Bầu Catalytic Converter là gì? Cấu tạo & thời điểm nào cần vệ sinh?

Bộ chuyển đổi xúc tác (catalytic converter) là một trong những thành phần quan trọng trong hệ thống xả của xe ô tô. Bài viết dưới đây sẽ giúp bạn hiểu rõ về bầu catalytic converter, cấu tạo, nguyên lý hoạt động và thời điểm cần vệ sinh hoặc thay thế nó.

Bầu catalytic converter là gì?

Bầu catalytic converter (hay còn gọi là bộ chuyển đổi xúc tác) là một thiết bị được lắp đặt trong hệ thống xả của động cơ đốt trong. Nhiệm vụ chính của bầu catalytic là chuyển đổi các khí thải độc hại như carbon monoxide (CO), hydrocarbon chưa cháy hết (HC) và nitrogen oxide (NOx) thành các chất ít độc hại hơn như carbon dioxide (CO2), nitrogen (N2) và nước (H2O) trước khi thải ra môi trường.

Nguyên lý hoạt động của bầu catalytic dựa trên các phản ứng hóa học xúc tác. Khi khí thải động cơ đi qua bầu catalytic, các chất xúc tác kim loại quý bên trong (thường là platinum, palladium và rhodium) sẽ tạo ra phản ứng hóa học mà không tiêu hao chính chúng.

Có ba loại phản ứng chính xảy ra trong bầu catalytic:

1. Phản ứng khử (Reduction): Chuyển đổi oxit nitơ (NOx) thành nitơ (N2) và oxy (O2).
2. Phản ứng oxy hóa (Oxidation): Chuyển đổi carbon monoxide (CO) thành carbon dioxide (CO2).
3. Phản ứng oxy hóa hydrocarbon: Chuyển đổi hydrocarbon chưa cháy hết (HC) thành carbon dioxide (CO2) và nước (H2O).

Để các phản ứng này diễn ra hiệu quả, bầu catalytic cần đạt đến nhiệt độ làm việc tối ưu (khoảng 400-800°C).

Cấu tạo của bầu catalytic converter

Cấu tạo của bầu catalytic converter được thiết kế một cách thông minh để tối đa hóa diện tích tiếp xúc giữa dòng khí thải và các chất xúc tác quý giá. Các thành phần chính bao gồm:

• Vỏ ngoài (Outer Shell): Thường làm bằng thép không gỉ chịu nhiệt độ cao, có chức năng bảo vệ các thành phần mỏng manh bên trong khỏi các tác động từ môi trường bên ngoài và duy trì nhiệt độ cần thiết cho phản ứng.
• Lõi Sứ hoặc Kim loại (Substrate): Đây là phần trung tâm của bộ lọc khí thải. Nó có cấu trúc dạng tổ ong với hàng nghìn (thậm chí hàng triệu) các kênh nhỏ li ti chạy dọc theo chiều dài của bầu. Cấu trúc tổ ong này có thể được làm từ vật liệu gốm chịu nhiệt (phổ biến nhất là Cordierite) hoặc đôi khi là kim loại. Mục đích chính là tạo ra một diện tích bề mặt cực kỳ lớn trong một không gian nhỏ gọn, cho phép càng nhiều khí thải tiếp xúc với chất xúc tác càng tốt.
• Lớp phủ xúc tác (Washcoat): Một lớp vật liệu xốp, thường là Oxit Nhôm (Al₂O₃), được phủ lên bề mặt của cấu trúc tổ ong. Lớp phủ này giúp tăng độ nhám và diện tích bề mặt tiếp xúc lên gấp nhiều lần, đồng thời là lớp nền để các hạt kim loại quý bám dính một cách ổn định và phân bố đều.
• Kim loại quý (Precious Metals/Catalysts): Đây là thành phần đắt tiền nhất và là “linh hồn” của bầu catalytic. Các kim loại như Platinum (Pt), Palladium (Pd), và Rhodium (Rh) được phân tán dưới dạng các hạt siêu nhỏ trên lớp phủ washcoat. Mỗi kim loại đảm nhận vai trò xúc tác cho các phản ứng hóa học cụ thể.
• Lớp đệm (Mounting Mat): Một lớp vật liệu chịu nhiệt (thường là sợi ceramic) được đặt giữa lõi sứ và vỏ ngoài. Lớp đệm này có tác dụng giảm chấn, bảo vệ lõi sứ khỏi bị vỡ do rung động và giãn nở nhiệt, đồng thời cách nhiệt.
• Cảm biến Oxy (Oxygen Sensors): Mặc dù không phải là một phần bên trong bầu catalytic, nhưng các cảm biến oxy (thường được lắp đặt trước và sau bầu) đóng vai trò cực kỳ quan trọng. 

