Catalytic Converter – Bộ chuyển đổi xúc tác khí thải ô tô

Catalytic Converter – bộ chuyển đổi xúc tác khí thải có vai trò, cấu tạo ra sao, và cách thức hoạt động như thế nào? Các triệu chứng cần chú ý khi bộ phận này gặp vấn đề là gì? Hãy cùng Auto Protech tìm hiểu chi tiết về bộ phận này trong bài viết dưới đấy nhé!

Catalytic Converter là gì?

Bộ chuyển đổi xúc tác (Catalytic Converter) là một thiết bị kiểm soát khí thải mà chuyển những khí độc và chất ô nhiễm trong khói thải thành những chất thải ít độc hơn bằng sự xúc tác một phản ứng oxy hóa khử (một phản ứng oxy hóa và một phản ứng khử. Những bộ chuyển đối xúc tác được sử dụng với động cơ đốt trong có nhiên liệu là xăng hoặc diesel – bao gồm cả động cơ cháy sạch cũng như lò đốt dùng dầu hỏa.

Trích nguồn wikipedia: https://en.wikipedia.org/wiki/Catalytic_converter

Catalytic Converter là thiết bị kiểm soát khi thải

Cấu tạo của bầu Catalytic Converter

Một bộ bầu Catalytic sẽ được cấu tạo gồm ba lớp chính:

• Lớp xúc tác đầu tiên (Reduction Catalyst) là lớp lọc đầu tiên của bộ lọc khí thải, sử dụng các kim loại quý như platinum và rhodium để giảm lượng khí NO (NO2). Khí NO được tạo ra trong quá trình đốt cháy nhiên liệu, là một trong những tác nhân gây ô nhiễm không khí và các bệnh lý về đường hô hấp.
• Lớp xúc tác oxy hóa (Oxidization Catalyst) là lớp thứ hai, nhiệm vụ là giảm lượng hydrocarbon và carbon monoxide bằng cách oxy hoá chúng, nhờ vào platinum và palladium. Quá trình này biến các khí độc hại thành các hợp chất khí an toàn như oxy, giúp bảo vệ môi trường.
• Lớp cuối cùng trong bộ lọc khí thải là hệ thống kiểm soát dòng khí thải, sử dụng các thông tin này để điều chỉnh hệ thống phun nhiên liệu, đảm bảo quá trình vận hành xe hiệu quả và giảm thiểu khí thải.

Cấu tạo bầu Catalytic

Nguyên lý hoạt động của Catalytic Converter

Sau quá trình đốt cháy nhiên liệu trong động cơ, dù động cơ có hoạt động tốt nhưng vẫn sản sinh ra nhiều chất độc hại gây ô nhiễm môi trường. Do đó, để loại bỏ những chất độc hại này, bộ chuyển đổi xúc tác được trang bị một lõi lọc dạng tổ ong.

Bề mặt lõi lọc được phủ một lớp kim loại quý làm chất xúc tác giúp các phản ứng khử và oxy hoá diễn ra thuận lợi. Vì vậy diện tích bề mặt của lõi lọc cần phải lớn để các phản ứng này diễn ra hiệu quả và giảm thiểu sự tiêu hao lớp kim loại quý.

Với thiết kế này, bộ chuyển đổi xúc tác có thể loại bỏ 90% các hợp chất có hại, biến chúng thành chất ít độc hại hơn trước khi thải ra môi trường.

Nguyên lý làm việc bộ chuyên đổi xúc tác

Các loại bộ chuyển đổi xúc tác

Tuỳ vào năm sản xuất xe và loại bộ chuyển đổi xúc tác, một số xe có thể không được trang bị chất xúc tác khử phù hợp. Hiện có 2 loại Catalytic Converter chính:

Hai chiều (Two-Way Converter)

Được sử dụng trên các phương tiện tại Hoa Kỳ trước năm 1981. Chỉ bao gồm chất xúc tác oxy hóa, thực hiện 2 chức năng chính: chuyển đổi carbon monoxide (CO) thành carbon dioxide (CO₂). Biến đổi hydrocarbon (nhiên liệu không cháy hoặc cháy không hoàn toàn) thành carbon dioxide (CO₂) và nước (H₂O).

