Kiedy na rynku zaczęły się pojawiać samochody z katalizatorami w układach wydechowych, masa Polaków twierdziła wówczas, że to niepotrzebna komplikacja, że nie ma sensu do tego dopłacać, że to nic nie daje, a stanowi tylko skok producentów na kasę klientów. I popatrzcie – do dziś praktycznie nic się nie zmieniło! Może poza tym, że to nie katalizatory dziś się w ten sposób opisuje, tylko inne elementy pojazdów.
Był styczeń 1985 roku – a więc nieco ponad 40 lat temu – kiedy firma z Rüsselsheim zaprezentowała Opla Asconę-C 1.8i wyposażonego w katalizator. A to był dopiero początek. Od października tego samego roku każdy model Opla był dostępny również w wersji z katalizatorem. W tamtym czasie Opel Corsa 1.3 był pierwszym samochodem o pojemności skokowej do 1.400 cm³ wyposażonym w najnowszą technologię oczyszczania spalin, zgodną z surowymi normami emisji obowiązującymi już wówczas w USA.
Tak, w USA, które to dziś wielu nie do końca chyba obeznanych z tamtejszym prawodawstwem uznaje za raj dla miłośników spalin, sadzy i wielkich silników. Owszem, silniki o dużych pojemnościach skokowych wciąż są tam dość popularne, ale jednak głównie na wsiach. Wielu mieszkańców Stanów, głównie z dużych miast, dziś protestuje przeciwko marce Tesla – za zaangażowanie polityczne Elona Muska, ale to tylko tak na marginesie. W każdym bądź razie w wielu stanach dziś te wielkie silniki nie są już trendy.
Katalizator bez dopłat
Ale porzućmy tę dygresję i wróćmy do Europy do roku 1986, czyli roku następnym po wprowadzeniu do oferty przez Opla aut z katalizatorami. Jesienią tegoż 1986 roku, Opel ponownie trafił na pierwsze strony gazet, oferując wersję nowego Opla Omega-B z katalizatorem w tej samej cenie, co bez tego rozwiązania! OK, Omega i tak była droga, bo to był wówczas model flagowy Opla, ale i te nowoczesne podzespoły też tanie nie były.
Warto przeczytać!
Tę samą politykę cenową zastosowano dwanaście miesięcy później przy prezentacji nowego Opla Senatora. W 1988 roku – po tym, jak Opel stał się najlepiej sprzedającą się na świecie marką samochodów z katalizatorami – zaprezentował nowego Opla Vectrę. Model klasy wyższej średniej, który miał zastąpić Opla Asconę, był pierwszą niemiecką limuzyną w swojej klasie, w której standardowo montowano katalizator!
W kwietniu 1989 roku Opel był pierwszym niemieckim producentem, który wyposażył wszystkie swoje modele seryjne w ten podzespół – od małego Opla Corsy po ekskluzywnego Senatora. W tym samym czasie Opel obniżył ceny wersji z katalizatorem w modelach Corsa, Kadett i Omega.
„Decyzja, aby od kwietnia 1989 roku oferować wszystkie modele benzynowe wyłącznie z katalizatorami wzmocniła wiodącą rolę Opla w niemieckim przemyśle motoryzacyjnym w dziedzinie ochrony środowiska. Wysłaliśmy sygnał i daliśmy przykład innym producentom samochodów” – powiedział Georg Hehner, wówczas członek kierownictwa sprzedaży.
„Dla nas ofensywa katalizatorowa była ukoronowaniem konsekwentnej, długotrwałej polityki korporacyjnej, która stawia ochronę środowiska na pierwszym miejscu. Strategia ta w pełni odpowiada pragnieniu naszych klientów, aby aktywnie przyczyniać się do ochrony środowiska i przyrody. Dlatego Catalyst Offensive to właściwa decyzja we właściwym czasie. Zdecydowana większość kierowców przyjęła i odpłaciła się sygnałem Opla: 87% klientów Opla wybiera teraz model z katalizatorem” – wspominał Georg Hehner.
Miliard marek na początek
W tym czasie firma Adam Opel AG zainwestowała ponad miliard marek w rozwój technologii oczyszczania spalin od 1984 roku. Sam montaż nowych stanowisk testowych i urządzeń testowych kosztował 100 milionów marek. Nowoczesny sprzęt pozwolił na testowanie nowych systemów redukcji spalin. Około 200 inżynierów Opla pracowało nad kwestią ochrony środowiska w centrum rozwoju technicznego w Rüsselsheim.
