3o ΕΣΠΕΡΙΝΟ ΕΠΑΓΓΕΛΜΑΤΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ (ΕΠΑ.Λ.) ΒΕΡΟΙΑΣ

   ΤΑ ΠΑΝΤΑ ΓΙΑ ΤΟΥΣ ΚΑΤΑΛΥΤΕΣ

ΙΣΤΟΡΙΑ

Πριν ξεκινήσουμε οποιαδήποτε ανάλυση γύρω από τους καταλύτες και την λειτουργία τους, είναι σκόπιμο να έχουμε μερικές εγκυκλοπαιδικές γνώσεις που θα μας βοηθήσουν να κατανοήσουμε την χρησιμότητά τους. Η βασική διαφορά της ατμόσφαιρας του πλανήτη μας από τους άλλους πλανήτες είναι η ύπαρξη οξυγόνου ως συστατικό του ατμοσφαιρικού αέρα. Η σύσταση της ατμόσφαιρας είναι : 78% άζωτο, 0. 95% αργό και 20 ,9% οξυγόνο. Το οξυγόνο δημιουργήθηκε στην γήινη ατμόσφαιρα πριν από δύο δισεκατομμύρια χρόνια περίπου. Στην αρχή τα ποσοστά του οξυγόνου στον αέρα ήταν μικρά (περίπου 2-5%). Στην συνέχεια και βαθμιαία δημιουργήθηκε το γνωστό ποσοστό 20 ,9%. Οι ανθρώπινες δραστηριότητες όμως έχουν σαν αποτέλεσμα την βαθμιαία μείωση των ποσοστών του οξυγόνου. Το οξυγόνο που καταναλώνεται από την βιομηχανία, τα αυτοκίνητα και τις πυρκαγιές ίσως αποδειχθεί αναντικατάστατο για τις επόμενες γενιές. Στη θέση του οξυγόνου, πάντοτε, δημιουργείται κάποιο άλλο αέριο, συνήθως επιβλαβές για το περιβάλλον και τον άνθρωπο.

Η συνειδητοποίηση του προβλήματος αυτού από τους « ειδικούς» δημιούργησε την ανάγκη για έρευνες γύρω από την καλύτερη αντιμετώπισή του. Αντιλαμβανόμενοι λοιπόν κατά την έρευνα ότι το αυτοκίνητο είναι ένας από τους δημιουργούς του προβλήματος, κινήθηκαν προς την κατεύθυνση αυτή. Και η λύση βρέθηκε!!! Το όνομα αυτής «καταλύτης» ή αλλιώς αυτοκίνητα «νέας τεχνολογίας» ή αλλιώς «καθαρά» αυτοκίνητο.Μόνο που υπήρχε ένα πρόβλημα . Η λύση ήρθε πολύ γρήγορα και έτσι δεν τους δόθηκε χρόνος να ενημερώσουν τον πολύ κόσμο. Και τότε άρχισαν τα «παρατράγουδα»! Ο κάθε αμαθής ή ημιμαθής ή αν θέλετε απλά άσχετος άρχισε να αναλύει την δική του θεωρία γύρω από το θέμα. Αποτέλεσμα αυτής της παραπληροφόρησης στην χώρα μας, ήταν ο πανικός και η τρομοκρατία του κόσμου σε πολλές περιπτώσεις. Όταν όμως αυτή η φουρτούνα «κόπασε», άρχισε η σωστή πληροφόρηση γύρω από το θέμα. Ξεκινώντας λοιπόν σας λέμε ότι οι περιορισμοί για την εκπομπή βλαβερών καυσαερίων εφαρμόστηκαν για πρώτη φορά στην γη το 1961. Αυτό έγινε στην Καλιφόρνια των ΗΠΑ όπου δια νόμου, περιορίστηκαν οι εκπομπές των καυσαερίων, από το κάλυμμα του στροφάλου. Δια νόμου λοιπόν καθιερώθηκε , ότι αυτά τα λεγόμενα αέρια «Blow- By» θα έπρεπε να επιστραφούν στο σύστημα αναρρόφησης (εισαγωγή) του κινητήρα , με ισχύ του νόμου από 1/1/1964 .Ήδη όμως από το ’56, οι αμερικάνοι τεχνικοί ανέπτυξαν ένα πρόγραμμα ελέγχου για την εκπομπή καυσαερίων, το ονομαζόμενο «ELEVEN TEST MODE» , από το οποίο προήλθε το πλέον παγκοσμίως γνωστό «SEVEN TEST MODE» , και δεν επέτρεπαν την κυκλοφορία κανενός αυτοκινήτου, το οποίο δεν πληρούσε τις προδιαγραφές του τεστ των επτά αερίων-όπως λέγεται στα ελληνικά- από το 1966. Στην συνέχεια στις προδιαγραφές αυτές προσαρμόστηκαν και οι Ευρωπαίοι κατασκευαστές , για τα αυτοκίνητα που εξήγαν προς τις Η.Π.Α .Όμως και η Ε.Ο.Κ θέσπισε από τις αρχές του 1970 τα δικά της όρια εκπομπής καυσαερίων. Αρχικά , καθιέρωσαν ρυθμίσεις μόνο για τον περιορισμό των άκαυστων υδρογονανθράκων και του μονοξειδίου του άνθρακα. Με βάση το έτος 1971 συστήθηκε μείωση για όλα τα καινούργια αυτοκίνητα , μέχρι το 1975 , της τάξης του 20% για το CO (μονοξείδιο του άνθρακα) και 15% για τους HC (άκαυστους υδρογονάνθρακες).Το 1979 έγινε μία ακόμη μείωση των ορίων εκπομπής των καυσαερίων για το CO κατά 35% και για τους HC κατά 25% έναντι των τιμών του ’71. Το 1977 περιορίστηκαν, δια νόμου, και οι εκπομπές των οξειδίων του αζώτου (NΟχ) , και από το 1982 αναφέρονται συνολικά μαζί με τις εκπομπές των HC και του CO. Η μείωση που επιτεύχθηκε στα ποσοστά των Nοχ, τότε , ήταν της τάξης του 40%. Αυτά , σε ότι αφορά την ιστορία του καταλύτη.Πριν περάσουμε όμως στην ουσία του θέματός μας , του καταλύτες , καλό είναι να δούμε πρώτα ποια είναι αυτά τα βλαβερά για τον άνθρωπο αέρια που εκπέμπονται από το αυτοκίνητο, και σε τι ποσοστό είναι βλαβερά. Η ύπαρξη των βλαβερών για τον άνθρωπο αερίων, οφείλεται στην ατελή καύση των υδρογονανθράκων του καυσίμου (βενζίνη). Τα βλαβερά αυτά αέρια λοιπόν είναι :

