Wprawdzie pierwszy katalizator pojawił się w układzie wydechowym samochodu w połowie lat siedemdziesiątych XX wieku, ale by poznać rolę, jaką spełniał wtedy i jaką spełnia obecnie, należy cofnąć się do roku 1921. Wtedy to zdolny chemik Thomas Midgley, zatrudniony w laboratorium amerykańskiego koncernu General Motors, odkrył własności antystukowe dodawanego do benzyny czteroetylku ołowiu.

Spowodowało to dynamiczne rozwinięcie produkcji silników i samochodów w następnych latach. Stukowe spalanie benzyny to nic innego, jak przedwczesny jej zapłon w silniku. Dzięki odkryciu Midgleya można było zwiększyć stopień sprężania w silnikach, co owocowało zwiększeniem mocy, szczególnie przydatnym w samochodach sportowych. Benzyna z dodatkiem czteroetylku – zwana etyliną – smarowała też gniazda zaworowe, przyczyniając się do poprawy uszczelnienia silnika i zmniejszenia zużycia paliwa. Zaczęto ją powszechnie stosować, choć aż do wybuchu II wojny światowej trujący czteroetylek ołowiu był uważany za chemiczny środek bojowy. Wprawdzie Amerykanie wiedzieli, że związki ołowiu są trujące i niekorzystnie wpływają na organizm człowieka, ale długie lata nikt się tym nie przejmował. Być może przekonywały ich do tego pokazy samego Midgleya, który wielokrotnie polewał swoje dłonie etyliną, dowodząc, iż nic mu się nie dzieje. Ale przy drogach USA stwierdzono zwiększoną zawartość ołowiu w liściach roślin – także tych jadalnych – i wykrywano ołów we krwi badanych ludzi. Zresztą ten chemik miał szczęście do szkodliwych związków chemicznych – to on otrzymał patent na produkcję freonu używanego przez długie lata w lodówkach i klimatyzacjach samochodowych, który przyczyniał się do powstawania dziury ozonowej nad ziemskim globem. Ciekawa była też przyczyna śmierci samego Midgleya, który przypadkowo udusił się w 1944 roku skonstruowaną przez siebie maszyną ułatwiającą mu życie, jako że był częściowo niepełnosprawny po przebytej w dzieciństwie chorobie Heinego-Mediny.

Kiedy przekonano się, jak szkodliwy wpływ na środowisko i organizm ludzki mają związki ołowiu zawarte w paliwie, zaczęto ograniczać dodatek czteroetylku ołowiu do benzyn. Jego zawartość spadła dziesięciokrotnie z 1,5 g/litr do 0,15 g/litr. Potem zaś zakazano, najpierw w Stanach Zjednoczonych i Kanadzie, produkowania etylin. Aby zachować własności przeciwstukowe paliwa dodawano doń sole litu. Odchodzenie od etylin trwało w USA od 1975 roku – wtedy zaczęto montować w autach katalizatory – do 1986 roku. W Unii Europejskiej zaczęto zmniejszać zawartość ołowiu od 1982 roku, a w 2005 roku całkowicie zakazano produkcji etyliny. Trzeba było wymyślić nowe technologie produkcji benzyny bezołowiowej. W Polsce ostatni litr etyliny sprzedany został w marcu 2005 roku. To na ziemi, a w powietrzu silniki samolotów nadal raczą się etyliną, a najpopularniejsza benzyna lotnicza o liczbie oktanowej 100, zawiera do 0,56 g/litr dodatku czteroetylku ołowiu…

Dzisiaj powszechnie stosuje się do napędu silników samochodowych benzyny bezołowiowe. W układzie wydechowym znajdują się katalizatory mające za zadanie wyeliminować zanieczyszczenia wytwarzane przez silniki. Tyle, że zamiast najprostszych katalizatorów umieszczonych w dolnej części układu wydechowego stosuje się katalizatory pod maską silnika. Są one nadto wyposażone w kilka sond lambda, więc i kosztują niemało. Ale mają stosunkowo długą żywotność, bo zwykle trzeba je wymieniać po przebiegu ok. 200 tys. km.

Utarło się przekonanie, że katalizatory występują w układach wydechowych samochodów z silnikami benzynowymi, zaś tzw. filtry cząstek stałych – w silnikach napędzanych olejem napędowym. Nic bardziej błędnego. Dzisiaj wiele diesli – i to nie tylko osobowych – ma i katalizator, i filtr DPF (diesel particulate filter). Ale istnieją też GPF (gasoline particulate filter) do samochodów benzynowych, które i tak mają katalizator. Filtry DPF zaczęto montować w 1996 roku, by wyeliminować czarny dym wydobywający się z rur wydechowych, zwłaszcza ciężarówek z silnikami diesla. Cząstki stałe są jednym – ale w Polsce nie podstawowym – źródłem niskiej emisji pyłów PM 2,5 i PM 10, przyczyniających się do powstawania smogu i śmierci – jak się w naszym kraju ocenia – ok. 44 000 osób rocznie.

Ponieważ podczas eksploatacji małego czy dużego silnika diesla w mieście i wolnej jazdy filtry DPF ulegają przedwczesnemu zatkaniu już po około 30 tys. km przebiegu auta, wielu właścicieli samochodów decyduje się na wycięcie filtra z układu wydechowego. Jazda z wyciętym filtrem sporo kosztuje. W Niemczech płaci się za to mandat 1000 euro. W Austrii jest jeszcze drożej – 3500 euro i podobnie w Wielkiej Brytanii – 2500 funtów. W Polsce mandat był jeszcze do niedawna niski, bo 500 zł, ale podniesiony został do 5000 zł i teraz ci, którzy mają wycięty filtr, zastanawiają się, czy policja przeznaczy więcej pieniędzy na urządzenia wykrywające wycięte filtry DPF czy też na radary.
Trwałość filtra DPF wynosi od 80 tys. km do 200 tys. km przebiegu, zaś koszt wymiany – w zależności od marki samochodu – od 2000 zł do 16 000 zł. Znacznie taniej można filtr wyczyścić, bo działa już taka usługa, a w ostateczności „przepalić” go na drogach pozamiejskich, utrzymując stałe obroty silnika w przedziale 2000–3000 obr./min na trasie 30–50 km.

Dzisiaj eksploatacja samochodów staje się kosztowniejsza niż kiedyś, ale z korzyścią dla wszystkich. Wystarczy powiedzieć, że zawartość ołowiu we krwi Amerykanów zmalała w latach 1975–1994 aż o 76 proc. A coraz więcej krajów spoza Unii Europejskiej (np. Azerbejdżan) wprowadza normy Euro dotyczące czystości spalin opuszczających rurę wydechową.

 


Szeroka oferta katalizatorów, filtrów cząstek stałych oraz innych części zamiennych dla motoryzacji dostępna jest w katalogu marki Starline. Więcej informacji o aktualnej ofercie na stronie: www.elitpolska.pl/oferta/starline


Wojciech Machnicki