Для чего нужен катализатор и как он влияет на работу двигателя

Процесс сгорания топлива в цилиндрах автомобильного двигателя неизбежно приводит к образованию вредных веществ. Самые опасные из них:
• СО, окись углерода, ядовитый газ без цвета и запаха;
• СН, углеводороды, летучие органические соединения, главный компонент смога;
• NOx, оксиды азота NO и NO2, так же «участники» смога, кроме того, выпадающие еще и в составе кислотных дождей.
Задача каталитического нейтрализатора (чаще называемого катализатором) – путем химических реакций превращать эти вещества в другие продукты горения, практически безвредные:
• СО2, углекислый газ;
• N2, газобразный азот, из которого на 78% состоит атмосфера Земли;
• и h3O – водяной пар.
Разработан каталитический преобразователь был еще в далекие 70-е года, но массовое использование его началось с введением экологических стандартов – Euro 2 и выше. Сегодня катализатор – неотъемлемая часть выхлопной системы каждого автомобиля, без него невозможен не только выпуск с конвейера, но и эксплуатация.

СТРОЕНИЕ КАТАЛИЗАТОРА

Основная составляющая нейтрализатора – каталитический носитель: керамические или металлические соты, покрытые тонким слоем драгоценных металлов: палладия, родия или иридия, обладающих высокой химической активностью. Выхлопные газы, проходя через катализатор и касаясь напыления сот, входят с металлами в реакцию и химически связываются.

Большинство современных катализаторов – трехкомпонентные, то есть, состоят из трех элементов, последовательно очищающих газы. Первый элемент связывает оксиды азота, второй – удаляет несгоревшие частички топлива и борется с окисью углерода, а в третьем расположен один из датчиков кислорода, анализирующий состав газов на выходе из нейтрализатора и передающий данные в ЭБУ – блок управления двигателем. Кроме этого кислородного датчика, называемого диагностическим, в системе еще предусмотрен управляющий датчик (лямбда-зонд), установленный до катализатора.
Каталитический нейтрализатор чаще всего представляет собой бочонок овальной (приплюснутой) формы, внедренный в выхлопную систему автомобиля. Если первые катализаторы монтировались под передней частью днища, примерно посередине между выпускным коллектором и первым глушителем (резонатором), то на машинах, отвечающих нормам токсичности Евро-4 и Евро-5 они располагаются уже намного ближе – крепятся к головке блока цилиндров.
Несмотря на то, что такой метод существенно затрудняет компоновку моторного отсека, он повышает эффективность очищения, поскольку каталитические реакции возможны в основном только при температуре свыше 300°C, и, чем ближе нейтрализатор расположен к двигателю, тем быстрее он прогреется и приступит к работе. А вот без катализатора полное преобразование СО и СН возможно лишь при 700-850°С, да и то, если есть в избытке кислорода, а нейтрализация NOx невозможна в принципе.

НЕИСПРАВНОСТИ КАТАЛИТИЧЕСКОГО НЕЙТРАЛИЗАТОРА

Хотя обычно производители автомобилей не предусматривают регламента по замене катализатора, то есть, по умолчанию предполагают, что он рассчитан на весь период эксплуатации автомобиля, средний срок службы этих деталей – 100-150 тысяч км пробега. При этом катализаторы с керамическими сотами чаще всего выходят из строя раньше металлических.

Основные неисправности можно поделить на три группы:

1. Оплавление. Соты катколлектора спекаются, затрудняя проход выхлопных газов. Происходит при экстремальном повышении температуры газов, выше 900°С. Несмотря на то, что поначалу спекание охватывает не весь внутренний диаметр, проходимость катализатора снижается, что приводит к повышению в нем температуры и повреждению других сот по «принципу домино».
2. Разрушение керамики. Хрупкие керамические соты имеют свойство крошится, что чревато не только повреждением катализатора, но и попаданием осколков в рабочую камеру, что может привести к повреждению других узлов: например, турбины или даже поршневой группы, и, как следствие, к капремонту или замене двигателя. Особенно актуально, когда нейтрализатор установлен прямо на ГБЦ.
3. Засорение. Катализатор забивается продуктами неполного сгорания топлива и, в отдельных случаях, масла, что приводит к его непроходимости.

Понять, что нейтрализатор нуждается в замене, можно по таким признакам, как:

• снижение мощности двигателя;
• невозможность поднять обороты до отсечки даже без нагрузки;
• слишком ровный и слабый выхлоп;
• проблемы с пуском двигателя, как холодного, так и горячего;
• увеличение расхода топлива;
• грохот под днищем;
• неприятный запах из системы выпуска (сероводород, «тухлые яйца»).

Во всех этих случаях необходима незамедлительная замена каталитического нейтрализатора во избежание проблем с другими узлами двигателя.

ПРИЧИНЫ ВЫХОДА КАТАЛИЗАТОРА ИЗ СТРОЯ

К неисправностям каталитического нейтрализатора могут привести несколько факторов, вот основные из них:

1. Некачественное топливо. Чаще – бензин с низким октановым числом. ЭБУ в этом случае переводит двигатель на позднее зажигание, что вызывает догорание смеси на выпуске и повышение температуры выхлопных газов.
2. Пропуски зажигания. Недогоревшее топливо сгорает в нейтрализаторе.
3. Неправильный состав смеси. Эффект тот же, что и в предыдущем случае, но вызван он неисправностями датчиков или форсунок.
4. Механическое повреждение катализатора. Керамические соты не любят повышенных вибраций и ударов по корпусу нейтрализатора.
5. Термоудары. Резкое охлаждение катализатора водой из лужи или другой водной преграды может вызвать трещины на его корпусе.
6. Добавление присадок в топливо. Нежелательные присадки в бензин могут повысить температуру его сгорания.
7. Газ. Температура сгорания газа и его октановое число выше, что приводит к тому, что частично газ может догорать в катализаторе.
8. Конструкция двигателя. Как ни странно, иногда создатели конструктивно создают условия, способствующие быстрому разрушению катализатора – например, новые конструкции двигателей с минимальной токсичностью запрограммированы на быстрый прогрев. В холода ЭБУ переобогащает смесь, что приводит к ее догоранию в нейтрализаторе.

Чтобы избежать проблем с катализатором, необходимо следовать некоторым несложным рекомендациям:

• не крутить двигатель долгое время стартером, чтобы не перелить топливо;
• не запускать двигатель «с толкача»;
• не проверять работу цилиндров, отключая свечи зажигания.

Кроме того, следует помнить, что катализатор во время работы нагревается до очень больших температур, что может быть чревато возгоранием, и не заезжать для парковки на сухую траву, на деревянные помосты и в прочие подобные места.

ВАРИАНТЫ РЕМОНТА И ЗАМЕНЫ

Оригинальный каталитический нейтрализатор – довольно недешевый узел из-за применения в нем дорогостоящих материалов. Поэтому при выходе его из строя некоторые владельцы автомобилей рассматривают альтернативные варианты ремонта, вплоть до удаления катализатора из выхлопной системы. Наиболее распространенные варианты:

1. Выбивание сот. Система выпуска разбирается таким образом, чтобы иметь доступ к внутренностям катализатора, после чего керамические соты выколачиваются длинным металлическим предметом (например, ломиком), а их остатки удаляются. Недостатками такого ремонта являются ошибки check engine, которые устраняются перепрошивкой ЭБУ или установкой «обманок»: механических, закрывающих кислородные датчики, или электронных, посылающих в блок «правильные» импульсы. Кроме того, неизбежно снижается экологический класс автомобиля, что может вызвать проблемы с прохождением техосмотра. Нередки случаи повышения громкости выхлопа до дискомфортного уровня, а также локальных перегревов в районе катализатора.
2. Установка пламегасителя. Неисправный катализатор удаляется, а на его место устанавливается деталь, похожая на еще один резонатор. Пламегаситель (он же «стронгер»), как правило, представляет собой цилиндр с двухслойным корпусом и сложной (чаще Х-образной) внутренней структурой. Стронгер также, как и штатный катализатор, уменьшает шум от работы двигателя, замедляет и частично охлаждает выхлопные газы, но не нейтрализует их. Поэтому установка пламегасителя влечет за собой ровно те же проблемы с экологией и электроникой, что и в предыдущем случае.
3. Универсальный катализатор. Из всех способов сэкономить при замене «каталика», установка неоригинальной детали единственная не переходит «границ добра и зла» и, в принципе, рекомендуется к использованию. В этом случае нет необходимости вмешиваться в программное обеспечение двигателя, да и с экологическими нормами чаще всего проблем не возникает. Главный минус эрзац-катализаторов – их низкий, по сравнению с оригиналом ресурс, редко достигающий показателей более 60 000 – 80 000 км.