Α) Άκαυστοι υδρογονάνθρακες, (HC) (βενζίνη).

Β) Μονοξείδιο του άνθρακα (CO), το οποίο είναι εξαιρετικά δηλητηριώδες για τον άνθρωπο (θυμηθείτε του θανάτους από τα μαγκάλια)

Γ) Διάφορα οξείδια του αζώτου (NOχ) . 

 Να σημειωθεί εδώ ότι τα βλαβερά αυτά αέρια αποτελούν μόνο το 2% των καυσαερίων του αυτοκινήτου , ενώ το υπόλοιπο 98% είναι ακίνδυνο. Για παράδειγμα, αν καεί 1 (ένα) κιλό βενζίνης , τότε εκπέμπονται 15 (δεκαπέντε) κιλά καυσαερίων. Απ’ αυτά μπορούν να θεωρηθούν σαν άκρως βλαβερά μόνο τα 300gr καυσαερίων . Το μεγαλύτερο μερίδιο αυτών των βλαβερών ουσιών έχει το μονοξείδιο του άνθρακα (CO) με περίπου 70% συμμετοχή. Το αέριο αυτό δημιουργείται κάτω από συνθήκες μη πλήρους καύσης δηλ. κάτω από έλλειψη οξυγόνου. Στην περίπτωση αυτή , ο άνθρακας δεν βρίσκει αρκετό οξυγόνο για να μπορεί να καεί πλήρως και να μετατραπεί σε διοξείδιο του άνθρακα (CO2) , το οποίο δεν είναι βλαβερό για τον άνθρωπο. Χρήσιμο είναι να πούμε ότι το μονοξείδιο του άνθρακα έχει την ιδιότητα να μην οξειδώνεται κάτω από μία συγκεκριμένη θερμοκρασία , έτσι ώστε να μετατραπεί σε διοξείδιο . Α κόμη πρέπει να ξέρετε ότι το μονοξείδιο του άνθρακα είναι άοσμο και ιδιαίτερα δηλητηριώδες για τον άνθρωπο. Αντιδρά δε 200 έως 300 φορές πιο εύκολα με την κόκκινη χρωστική ουσία του αίματος παρά το οξυγόνο. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα το να μεταφέρεται μέσω του αίματος, λιγότερο οξυγόνο και να επηρεάζεται σημαντικά η λειτουργία του εγκεφάλου. Η δεύτερη βλαβερή ουσία που εκπέμπεται μέσω των καυσαερίων είναι οι άκαυτοι υδρογονάνθρακες (HC) , οι οποίοι κατά κύριο λόγο, αποτελούνται από μόρια βενζίνης, που λόγω κακής καύσης εξάγονται από την εξάτμιση, ή ακόμη από τον εξαερισμό του καρμπυλατέρ. Οι εκπομπές των HC μ’ αυτούς τους τρόπους, συμβάλλουν σημαντικά στην δημιουργία του νέφους και είναι ιδιαίτερα επικίνδυνα για την υγεία μας σε μεγάλη πυκνότητα. Τέλος τα οξείδια του αζώτου (ΝΟχ) αντιπροσωπεύουν το 18% των βλαβερών ουσιών , και χωρίζονται σε μονοξείδια και διοξείδια. Τα μονοξείδια δημιουργούνται μέσα στον χώρο καύσης , και τα διοξείδια δημιουργούνται όταν τα καυσαέρια έρχονται σ’ επαφή με την ατμόσφαιρα. Αυτοί είναι κυρίως οι λόγοι που επέβαλλαν την ανάγκη της τοποθέτησης του καταλύτη στα αυτοκίνητα σήμερα..

