• Sticker dağıtımlarımız başlamıştır. Sticker talebinde bulunmak için buraya tıklayınız.
Kaynak ikonu

Katalitik Konvertör Nedir Ne İşe Yarar? (Katalizör Nedir)

Katalitik konvertör egzozdan çıkan zararlı egzoz gazlarını doğaya daha az zarar verecek hale dönüştürmektir. Katalitik konvertör, egzoz gazında bulunan ve zararlı olan: yanmamış Karbonmonoksiti (CO), hidrokarbonları (HC), Nitro oksitleri (NOx) kimyasal reaksiyona (tepkimeye) sokarak zararsız hale getirir.

Egzoz emisyonlarının gerek yasal düzenlemeler gerekse muayane işlemleri sırasında sıkı bir şekilde takip edilmesiyle, araçlarda katalitik konvertörün kullanılması zorunlu hale gelmiştir. Üretilen bütün petrol türevi yakıt kullanan araçlar egzoz emisyon standartlarını karşılamak zorundadır. Hatta bu kurallar o kadar acımasızdır ki geçtiğimiz yıllarda WW firmasının oldukça başını ağrıtmıştı. Egzoz emisyon standartlarında, ülkelerin belirlediği yasal limit değerler veya avrupadaki gibi Euro normları (Euro 4, Euro 5, Euro 6 gibi) referans alınmaktadır.

Katalitik Konvertör Nasıl Çalışır ? (Benzinli Motorlarda)
Günümüzde kullanılan katalitik konvertörler “Üç Yollu Katalitik Konvertör : TWC: Three-WaycatalyticConverters” tipidir. Üç farklı egzoz gazını birden zararsız hale çevirebilen katalitik konvertörlere üç yollu katalitik konvertör denir. Bunlar karbonmonoksit, hidrokarbonlar ve nitro oksitlerdir. (Nitro oksit ve azot oksit aynı şeydir. )

  1. Önce nitro oksitlerden oksijen ayrışır (indirgeme reaksiyonu), böylece geriye N (azot zararsız) ve Oksijen (zararsız) kalır. Buradan açığa çıkan N (azot) atmosfere salınır, zaten havanın %78’i azottur. Oksijen ise, sonraki reaksiyonlarda karbon monoksit ve hidrokarboları yakmak için kullanılır. Zararlı Azot oksitler (NOx) indirgenerek; zararsız Azot (N) ve Oksijene (O2) dönüşür. (İndirgenme) Karbon monoksit (CO) ve hidrokarbonların (HC) oksitlenmesi için gerekli olan Oksijen (O2), Azot oksitlerin (NOx) indirgenmesi soncu oluşan oksijenden sağlanır. (Azot oksit = nitro oksit = nitrik asit) * Nitro oksit (NOx) ------> Oksijene (O2) ve Nitrojen’e (N2) dönüştürür.

    Not: İndirgeme: Bir maddenin başka bir maddeye kimyasa reaksiyon sonucu oksijen atomlarını vermesine, indirgeme denir. Burada Azot oksit (NOx), Azota indirgenmektedir, yani oksijen atomunu kaybetmektedir. Aşağıdaki iki reaksiyonsa, oksidayson (oksijen vererek yakma) reaksiyonudur, yukarıdaki reaksiyondan oluşan oksijenle;karbonmonoksitler (CO) ve hidrokarbonlar (HC) yakılır. Geriye su ve karbondioksit kalır ve egzozdan atılır.

  2. Karbon monoksit (CO) oksitlenerek; karbondioksite dönüşür (CO2). (Yükseltgenme) * Karbonmonoksit’i (CO)------> Karbondioksit’e (CO2)

  3. *Hidrokarbonlar (HC) oksitlenerek; karbondioksit (CO2) ve su buharına (H2O) dönüşür. (Yükseltgenme) * Yanmamış Hidrokarbonlar’ı (HC) ------> Karbondioksit (CO2) ve Suya (H2O) dönüşür. Not: Oksidasyon (yükseltgenme): maddelerin (element veya bileşik) oksijenle reaksiyona girerek kimyasal olarak birleşmesidir. Motorda yakıtın yanması buna örnektir.

Yukarıdaki 3 işlemi yerine getiren kanvertörlere, “Üç Yollu Katalitik Konvertör” (TWC) denir. Konvertör çalışma sıcaklığı: 400 - 500 derecedir. Kurşunsuz yakıt kullanılmalıdır, aksi halde kurşun yüzeye yapışır ve delikleri tıkar (günümüzde kurşunlu benzin satılmamaktadır). Katalitik konvertödeki kimyasal reaksiyonları hızlandıran katalizörler: Platin, Paladyum, İridyum, Radyum'dur.

katalitik konvertör.JPG

Katalitik konvertörün içerisinde çok küçük deliklere sahip seramik bir petek yapı vardır, seramik peteğin üzerin katalizör elementlerle kaplıdır ve bu petek yapı sayesinde, egzoz gazlarının katalizör elementlere temas yüzeyi arttırılmıştır. Katalitik konvertörün peteksi yapısı açılmış olsa, yüzey alanı olarak bir futbol sahası büyüklüğüne ulaşılabilir.

