1. Strona główna
  2. Poradniki motoryzacyjne
  3. Technika
  4. Katalizator w samochodzie – co to jest i do czego służy? Wyjaśniamy!
Technika

Katalizator w samochodzie – co to jest i do czego służy? Wyjaśniamy!

Pod każdym samochodem znajduje się (a przynajmniej powinna) metalowa puszka, której zadaniem jest zmniejszenie toksyczności spalin – chodzi o katalizator. Pracuje spokojnie i spełnia swoją funkcję, aż do chwili… gdy się zepsuje. Do czego służy katalizator? Co to jest? Jak działa katalizator w samochodzie? Wyjaśniamy!

Motointegrator.com
13/06/2023
Katalizator w samochodzie – co to jest i do czego służy? Wyjaśniamy!

Spis treści:

  1. Katalizator – co to jest?
  2. Jak zbudowany jest katalizator? Budowa katalizatora samochodowego
  3. Katalizator – gdzie jest? W którym miejscu się znajduje?
  4. Jak działa katalizator samochodowy w praktyce?
  5. Katalizator w aucie naprawisz w profesjonalnym warsztacie

Katalizator – co to jest?

Katalizator to element układu wydechowego, który ma na celu zmniejszenie emisji szkodliwych spalin. Do czego służy katalizator? Jego pierwszym zadaniem jest usuwanie wszystkich zanieczyszczeń, jakie powstają przy spalaniu paliwa. Drugim natomiast jest zobojętnianie ich na tyle, aby stanowiły jak najmniejsze zagrożenie dla zdrowia. Katalizator nie ulega trwałej przemianie chemicznej, ale mimo wszystko w niej uczestniczy, wpływając na przebieg reakcji. Od niego zależy proces spalania paliwa.

Przeczytaj artykuł: Czyszczenie filtra cząstek stałych – jak, kiedy i dlaczego to robić?

Wiesz już, co to jest katalizator – a jaka jest jego historia? Pierwsze auta wyposażone w katalizatory, pojawiły się na rynku europejskim w 1986 roku. Auta, wyposażone w katalizatory, nosiły dumnie specjalne oznaczenia. Wraz z wprowadzeniem norm emisji spalin Euro (Euro 1 od 1993 roku), stosowanie katalizatorów stało się obowiązkowe. Kto katalizatora nie miał, nie otrzymywał homologacji i nie mógł sprzedawać aut na terenie UE. Sama konstrukcja ewoluowała. Im ostrzejsze były normy, tym większą pracę musiały wykonywać katalizatory.

Katalizatory, stosowane w autach benzynowych i wysokoprężnych różnią się budową powłoki aktywnej, bo różni się też ich skład spalin.

budowa katalizatora samochodowego

banner-slide-0
banner-slide-1
banner-slide-2

Jak zbudowany jest katalizator? Budowa katalizatora samochodowego

Katalizator samochodowy, będący elementem układu wydechowego, składa się z czterech zasadniczych elementów. Co znajduje się w katalizatorze? Jaka jest jego budowa? Oto elementy, z jakich się składa:

  • Obudowa – metalowa, podłużna puszka, najczęściej w formie walca (albo bardziej spłaszczona) z izolacją cieplną. Od strony przodu auta doprowadzona jest do niej rura wydechowa, zbierająca spaliny z kolektora wydechowego. Z katalizatora wychodzi kolejna rura, która prowadzi oczyszczone spaliny do tłumika.
  • Nośnik – wewnętrzna struktura o przekroju plastra miodu, składająca się z tysięcy kanalików, umożliwiających przepływ spalin. Produkowana jest z metalu (nośnik metalowy), albo z ceramiki (nośnik ceramiczny, wykonany najczęściej z krzemianu aluminiowo magnezowego).
  • Powłoka pośrednia – jest porowata i pokrywa całą powierzchnię kanalików na nośniku. Jej zadaniem jest zapewnienie dobrych warunków dla kolejnej powłoki.
  • Powłoka aktywna katalitycznie – jest wykonana z pierwiastków, które mają za zadanie wchodzenie w reakcje chemiczne (katalityczne) ze szkodliwymi składnikami spalin i zobojętnianie ich do substancji nieszkodliwych dla środowiska. Wpływa ona na przyspieszenie reakcji nośnika katalizatora. To najdroższa i najważniejsza część.