ΤΙ ΕΙΝΑΙ Ο ΚΑΤΑΛΥΤΗΣ ;

Πριν δώσουμε την περιγραφή και τον τρόπο λειτουργίας του καταλύτη καλό θα ήταν πρώτα να θυμηθούμε λίγο την ετυμολογία της λέξεως. Κάτι δηλ. που μάθαμε αρκετό καιρό πριν στο μάθημα της χημείας . Ο κανόνας λοιπόν λέει ότι : « Καταλύτης είναι η ουσία που με την παρουσία της διευκολύνει μία χημική αντίδραση, χωρίς όμως να λαμβάνει μέρος στην συγκεκριμένη αντίδραση». Στην περίπτωση του αυτοκινήτου, που μας ενδιαφέρει άλλωστε , η χημική αντίδραση είναι η ένωση του οξυγόνου με τα προ¨ι¨όντα της ατελούς καύσης που γίνεται στο θάλαμο καύσης της μηχανής του αυτοκινήτου.Ο καταλύτης τώρα σαν εξάρτημα του αυτοκινήτου , έχει διαστάσεις λίγο μεγαλύτερες από ένα σιλανσιέ εξάτμισης και τοποθετείται στο σύστημα εξαγωγής των καυσαερίων (εξάτμιση) και αφαιρεί κατά ένα μεγάλο ποσοστό τις βλαβερές για τον άνθρωπο ουσίες που υπάρχουν στα καυσαέρια του αυτοκινήτου. Μέσα στον καταλύτη υπάρχει ένα πορώδες κεραμικό υλικό με πολύ μεγάλη επιφάνεια από την οποία περνάνε τα καυσαέρια και ενώνονται με το οξυγόνο. Με άλλα λόγια οξειδώνονται ή αν θέλετε «καίγονται».

Όλα αυτά βέβαια γίνονται με την βοήθεια των «ευγενών» μετάλλων που περιέχουν οι καταλύτες (ρόδιο,παλάδιο,πλατίνα). Έτσι μπορούμε να εξηγήσουμε και το φαινόμενο των υψηλών θερμοκρασιών που αναπτύσσονται μέσα στον καταλύτη. Λόγω της καύσης (οξείδωση) των καυσαερίων που πραγματοποιείται μέσα στον καταλύτη , οι θερμοκρασίες ξεκινούν από τους 2700 C και φτάνουν τους 8000 C. Αυτές είναι οι κανονικές θερμοκρασίες που εξασφαλίζουν και την ομαλή λειτουργία ενός καταλύτη. Εάν όμως οι θερμοκρασία υπερβεί του 800 βαθμούς και φτάσει τους 1200 , τότε αυτό θα είναι καταστροφικό για τον καταλύτη. Φτάνουν 5- 10 λεπτά λειτουργίας του σ’ αυτήν την θερμοκρασία για λειώσουν το κεραμικό υλικό που υπάρχει μέσα του. Αυτή η αύξηση της θερμοκρασίας συνήθως οφείλεται σε πρόβλημα στο σύστημα ανάφλεξης , όταν δηλ. η βενζίνη δεν καίγεται όλη και κάποια ποσότητα διαφεύγει μέσω της εξάτμισης και καταλήγει στον καταλύτη.

ΠΩΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΕΙ Ο ΚΑΤΑΛΥΤΗΣ ;

Μέσα στον καταλύτη, όπως προαναφέραμε ,υπάρχει ένα πορώδες κεραμικό υλικό με πολύ μεγάλη επιφάνεια από την οποία περνάνε τα καυσαέρια και ενώνονται με το οξυγόνο. Με άλλα λόγια οξειδώνονται ή πιο απλά καίγονται. Έτσι εξηγούνται και οι μεγάλες θερμοκρασίες που αναπτύσσονται μέσα στους καταλύτες .Όταν λέμε ότι η επιφάνεια του καταλύτη είναι μεγάλη , εννοούμε ότι οι πόροι του κεραμικού υλικού μέσα στον καταλύτη , από την οποία περνάνε τα αέρια , έχουν συνολικό εμβαδόν 22000 τετραγωνικά μέτρα (22 στρέμματα) . Όσο περίπου 4 ποδοσφαιρικά γήπεδα. Περνώντας λοιπόν τα καυσαέρια μέσα από τους πόρους του κεραμικού υλικού έρχονται σε επαφή με το οξυγόνο (ενώνονται) και μεταμορφώνονται ως εξής : To μονοξείδιο του άνθρακα σε διοξείδιο που είναι ακίνδυνο (CO+O = CO2), τους υδρογονάνθρακες σε νερό και διοξείδιο του άνθρακα (HC + OX = HO2 και CO2) και τέλος το άζωτο σε μονοξείδια και διοξείδια ( Ν + ΟΧ = ΝΟ και ΝΟ2 ). Φυσικά μέσα στην βενζίνη υπάρχουν και άλλα συστατικά όπως προσμίξεις του θείου (S) οι οποίες όταν έρχονται σ’ επαφή με το νερό (ΗΟ2) εκτελείται μία χημική αντίδραση και δημιουργείται το ΥΔΡΟΘΕΙΟ που έχει και αυτήν τη γνωστή δυσάρεστη οσμή. Όταν λοιπόν μυρίζει ο καταλύτης δεν σημαίνει ότι είναι χαλασμένος , αλλά ότι είναι εντελώς φυσιολογικό.