Katalitik konvertörün içerisinde, egzoz gazlarını kimyasal reaksiyona sokan katalizör elementler vardır, bunlar Platin, Paladyum, İridyum, Radyum’dur. Katalizör: Bir kimyasal reaksiyonu hızlandıran ve kendisi kimyasal yapısı değişmeyen maddelere denir.

Katalitik konvertörler soğukken çalışamazlar, içerisindeki kimyasal elementler yüksek sıcaklıklarda aktif olabilmekte ve görevlerini yapabilmektedir. Bu sebeple, çabuk ısınsın diye konvertörler motora daha yakın konuma takılır. Katalitik konvertör çalışma sıcaklığı: 400 - 500 derecedir.

Katalitik Konvertör Çalışma Verimi
Üç yollu katalitik konvertörde, zararlı gazların dönüştürülebilmesi için; motorun lambda=1 değerinde (stokiyometrik oran) veya bu değere yakın olarak çalışması gerekir. Lambda=1 olduğunda, katalitik konvertörün çalışma verimi maksimum olur. Bu sebeple katalitik konvertörün girişine, egzozdaki oksijen oranını ölçen bir oksijen sensörü yerleştirilmiştir. Oksijen sensörü, egzozdaki oksijen oranını algıllayıp ECU’ye bildirir, ECU enjeksiyon sistemini kumanda ederek hava-yakıt karışım oranının ayarlanmasını sağlar.

Katalitik konvertörler, karbonmonoksik, hidrokarbon ve nitro oksitleri (azotoksitleri) % 90 oranında, zararsız olan nitrojene (N2) , suya (H2O) ve karbon dioksite dönüştürür. Egzoz hattında bulunan lamda (oksijen) sensörleri sayesinde, egzoz gazındaki oksijen miktarı sürekli takip edilir (buna kapalı devre çalışma denir). Egzozdaki bu oksijen miktarının takip edilmesiyle, hava yakıt oranı ECU tarafından her zaman ideal hava-yakıt oranına (14,7hava/1yakıt) yakın aralıkta tutulur, bu işlem alınan hava (gaz kelebeği) ve yakıt enjeksiyonunun (enjektör) ayarlanmasıyla sağlanır, böylece katalitik konvertörün verimi maksimum olur. Katalitik konvertörden önceki birinci lambda (oksijen) sensörü, hava yakıt oranını lambda=1 ve yakın değerlere getirir. Böylece katalitik konvertör verimi maksimum olur. Katalitik konvertörden sonraki ikinci lambda (oksijen) sensörü ise, katalitik konvertörün çalışma verimini denetler.

Katalitik Konvertör Nasıl Çalışır ? (Dizel Motorlarda)

Dizel motorlarda kullanılan katalitik konvertöre “Oksidasyon Katalizörü” veya “katalizör” veya “oksidasyon katalisti” denir. Oksidasyon katalizörüne DOC: “Dizel Oksidasyon Katalizörü – Diesel Oxidation Catalyst (DOC)” ismi de verilir. Okidasyon katalizörü, dizel motorların egzoz gazlarında bulunan hidrokarbonları (HC) ve karbon monoksiti (CO) zararsız hale getirir. Oksidasyon katalizörü egzoz hattında ayrı bir parça olarak veya dizel partikül filtresiyle beraber tek bir gövde-kutu içinde bulunabilir. Dizel oksidayson katalizöründe, katalizör olarak; platinyum, paladyum ve alüminyum oksit kullanılır. Bu katalizörlerin üçü de oksidasyon işlevini yerine getirir; yani HC (hidrokarbon) ve CO (karbonmonoksiti), oksijen ile yakarak, zararsız olan Su (H2O) ve Karbondioksite (CO2) dönüştürür. Bu tip katalitik konvertörlere“İki Yollu Katalitik Konvertör : Two-Way Catalytic Converters” denir, çünkü azot oksiti (NOx) indirgeyemezler.

Oksidasyon katalizörün sadece aşağıdaki iki yanma reaksiyonu (oksidasyon) gerçekleştirilir.

2CO + O2 → 2CO2
CxH2x+2 + ((3x+1)/2) O2 → x CO2 + (x+1) H2O

Dizel motorlar aşırı fakir karışımla çalışırlar ve bu sebeple egzoz gazında fazla miktarda oksijen ve Azotoksit (NOx) bulunur. Çok fazla azot oksit indirgenemeyeceğinden (Azot (N) ve Oksijen (O) parçalanıp ayrılamayacağından dolayı), bu kısımda sadece oksidasyon işlemi gerçekleşir, bu sebeple dizel motordaki katalizöre “katalitik konvertör” denmez; “oksidasyon katalizörü” denir, (Dizel Oksidasyon Katalizörü – Diesel Oxidation Catalyst (DOC)). Bunun anlamı; oksidasyon katalizörü, NOx (azot oksit) emisyonlarını azaltmaz, buna müdahale etmez. Sadece hidrokarbonları (HC) ve karbon monoksiti okside eder. Sonuçta karbon dioksit (CO2) ve Su (H2O) açığa çıkar. Sadece HC ve CO emisyonları oksijenle yakıldığından (okside edildiğinden) buna “iki yollu oksidasyon katalizörü” denir.