Powłoka aktywna katalitycznie pokryta jest rzadkimi i drogimi pierwiastkami. Na przykład na powierzchni katalizatora trójdrożnego stosuje się platynę, rod i palladium. Warstwy tych metali inicjują reakcję chemiczną, przekształcając gazy w mniej toksyczne. Szkodliwy tlenek azotu może być zredukowany do azotu i tlenu, natomiast z trujących tlenków węgla utleniają się mniej szkodliwe dwutlenki węgla.

Wspomnieliśmy wcześniej o tym, że katalizatory w dieslach i benzyniakach nieco się od siebie różnią.

  • Katalizatory utleniające – zmniejszają ilości tlenków węgla i węglowodorów HC oraz cząstek stałych w spalinach diesli.
  • Katalizatory trójfunkcyjne (trójdrożne) – utleniają tlenki węgla i węglowodory oraz redukują tlenki azotu w benzyniakach.

Katalizatory w samochodach są dosyć trwałe i odporne na uszkodzenia mechaniczne.

Katalizator – gdzie jest? W którym miejscu się znajduje?

Gdzie montuje się katalizator w samochodzie? W starszych modelach zazwyczaj był umieszczany na rurze wydechowej. Obecnie katalizator najczęściej umieszczany jest w układzie wydechowym – kilkadziesiąt centymetrów za kolektorem pomiędzy rurami wydechowym. Znajduje się więc w okolicach silnika oraz przedniej osi. Nie należy go mylić z tłumikiem środkowym, filtrem DPF ani tłumikiem końcowym. Jest też inna metoda, tak zwane wkłady, montowane w kolektorze wylotowym.

W nowszych samochodach, spełniających wyśrubowane normy emisji spalin, stosuje się dwa albo trzy katalizatory. Jest to szczególnie popularne w autach z silnikiem widlastym V6 lub V8, w którym pojedynczy katalizator obsługuje jedną z głowic. Ze względu na to, że katalizator w samochodzie znajduje się tuż pod komorą silnikową, musi zachować całkowitą szczelność. W innym wypadku wyciekające z niego spaliny mogłyby dostać się w okolice podszybia i zostać zaciągnięte przez wentylatory do kabiny.

za co odpowiada katalizator w samochodzie

Jak działa katalizator samochodowy w praktyce? 

Po uruchomieniu jednostki napędowej, do katalizatora trafiają spaliny z silnika. Katalizator musi się rozgrzać do minimum 300 st. C, aby mogły zachodzić w nim reakcje katalityczne. Katalizator w samochodzie pracuje optymalnie gdy jego wkład ma temperaturę od 400 do 800 st. C. Aby przyspieszyć nagrzewanie się katalizatora, stosuje się dodatkowe rozwiązania – najczęściej izolację termiczną pod obudową katalizatora (bo to najtańsze rozwiązanie), rzadziej grzałki albo dopływ dodatkowego powietrza do kolektora wydechowego.

Przed katalizatorem i zaraz za nim umieszczone są sondy lambda. Są to czujniki badające procentową zawartość powietrza w spalinach. Sondy lambda dostarczają sygnał do komputera sterującego pracą silnika. Jeśli zawartość powietrza w spalinach jest za wysoka, oznacza to, że silnik pracuje na ubogiej mieszance. Komputer zwiększa ilość wtryskiwanego paliwa. I odwrotnie. Jeśli tlenu w mieszance jest zbyt mało, dawka paliwa jest zmniejszania.