Już wkrótce po tym, jak rząd niemiecki ogłosił zamiar wprowadzenia amerykańskich limitów emisji również w Niemczech, eksperci Opla zainicjowali szeroko zakrojony program rozwojowy w zakresie redukcji zanieczyszczeń. Istniały nie tylko plany przygotowania silników do benzyny bezołowiowej o niższej liczbie oktanowej. Aby sprostać wysokim wymaganiom europejskiego ruchu drogowego, konieczne było również opracowanie konwerterów katalitycznych. Inżynierowie Opla nie byli zadowoleni z amerykańskich katalizatorów masowych z powodu ich nadmiernego zużycia.
No właśnie – benzyna bezołowiowa… W tamtym czasie nie było to wcale paliwo oczywiste na stacjach benzynowych. To właśnie katalizatory wymusiły stosowanie takiej benzyny. To takiego paliwa należało używać, gdy miało się samochód z tym urządzeniem. Na szczęście dostępność benzyny bezołowiowej szybko rosła, co ułatwiało przyjmowanie się systemów oczyszczania spalin.
Redukcja chemiczna: tak działa katalizator
Etymologia słowa „katalizator” pochodzi od greckiego słowa „kataliza” i oznacza „rozpuszczenie”. W chemii katalizatorem nazywamy materiał, który poprzez swoją obecność, choć nie ulega modyfikacjom, wywołuje lub wpływa na reakcje chemiczne. Już samo to wystarczy, aby dokładnie opisać jego zadanie w układzie wydechowym samochodu: katalizator chemicznie pomaga przekształcać zanieczyszczające środowisko gazy obecne w spalinach, tj. tlenek węgla (CO), niespalone węglowodory (HC) i tlenki azotu (NOx).
W wyniku utleniania tlenek węgla i niespalone węglowodory przekształcają się w nietoksyczne związki, takie jak dwutlenek węgla (CO2) i para wodna (H2O). Aby zredukować emisję tlenków azotu z silnika benzynowego, katalizator wykorzystuje urządzenie pomocnicze, które usuwa tlen z tlenku azotu. W tym celu technicy wykorzystują właściwość tlenku węgla: tlenek azotu reaguje z tlenkiem węgla, tworząc azot, jeden z głównych składników powietrza, którym oddychamy. Chemicy nazywają ten proces transformacji „redukcją katalityczną”.
Urządzenia, które jednocześnie przekształcają te trzy toksyczne związki zawarte w spalinach, nazywane są katalizatorami trójdrożnymi. Powstają one z równoległych kanałów. Już 40 lat temu katalizatory Opla miały 65 kanałów na centymetr kwadratowy. Wnętrze tego podzespołu wykonane jest z wielu warstw odpornego na działanie wysokiej temperatury krzemianu magnezu oraz glinu. Reakcje zachodzą na jego aktywnej powierzchni: gdyby rozłożyć go na ziemi, pokryłby powierzchnię dwóch boisk piłkarskich! Aktywna powierzchnia urządzenia zawiera też platynę i rad, dwa metale szlachetne stosowane w stosunku około 5:1.
Warstwa ta przyspiesza i intensyfikuje proces przemiany zanieczyszczających gazów spalinowych, przyczyniając się tym samym do ich znacznej redukcji. Jednak optymalne utlenienie i redukcję spalin można osiągnąć dopiero przy stosunku 14,6 kg powietrza na kg paliwa. Sonda lambda zapewnia zachowanie proporcji tego „mieszania”. Znajduje się przed katalizatorem w rurze wydechowej i wspólnie z silnikiem i wtryskiem tworzy ciągły cykl. Układ elektroniczny, wykorzystując dane stale napływające z przepływomierza, steruje procesem tworzenia mieszanki paliwa z powietrzem zewnętrznym.
W ten sposób tworzy się najbardziej optymalna mieszanka trafiająca do katalizatora, a na zewnątrz pojazdu emitowanych jest o wiele mniej toksycznych związków, niż z układu wydechowego auta pozbawionego tego urządzenia.
Dziś katalizator, to dużo za mało – układy oczyszczania spalin są dużo bardziej zaawansowane i skomplikowane. I droższe w ewentualnym serwisie. Jednakże samochody emitują wyraźnie czystsze spaliny – a to przyczynia się do poprawy jakości życia nas wszystkich.
Krzysztof Gregorczyk; zdjęcia: Opel / Stellantis
Galeria
Najnowsze komentarze