SVE TAJNE KATALIZATORA

Benzinski (otto) motori novije generacije opremljeni su katalizatorom

(katalitičkim konvertorom), čija je glavna uloga ekološka zaštita okoliša.

Katalizator je smješten u prvom ispušnom loncu što je moguće bliže motoru,

kako bi se što prije zagrijao. Tek tada je potpuno učinkovit. U katalizatoru se

štetni (otrovni) plinovi iz ispuha pretvaraju u ekološki prihvatljive plinove.

Štetni plinovi ugljični monoksid (CO), nesagorjeli ugljikovodici (HC) i dušikovi

oksidi (NOx) prolaze kroz katalizator, u kojem dolazi do kemijskih reakcija i

oksidacije, pri čemu se toksični ugljični monoksid (CO) pretvara u ugljični dioksid

(CO2), nesagorjeli ugljikovodik (HC) u vodenu paru (H2O), a dušikovi oksidi

(NOx) u dušik (N2). Najveća učinkovitost katalizatora postiže se ako se postigne

napajanje smjesom zraka i benzina u stehiometrijskom omjeru 14,7:1. Omjeri su

maseni, a ne volumni: dakle, za pravilno i potpuno izgaranje 1g goriva, potrebno

je 14,7 g zraka. Tada je faktor lambda = 1. To postižemo lambda sondom.

Najvažniji dio katalizatora je jezgra. To je saćasta konstrukcija izrađena od

keramičkog materijala, presvučenog vrlo tankim slojem katalitički aktivne tvari.

Riječ je o vrlo skupim materijalima kao što su platina i rodij, koji ubrzavaju

kemijsku razgradnju štetnih sastojaka ispušnih plinova prilikom prolaska kroz

katalizator, ali ne sudjeluju u kemijskoj reakciji..

Ispušni plinovi prilikom prolaska

kroz saće imaju temperaturu od 300

do 350°C te tako zagrijavaju sam

katalizator u kojem započinje

kemijska reakcija onečišćavača (HC,

CO, NOx) u dekontaminirane

spojeve (CO2, H2O, N2, O2).

Kako bi dobro funkcionirao,

katalizator mora biti zagrijan na

radnu temperaturu koja se kraće od

400°C do 800°C. Zbog toga se

katalizatori postavljaju što bliže

motoru kako bi se katalizator što

prije zagrijao na radnu

temperaturu.

Prolaskom kroz katalizator štetni (otrovni) plinovi pretvaraju se u ekološki

prihvatljive

Najvažniji zahtjev za što ispravniji rad i učinkovitost katalizatora je rad motora sa

stehiometrijskim omjerom 'lambda = 1'. U tu svrhu se između motora i

katalizatora postavlja lambda sonda. Katalizator opremljen lambda sondom je

regulirani katalizator (REG-KAT), a svi drugi katalizatori su neregulirani i za eko-

test se svrstavaju u skupinu motora bez katalizatora.

Treba naglasiti da se i najkraćom uporabom benzina sa sadržajem olova

nepopravljivo uništava katalitički konvertor. Njegov se učinak smanjuje na tako

nisku razinu da njegovo postojanje praktički beskorisno. Učinak katalizatora je

zadovoljavajući do 100.000 km ili 5 godina, nakon toga treba ispitati njegovo

stanje i učinak. Osim olova, do brzog uništavanja katalizatora dovodi i prisutnost

nesagorjelog benzina u katalizatoru.

Temperatura u katalizatoru je oko 800°C i dovoljno je da u katalizator ulazi

benzin 30 sekundi, da bi otpočeli procesi taljenja i uništavanja uređaja. Dovoljno

je i nekoliko sekundi pa da nastanu nepopravljive štete. Zbog toga je vrlo važno

da sustav paljenja bude uvijek ispravan i učinkovit, zbog toga razloga zabranjeno

je u cilju ispitivanja skidati kablove sa svjećica dok je motor u pogonu.

Ako su takva ispitivanja nužno potrebna, preporučljivo je privremeno demontirati

katalizator a umjesto njega staviti bilo kakav ispušni lonac ili cijev. Na tržištu

postoje i zamjenski katalizatori koji su znatno jeftiniji od originala, prilikom

nabavke treba biti vrlo oprezan jer mnogi takvi katalizatori kvalitativno ne

zadovoljavaju. Zamjena samog katalizatora ne iziskuje mnogo vremena i vrlo je

jednostavna u radioničkim uvjetima.