Dizel motorda, NOx (nitro oksit) emisyonunu azaltmak için, katalitik konvertör (dizel oksidasyon katalizörü) kullanılamaz. Çünkü dizel motorlar sürekli fakir karışımla çalıştığı için (çok hava – az yakıt), egzoz gazlarında da yüksek oranda oksijen bulundururlar. Dizel motorlarda NOxemisyonunu azaltmak için iki yöntem kullanılır, bunlar EGR sistemi (exhaust gas recirculation: egzoz gazı resirkülasyonu) ve SCR (selectivecatalyticreduction: Seçici Katalitik İndirgeme) sistemleridir.Mercedes BlueTec , VolkswagenBlueMotion-BlueTDI, SCR sistemine sahip çevre dostu dizel motor egzoz emisyon teknolojileridir.

Ayrıca dizel motorlarda, benzinli motorlardan farklı olarak, egzozdan çok ince toz şeklinde kurum partikülleri yoğun olarak çıkmaktadır. Dizel araçlarda, çevreye zararlı olan bu partikülleri filtreleyip yakarak, atmosfere salınmasını önleyen, katalitik konvertörden sonra egzoz hattına ayrıca takılan “dizel partikül filtresi – DPF: DieselParticulateFilter” kullanılmaktadır. Son olarak, Volkswagen – Audi firması, dizel partikül filtresiyle, oksidayson katalizörünü tek bir kutu içerisinde birleştirerek, “katalitik kaplamalı dizel partikül filtresini” geliştirmiştir.
Dizel araçlarda Azot oksit (NOx) emisyonlarını azaltmak için;
*EGR Sistemi
*Azot oksit (NOx) Katalizörü
*SCR Adblue Sistemi
kullanılır.

Aşırı fakir karışımla çalışan dizel motorlarda eskiden oksijen sensörü kullanılmazdı, çünkü klasik dar bantlı oksijen sensörü, aşırı fakir karışımla çalışan dizel motorun çok fazla oksijene sahip egzoz gazını ölçmeye kapasitesi yetmezdi. Daha sonraları yeni nesil dizel motorlarda “geniş bantlı oksijen sensörü” kullanılmaya başlanmıştır, bu sensör çok fazla oksijen oranlarını dahi (saf havaya kadar) ölçebilme kabiliyetine sahiptir.

Katalitik Konvertör Tıkanmasının Sebepleri Nelerdir ?
Eğer motorunuz yağ yakıyorsa, katalitik konvertör tıkanacak ve arızalanacaktır. Motorun mavi duman atması, yağ yaktığına işarettir. Motorun yağ yakmasının sebebi ise, piston segmanlarından, supap yuva ve yataklarından, supap yağ keçelerinden yanma odasına yağ kaçağı olması olabilir.

Ayrıca supapların aşınması, supapların yanması, supap ayarının bozuk olması, yani supapların tam olarak kapanmıyor ve kompresyon kaçırıyor oluşu da, motorun yağ yakmasına (yağ eksiltmesine), egzoza yanmamış hidrokarbon ve motor yağının geçmesine sebep olabilir. Bu durumda katalitik konvertör kirlenip tıkanabilir.
Benzin ve motor yağından kaynaklanan ve katalitik konvertörü tıkayan başlıca maddeler: kurşun (kurşunlu benzin bu yüzden kaldırıldı), sülfür manganez, silikon ve fosfordur. Bu sebeple kaliteli yakıt ve motor yağı kullanmak önemlidir.

Motoru uzun süreli yüksek devirlerde çalıştırmak, egzoz gazı sıcaklığını aşırı yükselteceğinden, katalitik konvertörün seramik peteklerinde bulunan katalizör malzemenin erişmesine sebep olacağından, katalitik konvertörün bozulmasına yol açabilir.

Bozuk ya da yanlış bujinin kullanılması, yanma kalitesini bozacağından, katalitik konvertörün tıkanmasına sebep olabilir.
Motorun fazla zengin karışımla çalışması da yanmamış yakıtın egzoza karışmasına sebep olacağından, katalitik konvertörde aşırı sıcaklık artışına ve arızaya sebep olabilir.

Lamda sensörünün arızalı olması, hava-yakıt karışımının doğru ayarlanamamasına, sonuç olarak kötü yanmaya ve fazla hidrokarbon salınımına sebep olacağında, katalitik konvertör tıkanmasına sebep olabilir.
Yazar
Hasip
Görüntüleme
463
İlk Yayınlama
Son Güncelleme
Değerlendirme
0.00 Oylama 0 İnceleme

Hasip Kullanıcısının Diğer Kaynakları;

Üst