Hiện nay, có ba loại bầu catalytic converter phổ biến:

• Bầu catalytic hai chiều (Two-way): Xử lý CO và HC, chủ yếu dùng cho động cơ cũ.
• Bầu catalytic ba chiều (Three-way): Xử lý CO, HC và NOx, phổ biến nhất hiện nay.
• Bầu catalytic oxy hóa diesel (Diesel Oxidation Catalyst – DOC): Thiết kế đặc biệt cho động cơ diesel.

Thời điểm nào cần vệ sinh bầu catalytic converter ?

Bầu catalytic converter được chế tạo để có độ bền cao. Tuy nhiên, nó có thể bị tắc nghẽn hoặc suy giảm hiệu quả. Việc vệ sinh bầu catalytic chỉ nên xem xét khi chẩn đoán cho thấy bầu bị tắc nghẽn nhẹ do muội than tích tụ sau một thời gian sử dụng.

Các trường hợp cần cân nhắc kiểm tra hoặc vệ sinh bầu catalytic (nếu tình trạng nhẹ) hoặc thay thế bao gồm khi xe xuất hiện các dấu hiệu bất thường sau:

• Giảm công suất động cơ rõ rệt: Xe yếu đi, tăng tốc kém.
• Tiêu thụ nhiên liệu tăng cao bất thường.
• Đèn báo lỗi động cơ (Check Engine Light) sáng.
• Có mùi trứng thối (mùi lưu huỳnh) từ ống xả.
• Tiếng ồn bất thường từ gầm xe (tiếng lạch cạch do vỡ lõi sứ).
• Xe không vượt qua được bài kiểm tra khí thải.

Việc vệ sinh bầu catalytic có thể được thực hiện bằng các dung dịch chuyên dụng. Tuy nhiên, hiệu quả của việc này không phải lúc nào cũng triệt để, đặc biệt với các trường hợp tắc nghẽn nặng hoặc hư hỏng cấu trúc bên trong. Vệ sinh không phải là một công việc bảo dưỡng phòng ngừa định kỳ bắt buộc.

Các câu hỏi thường gặp về bầu catalytic converter

Xe rung giật có phải do bầu catalytic converter không hoạt động?

Bầu catalytic bị tắc nghẽn hoặc hỏng có thể là nguyên nhân gây ra hiện tượng xe rung giật, đặc biệt khi tăng tốc hoặc khi xe đang hoạt động ở tốc độ cao.

Bao lâu thì nên kiểm tra hoặc thay bầu catalytic converter?

Nên kiểm tra bầu catalytic sau mỗi 50.000 km hoặc khi xe xuất hiện các triệu chứng bất thường và nên  thay thế sau mỗi từ 160.000-200.000 km

Bầu catalytic converter ảnh hưởng đến hiệu suất động cơ không?

Khi bầu catalytic bị tắc nghẽn có thể làm giảm công suất động cơ do hạn chế dòng khí thải và có thể làm tăng nhẹ mức tiêu thụ nhiên liệu (khoảng 1-2%) do tạo ra một lượng nhỏ áp lực ngược trong hệ thống xả.

Bầu catalytic converter là một bộ phận kỹ thuật quan trọng và có ý nghĩa lớn trong việc bảo vệ môi trường khỏi khí thải độc hại của xe ô tô. Việc hiểu rõ về cấu tạo, nguyên lý hoạt động và đặc biệt là các dấu hiệu khi nó gặp vấn đề sẽ giúp bạn chủ động hơn trong việc chăm sóc và bảo dưỡng chiếc xe của mình.

Nếu bạn có bất kỳ nghi ngờ nào về hoạt động của bầu catalytic converter trên xe của mình, cần kiểm tra chuyên sâu, vệ sinh bầu catalytic hoặc tìm kiếm phụ tùng thay thế chính hãng, đừng ngần ngại liên hệ với các chuyên gia của Phụ Tùng Đức Anh qua Hotline/Zalo: 0979722210. Phụ tùng Đức Anh là địa chỉ đáng tin cậy cung cấp các giải pháp về phụ tùng ô tô chất lượng.