แคทาไลทิค คอนเวอร์เตอร์

ท่านผู้อ่าน ได้รู้จักมัจจุราชที่มองไม่เห็นซึ่งก็คือไอเสียในรถยนต์ไปแล้ว ฉบับนี้ผมขอกล่าวถึง แคทาไลทิค คอนเวอร์เตอร์ (CATALYTIC CONVERTOR) พระเอกที่มองเห็น แต่ถูกลืมกันบ้าง   เจ้าตัวนี้ คือ ตัวกรองไอเสียก่อนถูกปล่อยออกสู่อากาศภายนอก ติดอยู่หลังหม้อพักท่อไอเสีย สามารถลดปริมาณคาร์บอนมอนอกไซด์ในไอเสียได้มากมายครับ เช่น จากเดิม 5 % สามารถลดเหลือเพียงไม่ถึง 0.5 % เท่านั้น แต่ต้องอยู่ในสภาพที่สมบูรณ์ ไม่ชำรุดนะครับ   เคยสังเกตไหมครับว่า เมื่อสตาร์ทรถครั้งแรก (เครื่องยนต์ยังเย็นอยู่) เราจะได้กลิ่นเหม็นของไอเสียตลบอบอวลไปทั่ว ตามทางไหลของลม แต่ในขณะที่เครื่องยนต์ร้อนแล้ว ถึงจะอยู่บริเวณที่มีไอเสียไหลผ่าน ก็จะไม่ค่อยได้กลิ่นไอเสียนั้นเลย   ที่เป็นเช่นนี้เพราะในขณะที่เครื่องยนต์ร้อน แคทาไลทิค คอนเวอร์เตอร์ จะทำหน้าที่กรองแกสพิษได้อย่างยอดเยี่ยม และมีประสิทธิภาพ แต่ไม่ได้หมายความว่ากรองได้หมดเกลี้ยงเลยนะครับ ยังคงมีสารพิษหลงเหลืออยู่บ้าง เรายังคงต้องหลีกเลี่ยงแกสไอเสียเหล่านี้   ผมเคยได้ยินช่างบางคน แนะนำให้ไปถอดแคทาไลทิค คอนเวอร์เตอร์ หรือไม่ก็ให้ไปทะลวงไส้ออกให้หมด โดยให้เหตุผลว่า มันไปขวางการไหลของไอเสียแล้วจะทำให้กำลังของเครื่องยนต์ลดลงไป (แทนที่จะแรงกว่านี้) ถ้าเอาออกแล้ว รถจะวิ่งดีขึ้นอีกเยอะ อย่าไปหลงเชื่อนะครับ !! ผลร้ายมีมากกว่าผลดีแน่นอน ถึงแม้ว่าแคทาไลทิค คอนเวอร์เตอร์จะทำให้กำลังของเครื่องยนต์ลดลงไปบ้าง แต่เป็นการลดลงที่เล็กน้อยมากครับ   ผมขอยกตัวอย่างจากการใช้เครื่องมือวัดกำลังของเครื่องยนต์ที่ทันสมัยที่สุดของโรงงานรถยนต์แห่งหนึ่ง เขาทดลองเปรียบเทียบก่อนใส่กับหลังใส่แคทาไลทิค คอนเวอร์เตอร์ พบว่า ตอนเครื่องยนต์ทำงานที่รอบต่ำถึงกลาง ค่ามีความแตกต่างกันน้อยมาก แต่พอถึงรอบที่เครื่องยนต์ให้กำลังสูงสุด กำลังจะแตกต่างกันมากที่สุด เช่น จากเดิม 190 แรงม้า ที่ 6,000 รตน. เหลือ 188 แรงม้า หรือประมาณ 1 % เท่านั้น ที่เป็นเช่นนี้เพราะความเร็วรอบระดับนี้ จะมีการคายไอเสียที่สูงมาก ไอเสียจึงถูกแคทาไลทิค คอนเวอร์เตอร์ต้านไว้เพียงเล็กน้อยเท่านั้น น้อยเหลือเกินครับ ขนาดที่รถบางรุ่นซึ่งใช้แคทาไลทิค คอนเวอร์เตอร์ขนาดใหญ่ ไม่สูญเสียกำลังไปเลยก็มี   ที่กล่าวถึงนั้นเป็นเพียงสภาวะที่เครื่องยนต์ให้กำลังสูงสุด (เร่งเครื่องเต็มกำลัง) ซึ่งต่างจากสภาวะที่เราใช้งานกันทั่วไปถึง 2,000-3,000 รตน. และลิ้นปีกฝีเสื้อ หรือลิ้นคันเร่งเปิดอ้าเพียง 10-30 % เท่านั้น ในย่านเหล่านี้ไอเสียจะไหลผ่านแคทาไลทิค