ΠΟΣΑ ΕΙΔΗ ΚΑΤΑΛΥΤΩΝ ΥΠΑΡΧΟΥΝ ;

Τα είδη των καταλυτών είναι : α) ο οξειδωτικός καταλύτης β) ο μειωτικός γ) ο δυοδικός και τέλος δ) ο τριοδικός καταλύτης που με την σειρά του χωρίζεται σε τριοδικό μη-ρυθμιζόμενο καταλύτη και σε τριοδικό ηλεκτρονικά ρυθμιζόμενο καταλύτη .Οι πιο γνωστοί ωστόσο και με ευρεία χρήση είναι ο οξειδωτικός και οι τριοδικοί καταλύτες , και μ’ αυτούς θ’ ασχοληθούμε περισσότερο. Ο οξειδωτικός καταλύτης μειώνει την περιεκτικότητα των καυσαερίων σε μονοξείδιο του άνθρακα και άκαυστους υδρογονάνθρακες μόνο κατά 60% έως 80% περίπου. Τα τελευταία χρόνια όμως δεν χρησιμοποιείται σχεδόν καθόλου , όπως άλλωστε και οι μειωτικοί και δυαδικοί καταλύτες . Γι’ αυτό δεν θ’ ασχοληθούμε καθόλου μ’ αυτούς. Αντίθετα οι τριοδικοί καταλύτες , μη-ρυθμιζόμενος και ηλεκτρονικά ρυθμιζόμενος , είναι και οι πλέον διαδεδομένοι στην κατασκευή των αυτοκινήτων. Ο τριοδικός μη-ρυθμιζόμενος καταλύτης μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε αυτοκίνητα που διαθέτουν είτε καρμπυλατέρ ή σύστημα ψεκασμού , γιατί εκτελεί ένα απλό μηχανικό έργο. Ο τριοδικός ηλεκτρονικά ρυθμιζόμενος καταλύτης μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο σε αυτοκίνητα που διαθέτουν ψεκασμό και ηλεκτρονικές αναφλέξεις ,γιατί σ’ αυτήν την περίπτωση η σύνθεση των καυσαερίων που δέχεται προς επεξεργασία ο εγκέφαλος είναι ηλεκτρονικά ρυθμιζόμενη. Πιο συγκεκριμένα ο τριοδικός ηλεκτρονικά ρυθμιζόμενος καταλύτης ονομάζεται έτσι γιατί μπορεί να μετατρέψει και τα τρία βλαβερά για τον άνθρωπο αέρια ( HC, CO , NOX ) σε μη βλαβερά , σε μία μόνο φάση. Αυτό το είδος του καταλύτη έχει το πλεονέκτημα να μειώνει τα τρία ανεπιθύμητα καυσαέρια κατά 90% περίπου. Η λειτουργία αυτού του καταλύτη είναι βασισμένη στην χρήση της πληροφορικής και της ηλεκτρονικής τεχνολογίας που τα τελευταία χρόνια εισέβαλε και στον χώρο του αυτοκινήτου. Πιο απλά , τα καυσαέρια , κατά την έξοδό τους από την εξαγωγή (εξάτμιση) περνάνε από έναν ανιχνευτή οξυγόνου, που αλλιώς ονομάζεται «λ» (λάμδα), ο οποίος με την σειρά του ανιχνεύει πόση είναι η περιεκτικότητα των καυσαερίων σε οξυγόνο . Δηλ. αν το μίγμα που εισάγεται μέσα στον χώρο καύσης είναι φτωχό ή πλούσιο σε οξυγόνο. Κατόπιν στέλνει την πληροφορία αυτή σ’ έναν μικροϋπολογιστή και εκείνος με την σειρά του επεξεργάζεται την πληροφορία , και εφόσον είναι συνδεμένος και με διάφορα άλλα εξαρτήματα της μηχανής ( ψεκασμός , ανάφλεξη , κλπ), στέλνει τις κατάλληλες εντολές και έτσι διορθώνει το μίγμα που εισάγεται στον χώρο καύσης. Όλα αυτά βέβαια γίνονται σε πολύ μικρό χρονικό διάστημα (κλάσματα του δευτερολέπτου) .Με αυτόν τον τρόπο καταφέρνουμε την πληρέστερη καύση και επομένως την χαμηλότερη εκπομπή καυσαερίων .