Bộ chuyển đổi xúc tác khí thải hai chiều (Two-Way Converter)

Ba chiều  (Three-Way Converter)

Được áp dụng từ năm 1981 đến nay. Ngoài các chức năng của bộ chuyển đổi 2 chiều, nó còn bổ sung chất xúc tác khử. Chất xúc tác khử giúp chuyển đổi các oxit nitơ (NOx) thành khí nitơ (N₂) và oxy (O₂), giúp giảm ô nhiễm môi trường hiệu quả hơn.

Bộ chuyển đổi khí thải ba chiều (Three-Way Converter)

Các triệu chứng của một bộ chuyển đổi xúc tác xấu

Các bộ chuyển đổi xúc tác hiện đại thường được tích hợp với hệ thống chẩn đoán trên xe (OBD) thông qua các cảm biến. Khi bộ chuyển đổi xúc tác hoạt động không đạt hiệu suất tối ưu, các cảm biến sẽ ghi nhận và gửi mã lỗi đến hệ thống. Mã lỗi này sẽ kích hoạt đèn cảnh báo hoặc hiển thị thông báo để người lái nhận biết. Một trong những mã lỗi phổ biến là P0420, mô tả nội dung “Dưới ngưỡng hiệu quả hệ thống xúc tác”.

Mặc dù mã lỗi này cho thấy có sự cố liên quan đến bộ chuyển đổi xúc tác nhưng nguyên nhân thực sự bắt nguồn từ vấn hệ của hệ thống phía trước, làm giảm hiệu quả của bộ chuyển đổi. Các dấu hiệu khác cũng có thể xuất hiện trong trường hợp bộ chuyển đổi xúc tác gặp trục trặc.

Với vai trò quan trọng của bộ chuyển đổi xúc tác trong hệ thống xả của xe, các biểu hiện bất thường có thể xuất hiện khi bộ phận này hư hỏng hoặc mất tác dụng.

Một số triệu chứng cần chú ý bao gồm

• Hiệu suất nhiên liệu giảm sút: Khi bộ chuyển đổi xúc tác bị tắc nghẽn, luồng không khí đi qua động cơ bị cản trở dẫn đến việc động cơ cần đốt cháy nhiều nhiên liệu để bù đắp. Kết quả mức tiêu thụ nhiên liệu tăng cao và hiệu quả sử dụng giảm đáng kể.
• Đèn báo kiểm tra động cơ sáng: Đèn này có thể biểu thị nhiều vấn đề khác nhau, nhưng một số xe sản xuất sau năm 1996, hệ thống chẩn đoán OBD sẽ kiểm tra bộ chuyển đổi xúc tác. Nếu phát hiện sự cố, cảm biến tỷ lệ không khí trên nhiên liệu sẽ gửi tín hiệu và kích hoạt đèn cảnh báo.

Đèn báo trên taplo sáng lên

• Xuất hiện mùi lạ: Khi bộ chuyển đổi xúc tác bị hỏng, quá trình xử lý khí thải bị gián đoạn, gây ra mùi sulfuric khó chịu, thường được mô tả giống mùi “trứng thối”.
• Khởi động động cơ khó khăn: Nếu khí thải không thể thoát ra ngoài một cách hiệu quả do bộ chuyển đổi xúc tác bị tắc, áp suất trong hệ thống sẽ tăng cao. Điều này có thể khiến động cơ bị giật, tắt máy hoặc khó khởi động.
• Khả năng tăng tốc kém: Tắc nghẽn trong hệ thống khí thải làm tăng áp suất, gây khó khăn trong việc tăng tốc. Xe có thể bị giật hoặc tắt máy khi bạn nhấn ga.
• Kiểm tra khí thải không đạt: Ở nhiều khu vực khác, xe cần vượt qua bài kiểm tra khí thải định kỳ. Nếu không đạt yêu cầu, nguyên nhân phổ biến là do bộ chuyển đổi xúc tác không hoạt động hiệu quả và đi kèm các triệu chứng khác như đã nêu trên.

Kiểm tra khí thải không đạt

Nguyên nhân có thể của bộ chuyển đổi xúc tác bị hỏng hoặc bị tắc

Bộ chuyển đổi xúc tác không tự nhiên hư hỏng, vậy nên việc xác định nguyên nhân trước khi thay thế là rất quan trọng. Dưới đây là một số nguyên nhân phổ biến nhất:

Khi tỷ lệ nhiên liệu – không khí không được điều chỉnh đúng mức, các bộ phận trong hệ thống động cơ có thể bị ảnh hưởng hoặc hư hỏng. Bộ phận này nằm sau buồng đốt và dễ bị tác động bởi tình trạng thiếu hoặc thừa nhiên liệu. Dư thừa nhiên liệu có thể dẫn đến đốt cháy trong bộ phận chuyển đổi, gây nóng chảy các thành phần bên trong.Tích tụ carbon là một hệ quả thường gặp, làm giảm hiệu quả hoạt động của thiết bị.