Самостоятельно провести работы по замене каталитического нейтрализатора – как на оригинальную деталь, так и на альтернативные варианты – довольно сложно, а вмешательство в прошивку ЭБУ без достаточного опыта и квалификации и вовсе не рекомендуется. Поэтому в случаях проблем с катализатором, как и с другими системами автомобиля, обращайтесь к профессионалам – например, на любую из СТО сети умных автосервисов Wilgood.

Как влияет катализатор на тягу двигателя? Для чего нужен и его влияние.

Катализатор автомобиля отвечает за выполнение важных функций – снижение токсичности выбрасываемого выхлопа и предупреждение выброса в атмосферу вредных компонентов, которые негативно сказываются на здоровье людей. Неопытные владельцы автомобилей считают, что эти компоненты наносят вред иным элементам транспорта, в частности, двигателю. Чтобы понять, как катализатор влияет на мощность мотора, требуется разобраться с устройством запчасти.

Оглавление

Особенности

Признаки неисправности

Виды катализаторов

Неисправности катализатора

Особенности

Нейтрализатор предназначен для фильтрации выхлопных газов, поэтому он не способен разрушить, а наоборот обеспечивает более эффективную работу всех узлов и компонентов. Единственная ситуация, когда катализатор способен навредить мотору, является эксплуатация неисправного узла или несоблюдение рекомендаций по использованию. В таком случае можно ожидать такого влияния на автомобиль:

• Если заливать этилированное топливо низкого качества, то это вызывает оплавление сот катализатора, что в результате приводит к их разрушению. Такой бензин портит и остальные части машины.
• Если нейтрализатор поврежден, то это приводит к снижению эффективности по очищению выхлопов, из-за этого токсичные газы проникают к остальных компонентам системы выхлопа, что негативно сказывается на их работе.
• При избавлении от автокатализатора вместо его замены произойдет сбой в системе управления, поэтому будет необходима прошивка электронного блока.
• Испорченный, забитый сажей, оплавленный катализатор, у которого повреждены соты, сильно влияет на эффективность мотора. Если происходит задержка выхлопных газов в системе, то снижается мощность мотора. Так как водитель вынужден постоянно давить на педаль аза, увеличивается расход топлива, что приводит к дополнительным затратам.

Если в автомобиле используется запчасть, которая давно вышла из строя, то она наносит вред окружающей среде, так как она выбрасывает не безвредные пары углерода и азота, а отравляющие соединения. Ответственный водитель должен заменять катализатор своевременно.

Признаки неисправности

Можно задуматься о замене автомобильного катализатора при возникновении определенных признаков:

• Автомобиль стал потреблять больше топлива, но на это нет видимых причин;
• Для набора оптимальной скорости требуется регулярно давить на педаль газа;
• Даже в салоне автомобиля можно ощущать неприятный запах выхлопа;
• Увеличивается количество выбрасываемых выхлопных газов;
• При разгоне есть постукивания, а также ощущаются вибрации;
• Автомобиль часто глохнет.

Если обратиться в пункт приема отработанных катализаторов для утилизации блока, то можно сэкономить на покупке новой запчасти.

Виды катализаторов

Катализаторы выпускаются двух типов металлические и керамические. Оба вида представляют собой устройства, которые состоят из множества сот малых размеров, сквозь которые проходят разогретые выхлопные газы.

Блок способен разрушаться под воздействием высоких температур, а его мелкие частицы засасываются в мотор, где царапают зеркальное покрытие цилиндров, что приводит к повышению расходу масла и ускорению износа поршней и всего ДВС в целом.

В качестве основной составляющей нейтрализатора можно назвать каталитический носитель: металлические или керамические соты, которые покрывает тонкий слой драгметаллов: родия, палладия, платины или иридия, характеризующихся повышенной химической активностью. Выхлопные газы вступают во взаимодействие с напылением сот, поэтому химически связываются.

Современные катализаторы преимущественно трехкомпонентные, то есть, в их составе есть три компонента, отвечающих за последовательное очищение газов:

• Первый связывает оксид азота;
• Второй устраняет несгоревшие топливные частицы, борется с окисью углерода;
• Третий содержит датчик кислорода, отвечающий со определение состава газов на выходе и передачу данных ЭБУ.

До катализатора в системе имеется еще один датчик, который является управляющим.

Катализатор – это блок в виде бочонка овальной формы, который внедрен в выхлопную систему авто. Первые модели нейтрализаторов крепились под передней частью днища, примерно посередине между первым глушителем и выпускным коллектором. В автомобилях, соответствующих нормам Евро-4 и Евро-5 блок размещен максимально близко – закрепляется к головке блока цилиндров.

Этот метод сильно осложняет компоновку моторного отсека, но повышает эффективность очищения выхлопа, так как для каталитической реакции температура должна быть более 300 градусов. Этот показатель хорошо достигается в области ближе к мотору, где катализатор быстрее прогревается и приступает к работе. Без нейтрализатора для полного преобразования CO и CH требуется температура более 700-800 градусов и при условии поставки избыточного объема кислорода. Без катализатора не получится нейтрализовать NOx.

Неисправности катализатора

Производителями автомобилей не предусмотрен какой-то особый регламент по замене катализатора, по умолчанию предполагается, что блок будет работать весь срок эксплуатации транспортного средства. Однако для этих узлов средний срок службы равен 100-150 тыс. км пробега. Нейтрализаторы с керамическими сотами выходят из строя намного быстрее металлических.

Можно выделить три группы неисправностей: 

• Оплавление. Происходит спекание сот коллектора, при этом проход выхлопных газов сильно осложняется. Такое обычно связано с экстремально высоким повышением температуры выхлопа до 900 градусов и выше. При том, что спекание охватывает не весь внутренний диаметр, проходимость катализатора падает, что вызывает повышение температуры в нем, а далее повреждение всех остальных сот.
• Разрушение керамики. Хрупкие соты имеют свойство крошиться, что вызывает не только повреждение катализатора, но и проникновение осколков в рабочую камеру, что приводит к повреждению остальных узлов: поршневой группы, турбины, что вызывает необходимость замены или капремонта мотора.
• Засорение. Нейтрализатор забивается продуктами неполного сгорания топлива, а иногда масла, что вызывает его непроходимость.

Чтобы проблемы с катализатором не возникли, требуется соблюдать несколько рекомендаций:

• Не крутить двигатель стартером длительное время, чтобы топливо не перелилось;
• Не запускать мотор с толкача;
• Не проверять работу цилиндров при помощи отключения свечей зажигания.

Важно помнить, что при работе катализатор сильно нагревается, и избежать возгорания можно, если не заезжать для парковки на деревянные помосты, сухую траву или аналогичные места.

Роль катализатора в автомобиле, на что влияет катализатор?

Для отлаженной и безопасной работы выхлопная система современного автомобиля оснащена каталитическим нейтрализатором (КН). К сожалению, детали свойственно выходить из строя, так как топливо бывает не лучшего качества. Попробуем более подробно понять роль катализатора в автомобиле и то, как следует поступать, если КН засорился.

Что такое катализатор

Каталитический конвертер — это один из главных элементов современного транспортного средства, имеющего двигатель внутреннего сгорания (ДВС). Именно благодаря ему атмосфера, которая нас окружает, не перегружена вредными химическими выбросами, а экология становится гораздо чище. Однако, невзирая на свои преимущества, нейтрализатор доставляет немало хлопот водителю. В худшем случае он может безнадёжно испортить мотор автомобиля. 

Устройство КН

Задача работы катализатора — очищать вредные выхлопы. Местом расположения детали служит выпускная система авто. Когда нейтрализатор работает, то в его структуре происходят интенсивные химические преобразования, в частности, переход опасных компонентов в безопасные. По окончании этой реакции остатки веществ выхлоп выбрасывает наружу. 

Находится катализатор рядом с выпускным коллектором автомобиля. Он может иметь две разновидности конструкции, которые выполняют функции преобразователей, в виде: 

• бусин из керамики;
• сот.

В большинстве случаев изготовители автомобилей предпочитают использовать соты. 

В целом, катализатор состоит: 

• из подложки. Это прочный пористый материал;
• из внешней «рубашки». Её функция состоит в том, чтобы площадь, на которой расположен каталитический материал, была максимальной. Что касается каталитического материала, то он представлен металлами, относящимися к платиновой группе;
• собственно, из каталитического материала. В зависимости от технологий, применяемых производителями, это могут быть платиновые, родиевые либо палладиевые элементы. 

Большинство нейтрализаторов, установленных в современные автомобили, изготовлены из керамических либо металлических материалов. Керамика стоит гораздо дешевле, но прочность у неё очень слабая. Если автомобиль вдруг «скакнёт» на ухабе или бездорожье, то керамика может разрушиться. Не менее опасно и попадание на неё кипятка. 

Если часто менять каталитический нейтрализатор в автомобиле, то это приводит к существенным денежным расходам. Именно поэтому оптимальный вариант, несмотря на кажущуюся изначальную дороговизну — установка катализатора, монолит которого изготовлен из металла.  

