علائم خرابی کاتالیست

و روش‌های بررسی و رفع عیب

همانطور که بارها اشاره شد در دنیای امروز مسایل زیست محیطی و کنترل آلایندگی ها بسیار مورد توجه قرار گرفته است. عملکرد سیستم اگزوز به دلیل قرار گرفتن در مسیر گازهای تولیدی از این دیدگاه بسیار مهم است. در مقاله عیب‌یابی سیستم اگزوز ، به‌صورت کلی معایب این سیستم بیان شد. در اینجا به‌صورت خاص به علائم خرابی مهمترین عضو این سیستم یعنی کاتالیست پرداخته خواهد شد.

عوامل خرابی کاتالیست

به‌صورت کلی هر اتفاقی که سبب شود مبدل کاتالیزوری وظایف خودرو به‌صورت دقیق و کامل انجام ندهد را خرابی کاتالیست می‌نامیم. استفاده از بنزین نامرغوب یکی از دلایل متداول در خرابی سریع‌تر این عضو است. وجود اکتان نامناسب یا سرب یا گوگرد در بنزین، جلو فعالیت لایه‌های اکسیداسیون و احیا کاتالیست را خواهند گرفت. رانندگی با شتاب ناگهانی به دلیل ایجاد ناگهانی فشار در این واحد سبب خورد شدن به‌مرور آن خواهد شد. این اتفاق مخصوصاً در خودرو های کلاس متوسط که از مجرای بای‌پس کاتالیست در مسیر اگزوز استفاده نمی‌کنند متداول است. کاتالیست‌های که در زیر خودرو قرار دارند ممکن است در اثر برخورد با شی خارجی یا دست‌اندازها سبب شکستگی یا قر شدن کاتالیست شوند به‌غیراز عوامل اشاره شده هر کاتالیست دارای متوسط طول عمر است. معمولاً طول عمر یک کاتالیست حداکثر 10 سال تعریف می‌شود و بعد از آن باید تعویض شود.

دوره آموزشی تعمیرات سیستم مالتی پلکس خودرو

علائم خرابی کاتالیست

در مقاله مبدل کاتالیستی در مورد انواع، اجزا، وظیفه و نحوه عملکرد این قطعه مهم در مسیر اگزوز مطالبی بیان شد. پیشنهاد می‌شود جهت تأثیربخشی بیشتر ابتدا آن را مطالعه کنید. باتوجه‌به اینکه عملکرد کاتالیست به‌صورت مستقیم روی میزان آلاینده‌های خروجی تأثیر خواهد داشت. رفتار مبدل کاتالیزوری برای مدیریت سیستم سوخت و جرقه نیز بسیار بااهمیت خواهد بود. شکل 1 آثار احتمالی خرابی کاتالیست را معرفی می‌کند.

شکل 1- آثار مهم خرابی کاتالیست

قبل از شروع بررسی‌ها توجه کنید برخی از آثار خرابی می‌تواند دلایل متفاوتی داشته باشد به عنوان مثال کاهش شتاب می‌تواند در اثر وجود مشکل در انژکتور، پمپ‌بنزین، ریل سوخت، شمع، وایر شمع، کویل و… باشد؛ بنابراین در هنگام بررسی سایر احتمالات را نیز بررسی کنید. در یک مقاله مجزا به‌صورت ترکیبی تمامی احتمالات خرابی در سیستم موتور از روی نشانه‌ها آن و روش گام‌به‌گام عیب‌یابی آن بیان خواهد شد. در اینجا به عیوب به‌صورت قطعه‌ای پرداخته می‌شود. همانطور که اشاره شد نظر به اهمیت وجود مبدل کاتالیستی در مسیر کاهش آلاینده‌ها، خرابی آن می‌تواند به‌صورت روشن‌شدن چراغ چک به اطلاع راننده برسد. درصورتی‌که از دستگاه دیاگ برای بررسی خودرو استفاده شود مشاهده کد خطای مربوطه نیز می‌تواند یکی دیگر آز آثار خرابی کاتالیست باشد. فرسوده‌شدن پوشش‌های داخل کاتالیست به‌مرور ایجاد بوی شبیه بوی سولفور که اصطلاحاً آن را در بازار به‌عنوان بوی تخم‌مرغ گندیده می‌شناسند رخ خواهد داد. گاهی اوقات گرمای زیاد مجموعه لانه‌زنبوری داخلی را ذوب می‌کند؛ بنابراین عبور گازهای خروجی به‌سختی اتفاق می‌افتد. این حالت سبب کاهش توان موتور و کاهش شتاب گیری خودرو خواهد شد. علاوه‌برآن بسته‌بودن مسیر خروج اگزوز باعث بد استارت خوردن موتور می‌شود. افزایش مصرف سوخت نیز یکی دیگر از آثار احتمالی خرابی کاتالیست به شمار می‌رود. اگر مجموعه لانه‌زنبوری داخل کاتالیست ریزش کند در هنگام روشن بودن مخصوصاً در لحظه استارت خوردن صدای حرکت شن‌ریزه مانند در کاتالیست شنیده می‌شود قطعاً در صورت وجود خرابی در مبدل کاتالیستی به دلیل افزایش میزان آلایندگی گازهای خروجی، خودرو در آزمون‌های معاینه فنی رد خواهد شد.