Cảm biến oxy/Lambda bị lỗi:

Hệ thống động cơ và xả khí sử dụng nhiều cảm biến oxy, giúp xe vận hành ở trạng thái tối ưu. Khi một cảm biến gặp vấn đề, như kết nối không ổn định, dây dẫn bị hỏng, hoặc cảm biến bị lỗi, các thông số không được đo chính xác. Điều này có thể làm lệch tỷ lệ nhiên liệu – không khí gây hiện tượng quá nhiệt và làm hỏng bộ chuyển đổi xúc tác.

Thiệt hại vật chất:

Bộ chuyển đổi xúc tác có thể bị tổn hại do tác động vật lý ở bên ngoài như va chạm gờ giảm tốc, địa hình gồ ghề hoặc các vật cản trên đường. Lực tác động mạnh có thể gây móp méo vỏ ngoài hoặc hư hỏng các bộ phận bên trong, khiến bộ chuyển đổi hoạt động không hiệu quả hoặc thậm chí bị rớt khỏi hệ thống.

Cách làm sạch bầu Catalytic Converter

Sử dụng dung dịch làm sạch bầu Catalytic

Dụng cụ cần chuẩn bị:

• Dung dịch làm sạch chuyên dụng.
• Bình xịt hoặc thiết bị bơm.
• Găng tay và kính bảo hộ.

Các bước thực hiện:

1. Đổ dung dịch làm sạch vào bình nhiên liệu theo tỷ lệ được hướng dẫn in  trên sản phẩm.
2. Khởi động xe và chạy một quãng đường 30 – 50km để dung dịch làm sạch hoạt động trong hệ thống.
3. Dung dịch sẽ hoà tan cặn bẩn, giúp bầu catalytic trở nên thông thoáng hơn.

Tháo bầu Catalytic để vệ sinh thủ công

Dụng cụ cần chuẩn bị:

• Cờ lê, tua vít để tháo lắp.
• Dung dịch vệ sinh (như xà phòng hoặc chất tẩy rửa an toàn).
• Vòi xịt áp lực hoặc bàn chải lông mềm.

Các bước thực hiện:

Bước 1: Tháo bầu lọc khí thải Catalytic

• Tắt động cơ và đảm bảo xe đã nguội.
• Sử dụng cờ lê hoặc dụng cụ tháo ống xả để tháo bầu Catalytic.

Bước 2: Làm sạch bầu lọc khí thải Catalytic

• Ngâm bầu catalytic vào dung dịch xà phòng hoặc chất làm sạch trong 1 – 2 tiếng.
• Dùng bàn chải mềm hoặc vòi xịt áp lực nhẹ để loại bỏ cặn bẩn bên trong.
• Rửa lại bằng nước sạch và để khô hoàn toàn.

Bước 3: Lắp lại bầu lọc khí thải Catalytic

• Gắn bầu Catalytic vào vị trí ban đầu và kiểm tra kỹ để tránh rò rỉ khí xả.

>> Cảnh báo: Không nên tự sửa chữa bộ chuyển đổi xúc tác tại nhà có thể gây nguy hiểm và không đảm bảo hiệu quả. Các chủ xe nếu thấy có các triệu chứng được nêu trên hãy mang xe tới các gara chuyên nghiệp để kiểm tra và sửa chữa.

Hy vọng qua bài viết này các bạn đã nắm được thông tin đầy đủ về Catalytic Converter – bộ lọc khí thải trên xe ô tô. Đừng quên ghé thăm website của Auto Protech để cập nhật những kiến thức bổ ích về ô tô. Nếu bạn muốn tìm hiểu nhiều hơn các kiến thức ô tô hoặc có đam mê với nghề sữa chữa, hãy đăng ký học sửa chữa ô tô tại trung tâm Auto Protech ngay hôm nay để nhận ưu đãi giảm giá 20% học phí nhé!

Thông tin liên hệ:

• Địa chỉ: 60A Đường Kênh Tân Hóa, P. Phú Trung, Tân Phú, TP. Hồ Chí Minh
• Điện thoại – Zalo: 028 22287175 – 0908858875
• Email: haihv78@gmail.com

Tác giả: Hoàng Ngọc Phương