Опытные водители разделяют каталитические нейтрализаторы на три основные группы. Такое негласное деление зависит от того, в каком состоянии находится катализатор. Он может быть: 

• рабочим;
• частично рабочим;
• неспособным к работе.

Независимо от состояния нейтрализатора, на ресурс катализатора напрямую влияет пробег автомашины. Например, по европейским меркам его необходимо менять уже после пробега 100 000 км. 

Особенности работы КН

Устройство работает, исходя из химических реакций, протекающих внутри изделия. Реакции Они нейтрализуют опасность вредных выбросов в атмосферу. Это: 

• окись азота;
• углерод и его различные группы. 

Главным компонентом нейтрализатора является внутренний блок — монолит — из металла или керамики. В монолите есть мелкие соты с нанесёнными на их стенки напылением, содержащим драгметаллы в виде различных сплавов: 

• иридий с платиной;
• палладий с родием.

Когда происходит контакт вредных химических соединений с активными поверхностями, то они сгорают, после чего через выхлопную трубу выводятся наружу. Остаются N2 и CO2, безвредные для людей и окружающей среды. Что касается палладия и платины, то они выполняют функцию окисления, ускоряя процесс горения углеводородных соединений. Элемент, обладающий активностью, находится в кожухе из металла с теплоизоляционным слоем.

Нейтрализаторы не только работают с вредными химическими веществами, но и сильно влияют на то, как работает двигатель автомашины. Датчики, расположенные в устройстве, подают сигналы, которые считывает «мозг» автомобиля. Благодаря такой функции рабочая смесь будет действовать оптимальным образом.

Рабочий ресурс нейтрализаторов

Каталитические нейтрализаторы исправно служат не больше 100000 км пробега. По истечении этого срока фильтры начинать снижать свою эффективность: изделия подгорают и становятся непригодными к дальнейшей работе. Как итог: очищения выхлопов не происходит, поэтому катализатор нужно заменить или демонтировать. Нередки случаи применения отечественного бензина плохого качества. В нём содержатся вредные примеси, быстро выводящие катализатор из строя. 

Безусловно, речь идёт о типичных проблемах, возникающих при эксплуатации автомобилей «бюджетного» класса, например, недорогих вариантов «Хюндай» или «Киа». Спустя некоторое время у них может произойти полный развал нейтрализатора, даже если пробег транспортного средства ещё не достиг заявленной величины.

Подобные ситуации всегда требуют незамедлительного ремонта КН. Если этого не сделать, оттягивая ситуацию до последнего, то пыль, образующаяся от керамического элемента, неизбежно попадёт в двигатель, минуя коллектор выпуска. Как результат — придётся платить не только за ремонт системы выхлопа, но и ремонтировать силовую установку.

На что влияет катализатор? У современных автомашин в электронном арсенале имеются специальные датчики, определяющие, насколько исправен нейтрализатор и нуждается ли он в замене. Неслучайно такие датчики «классифицируют» неисправность устройства, как сбой в работе двигателя. Фраза «check engine», которая появляется на экране сервиса авто — сигнал того, что проблема требует незамедлительного решения.

Нужно обязательно посетить автосервис, чтобы опытные специалисты провели тщательную диагностику состояния машины и определили, как следует поступить с катализатором. КН можно полностью заменить либо снять, временно поставив «обманку». В любом случае, игнорировать такую серьёзную неисправность нельзя, так как впоследствии придётся заплатить за услуги по ремонту гораздо больше.

Ресурс катализатора напрямую влияет на выхлопную систему авто

Химический состав выхлопных газов современных автомобилей включает большой спектр токсичных элементов. Чтобы защитить атмосферу от вредных веществ, были разработаны каталитические нейтрализаторы (КН), но, чаще всего, их называют просто «катализаторами».

Устройства устанавливают в машины, работающие как на бензиновых, так и на дизельных двигателях. Назначение приспособления вытекает из принципов его работы. Также речь пойдет о последствиях, наступающих при вынимании катализатора из транспортного средства.

Устройство каталитического нейтрализатора

Без исправного катализатора невозможно представить корректную работу выхлопной системы современного ТС. Она содержит нейтрализатор, который состоит из следующих элементов:

• корпуса из металла, включающего патрубки для поступления и вывода токсичных веществ;
• монолитного блока из керамики, имеющего ячеистую фактуру;
• особой «прокладки» для преобразования вредных веществ, представляющей собой покрытие ячеистой фактуры;
• защитного кожуха из металла.

Стоит отметить, что «классическое» устройство катализатора автомобиля предполагает использование для конструкции драгметаллов. В некоторых моделях они заменены на золотые вкрапления, что позволило снизить себестоимость производства.

Устройство катализатора нацелено на нейтрализацию окислов азота, угарного газа и углеводорода. Благодаря этому устройства стали называть трехкомпонентными. Оксиды азота являются компонентом смога, вызывают кислотные дожди (вред для человека). Если в воздухе отмечается большая концентрация угарного газа, то это может навредить окружающим людям. Что касается углеводородов, то они также оказывают на организм человека вредное воздействие, когда превышена допустимая концентрация.

Принцип действия катализатора

Если детально разобрать принцип работы катализаторов, то можно выделить несколько стадий, идущих по порядку:

1. Токсичные вещества поступают в блоки из керамики, в которых идет распределение по ячейкам до полного заполнения.
2. Драгметаллы вступают в реакцию с углеводородами, преобразуя их в пар. Окисление действует и на угарный газ, превращая его в углекислый. Родий служит для преобразования оксида азота.
3. На выходе получаются в достаточной степени безопасные химические соединения.

Для дизельных двигателей предусмотрен дополнительный элемент катализатора — сажевый фильтр. В некоторых моделях элементы располагаются отдельно. Дополнительный элемент позволяет дополнительно снижать концентрацию вредных веществ.

Чтобы эффективно преобразовывать вредные вещества, необходима высокая рабочая температура. Первичное преобразование начинается только с 300 градусов по Цельсию. Как правило, идеальной рабочей температурой считается промежуток от 400 до 800°С. Если катализатор нагревается сильнее, то это быстро выведет его из строя.

Существуют не только керамические нейтрализаторы, способные выдерживать высокие температуры. Заменой можно считать металлическую матрицу из гофрированной фольги. Принцип работы очень схож, так как используются одни и те же драгметаллы.

Срок службы катализатора

Принято измерять срок службы изделия в километрах пробега. Усредненным показателем выработки считает 100 тысяч километров. Если же правильно эксплуатировать устройство, то ресурс катализатора можно увеличиться до 200 тысяч километров.

Главные причины преждевременных поломок катализаторов: какие-либо неполадки и сложности с двигателем и характеристики используемого топлива. Стоит отметить, что обедненная смесь приводит к перегревам, а богатая засоряет пористый блок небольшими сегментами несгоревшего топлива. Остатки усложняют процесс нейтрализации вредных химических элементов, что снижает сроки службы КН

.

Не стоит забывать и о механическом воздействии, которое также может значительно сократить срок эксплуатации каталитического нейтрализатора. Особый вред наносится керамическим нейтрализатором. Возникающие трещины, даже самые мельчайшие, ведут к быстрому износу блоков.

На что влияет катализатор? Особое оснащение бортового компьютера служит для фиксации даже малейших неисправностей различных узлов, включая и нейтрализатор. Если возникли неполадки, на приборную панель поступит сообщение об ошибке. Кроме того, неисправность приведет к появлению дребезжания и повышенному расходу топлива. При возникновении вышеописанных проблем важно заменить устройство на новое.

Так как починить катализатор затруднительно, а иногда и невозможно, то многие владельцы транспортных средств просто выбрасывают их. Также конструкция не представляет возможности почистить устройство.

Если катализатор вышел из строя, то важно удостовериться в этом на станции технического обслуживания. Когда «диагноз» подтвержден, то у владельца авто есть несколько вариантов решения, в частности:

• приобрести новый каталитический нейтрализатор;
• самостоятельно удалить деталь, а в бортовой компьютер загрузить обновления;
• установить обманное устройство на кислородный датчик.

В последнем случае можно использовать либо электрическую, либо механическую «обманку». Стоит отметить, что автомобилист вынужден будет мириться с повышенным расходом топлива при запуске, а также неприятным запахом.

В случае приобретения нового устройства на руках останется старый катализатор. Так как в его состав входят драгоценные металлы, предназначенные для нейтрализации вредных продуктов сгорания бензина, то есть возможность сдать каталитический нейтрализатор в особый пункт приема за достойное вознаграждение.

Стоит отметить, что извлечение драгоценных металлов собственными силами – практически невыполнимая задача. Для этого потребуется особое технологическое оборудование. Приобретать его для разового извлечения металла — очень затратное мероприятие. Особое технологическое оборудование стоит покупать только для извлечения драгоценных металлов в промышленных масштабах. Так как суммарный вес палладия, родия и платины (в некоторых моделях золота) не превышает 0,1 грамма, то только при достаточно больших объемах переработки можно получить прибыль. Наша компания специализируется на извлечении драгоценных металлов из старых катализаторов.