ΤΙ ΕΙΝΑΙ Ο « λ » ;

Η παράμετρος της αναλογίας του μίγματος βενζίνης – αέρα ονομάστηκε λάμδα («λ»), και συμβολίζεται διεθνώς με το ελληνικό γράμμα λ .Όπως ήδη προαναφέραμε , η αποστολή του «λ» είναι η πληροφόρηση του εγκεφάλου για την περιεκτικότητα των καυσαερίων σε οξυγόνο. Ο αισθητήρας αυτός λοιπόν για να κάνει σωστά την δουλειά του , είναι τοποθετημένος συνήθως πάνω στο σύστημα της εξαγωγής των καυσαερίων δηλ. στην εξάτμιση , και μάλιστα πριν τον καταλύτη. Στέλνοντας λοιπόν τις πληροφορίες που συλλέγει από τα καυσαέρια (οξυγόνο), δίνει την δυνατότητα στον εγκέφαλο να διορθώσει την αναλογία του καυσίμου-αέρα(1:14).Όταν η τιμή του «λ» είναι ίση με 1(ένα) τότε αυτό σημαίνει ότι οξειδώνονται όλα τα μόρια της βενζίνης με τα ελεύθερα μόρια του οξυγόνου και άρα υπάρχει τέλεια καύση και καθόλου εκπομπή καυσαερίων. Αυτό όμως είναι μόνο θεωρητικά δυνατό, ιδιαίτερα όταν πρόκειται για έναν κινητήρα και δεν είναι δυνατόν ο κινητήρας πάντα να λειτουργεί με «λ» = 1, γιατί θ’ αντιμετωπίζαμε προβλήματα κατά την εκκίνησή του σε κρύα κατάσταση. Γι’ αυτό άλλωστε στο χρονικό διάστημα που μεσολαβεί μέχρι να θερμανθεί ο κινητήρας , ο «λ» δεν λειτουργεί. Τα τελευταία όμως χρόνια έχουν βρει λύση και γι’ αυτό το πρόβλημα. Πρόσθεσαν μία ηλεκτρική αντίσταση στον «λ» και έτσι τον θερμαίνουν γρηγορότερα με αποτέλεσμα να έχουμε μείωση των καυσαερίων ακόμη και σε κρύα κατάσταση του κινητήρα. Αυτοί οι αισθητήρες ξεχωρίζουν εύκολα γιατί βγάζουν περισσότερα από ένα καλώδια (2- 4) . Το ένα είναι ρεύμα (+ κόκκινο) , το άλλο σώμα (- μαύρο) και το τρίτο είναι αυτό που στέλνει τους παλμούς (πληροφορίες) στον εγκέφαλο. Οι τιμές του «λ» μπορούν να μετρηθούν με πολλούς τρόπους : α) με τον απλό αναλυτή καυσαερίων στην έξοδο του καταλύτη , β) με ένα MULTI USE TESTER που συνήθως συνδέεται παράλληλα στον εγκέφαλο και γ) μ’ ένα απλό πολύμετρο , όπου μπορούμε να πάρουμε τιμές κατευθείαν από τον «λ» συνδέοντάς το παράλληλα με το καλώδιο που στέλνει πληροφορίες στον εγκέφαλο. Εκεί οι τιμές που παίρνουμε είναι mvolt και κυμαίνονται από 400mv έως 600mv .

 ΠΟΙΑ ΕΙΝΑΙ Η ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΖΩΗΣ ΕΝΟΣ ΚΑΤΑΛΥΤΗ

ΚΑΙ ΑΠΟ ΤΙ ΚΑΤΑΣΤΡΕΦΕΤΑΙ ;

