Katalizator to kluczowy element układu wydechowego, którego zadaniem jest ograniczanie emisji szkodliwych substancji do atmosfery. Choć zarówno w silnikach benzynowych, jak i wysokoprężnych (diesel) stosuje się katalizatory, ich konstrukcja, sposób działania i zakres oczyszczania spalin różnią się istotnie ze względu na odmienną charakterystykę pracy obu typów jednostek napędowych.
W silnikach benzynowych najczęściej stosuje się tzw. trójdrożne katalizatory (TWC – Three-Way Catalyst). Ich głównym zadaniem jest jednoczesna redukcja trzech kluczowych składników spalin: tlenków azotu (NOx), tlenku węgla (CO) oraz węglowodorów (HC). Trójdrożny katalizator działa najefektywniej, gdy silnik pracuje na mieszance stechiometrycznej, czyli o idealnym stosunku powietrza do paliwa (Lambda = 1). W takich warunkach zachodzą trzy reakcje chemiczne: utlenianie CO do CO₂, utlenianie HC do CO₂ i H₂O oraz redukcja NOx do azotu i tlenu. Katalizatory benzynowe wymagają więc bardzo precyzyjnego sterowania składem mieszanki, co zapewniają sondy lambda i zaawansowane systemy wtrysku.
W silnikach diesla stosuje się zupełnie inne rozwiązania, ponieważ te jednostki pracują na mieszance znacznie uboższej w paliwo (nadmiar powietrza). W dieslach podstawowym katalizatorem jest tzw. katalizator utleniający (DOC – Diesel Oxidation Catalyst), którego zadaniem jest utlenianie tlenku węgla (CO) i węglowodorów (HC) do mniej szkodliwych związków. Jednak katalizator utleniający nie jest w stanie skutecznie redukować tlenków azotu (NOx), które są głównym problemem w silnikach wysokoprężnych. Dlatego w nowoczesnych dieslach stosuje się dodatkowe systemy oczyszczania spalin, takie jak filtr cząstek stałych (DPF), który wyłapuje sadzę, oraz układ selektywnej redukcji katalitycznej (SCR), w którym do spalin dozowany jest roztwór mocznika (AdBlue), umożliwiający redukcję NOx do azotu i wody.
Różnice konstrukcyjne katalizatorów wynikają także z warunków pracy obu silników. Katalizator w benzynie musi wytrzymywać bardzo wysokie temperatury, często przekraczające 800°C podczas dynamicznej jazdy. W dieslu temperatury są niższe, ale katalizator musi być odporny na zanieczyszczenia sadzą i popiołem oraz na obecność siarki w paliwie, która może dezaktywować metale szlachetne w katalizatorze.
Warto również podkreślić, że katalizatory do silników benzynowych i diesla różnią się rodzajem stosowanych metali szlachetnych (platyna, pallad, rod), strukturą wkładu oraz ilością i rodzajem kanałów przepływowych.
Podsumowując, główne różnice między katalizatorem w benzynie a dieslu dotyczą zakresu oczyszczanych związków, konstrukcji, rodzaju reakcji chemicznych oraz współpracy z innymi elementami układu wydechowego. Katalizator w benzynie to głównie trójdrożny reaktor redukujący NOx, CO i HC, natomiast w dieslu – katalizator utleniający wspierany przez DPF i SCR, skupiający się na utlenianiu CO i HC oraz redukcji NOx z użyciem AdBlue. Każdy z tych układów jest dostosowany do specyfiki pracy danego typu silnika, co zapewnia skuteczne oczyszczanie spalin i spełnienie norm emisji.