Влияет ли катализатор на обороты двигателя

Автомобильный нейтрализатор выполняет важные функции – снижение токсичности выхлопных газов и предупреждение выброса в атмосферу вредных компонентов, негативно влияющих на здоровье человека. Однако неопытные автовладельцы считают, что эти детали способны нанести вред другим элементам транспортного средства, в частности, мотору. Чтобы узнать о влиянии катализатора на мощность двигателя, стоит детально разобраться в устройстве запчасти.

Катализатор портит двигатель – правда или миф

Поскольку автокатализатор фильтрует выхлопные газы, он не разрушает, а наоборот, позволяет всем основным элементам транспортного средства работать эффективнее. Единственные ситуации, когда устройство может принести вред мотору – эксплуатация неисправной детали или несоблюдение рекомендаций по использованию. В этом случае изделие влияет на авто следующим образом:

1. При применении некачественного, этилированного топлива, соты катализатора плавятся и разрушаются. Такой бензин негативно воздействует и на другие части автомобиля.
2. Поврежденный нейтрализатор перестает эффективно очищать выхлопы, в результате чего токсичные газы проникают к остальным составляющим выхлопной системы и затрудняют их работу.
3. Если автонейтрализатор не заменять или полностью избавиться от запчасти, произойдет сбой в системе управления – потребуется прошивка электронного блока.
4. Забитый сажей, испорченный, оплавленный катализатор с поврежденными сотами действительно влияет на эффективность двигателя. Если выхлопные газы задерживаются в системе, мощность мотора снижается. Поскольку водителю постоянно приходится давить на педаль газа, также увеличивается расход топлива, что приводит к дополнительным затратам.

Кроме того, автомобиль, в котором установлена вышедшая из строя запчасть, загрязняет окружающую среду, поскольку вместо безвредных водяного пара, азота и углерода, в атмосферу выбрасываются отравляющие соединения. Поэтому задача каждого ответственного водителя – своевременно заменять катализаторы.

Признаки неисправности катализатора

Подумать о замене автомобильного катализатора следует, если:

• Машина начала без видимых причин потреблять больше топлива.
• Чтобы набрать оптимальную скорость, приходится регулярно жать на педаль газа, вдавливая ее в пол.
• Неприятный запах выхлопов ощущается даже в салоне авто.
• Количество выхлопных газов увеличилось.
• При разгоне слышны постукивания, ощущаются вибрации.
• Автомобиль стал регулярно глохнуть.

Утилизация отработанного катализатора в пункт приема позволит сэкономить на покупке новой запчасти. Мы принимаем изделия, независимо от вида, количества и уровня износа, предлагая достойную оплату. Благодаря использованию современного оборудования для оценки металлов, гарантируем честный результат и оперативный расчет.

Понравилась информация? Поделись с друзьями

Если забит катализатор: как понять и что делать водителю

Каталитический нейтрализатор или просто катализатор представляет собой важный элемент в устройстве выхлопной системы современного автомобиля. Если просто, автомобильные катализаторы – это своеобразные фильтры, которые установлены в выхлопной системе и активно взаимодействуют с  проходящими через них отработавшими газами. 

Основная задача состоит в том, чтобы добиться снижения уровня токсичных выбросов в атмосферу посредством восстановления оксидов азота, а также эффективного дожига угарного газа, не сгоревших углеводородов и т. д. Так вот, катализатор в автомобиле изнутри покрыт особыми веществами, которые при их нагреве позволяют ускорять химические реакции во время контакта с выхлопом.

Само собой, пока система работает нормально, выхлопные газы свободно проходят через каталитический нейтрализатор и очищаются должным образом. Однако если возникла проблема с катализатором (например, забился катализатор), в этом случае игнорировать неполадки никак нельзя и необходимо немедленно принимать меры.

Автомобильный катализатор: признаки неисправности и почему возникают проблемы

Итак, важно понимать, что забитый катализатор не позволит выхлопу нормально выходить наружу. Результатом становится ухудшение вентиляции и рост давления в системе, а также целый ряд других проблем.  Чтобы вовремя заметить неполадки, необходимо знать основные признаки забитого катализатора.

• Как правило, на большинстве авто в случае забитого катализатора двигатель может заводиться с трудом, глохнуть после запуска;
• Зачастую на приборной панели горит «чек» двигателя;
• Отмечается заметная потеря мощности, автомобиль теряет в динамике, при нажатии на газ отклик слабый, заметно увеличивается расход горючего и моторного масла;
• Во время холодного пуска двигателя появляется характерный и резкий запах, которого ранее не было;

Что касается причин, по которым катализатор забивается или выходит из строя, таких причин существует достаточно много. Важно понимать, что ошибки при эксплуатации и любые сбои в работе ДВС влияют на катализатор. Например, если заливать топливо низкого качества с большим содержанием свинца, нейтрализатор выйдет из строя намного раньше положенного срока.

В случае, когда неисправен сам двигатель или  его системы (например, изношена ЦПГ или залегли кольца), возникает увеличенный расход моторного масла. В свою очередь, это масло горит в цилиндрах, активно попадает в выхлоп и «убивает» катализатор.

То же самое можно сказать и о случаях, когда мотор по той или иной причине троит, появляются пропуски зажигания. В такой ситуации горючее не сгорает в цилиндре, остатки топлива и моторное масло попадают в выхлопную систему, загрязняя и выводя из строя каталитический нейтрализатор. 

Еще данный фильтр достаточно хрупкий. Его могут выводить из строя механические повреждения (например, при небрежной эксплуатации авто или агрессивной езде в сложных условиях), а также поломки самой выхлопной системы.

При этом важно понимать, что забитый катализатор является достаточно серьезной проблемой и напрямую влияет не только на токсичность выхлопа, но и на сам двигатель. Другими словами, игнорировать неполадки и ездить с забитым катализатором настоятельно не рекомендуется!

Главное, помнить, что забитый катализатор может сильно навредить ДВС. Дело в том, что в случае физического разрушения катализатора его части могут попадать в цилиндры, что станет причиной серьезных неисправностей или капитального ремонта мотора.

Вполне очевидно, если проявилась неисправность катализатора, независимо от класса автомобиля (катализатор ВАЗ или авто премиальных марок) необходимо выполнить диагностику и устранить неисправность одним из доступных методов, о которых мы поговорим ниже. 

Как проверить катализатор на машине

Как видно, причин для выхода из строя катализатора много. Это может быть качество топлива, сбои в системе зажигания, общее состояние ДВС и т.д. Так или иначе, если двигатель потерял мощность, на панели горит «чек», а также появился нехарактерный шум (напоминает стук мелкого щебня в области выпускного коллектора, звон при разгоне), необходимо проверять катализатор.

Как правило, на начальном этапе нужно провести визуальный осмотр и оценку запаха выхлопа. Если после активной езды загнать машину на яму или на подъемник, можно увидеть, что катализатор раскалился. В данном случае предельный нагрев может указывать на то, что он забит. Также о проблемах говорит и слишком едкий и резкий запах при запуске ДВС «на холодную».

Еще один простой способ быстрой проверки катализатора — метод, в рамках которого следует приложить руку к выхлопной трубе и почувствовать, насколько свободно проходят выхлопные газы.  Если возникли подозрения, тогда нужна более глубокая диагностика. 

Параллельно в ситуации, когда горит «чек», следует сначала выполнить компьютерную диагностику, однако чтобы проверить автомобиль именно на предмет забитого катализатора, желательно применение следующих способов:

• Проверка на противодавление, когда измеряется давление выхлопа, после чего его сравнивают с оптимальными показателями. Чтобы выполнить диагностику, нужен манометр, а также переходник, чтобы его подключить. Далее снимается первый лямбда-зонд и на его место через переходник подсоединяется манометр.  Главное, получить максимальную герметичность соединения. После остается завести мотор, погазовать до 3000 тыс. об/мин в течение 10-15 сек. и фиксировать данные с манометра.
• Средние данные таковы: если давление составляет 0.3 кгс/см2, тогда все в порядке, если показатель 0.35 кгс/см2 для ДВС без тюнинга, тогда показания превышают норму.  Кстати, если мотор доработан, а давление составляет от 0.5 кгс/см2, тогда это тоже говорит о проблемах с катализатором.

Еще добавим, что проверку катализатора также можно выполнить при помощи мотор-тестера. В двух словах, это спецоборудование, которое определяет множество параметров на основе осциллограммы. Устройство ставится в двигатель вместо свечи зажигания, после чего силовой агрегат запускают и диагностируют.  Полученные данные позволяют сделать вывод о состоянии катализатора.

Ремонт и замена катализатора

Начнем с того, что катализатор не ремонтируется. Выходом в сложившейся ситуации является или замена устройства, или удаление катализатора. С учетом высокой стоимости такой детали (даже более дешевых универсальных аналогов), второй вариант по удалению нейтрализатора повсеместно практикуется в странах СНГ.