Οι κατασκευαστές των καταλυτών δίνουν διάρκεια ζωής στους καταλύτες από 70000χλμ. έως τα 100000χλμ. Αυτό όμως δεν είναι απόλυτο γιατί μπορεί να υπάρχει πρόωρη φθορά του ή ακόμη γήρανσή του από παράγοντες εξωγενείς. Ωστόσο μπορεί να βρούμε και καταλύτες που να έχουν ξεπεράσει τα 100000χλμ και παρ’ όλα αυτά να λειτουργούν άψογα. Ουσιαστικά λοιπόν δεν υπάρχει όριο ζωής του καταλύτη. Ο νόμος είναι σαφής στο θέμα αυτό. Όσο ο καταλύτης εκτελεί σωστά τα καθήκοντά του και καθαρίζει τα καυσαέρια καλύπτοντας τα όρια εκπομπής τους χαμηλά, τότε ο καταλύτης θεωρείται εντάξει. Από την στιγμή που δεν καλύπτει τα όρια απαιτείται η άμεση αντικατάστασή του. Τα όρια αυτά αναγνωρίζονται εύκολα πλέον και στην χώρα μας με την ισχύ της Κάρτας Ελέγχου Καυσαερίων, που εδώ και δύο περίπου χρόνια είναι υποχρεωτική και έχει ισχύ ένα (1) χρόνο από την ημερομηνία έκδοσής τους. Οι μεγάλοι εχθροί του καταλύτη είναι συνήθως η βενζίνη με μόλυβδο , η κακή τροφοδοσία , η κακή ανάφλεξη και η γήρανσή του. Ο μόλυβδος ουσιαστικά «δηλητηριάζει» τον καταλύτη γιατί επικάθεται στους πόρους του με αποτέλεσμα να τον «φρακάρει» και να μην περνάνε τα καυσαέρια μέσα από αυτούς (πόρους), να μην λειτουργεί η οξείδωση και επομένως να μην πληρεί τον σκοπό του .Τα προβλήματα τώρα στην τροφοδοσία και στην ανάφλεξη μπορεί να επιτρέψουν την εισροή μιας ποσότητας άκαυστης βενζίνης στους σωλήνες της εξάτμισης και του καταλύτη, με αποτέλεσμα να αυξηθεί η θερμοκρασία του καταλύτη, λόγω ανάφλεξης της βενζίνης , από 800 περίπου βαθμούς Κελσίου σε 1200 βαθμούς όπου είναι και το σημείο τήξης του ροδίου . Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα να λειώσει το κεραμικό υλικό του καταλύτη και να μην λειτουργεί πια κανονικά . Για τον ίδιο ακριβώς λόγο (εισροή άκαυστης βενζίνης στον καταλύτη) απαγορεύεται και να προσπαθούμε να βάλουμε μπροστά ένα καταλυτικό αυτοκίνητο σπρώχνοντας το .Τέλος για το θέμα της γήρανσης του καταλύτη μπορούμε να πούμε μόνο , ότι επειδή ποτέ δεν βάζουμε βενζίνη στο αυτοκίνητό μας από ένα σταθερό βενζινάδικο , και ποτέ δεν είμαστε σίγουροι για την ποιότητα του καυσίμου που χρησιμοποιούμε, γι’ αυτό λέμε ότι ο καταλύτης του αυτοκινήτου μας κάποτε γερνάει , κουράζεται. Αυτός είναι και ο λόγος που δίνουμε τα 100000χλμ ως όριο ζωής του καταλύτη.

Ο ΚΑΤΑΛΥΤΗΣ , ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΜΕΝΟΣ Ή ΜΗ , ΕΙΝΑΙ ΕΠΙΚΙΝΔΥΝΟΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΥΓΕΙΑ ;

Δεν υπάρχει βασικά θέμα υγείας. Ο καταλύτης δεν είναι σε καμία περίπτωση φίλτρο ώστε να κατακρατεί βλαβερές ουσίες. Απλά μετατρέπει την σύνθεσή των καυσαερίων από βλαβερά σε μη βλαβερά στο μεγαλύτερο ποσοστό τους (90%).Οι καταλύτες αποτελούνται από ρόδιο (όχι ράδιο) , παλλάδιο και πλατίνα .Πρόκειται λοιπόν για ευγενή και ακριβά μέταλλα που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή κοσμημάτων, στην ιατρική, στην φαρμακοβιομηχανία , στην ηλεκτρονική και σε πολλές ακόμη εφαρμογές. Σε ότι αφορά την πλατίνα πρέπει να πούμε ότι έχει βαθμό τήξης τους 1770 βαθμούς Κελσίου, πράγμα που την κάνει ν’ αντιστέκεται σχεδόν σε όλες τις χημικές αντιδράσεις. Η ετήσια παραγωγή είναι περίπου 80 τόνους και πολλές φορές ανευρίσκεται σε βάθος μόλις 1500 μέτρων.

ΤΙ ΓΙΝΟΝΤΑΙ ΟΙ ΚΑΤΕΣΤΡΑΜΜΕΝΟΙ ΚΑΤΑΛΥΤΕΣ ;

Αυτοί οι καταλύτες συλλέγονται και στέλνονται για ανακύκλωση σε μεγάλες υψικαμίνους ώστε η ποσότητα επαναπόκτησης των ευγενών μετάλλων να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή καινούριων καταλυτών. Συνήθως τέτοιες εταιρείες ανακύκλωσης υπάρχουν μόνο στο εξωτερικό. Δυστυχώς η χώρα μας δεν διαθέτει ούτε τα μέσα περισυλλογής τους ούτε τα μέσα της ανακύκλωσής τους.

ΤΙ ΠΡΕΠΕΙ  ΝΑ ΚΑΝΟΥΜΕ Σ’ ΕΝΑ

ΚΑΤΑΛΥΤΙΚΟ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟ ;

ΤΙ ΔΕΝ ΠΡΕΠΕΙ, ΝΑ ΚΑΝΟΥΜΕ Σ’ ΕΝΑ

ΚΑΤΑΛΥΤΙΚΟ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟ ;