روش بررسی و عیب‌یابی کاتالیست

شکل 2 روش بررسی و عیب‌یابی مبدل کاتالیستی را به‌صورت عمومی نشان می‌دهد.

شکل 2- انواع روش‌های بررسی عملکرد کاتالیست

بررسی ظاهری

برای این کار بهتر است خودرو روی جک بالابر قرار بگیرد. سپس کاتالیست مورد بررسی قرار داده شود. هر گونه شکستگی و قرشدگی روی بدنه کاتالیست نشانه خرابی آن است. البته اگر میزان قرشدگی ناچیز باشد می‌توان از آن صرف‌نظر کرد. اگر در زمان روشن بودن موتور صدای شن‌ریزه از کاتالیست شنیده شود نشانه وجود مشکل در این قطعه است. مشاهده دوده روی بدنه کاتالیست نشانه شکستگی یا ترک‌خوردگی روی آن است.

استفاده از دیاگ

دستگاه عیب‌یاب همواره به‌عنوان یکی از بهترین روش‌های عیب‌یابی برای سیستم‌های مختلف مطرح است. برای بررسی عملکرد کاتالیست می‌توان از دو بخش خواندن کد خطا و بررسی پارامترها استفاده کرد.

خواندن کد خطا

باتوجه‌به اینکه تعداد مبدل‌های کاتالیستی در خودرو های مختلف می‌تواند بین 1 تا 3 عدد باشد. تعداد کدهای خطایی که برای این مجموعه ثبت شده نیز متناسب با این تعداد می‌تواند کمتر و یا بیشتر باشد. جدول شکل 3 برخی از مهم‌ترین کدهای خطا مرتبط را نشان می‌دهد.

شکل 3- کدهای خطا مرتبط با خرابی مبدل کاتالیستی

نکته 1: کد خطا P0424 و P0429 مربوطه به خطا در موتورهای دیزل است و از نظر ساختاری شبیه کد خطای P0422 در موتور بنزینی است.

نکته 2: کدهای خطا P0430 الی P0434 دقیقاً همانند کدهای خطای اشاره شده در جدول هستند با این تفاوت که خودرو موردنظر از نوع یورو 4 به بالا بوده و دارای دو مانیفولد دود است و در نتیجه 2 مبدل کاتالیستی دارد. کدهای P0420 تا P0434 مربوطه به یک سمت (Blank1) و کدهای P0430 به بعد مربوط به سمت دیگر (Blank2) است.

نکته 3: خودرو های یورو 5 به بالا معمولاً داخل کاتالیست یک سنسور اندازه‌گیری دما قرار داده شده است (Catalyst Temprature Sensor) کدهای خطا P0425 الی P0428 و P0435 الی P0438 مربوط به مشکلات این سنسور است.

بررسی پارامتر سنسور پایین‌دستی و مپ

همانطور که در مقاله عیب‌یابی سنسور اکسیژن بیان شد. سنسور اکسیژن پایین‌دستی برای بررسی عملکرد کاتالیست استفاده می‌شود. شکل 4 منحنی ایدئال این سنسور اکسیژن را نشان می‌دهد.( عیب یابی و عملکرد سنسور اکسیژن )

شکل 4- منحنی صحیح سنسور اکسیژن پایین‌دستی

اگر خروجی سنسور پایین‌دستی متفاوت با شکل 4 باشد (با فرض سالم‌بودن سنسور) نشانه خرابی در عملکرد کاتالیست است. اگر دستگاه دیاگ مورداستفاده دارای نمایشگر دیاگرام نیست باید به عدد نشان‌داده‌شده در پارامتر این سنسور اکسیژن بررسی شود. اگر سنسور پایین‌دستی از نوع Narrowband است دامنه نوسان باید نزدیک خط 0.5 ولت باشد . اگر سنسور پایین‌دستی از نوع Wideband است باید دامنه نوسان در محدوده 2.5 ولت باشد