Если просто, из катализатора удаляются вставки из керамики, после чего пустую «болванку» ставят на место. Параллельно штатную прошивку ЭБУ автомобиля корректируют, также может потребоваться поставить обманку лямбда-зонда и т.д. Главное, чтобы двигатель нормально работал без катализатора.

Еще есть вариант сразу вырезать катализатор и поставить пламегаситель (труба с отверстиями). Такое решение позволяет эффективно отводить выхлопные газы, двигатель работает мягче, улучшается приемистость, однако звук выхлопа становится более громким, а также страдает сама выхлопная система и сокращается ее ресурс.

Подведем итоги

С учетом приведенной выше информации становится понятно, что в современных автомобилях катализатор является важным элементом, который в связке с кислородным датчиком оказывает прямое влияние на смесеобразование и работу двигателя в целом. Также проблемы с катализатором могут привести к сбоям в работе ДВС в том случае, если фильтр забит.

По этой причине следует обращать внимание на любые признаки, которые могут указывать на неисправности каталитического нейтрализатора. Дело в том, что не редко отмечаются случаи, когда части разрушенных элементов нейтрализатора отработавших газов попадали в двигатель со всеми вытекающими последствиями.

Напоследок отметим, что замена каталитического нейтрализатора является наиболее правильным решением, однако если нет средств на покупку новой детали, можно ограничиться установкой пламегасителя.

Хотя уровень токсичности выхлопа в данном случае сильно повышается и не соответствует нормам и стандартам, владелец получает возможность нормально эксплуатировать автомобиль с исправно работающим ДВС.

Что такое катализатор и чем он опасен для мотора

Журнал Каталитический нейтрализатор – один из важнейших компонентов любого современного автомобиля с двигателем внутреннего сгорания. Разбираемся в устройстве системы и вовремя устраняем неполадки.

Каталитический нейтрализатор — один из важнейших компонентов любого современного автомобиля с двигателем внутреннего сгорания. Именно эта неприглядная деталь помогает сохранить атмосферу от вредных выбросов и уберечь экологию планеты. Несмотря на очевидные плюсы, катализатор может доставить автовладельцу немало проблем и даже полностью убить двигатель машины. Разбираемся в устройстве системы и вовремя устраняем неполадки каталитического нейтрализатора.

Устройство

Каталитический нейтрализатор входит в систему выпуска отработавших газов и располагается в непосредственной близости от выпускного коллектора автомобиля. Именно в него попадает раскалённый выхлоп из коллектора ДВС, и уже после, существенно замедленным, охлаждённым и очищенным от вредных веществ оказывается в резонаторе и в глушителе.

Принцип работы устройства основан на химических реакциях, нейтрализующих вредные выбросы окиси азота, углерода и всевозможных групп углеводородов.

Основной элемент катализатора выполнен в виде массивного керамического или металлического блока с мелкими сотами, на стенки которых нанесены драгоценные металлы — сплав иридия и платины, а также родия и палладия.

При касании химически активных поверхностей вредные соединения сгорают и выводятся из выхлопной трубы в виде безвредных N2 и CO2. Платина и палладий выполняют в устройстве роль окислителей и сильно ускоряют горение углеводородов. Активный элемент помещён в металлический кожух и снабжён слоем теплоизоляции.

Каталитический нейтрализатор не просто улавливает и нейтрализует вредные соединения, но и непосредственно влияет на работу двигателя. Сигналы с датчиков, расположенных на входе и выходе в устройство, постоянно считываются «мозгами» автомобиля и помогают наилучшим образом оптимизировать рабочую смесь.

Признаки неисправности

Срок службы дорогостоящего катализатора обычно примерно равен сроку службы всего автомобиля, однако нередко он ломается гораздо быстрее положенного и может утянуть за собой мотор.

Важно помнить, что каталитический нейтрализатор не выходит из строя без причин.

Его поломка — признак неправильной работы системы зажигания, неполного сгорания смеси в цилиндрах, сильного износа мотора или длительного использования некачественного топлива.

Понять, что ваш катализатор просится в утиль, можно по нескольким характерным симптомам:

— снижение производительности мотора

Наиболее распространённым симптомом выхода из строя катализатора является сильное снижение мощности двигателя. Автомобиль начинает терять динамику и плохо разгоняется. Двигатель работает неустойчиво, перегревается и «троит».

Это случается при сильном уменьшении пропускной способности катализатора: соты разрушаются, оплавляются и спекаются, закупоривая отверстие и мешая свободному проходу отработавших газов.

На начальной стадии неисправности автомобиль будет разгоняться до относительно невысокой скорости, а при запущенном случае мотор начинает тяжело запускаться, а затем «задыхаться» и глохнуть. Топливная экономичность также заметно ухудшается. Также во время холодного пуска появляется резкий неприятный запах.

— грохот под днищем

Громкий грохот под днищем автомобиля говорит о том, что активный элемент каталитического нейтрализатора начал разрушаться и распадаться на части. Керамические осколки под действием потока выхлопных газов хаотично бьются о стенки кожуха и создают неприятный грохот. Как правило, наиболее чётко это проявляется на повышенных оборотах работы мотора и во время запуска.

— слабый напор выхлопных газов из глушителя

Если поднести руку к выхлопной трубе, можно почувствовать пульсацию — выпускные клапаны цилиндров работают поочерёдно. Если на холостых оборотах поток выхлопа ровный и постоянный, это верный признак забитого катализатора. Если повысить обороты, а затем заглушить мотор, выхлопные газы продолжат непродолжительное время создавать напор — выходят газы, скопившиеся в закупоренной трубе.

— активация пиктограммы Check Engine на приборной панели

Наиболее универсальный признак поломки катализатора — ошибка системы, активирующая значок «неполадки двигателя» на приборной панели. При появлении этого симптома нужно безотлагательно считать диагностическим сканером код ошибки и устранить неполадку.

Если «мозги» автомобиля обнаруживают неверные показатели на кислородных датчиках, они сразу же оповещают об этом водителя, а заодно переводят систему управления мотором в аварийный режим. Это нередко сопровождается ухудшением динамики и увеличенным потреблением топлива.

Компьютерная диагностика в этом случае часто обнаруживает ошибки P0420 (низкая пропускная способность катализатора) или Р0430.

Причины и последствия

А теперь обратимся к главному — почему выходит из строя катализатор и какие последствия это за собой влечёт.

Выход из строя каталитического нейтрализатора не происходит внезапно и беспричинно.

При исправной работе всех остальных систем он верой и правдой служит многие годы вплоть до момента утилизации транспортного средства (а нередко и переживает его).

Если устройство сломалось на вашем автомобиле — оплавилось или рассыпалось, вам почти наверняка предстоит диагностика и ремонт системы зажигания или питания.

Как правило, катализатор выводится из строя именно благодаря некорректной работе этих двух систем. При неисправной системе зажигания топливо в одном или нескольких цилиндрах не сгорает полностью, а попадает в систему выхлопа. Раскалённый катализатор вынужден дожигать повышенные объёмы углеводородов, которые разогревают соты до сверхвысоких температур, что приводит к их спеканию.

Причиной крупной неприятности могут быть свечи зажигания, катушки или высоковольтные провода. К аналогичным поломкам приводит и неисправность форсунок, которые начинают переливать топливо. Износ или залегание маслосъёмных колец цилиндропоршневой группы или выход из строя маслосъёмных колпачков приводит к такому же результату, только догорает в катализаторе уже моторное масло.

Ещё одной распространённой причиной выхода из строя катализатора является сильное механическое повреждение, приводящее к деформации корпуса. Важно помнить, что тонкостенные соты легко крошатся даже при незначительных физических нагрузках. Выезжая на оффроуд, нелишним будет озаботиться установкой дополнительной защиты днища автомобиля.

Несвоевременный ремонт катализатора опасен тем, что мелкие частицы керамики могут попасть через выпускной тракт прямиком в цилиндры двигателя.

Оказавшись там, они моментально царапают стенки цилиндров и полностью выводят из строя мотор. Страдает от керамического мусора и турбина (при наличии таковой).

Дополнительный нагрев выпускного тракта приводит к деформациям головки блока цилиндров и сильно сокращает ресурс силового агрегата.

Во избежание критической поломки, не доводите свой автомобиль до плачевного состояния и вовремя устраняйте неисправность катализатора. Благо, сделать это вполне по силам даже своими силами.

Каталитический нейтрализатор: чудовище под днищем

В системе выпуска всех современных автомобилей есть устройство для снижения токсичности отработавших газов — каталитический нейтрализатор. Рассмотрим его конструкцию и возможные неисправности.

Каталитические нейтрализаторы начали применять еще в прошлом веке для снижения токсичности отработавших газов автомобильного двигателя с искровым зажиганием.

Керамические соты каталитического нейтрализатора.

Керамические соты каталитического нейтрализатора.