Kvaliteta i izvedba katalitičkog konvertora vidi se i po broju rupica. Jednostavniji

ih imaju oko sto na kvadratni centimetar, a kvalitetniji i do 300. Tada je

razvijena, odnosno aktivna površina katalizatora jednaka površini nogometnog

igrališta. Kod zamjene većina vlasnika automobila bira zamjenski katalizator, koji

je upola jeftiniji od originalnog. Tada na njemu ne treba štedjeti te je

preporučljivo izabrati najkvalitetniji zamjenski katalizator. Oni koji štede

upropaste uložen novac i za katalizator i za rad.

Većina automobila ima samo jedan katalizator, a veliki V6 i V8 motori imaju ih po

dva (neki imaju samo jedan zajednički).

Lambda sonda i njezino djelovanje

Lambda sonda je neizostavni element ispušnih sustava motornih vozila

pogonjenih Otto motorom. Lambda sonda je senzor količine kisika u ispušnim

plinovima te sudjeluje kao regulacijski element pri pripremi gorive smjese.

Naime, kako bi katalizatori djelovali sa maksimalnom iskoristivošću potreban je

stehiometrijski omjer goriva i zraka u smjesi. Pojednostavljeno rečeno – omjer

goriva i zraka mora biti idealan u smislu da nakon izgaranja u cilindru ne ostane

neizgorenog goriva ili, obrnuto, da ne bude viška kisika odnosno zraka.

Idealan omjer obično iznosi 14,7 : 1 (14,7 kg zraka na kilogram ubrizganog

goriva) te se deklarira pomoću lambda ? faktora u iznosu 1.

Funkcija je lambda sonde upravo da detektira odstupanja lambda faktora u

ispušnim plinovima od idealne vrijednosti, te omogući računalu da ovisno o tomu

regulira količinu ubrizganog goriva u usisne cijevi. Dakle, u slučaju gorivom

zasićene smjese smanjuje se količina ubrizganog goriva i obratno.

Održavanjem lambda faktora u blizini idealne vrijednosti pospješuje se

učinkovitost katalizatora što se i vidi na priloženoj slici.

Sam princip djelovanja lambda sonde je sljedeći:

Sonda je obično umetnuta u ispušni sustav na način da je njen vrh u stalnom

kontaktu sa ispušnim plinovima. Kristal od zirkonija obložen sa obiju strana

tankim slojem platine u dodiru s kisikom u ispušnim plinovima generira napon.

Napon varira između 0 i 1 V i očitavanjem srednje vrijednosti njegova iznosa te

poznavanjem količine ubrizganog goriva, lako je izračunati lambda faktor.

Lambda faktoru u iznosu od 1 odgovara srednji napon od otprilike 0,45 V. Na

osnovu podataka što dolaze iz lambda sonde centralno

računalo vozila određuje količinu ubrizganog goriva u

realnom vremenu održavajući lambda faktor

konstantnim.

Problem predstavlja činjenica da lambda sonda tek pri

radnim temperaturama većim od 270 °C počinje vršiti

svoju funkciju. Stoga danas lambda sonde dolaze sa

ugrađenim grijačima i postavljaju se čim bliže motoru, a

sve u svrhu čim ranijeg početka djelovanja regulacijskog

kruga motora.

Lambda sonda je izložena radu u ekstremnim uvjetima

te je stoga sklona kvarovima koji mogu ugroziti ispravan

rad motora i smanjiti radnu učinkovitost katalizatora.

Prilikom inspekcije ispušnog sustava potrebno je

provjeriti sljedeće stvari na lambda sondi:

1.Oštećenja na signalnim žicama

2.Ulaz zraka blokiran prljavštinom, uljem ili elementima podvozja

3.Fizička oštećenja na tijelu sonde

4.Ispravnost navoja na sondi

5.Oštećenja na vrhu sonde ili zamazanost

Posebno je važno da vrh sonde bude čist i na taj način ne spriječava dodir jezgre

sa ispušnim plinovima. Onečišćenost vrha može ukazivati na neispravnosti u radu

motora. Moguće su sljedeće naslage na vrhu sonde:

-crna boja ukazuje na naslage ugljika u obliku čađe

-sjajne naslage ukazuju na onečišćenje olovom iz goriva

-naslage bijele poput krede posljedica su onečišćenja silikonom

-tamno-smeđe naslage su naslage ulja u ispušnim plinovima

-kristalne bijele naslage ukazuju na prisutnost antifriza u ispušnim plinovima

Osciloskopom ili posebnim mjernim uređajima moguće je dijagnosticirati

neispravnost rada lambda sonde ako su vanjska oštećenja nevidljiva.

U slučaju otkrivenih neispravnosti pri radu lambda sonde potrebno je čim prije

zamjeniti neispravnu sondu!