovu a oproti keramickým nie sú také náchylné na mechanické poškodenie. Riziko poškodenia teda nie je veľké ani pri horšom chode motora, teda napríklad pri nedokonalom spaľovaní motora alebo pri spaľovaní stálej bohatej zmesi. Tento typ sa môže využívať pri benzínových motoroch, pri naftových motoroch ale taktiež aj pri motoroch poháňané LPG alebo CNG.
2. Keramické katalyzátory
Nižšia cena týchto typov katalyzátorov je veľkým lákadlom na jeho kúpu. Ich vložka je vyrobená z keramiky, a práve preto sú oveľa citlivejšie teda nie len po mechanickej ale aj po chemickej stránke. Prebytok paliva vo výfukovom potrubí im dá dosť zabrať. Keramické katalyzátory by sa mali používať len v benzínových vozidiel, nie sú určené ani pre pohony LPG a CNG.
Optimálna prevádzková teplota katalyzátora je 400 °C. Pri nízkych teplotách nepracuje katalyzátor dostatočne a tak má nízku účinnosť. Keď sa ale zohreje na prevádzkovú teplotu, spomenutých 400 °C, začínajú sa tvoriť sulfáty. Dá sa ale tomuto predísť a skrátiť dobu nábehu katalyzátora na jeho bežnú prevádzkovú hodnotu. Prvou možnosťou je elektrické ohrievanie katalyzátora. Druhou možnosťou je použitie dvoch katalyzátorov. Menší štartovací katalyzátor je umiestnený pri motore, kde sa oveľa rýchlejšie zohreje od výfukových plynov a hneď ako sa prevádzkový katalyzátor zohreje na optimálnu teplotu, štartovací sa odpojí aby sa pri veľkých záťažiach zbytočne nezničil.
Katalyzátor je teda zariadenie na znižovanie emisii, teda aby vaše auto produkovalo čo najmenej škodlivých látok, ktoré sa vylučujú do životného prostredia. Táto súčiastka je veľmi dôležitá, pretože zbytočným vylučovaním škodlivých plynov sa neničí len životné prostredie, ale aj zdravie všetkých ľudí.