Материалы по теме

Внутри нейтрализатора расположен пористый несущий материал — керамический блок с сотовой структурой. На поверхность керамического блока нанесен промежуточный слой активаторов, а поверх него — каталитически активный слой из благородных металлов (платины, палладия и родия). На каталитически активном слое происходят химические реакции, при которых ядовитые вещества отработавших газов: оксид углерода и оксиды азота — превращаются в диоксид углерода и элементарный азот, а углеводороды — в диоксид углерода и водяной пар. Степень очистки отработавших газов в исправном нейтрализаторе достигает 98%.

Каталитический нейтрализатор работает без расхода активного вещества. В современных автомобилях с нормами токсичности Евро-4 и Евро-5 каталитические нейтрализаторы располагают максимально близко к выпускным отверстиям и крепят шпильками или болтами через прокладку к головке блока цилиндров.

Каталитический нейтрализатор (катколлектор) плотно компонуется с силовым агрегатом Лады Гранты.

Каталитический нейтрализатор (катколлектор) плотно компонуется с силовым агрегатом Лады Гранты.

Столь тесное соседство массивного и горячего каталитического нейтрализатора с двигателем затрудняет компоновку моторного отсека и приводит к повышению температуры в подкапотном пространстве.

Но зато прогрев активной зоны катколлектора после пуска двигателя происходит быстрее. Ведь только прогретый катализатор способен эффективно очищать отработавшие газы.

Каталитические реакции эффективно идут только при температуре свыше 300 градусов Цельсия.

Каталитический нейтрализатор автомобиля Лада Приора.

Каталитический нейтрализатор автомобиля Лада Приора.

Для правильной работы системы перед каталитическим блоком и сразу за ним устанавливают кислородные датчики (лямбда-зонды). Стоящий до нейтрализатора датчик называют управляющим, а установленный после — диагностическим.

В мировой практике используется и другое расположение каталитического нейтрализатора. Такая схема с расположением бочонка каталитического нейтрализатора под днищем автомобиля появилась на заре применения этого способа снижения токсичности отработавших газов и до сих пор используется, например, на автомобилях фирмы Renault при нормах Евро-4 и даже Евро-5.

Каталитический нейтрализатор под днищем кроссовера Renault Duster

Каталитический нейтрализатор под днищем кроссовера Renault Duster

Система выпуска отработавших газов Лады 4×4, каталитический нейтрализатор расположен вдалеке от двигателя.

Система выпуска отработавших газов Лады 4×4, каталитический нейтрализатор расположен вдалеке от двигателя.

Каталитический нейтрализатор считается надежным элементом конструкции современного автомобиля, и производители не предусматривают регламента по его замене. То есть, по их мнению, срок службы катколлектора или элемента под днищем автомобиля должен быть равен сроку службы всего автомобиля. Тем не менее практика показала, что каталитические нейтрализаторы далеко не всегда служат безупречно.

Что может случиться с нейтрализатором?

Первой неисправностью активного элемента катколлектора является его оплавление, проявляющееся в виде спекания сот и приводящее к затрудненному проходу отработавших газов. Обычно это происходит после того, как превышен порог температуры газов в 900 градусов.

Оплавление керамического блока захватывает пока не всю площадь. Но процесс происходит лавинообразно. Часть сот забита, остальные перегреваются и оплавляются дальше.

Оплавление керамического блока захватывает пока не всю площадь. Но процесс происходит лавинообразно. Часть сот забита, остальные перегреваются и оплавляются дальше.

Второй возможный сценарий повреждения катколлектора — это разрушение керамики. Иными словами, она начинает крошиться.

Выкрошился сравнительно небольшой участок. Вопрос только в том, куда попадут частицы керамики?

Выкрошился сравнительно небольшой участок. Вопрос только в том, куда попадут частицы керамики?

И третий — это просто забитый продуктами неполного сгорания топлива и масла нейтрализатор, не дающий двигателю «дышать».

Отработавшие газы практически не имеют выхода.

Отработавшие газы практически не имеют выхода.

Ряд производителей используют вместо керамической основы металлическую пористую структуру. В народе такое решение считают более прочным.

Практика показывает, что вероятность разрушения такого нейтрализатора существует.

Практика показывает, что вероятность разрушения такого нейтрализатора существует.

Материалы по теме

Оплавление (спекание) сот диагностируется по падению мощности двигателя — разгон со временем становится все хуже, вплоть до того, что двигатель перестает набирать обороты «до отсечки» даже без нагрузки. Максимальная скорость — все ниже, а пуск двигателя, как холодного, так и прогретого, затрудняется. В дальнейшем он вообще перестает пускаться. При такой неисправности загорается сигнализатор Check-Engine, и вообще не заметить его трудно.

Гораздо коварнее дефект, при котором частицы керамики начинают выкрашиваться с поверхности сот. Причиной разрушения керамики чаще всего является некачественное топливо, которое догорает на такте выпуска. Причем крошение начинается в самой горячей зоне, на кромках сот, расположенных ближе к двигателю.

При работе двигателя на разных режимах может происходить заброс части отработавших газов обратно в цилиндры двигателя. Керамическая пыль, являющаяся абразивом и попавшая с потоком газов в цилиндр, быстро выведет из строя поршневую группу и приведет к задирам на стенках цилиндров.

Впрочем, опасно это явление далеко не для всех двигателей.

Мы даже не будем говорить про модели, у которых нейтрализатор вопреки общемировым тенденциям закреплен под днищем автомобиля, а потому вредоносным частицам пришлось бы преодолеть почти метр «против течения». Некоторые производители благодаря применению верных конструктивных решений избежали этих проблем или сумели вовремя их устранить.

Как дела с гарантией?

Материалы по теме

Характерен пример с мотором QR фирмы «Ниссан». Эти двигатели, например, устанавливались на X-Trail первого поколения (Т-30). При пробеге не более 40–60 тыс. км происходил именно тот процесс, о котором мы писали выше. Двигатели выходили из строя по увеличенному износу цилиндров из-за частиц разрушенного керамического блока. Но компания «Ниссан» заняла по данному вопросу правильную позицию. Заменяли по гарантии блок цилиндров с поршневой и коленвалом (шорт-блок) и, естественно, катколлектор, причем на модернизированный. Тогда даже владельцы легко отличали новый катколлектор от старого по углу наклона кислородного датчика. С таким же явлением столкнулись и владельцы автомобилей Toyota Camry прошлого поколения, только там износ проявлялся позже, к пробегу около 100 тыс.км. И в этом случае встречались владельцы, успевшие по гарантии восстановить автомобиль, но были и те, кто не успел.

На фоне такого отношения к потребителю резко негативное отношение вызывает позиция, занятая концерном Kia.

В сервисной книжке автомобилей этой марки до начала 2016 года красовалась надпись, что гарантийные обязательства на каталитический нейтрализатор простираются вплоть до 1(!) тысячи километров.

Грубо говоря, на две заправки топливом, а потом «плохой русский бензин» может повредить каталитический нейтрализатор, но фирма за это уже не отвечает. Правда, с 2016 года гарантия на каталитический нейтрализатор была продлена до 150 тыс. км.

По мнению автора, гарантия на каталитический нейтрализатор должна быть продолжительностью не меньше, чем на автомобиль.

Теперь поподробнее рассмотрим, что следует и чего не следует делать владельцу автомобиля, чтобы нейтрализатор прослужил долго и счастливо.

Материалы по теме

Причины выхода из строя каталитического нейтрализатора:

1. Плохое качество топлива — чаще всего с низким октановым числом. Система управления двигателем переходит на позднее зажигание. Это вызывает догорание смеси на выпуске и рост температуры отработавших газов.
2. Неправильная работа системы зажигания (пропуски зажигания). Не сгоревшее в одном цилиндре топливо тут же поджигается и горит в нейтрализаторе.
3. Механическое повреждение каталитического нейтрализатора. Повышенная вибрация силового агрегата и удары по катализатору приводят к крошению керамического блока.
4. Термоудары. Мгновенное охлаждение раскаленного нейтрализатора при преодолении лужи, к примеру, может вызвать трещины керамического элемента.
5. Неправильный состав топливовоздушной смеси, вызванный, например, неисправностью датчика кислорода. Тот же эффект вызовут негерметичные, льющие форсунки.
6. Добавление присадок в бензин. Коктейли от непроверенных производителей или нарушение концентрации могут повышать температуру сгорания на выпуске.
7. Самые новые конструкции двигателей с минимальной токсичностью запрограммированы на быстрый прогрев нейтрализатора. В условиях холодов для ускорения прогрева вначале блоки управления двигателем очень переобогащают смесь, которая догорает на поверхности нейтрализатора.
8. В истории существовали откровенные дефекты конструкции нейтрализатора. Например, Suzuki проводила отзывную кампанию по сплошной замене нейтрализаторов на автомобилях SX4.