คอนเวอร์เตอร์ได้อย่างสะดวก และเป็นการไหลอย่างเป็นระเบียบด้วย จึงทำให้ตัวแคทาไลทิค คอนเวอร์เตอร์ ไม่ไปขวางการไหลของอากาศส่งผลให้ได้กำลังเท่าเดิม ซึ่งตรงกันข้ามกับการไหลผ่านแคทาไลทิค คอนเวอร์เตอร์ที่ถูกทะลวงไส้ออกหมดเกลี้ยงจนเหลือแต่เปลือก ไอเสียจะไหลแบบปั่นป่วน วกวนอยู่ในนั้นจนเกิดแรงต้าน ทำให้กำลังของเครื่องยนต์ลดลงมากกว่าเดิมด้วยซ้ำไปครับ   หลายท่านอาจเข้าใจว่าแคทาไลทิค คอนเวอร์เตอร์ คือ ตัวกรองแกสไอเสียที่เป็นอันตรายให้มีปริมาณลดน้อยลง หรือหมดไปเท่านั้น แต่แท้จริงแล้ว แคทาไลทิค คอนเวอร์เตอร์ คือ ตัวกรองที่ทำหน้าที่เปลี่ยนแกสไอเสียที่เป็นอันตราย ให้เป็นแกสไอเสียที่ไม่เป็นอันตรายต่อสภาพแวดล้อม   ไอเสียจำพวกสารไฮโดรคาร์บอน คาร์บอนมอนอกไซด์ และไนโตรเจนออกไซด์ เมื่อผ่านแคทาไลทิค คอนเวอร์เตอร์จะทำปฏิกริยาออกซิเดชัน (OXYDATION) และรีดัคชัน(REDUCTION) โดยต้องใช้สารเร่งปฏิกิริยาหรือแคทาลิสต์ เพื่อให้เกิดปฏิกิริยาเคมีอย่างรวดเร็ว ดังนั้นสารพิษที่กล่าวมาข้างต้นจะกลายสภาพเป็นแกสคาร์บอนไดออกไซด์ ไนโตรเจน ออกซิเจน และไอน้ำ ซึ่งเป็นแกสที่มีประโยชน์กับสรรพสิ่งต่างๆ ในโลกของเราครับ   แคทาไลทิค คอนเวอร์เตอร์ในยุคแรกๆ จะเป็นแบบ 2 ทาง (2-WAY CATALYTIC CONVERTOR) ภายในจะบรรจุเม็ดอลูมินา(ALUMINA วัสดุเซรามิคชนิดหนึ่ง) เป็นจำนวนมาก แต่เนื่องจากใช้เม็ดอลูมินาเป็นฐานรองรับโลหะแคทาลิสต์ ส่งผลให้สามารถลดปริมาณแกสคาร์บอนมอนอกไซด์ และสารไฮโดรคาร์บอนได้เท่านั้นครับ แต่เมื่อถึงยุคปลายทศวรรษที่ 70 ได้พัฒนาแคทาไลทิค คอนเวอร์เตอร์แบบ 3 ทางขึ้น (3-WAY CATALYTIC CONVERTOR) โลหะแคทาลิสต์ที่ทำจากเหล็กกล้าไร้สนิมหรือคอร์เดียไรท์ถูกเคลือบบนฐานรองรับ ที่มีลักษณะเป็นช่องกลวงคล้ายรังผึ้ง ทำให้สามารถลดแรงดันย้อนกลับของไอเสียได้ จึงลดปริมาณแกสไนโตรเจนออกไซด์ที่เกิด เพิ่มขึ้นได้อีก   แกสคาร์บอนไดออกไซด์จะถูกต้นไม้ดูดไปผลิตเป็นออกซิเจนให้มนุษย์ได้หายใจ ไนโตรเจนเป็นแกสเฉี่อย ช่วยเจือจางความเข้มข้นของออกซิเจนในอากาศ ทำให้ออกซิเจนมีความเข้มข้นพอเหมาะสำหรับสิ่งมีชีวิตที่นำไปใช้ ส่วนออกซิเจนไม่ต้องพูดถึง โลกของเราขาดแกสนี้ไม่ได้เลยครับ ส่วนไอน้ำ หรือน้ำ ก็ขาดไม่ได้อีกเช่นกัน   เห็นไหมครับว่าแคทาไลทิค คอนเวอร์เตอร์มีประโยชน์ต่อตัวเราเอง และผู้อื่น รวมถึงสภาพแวดล้อมขนาดไหน ดังนั้นเราควรช่วยกันดูแลรักษาให้อยู่ในสภาพสมบูรณ์ไม่ชำรุด ไม่ทะลวงไส้ ไม่ตัดออก และไม่ควรไปเชื่อช่างที่อาจรู้เท่าไม่ถึงการณ์ แล้วโลกของเราจะน่าอยู่ขึ้นอีกเยอะครับ