ΣΤΟΙΧΕΙΟΜΕΤΡΙΚΗ ΑΝΑΛΟΓΙΑ

Η ανάγκη προστασίας του περιβάλλοντος και η χρήση του τριοδικού καταλύτη δεν επιτρέπει πλέον την καύση «τυχαίων» μιγμάτων . Η αναλογία αέρα-βενζίνης θα πρέπει να διατηρείται μεταξύ αυστηρών ορίων κατά την λειτουργία του κινητήρα σε διάφορες συνθήκες . Ο καταλύτης λειτουργεί σωστά όταν έχει να επεξεργαστεί μικρές , σχετικά , ποσότητες αερίων HC , CO και NOX . Αν κάποιο από αυτά τα τρία αέρια βρεθεί σε μεγάλες ποσότητες και για αρκετό χρονικό διάστημα στην εξαγωγή , τότε προκαλείται μόνιμη βλάβη του καταλύτη , όπως θα δούμε στη συνέχεια .Η θεωρητική αναλογία (ή χημική αναλογία ) , του μίγματος αέρα-βενζίνης που απαιτείται για την πλήρη καύση είναι 14,7 gr αέρα προς 1 gr βενζίνης . Αυτή η αναλογία καλείται στοιχειομετρική αναλογία βάρους , ( stoichiometric ratio ) .Είναι η αναλογία η «χημική» που εκφράζει την τέλεια καύση της βενζίνης .Για να απλοποιήσουμε τις αναφορές στις διάφορες αναλογίες καύσιμου μίγματος , ονομάσαμε λάμδα «λ» , ( από το Ελληνικό γράμμα «λ» ) , το πηλίκο της αναλογίας του εκάστοτε εισερχομένου μίγματος προς την στοιχειομετρική αναλογία .

A/F εισερχόμενο A / F ?

λ = =

A/F στοιχειομετρικό 14.7 / 1

Το λ = 1.0 , όταν A/ F = 14.7/1 . 14.7/ 1= 1.0 λ = 1.0

Αν το μίγμα είναι φτωχό, αν δηλ. η ποσότητα του αέρα σε σχέση με την ποσότητα της βενζίνης είναι μεγαλύτερη από αυτήν της στοιχειομετρικής αναλογίας , τότε μεταβάλλεται το κλάσμα και η τιμή του λ αυξάνεται . Αν αυξηθεί η ποσότητα του αέρα στο μίγμα κατά 10% δηλ. κατά 1.47 , τότε και η τιμή του λ αυξάνεται κατά 10% και γίνεται …λ = 1.1

14.7 + 10% = 14.7 + 1.47 = 16.17

1.0 + 10% = 1.0 + 0.1 = 1.1

16.17 /1 = 1.1 λ = 1.1

17.64 /1 = 1.2 λ = 1.2

 Αν το μίγμα είναι πλούσιο , αν δηλ. η ποσότητα του αέρα σε σχέση με τη ποσότητα της βενζίνης είναι μικρότερη από αυτή της στοιχειομετρικής αναλογίας , τότε αλλάζει το κλάσμα και η τιμή του λ αλλάζει. Αν μειωθεί η ποσότητα του αέρα στο μίγμα κατά 10% δηλ. κατά 1.47 , τότε και τιμή του λ μειώνεται κατά 10% και γίνεται… λ= 0.9 .

 14.7 – 10% = 14.7 – 1.47 = 13.23

1.0 – 10% = 1.0 – 0.1 = 0. 9

13.23/1 = 0. 9 λ = 0. 9

11.76/1 = 0. 8 λ = 0. 8

Οι αναλογίες αέρα-βενζίνης που εμφανίζονται συχνότερα κατά τη λειτουργία των κινητήρων αναφέρονται στον πίνακα που ακολουθεί . Η εξοικείωσή σας με αυτές τις αναλογίες και τις αντίστοιχες τιμές του λ θα σας διευκολύνει στη μελέτη των συστημάτων ψεκασμού (injection ) .

 Πλούσιο Φτωχό

Μίγμα

13.2 13.9 14.7 15.4 16.1

« λ » 0,9 0.95 1.0 1.05 1.1

Είναι αδύνατο να ελέγξουμε την αναλογία του μίγματος ή τις συνθήκες της καύσης πριν από την εξαγωγή των καυσαερίων . Μετά την εξαγωγή από τον κύλινδρο , η σύσταση των αερίων της καύσης μας πληροφορεί για την αναλογία του μίγματος αέρα-βενζίνης που εισήχθη στον κύλινδρο και για το εάν είχαμε πλήρη καύση .Αν έχουμε έκλυση μονοξειδίου του άνθρακα CO και υδρογονανθράκων HC , τότε συμπεραίνουμε ότι το μίγμα ήταν πλούσιο , ενώ αν έχουμε μειωμένη έκλυση των προηγουμένων αερίων , τότε το μίγμα ήταν φτωχό.Γενικά μπορούμε να προβλέψουμε τη σύσταση των καυσαερίων αν γνωρίζουμε την αναλογία του μίγματος που εισάγεται στον κύλινδρο.

Πλούσιο μίγμα Φτωχό μίγμα

HC , CO μείωση CO , HC

Σημειώσεις : Η στοιχειομετρική αναλογία που ανταποκρίνεται στην καύση της βενζίνης με καθαρό οξυγόνο

είναι : 3gr Ο2 / 1 gr βενζίνης . Το οξυγόνο αποτελεί το 1/5 περίπου του αέρα.