بررسی اطلاعات سنسور MAP در خودروهایی که از این سنسور استفاده می‌کنند هم می‌تواند راه دیگری برای بررسی گرفتگی در کاتالیست باشد. اگر در لحظه فشرده‌شدن پدال فشار تا نزدیک صفر افت کند سپس به‌آرامی فشار افزایش یابد نشانه گرفتگی در مدار اگزوز است. البته گرفتگی کاتالیست هم یکی از این احتمالات خواهد بود

فشارسنجی مدار اگزوز

فشارسنجی مدار اگزوز با خارج‌کردن سنسور اکسیژن بالادستی و بستن یک فشارسنج به‌جای آن انجام می‌شود. شکل 5 این فرایند را نشان می‌دهد.

1- گیج فشارسنجی 2- سنسور اکسیژن بالادستی 3- لوله‌اگزوز
شکل 5- استفاده از گیج فشار برای اندازه‌گیری فشار داخل مانیفولد اگزوز

پس از اتصال گیج فشار در دو دور مختلف فشار اگزوز مورد بررسی قرار می‌گیرد. جدول شکل 6 نتایج بررسی این آزمایش را نشان می‌دهد.

شکل 6- جدول نتایج بررسی فشارسنجی مسیر اگزوز

همانطور که مشاهده می‌شود این آزمایش نیز مشابه بررسی با استفاده از اطلاعات سنسور مپ است و به‌صورت کلی گرفتگی در مدار اگزوز را نشان می‌دهد که گرفتگی کاتالیست نیز به‌عنوان یکی از موارد باید در نظر گرفته شود.

بررسی با دستگاه آنالیز گازهای خروجی

دستگاه اندازه‌گیری گازهای خروجی در بازار به نام 4 گاز یا 5 گاز شناخته می‌شود شکل 7 نمونه این دستگاه را نشان می‌دهد.

شکل 7- نمونه دستگاه آنالیز گازهای خروجی

میزان CO – O2- NOx و لامبدا را اندازه‌گیری می‌کند. بالابودن بیش از حد اعداد نسبت به اعداد استاندارد نشانه وجود مشکل در مدار هوارسانی، سوخت‌رسانی و یا اگزوز خواهد بود. باتوجه‌به اینکه تفسیر اعداد طولانی خواهد شد در یک مقاله مجزا به تفسیر نتایج آنالیز گازهای خروجی پرداخته خواهد شد.

بررسی دمای کاتالیست

همانطور که در بخش کدهای خطا بیان شد. در برخی سیستم‌های بروزتر سنسور دماسنج روی کاتالیست نصب می‌شود. این سنسور وظیفه اطلاع‌رسانی دمای داخل کاتالیست را به ECU موتور بر عهده دارد. محدوده مناسب دما بر اساس تعداد سیلندر و نوع سوخت تعیین می‌شود. اما با کمک یک ترمومتر لیزری نیز می‌توان این بررسی را انجام داد. (شکل 8)

A- اندازه‌گیری دمای ابتدای کاتالیست B- اندازه‌گیری دمای انتهای کاتالیست
شکل 8- بررسی کاتالیست با کمک دما

همانطور که در شکل 8 مشاهده می‌شود بعد از اینکه موتور به دمای نرمال رسید. دمای ورودی و خروجی کاتالیست به کمک ترمومتر لیزری اندازه‌گیری می‌شود. تفاضل این دو عدد باید در محدوده زیر باشد

در غیر این صورت کاتالیست دچار گرفتگی شده است. در صورت مشاهده مشکل با استفاده از روش‌های ذکر شده واحد کاتالیست باید تعویض شود. البته برخی موارد اشاره به شستشو واحد کاتالیست شده است. فعلاً هیچ شرکت تولیدکننده خودرویی این روش را تأیید نکرده است. بعلاوه باتوجه‌به وجود مواد رادیواکتیو و سمی داخل کاتالیست در هنگام انجام هر گونه تعمیر روی این واحد حتماً موارد ایمنی را رعایت کنید. گاهی برای خالی‌کردن آن و گردآوری خاکه کاتالیست از ابزارهای ساده به‌صورت ضربه‌ای به مجموعه لانه‌زنبوری آن چکش زده می‌شود. گردوغبار آن برای سلامت بسیار مضر است.

نویسنده:مهندس بهروز خطیبی