Из личного опыта

Вторая половина девяностых. Я работал менеджером по автопарку в коммерческой фирме. Шеф вызывает и говорит: Карину (Toyota Carina Е) продавать будем. Езжай на мойку, и чтоб двигатель блестел, как…

Toyota Carina Е

Toyota Carina Е

Материалы по теме

Ну я и поехал. Команду шефа о качестве мойки передал. А мотор, хоть и впрысковый, но имел одну катушку зажигания и высоковольтный распределитель. На выезде начались перебои в работе двигателя. До офиса всего-то метров 300. Недотянул. Автомобиль глохнет, и под днищем как будто реактивный двигатель начинает работать. Гудит, машина трясется. Я выскочил, отбежал, а из выхлопной трубы струя черной гари летит вперемешку с искрами.

В общем, погорело и перестало. Вернулся к машине, открыл капот, вскрыл крышку распределителя, а там болото. Влагу вытер, просушил и добрался-таки до офиса. А теперь ответьте на вопрос: где, по-вашему, горело топливо?

А если все-таки конец?

Вышедший из строя каталитический нейтрализатор на негарантийной машине заменять оригинальным сможет и захочет далеко не каждый. Дорого это. Какие варианты развития событий?

Материалы по теме

1. Просто выбить начинку из нейтрализатора. Это требует перепрошивки блока управления, чтобы он «закрыл глаза» на сигнал со второго кислородного датчика, либо установки механической или электронной обманки. Механическая представляет собой втулку, в которой закреплен кусочек каталитического нейтрализатора, а электронная просто имитирует правильный сигнал датчика кислорода.
2. Выбить начинку и установить вместо нее пламягаситель. Он представляет собой несколько камер с отверстиями, служащими для снижения температуры и давления газов. Это несколько уменьшает шум и облегчает режим работы других элементов системы выпуска отработавших газов. «Мозги» автомобиля предстоит обмануть, как описано выше.
3. Установить вместо керамического блока универсальный ремонтный каталитический нейтрализатор. Чаще всего на металлической, а не керамической основе. Степень очистки будет немного ниже, но «вредителями» вы себя чувствовать не будете.

Расскажите, а как происходило ваше общение с «чудовищем под днищем» — каталитическим нейтрализатором: работает, вырезан, заменен?

С «историями болезней» автомобилей прошлых поколений можно познакомиться, пройдя по ссылке.

7 признаков забитого катализатора

Катализатор – это составная часть выхлопной системы. Если он забит, то не выполняет свою функцию по нейтрализации выпускаемых машиной вредных веществ. Если забит катализатор, как ведет себя машина?

Признаки забитого катализатора выхлопных газов:

1. двигатель заводится и сразу глохнет;
2. машина стала медленно разгоняться;
3. при нажатии на педаль газа чувствуется сопротивление;
4. забитый катализатор расход топлива сильно увеличился;
5. при запуске двигателя «на холодную» чувствуется неприятный резкий запах;
6. горит индикатор «проверьте двигатель»;
7. увеличился расход масла.

Узнайте стоимость диагнотики катализатора онлайн за 3 минуты

Не традте время в пустую, воспользуйтесь поиском Uremont и получите предложения от ближайших сервисов с конкретными ценами

Забитый катализатор. Каковы причины?

Причинами некорректной работы каталитического нейтрализатора становятся разные факторы. Основными из них являются следующие: топливо низкого качества (мотор хуже «дышит»), большой расход масла, неправильная настройка системы зажигания, механические повреждения, некорректная работа выхлопной системы. Из-за этих факторов фильтр забивается.

Как выглядит забитый катализатор? Лучше один раз увидеть, чем 100 раз прочитать. На фото показан забитый катализатор.

В отечественных автомобилях (ВАЗ, Калина, Лада Приора, Нива) частой причиной поломки становятся неполадки в системе зажигания.

Проблемы у иномарок (Ниссан, Опель, Пежо, Форд, Солярис, Ауди, Лачетти, Лансер) идентичны: теряется мощность, в корпусе слышен шум, как от мелкого щебня, двигатель работает нестабильно.

Расход масла при забитом катализаторе

При неисправной работе двигателя автомобиль «жрет» масло. Это связано с выходом из строя маслосъемных колец. Они могут истончиться из-за трения о стенки. Остатки масла попадают на каталитический фильтр и забивают его. Выхлопные газы синего цвета говорят о неисправности маслосъемных колец. Таким образом, автомобиль «жрет» масло, то есть оно сгорает и его уровень значительно падает.

Забило катализатор. Как самому проверить?

Вы можете сами диагностировать поломку при помощи своих органов чувств: — Посветите мощным фонарем вовнутрь детали, чтобы визуально идентифицировать неисправность.

Для удобства поднимите машину на кронштейне, если есть такая возможность. — Принюхайтесь. Если катализатор источает резкий и неприятный запах, то поломка налицо. — Подставьте руку к выхлопной трубе.

Если тактильно вы чувствуете сопротивление, то катализатор исправен. Если нет, то есть необходимость в ремонте.

Ремонт каталитического нейтрализатора

Удаление нейтрализатора выглядит так: из катализатора извлекаются керамические детали, а далее монтируется обратно уже пустой блок. Там, где у автомобиля есть «мозги», требуется еще и «перепрошивка».

При замене на пламегаситель вместо испорченной начинки устанавливают трубу с множеством отверстий. Свободное пространство заполняется базальтовой ватой.

Это дешево, требования к качеству бензина снижаются, долго служит, не оказывает сопротивления газам (работа двигателя облегчается).

Из недостатков: звук выхлопа громче, выхлопная система прослужит меньше из-за высокой температуры газов. Состав выхлопа не соответствует нормам.

Также можно установить универсальный катализатор. Сама деталь и ее монтаж стоят дешево. Это хорошая альтернатива, когда средств на оригинальный катализатор не хватает.

Самостоятельно его заменить, обладая навыками сварочных работ, возможно. Снимаете трубу, вырезаете «болгаркой» старую трубу, ввариваете другой.

Последствия, если не починить катализатор

На что влияет забитый катализатор? Сегодня в 80% случаев эксплуатация авто с неисправным катализатором может привести к замене ДВС. Во-первых, есть риск не завести двигатель. Во-вторых, при физическом разрушении элемента керамические частицы могут попасть в цилиндры. В этом случае понадобится капитальный ремонт.

В заключение скажем, что во многих современных автомобилях компьютер проинформирует автовладельца о неисправности.

Для диагностики самостоятельной проблемы с фильтром вы можете ориентироваться по признакам, которые мы указали в этой статье. Замена каталитического фильтра в случае поломки – это лучшее решение.

Также существует дешевая альтернатива: установить пламегаситель. Он гасит шум и температуру, но не решает проблему с загрязнением окружающей среды.

Как работает Uremont?

• 01
• Создаете заявку
• с кратким описанием работ и желаемой датой ремонта. Потратите не более 3 минут

1. 02
2. Получаете предложения
3. от специализированных автосервисов в личном кабинете

• 03
• Сравниваете ответы
• наиболее подходящие по стоимости, отзывам, местоположению и другим параметрам

1. 04
2. Подтверждаете запись
3. а также все условия ремонта и можно смело ехать в автосервис

Особенности поведения автомобиля при забитом катализаторе

Иногда так происходит, что транспортное средство разгоняется словно «через силу», после чего внезапно «приходит в себя» и функционирует в привычном режиме. Эта проблема впоследствии проявляется с еще большей силой.

Авто с трудом набирает 150 км/ч, потом не может разогнаться до 120, а далее и до «сотки» не способно. В худшем случае двигатель не запускается совсем. Это может быть подтверждением проблем в разных частях мотора.

Однако именно сложности с динамикой появляются в ситуации, если пропускная способность машины сокращается до критического минимуму, либо если катализатор забит.

Причины

Причина сокращения тяги мотора может заключаться в осложнениях с доступом воздуха к цилиндрам. Т.е. в действительности она становится крайне слабой. В результате силовая установка не может «захватить» необходимый воздушный объем, поскольку увеличилось противодавление катализатора.

Таким образом, выхлоп отчасти сохраняется в цилиндрах, но не позволяет воздушно-топливной смеси полноценно заполнять камеру сгорания. Также присутствует вероятность, что в итоге уменьшится тяга (мощность), равно как и ухудшится динамика.

Нужно точно понимать, к чему приводит забитый катализатор (фото).

Рассмотрим подробно основные первоисточники проблемы:

• Катализатор закупоривается при наличии нарушений в моторе и системе выхлопа. Такое случается в связи с повышением объема масла в выбросах. В частности, если двигатель масло «потребляет», но автовладелец не торопится разрешать данную проблему без понимания, как забитый катализатор влияет на затраты масла.
• Катализатор забивается по причине небольших пропускных сот. Для их закупорки достаточно небольшого времени. При высокой температуре и пара капелек вполне могут прилипнуть.
• Некачественное горючее. Не сгоревшее в цилиндрах топливо продолжает гореть в выпускном коллекторе, отчего катализатор перегревается и даже плавится.
• Дороги низкого качества. Внутреннее содержимое катализатора бывает поврежденным в результате любых механических воздействий: наезда на «лежачего полицейского», бугры и ухабы.