A/F είναι η αναλογία αέρα( Αir) / καυσίμου (Fuel) . Σε κάθε καύσιμο αντιστοιχεί διαφορετική

αναλογία A/F.

ΑΣΦΑΛΕΙΑ ΠΡΙΝ ΑΠΟ ΚΑΘΕ ΕΡΓΑΣΙΑ ΣΤΟ ΑΥΤΟΚΙΝΗΤΟ

Πριν ξεκινήσετε κάθε εργασία στο αυτοκίνητο είναι απαραίτητο να γνωρίζετε τις προφυλάξεις που πρέπει να πάρετε για την αποφυγή κάποιου ατυχήματος.

Μην καπνίζετε ή τουλάχιστον φροντίστε να μην υπάρχει κοντά κάποια φλόγα, όταν εργάζεστε σε οτιδήποτε έχει σχέση με το σύστημα τροφοδοσίας καυσίμου του αυτοκινήτου ή την μπαταρία. Και τα δύο αυτά μέρη εκπέμπουν εύφλεκτα αέρια.

Προσοχή σε γραβάτες, αλυσίδες, μακριά μανίκια όταν σκύβετε στον χώρο του κινητήρα και αυτός λειτουργεί. Είναι πολύ πιθανό να μπλεχτούν στον ανεμιστήρα ή σε κάποιο λουρί (ιμάντα), με πάρα πολύ δυσάρεστα αποτελέσματα για εσάς. Το ίδιο ισχύει και για τα δάκτυλα σας, όταν εργάζεσθε στην μηχανή.

Αν χρειάζεται να σηκώσετε το αυτοκίνητο με τον γρύλο, σιγουρευτείτε ότι το έδαφος είναι απόλυτα στερεό, ότι ο γρύλος είναι σωστά τοποθετημένος και δεν πρόκειται να γλιστρήσει, και τέλος καλού κακού τοποθετήστε και έναν τρίποδα σε σταθερά σημεία έτσι ώστε σε περίπτωση ολίσθησης του γρύλου να είστε απόλυτα ασφαλισμένοι.

ΠΡΟΣΟΧΗ!!! Μην μπαίνετε ΠΟΤΕ κάτω από το αυτοκίνητο όταν αυτό είναι σηκωμένο και δεν έχετε τοποθετήσει τα ειδικά τρίποδα για την σωστή στήριξή του. Ξεχάστε κάθε εργασία κάτω από αυτό. Ακόμη ΠΟΤΕ μην στηρίζετε το αυτοκίνητο πάνω σε τούβλα ή ξύλινους τάκους για να μπείτε από κάτω. Έχουν χάσει αρκετοί την ζωή τους έτσι.

Αν τώρα χρειάζεται να σηκώσετε το αυτοκίνητο με κάποιο ανυψωτικό βεβαιωθείτε ότι το αυτοκίνητο είναι ακριβώς στο κέντρο του ανυψωτικού και ότι το βάρος του θα είναι ίσα μοιρασμένο στις δύο ή στις τέσσερις κολώνες του ανυψωτικού. Ακόμη φροντίστε, όταν χρησιμοποιείτε τετρακόλωνο ανυψωτικό, να «δέσετε» καλά το αυτοκίνητο ώστε να μην τσουλήσει προς τα εμπρός ή προς τα πίσω .

Φροντίστε να φοράτε τα σωστά ρούχα (φόρμες εργασίας με στενά μανίκια) και παπούτσια (με ειδικό μέταλλο στις μύτες τους) για να περιορίσετε τα ατυχήματα στο ελάχιστο. Είναι πολύ συχνό το φαινόμενο να πέφτουν βαριά μεταλλικά αντικείμενα στα πόδια μας και να μας προκαλούν σοβαρούς τραυματισμούς. Όπως επίσης να πιάνονται τα φαρδιά μανίκια μας σε διάφορα σημεία της μηχανής με δυσάρεστα αποτελέσματα για εμάς.

Αυτά είναι μερικά βασικά μέτρα ασφαλείας, που πρέπει να γνωρίζουμε και να τα τηρούμε πάντα, πριν ξεκινήσουμε να κάνουμε οποιαδήποτε εργασία σ’ ένα αυτοκίνητο. Κλείνοντας σας τονίζουμε ότι δύο είναι οι κυριότερες αιτίες που προκαλούν ατυχήματα κατά την διάρκεια μίας εργασίας μας στο αυτοκίνητο.

Η πρώτη είναι η άγνοια , και η δεύτερη είναι η απροσεξία . Γνωρίζοντας και λαμβάνοντας σοβαρά υπ’ όψιν τις παραπάνω συμβουλές, έχουμε καταφέρει να περιορίσουμε τις αιτίες σε μία. Για την απροσεξία όμως θα πρέπει να φροντίσετε εσείς, γιατί αποκλειστικά υπεύθυνοι είστε ΜΟΝΟΝ ΕΣΕΙΣ!!!

Επιμέλεια κειμένου: Πέτρος Σταθακόπουλος