Czytaj więcej: Uszkodzona sonda lambda – objawy i naprawa usterki

Z tym wszystkim wiele wspólnego ma katalizator. Co to oznacza? Wraz ze zmianami składu mieszanki paliwa, w katalizatorze zachodzą procesy redukcji i utleniania, wykorzystujące tlen. Procesy redukcji zmniejszają ilość trujących tlenków azotu, procesy utleniania zmniejszają ilość tlenków węgla (redukcja do dwutlenku węgla) i węglowodorów HC (redukcja do pary i dwutlenku węgla). Procesy redukcji i utleniania występują naprzemiennie, a dzięki nim wzrasta stopień konwersji katalizatora (czyli jego skuteczności) – nawet do 98 %.

działanie katalizatora w samochodzie

Spójrzmy, jak katalizator samochodowy oczyszcza spaliny w praktyce (źródło: magazyn Autoexpert 10/2007):

  • Tlenek węgla – przed katalizatorem 1%, za katalizatorem – 0,1 %
  • Węglowodory HC – przed katalizatorem: do 100 ppm, za katalizatorem: do 20 ppm
  • Dwutlenek węgla – przed katalizatorem – do 14%, za katalizatorem – do 15,4 %

Wprowadzanie nowych, drastycznych norm emisji spalin sprawiło, że same katalizatory przestały wystarczać do oczyszczania spalin w dieslach. Konieczne stało się dodatkowo stosowanie filtrów cząstek stałych DPF/FAP (od Euro 4) i układów selektywnej redukcji katalitycznej SCR (od Euro 6). Poza tym obowiązkowo stosuje się (w autach z silnikami benzynowymi i wysokoprężnymi) układ recyrkulacji spalin EGR, zmniejszający ilość tlenków azotu.

Polecamy również: Wysokie spalanie benzyny – przyczyny. Co może być powodem?

Obecność katalizatorów samochodowych wymuszona jest niejako przepisami dotyczącymi emisji spalin, jednak warto spojrzeć na nie również z innej strony. Za co odpowiada katalizator w aucie? Między innymi za ochronę środowiska. Przede wszystkim zmniejsza lokalne zanieczyszczenia powietrza, np. na ruchliwych miejskich arteriach czy zakorkowanych skrzyżowaniach. Redukcja toksyczności spalin nie jest więc jedynie dążeniem ekologów, ale też wkładem z ochronę zdrowia kierowców, pasażerów, pieszych i wszystkich innych ludzi narażonych na wdychanie spalin – wyjaśnia ekspert Motointegrator.com

Usunięcie katalizatora wpłynęłoby na zakłócenie pracy silnika.

wymiana katalizatora samochodowego

Katalizator w aucie naprawisz w profesjonalnym warsztacie

Wiesz już, gdzie znajduje się katalizator w samochodzie, do czego służy i jak działa, ale jak sprawdzić jego stan i skuteczność? Ten element układu wydechowego ma duże znaczenie dla funkcjonowania Twojego samochodu. Gdy dojdzie do uszkodzenia katalizatora, można zauważyć spadek mocy czy też wzrost zużycia paliwa. To z kolei może wynikać z faktu, że układ wydechowy nie jest drożny.

Jeśli chcesz dowiedzieć się, czy Twój samochód nie emituje zbyt dużej ilości szkodliwych związków, sprawdź swój samochód w profesjonalnym serwisie. Doświadczony mechanik szybko i skutecznie naprawi uszkodzony katalizator. Najlepsze warsztaty samochodowe znajdziesz w wyszukiwarce Motointegrator.com.

Zaplanuj wymiana katalizatora w warsztacie

Odwiedź Motointegrator.com! Wyszukiwarkę warsztatów samochodowych z bazą ponad 25000 serwisów dostępnych w 13 krajach Europy. Znajdź warsztat w swojej okolicy i zarezerwuj wizytę online.

Rekomendowane przez Motointegrator.com

Zobacz wszystkie poradniki

Masz problem z samochodem? Zarezerwuj wizytę w najbliższym warsztacie

Zobacz wszystkie warsztaty