Katalitik Konvertör Nedir? Arızası Nasıl Anlaşılır?

(Bu resimde motor egzozundan çıkan gazlar ve katalitik konvertörün çalışması görülebilir)

Katalitik Konvertör Nedir Ne İşe Yarar? (Katalizör Nedir?)

Katalitik konvertörün görevi, egzozdan çıkan zararlı egzoz gazlarını (emisyonları) zararsız hale dönüştürmektir. Katalitik konvertöre “oksidasyon katalizörü” de denmektedir. Katalitik konvertör, egzoz gazında bulunan ve zararlı olan: yanmamış hidrokarbonları (HC), Karbonmonoksiti (CO), Nitro oksitleri (NOx) kimyasal reaksiyona sokarak zararsız hale getirir.

Egzoz emisyonlarının yasal düzenlemelerle sıkı bir şekilde takip edilmesiyle, araçlarda katalitik konvertörün kullanılması zorunlu hale gelmiştir. Artık üretilen otomobiller belirli egzoz standartlarını karşılamak zorundadır, emisyon kontrollerinden geçemeyen otomobillerin trafiğe çıkışı yasaklanmıştır. Egzoz emisyon standartlarında, ülkelerin belirlediği yasal limit değerler veya avrupadaki gibi Euro normları  (Euro 4, Euro 5, Euro 6 gibi) referans alınmaktadır.

Katalitik konvertör hem benzinli hem de dizel motorlarda kullanılır.

(Katalitik Konvertör Animasyon - Video)

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. )

Üç kimyasal reaksiyon şöyledir:

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.

* Nitro oksit (NOx) ------> Oksijene (O2) ve Nitrojen’e (N₂) dönüştürür.

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.

* Karbonmonoksit’i (CO)------> Karbondioksit’e (CO₂) ,

* Yanmamış Hidrokarbonlar’ı (HC)   ------> Karbondioksit (CO₂) ve Suya (H₂O) dönüşür.

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 ⁰C - 500 ⁰C’dir.

Ayrıca kurşunlu benzin kullanılması yasaktır. Kurşunsuz yakıt kullanılmalıdır, kurşun yüzeye yapışır ve delikleri tıkar. 

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.

Dizel Araçlarda Kullanıla Katalitik Konvertör

Dizel motorlarda kullanılan katalitik konvertöre, “Dizel Oksidasyon Katalizörü – dieseloxidationcatalyst (DOC)” denir. 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 ve sadece aşağıdaki iki yanma reaksiyonunu gerçekleştiriler.

2CO + O₂ → 2CO₂

C_xH_2x+2 + ((3x+1)/2) O₂ → x CO₂ + (x+1) H₂O

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 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.

Katalitik Konvertör Arızası Nasıl Anlaşılır ? Arıza Belirtileri Nelerdir ?

Kötü koku, motor performansının azalması (çekişin düşmesi), kötü motor devirlenmesi, yüksek egzoz emisyon değerleri, fazla yakıt tüketimi gibi belirtiler; katalizörün arızalı olduğuna işaret eder.

Katalitik konvertörün çalışması, lamda (oksijen) sensörünün sinyalleriyle kontrol edilir. Lamda sensörü, egzoz gazının içerisinde bulunan oksijen miktarını algılayarak bir elektrik sinyali olarak ECU’ye bildirir. 

Yeni nesil araçlarda iki adet lamda sensörü bulunmaktadır. Katalitik konvertörün hem önünde (girişinde) hem arkasında (çıkışında), birer tane adet lamda sensörü kullanılmaktadır. 

Egzoz hattında iki tane oksijen (lambda) sensörü bulunur. 

Katalitik konvertörden önceki 1. sensör; hava yakıt karışımının ayarlanmasını, motorun çalışmasının düzenlenmesini sağlar.


Katalitik konvertörden sonraki 2. sensör ise, katalitik konvertörün çalışmasını denetler. Konvertörün düzgün çalışıp çalışmadığını, zararlı gazları zararsız hale dönüştürüp dönüştüremediği kontrol eder ve  ECU'ye bildirir. Bu sensörün lambda değer aralığı daha azdır. Bu sensör kaynaklı bir hata kodu alınırsa; katalitik konvertör arızalı olabilir.

Katalitik konvertör arızalandığında, sarı renkli motor arıza lambası (check engine) veya ayrı yanacaktır. Konvertörün arızalı olduğu bilgisi, lamda sensörü sayesinde anlaşılır.

(Motor Arıza Lambası)



(Katalitik Konvertör Arıza Lambası)

Katalitik konvertörde görülen en yaygın arızalar: tıkanma-dolma, seramik petek yapıdaki etkin maddelerin erimesi ve özelliğini kaybetmesi veya seramik petek yapının gövde içinde kırılmasıdır.

Katalitik konvertörün içindeki petek yapı kırıldığında, motorun altından tıkır tıkır titreşimli sesler gelir. Bu durumda konvertör değiştirilmelidir. Kırılan parçalar egzoz borusunu tıkayabilir, egzoz gazı geri basınç miktarını arttırır ve motor çekişi düşerken, yakıt sarfiyatı artar.

Normal sağlıklı çalışan bir motorda katalitik konvertör tıkanmaz ve kirlenmez.

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.

Katalitik Konvertör Fiyatları

Katalitik konvertör fiyatları marka ve modele göre değişmektedir. Yetkili serviste orjinal katalitik konvertör değişimi en az 1500 tl civarındadır. Bu rakam yukarı çıkabilir. Kaliteli yan sanayi konvertörler tercih edilebilir, fiyatları 500 tl civarındadır.

Hava Enjeksiyon Sistemi

Bazı benzinli araçlarda, egzozdan çıkan HC ve CO emisyonlarını azaltmak için, egzoz manifolduna temiz hava gönderen elektrikli tip bir hava pompası bulunmaktadır. Bu pompa, hava filtresinden emilen temiz havayı, egzoz manifoldunagönderek, egzoz gazında bulunan hidrokarbonların (HC) ve karbonmonoksitin (CO) oksijenle yakılarak zararsız hale gelmesini sağlar. Sistem elektronik kontrol ünitesi tarafından çalıştırılır ve hava enjeksiyon kontrol valfiyle açıp kapatılır.


EGR Sistemi