Многие задаются вопросом, если забит катализатор, как ведет себя машина.

• мотор запускается, но он практически сразу глохнет;
• автомобиль развивает скорость очень медленно;
• при нажатии на педаль газа чувствуется сопротивление;
• возрастают топливные затраты;
• при запуске двигателя «на холодную» ощущается неприятный запах;
• загорается датчик проверки двигателя;
• очевидное увеличение потребления масла.

Простейший вариант определить, забит ли катализатор, состоит в его осмотре на просвет для поиска определенных дефектов. Временами крепеж бывает таким сильным, что убрать его можно только болгаркой. Еще часто встречаются конструкции систем выхлопа, имеющие слишком непростую схему сборку, и катализатор можно снять только за несколько суток.

24.03.2021

Катализатор (каталитический конвертор)

Расшифровка чисто химического термина «катализатор» – вещество, не участвующее в реакции непосредственно, в присутствии которого происходит ускорение химической реакции или же вещество, делающее данную реакцию вообще возможной.   Автомобильный каталити́ческий конвертер (в просторечии катализатор) — устройство в выхлопной системе, предназначенное для снижения токсичности отработавших газов посредством восстановления оксидов азота и использования полученного кислорода для дожига угарного газа и недогоревших углеводородов. 

Основным требованием для успешной работы катализатора является стехиометрическое соотношение топлива и воздуха, действующее вещество – благородные металлы: платина, палладий или родий.

В каталитических конверторах используют два различных типа катализаторов:

— восстанавливающий катализатор и — окислительный катализатор. 

Оба типа состоят из керамической структуры (реже – металлический гофрированный лист), покрытой веществом — катализатором.

Идея заключается в том, чтобы увеличить площадь катализатора и свести к минимуму задействованное при этом количество самого катализатора, так как используемые материалы весьма дороги. Восстанавливающий катализатор — первый этап каталитического преобразователя. Он использует платину и родий чтобы уменьшить выбросы NOx. Когда молекула NO или NO₂ встречается с молекулами катализатора, от нее отделяется атом азота, высвобождая кислород — O₂. Окислительный катализатор — второй этап каталитического преобразователя. Он снижает количество несгоревшего топлива и окиси углерода в результате их взаимодействия со свободным кислородом на поверхности той же платины и палладия. На выходе, вместо страшной смеси окислов углерода, азота и несгоревших углеводородов имеем воду, углекислый газ и чистый азот. Но это в идеале.

Каталитические конверторы являются достаточно чувствительными реакторами. На их работоспособность влияет температура, состав топлива и отработанных газов, расход масла двигателем, сорт масла, режим работы двигателя.

Широкое использование каталитических преобразователей началось в 1975 году. Но создали их намного раньше, в 1953 году в Америке, когда инженер Юджин Хоудри, ознакомившись со сводками по увеличению быстрыми темпами смога в различных городах, был просто шокирован данными. После чего он и решил разработать прибор, который смог бы защитить окружающую среду от влияния на нее человеческого фактора. Но созданное устройство оказалось малоэффективным, так как необходимая очистка не получалась из-за содержания в бензине большого процента тэтраэтилсвинца (присадка для повышения октанового числа), и этот химический элемент не был запрещен к использованию в бензине почти до конца 20 века. Промышленный выпуск автокатализаторов был бессмысленным до тех пор, пока не внесли поправки в закон «Чистый воздух», запрещающие использование свинца.

Наличие соединений свинца в выхлопных газах приводило к оплавлению керамических сот каталитического конвертора и выхлопному газу становилось просто некуда выходить.

С запретом этилированного бензина, жизнь автомобильного катализатора не стала безоблачной.  

— Во-первых, со временем расходуются материалы катализатора, благородные металлы и ресурс катализатора при условии исправных систем двигателя составляет в среднем 80-150 тыс. км. пробега. Эффективность работы катализатора с пробегом ухудшается и растет шанс его загрязнения смолами и нагарами. Особенно увеличивает риск загрязнения повышенный расход масла двигателем. Не сгоревшие остатки масла и топлива уже не полностью окисляются и остаются на сотах в виде нагара, постепенно уменьшая проходное сечение для газов, как результат, мощность двигателя уменьшается. Если ситуация не приобрела необратимый характер, то катализатор можно очистить при помощи щелочных промывок или топливных присадок, которые способствуют выведению загрязнений. Классическое решение – использование присадки Liqui Moly Catalytic-System Clean 1 раз в 2 000 км при заправке топливом.

— Во-вторых, эффективность катализатора падает при больших пробегах из-за постепенного разрушения керамических сот. Процесс совсем не безболезненный для двигателя, так как система продувки очень многих современных двигателей предусматривает частичный подсос топливной смеси из выхлопного тракта обратно в камеры сгорания. В результате керамическая пыль попадает в цилиндры и вызывает абразивный износ. После диагностики такой проблемы необходимо полностью заменить катализатор. 

— В-третьих, наличие избытка железосодержащих  присадок в топливе, так же, как в случае с тетраэтилсвинцом, вызывает оплавление сот катализатора, процесс может дойти до того, что двигатель с оплавленным катализатором просто не заводится, так как отработавшим газам просто нет прохода. Выход – замена катализатора.

Как проверить катализатор на исправность?

Самый простой способ – на просвет. Через керамические каналы исправного катализатора свет проходит беспрепятственно. В случае затруднений со съемом этого агрегата, можно проверить противодавление, создаваемое катализатором при проходе газов и при высоких показателях признать агрегат неисправным.  

Можно ли безболезненно для автомобиля удалить катализатор вовсе?

На автомобилях ЕВРО2 можно, для более экологичных конструкций, как минимум, придется перешивать блок управления двигателем. Но следует помнить о своем долге перед потомками, об экологии. На некоторых современных автомобилях удаление катализатора невозможно вообще.

Как избежать проблем с катализатором и продлить его ресурс? Заправляться в проверенных местах, регулярно, раз в 2000 км, использовать очищающую присадку Catalytic-System Clean и проводить диагностику при каждом техническом обслуживании.

Не эксплуатировать автомобиль с неисправными свечами, высоковольтными проводами и ка тушкой.

Несгоревший бензин в катализаторе не только сокращает его ресурс, но и может привести к пожару из-за перегрева самого катализатора. Если возникнут проблемы – не тянуть с ремонтом. Помните, от исправности катализатора зависит ресурс двигателя!

Катализаторы и энергия активации | ChemTalk

Учебные пособия

• 2 октября 2022 г.
• Сообщение от химический разговор

14 Jun

Что такое катализатор?

Поговорим о том, что такое катализатор. Катализатор представляет собой соединение или элемент, который увеличивает скорость химической реакции, например. скорость, с которой это происходит, не будучи частью реакции. Вообще говоря, катализатор не разрушается и не изменяется в ходе реакции. Катализатор делает это, понижая энергия активации , которую мы объясним в следующем разделе

Что такое энергия активации?

Проще говоря, энергия активации определяется как энергия, необходимая для начала реакции между двумя или более элементами или соединениями. Реакция с высокой энергией активации может протекать медленно или вообще не идти. Чтобы ускорить или начать реакцию, вы можете либо добавить необходимую энергию активации, либо использовать катализатор, который снижает это требование, эффективно ускоряя реакцию.

Единицы энергии активации выражены в единицах энергии. Наиболее распространенными единицами измерения являются кДж/моль или Дж/моль.

Катализатор увеличивает скорость реакции за счет снижения энергии активации. Пониженная энергия активации означает, что для начала реакции требуется меньше энергии.

На приведенном ниже графике показана энергия реакции как с катализатором, так и без него. По оси x отложена координата реакции или развитие реакции от реагента (слева) к продукту (справа). Ось Y — это энергия.

При наличии катализатора энергия активации (E _a ) меньше. Визуально, холм, на который должна подняться реакция, прежде чем спуститься вниз к продуктам, меньше. Точно так же, как ехать на велосипеде по небольшому подъему легче, чем по большому, реакция протекает быстрее, когда холм с энергией активации меньше.

Катализатор снижает энергию активации, изменяя переходное состояние реакции. Затем реакция идет по другому пути/механизму, чем некатализируемая реакция. Катализатор не изменяет чистую разницу энергии между реагентом и продуктом. Итоговое уравнение реакции будет одинаковым для катализируемой и некатализируемой реакции, даже если изменится переходное состояние.

Общая реакция: A + B + катализатор -> AB + катализатор

Суммарная реакция: A + B -> AB

Гетерогенный катализатор

Гетерогенный катализатор находится в другой фазе, чем реагенты. Обычно это означает, что катализатор находится в твердой фазе, а реагенты находятся в жидкой или газовой фазе. Другое название гетерогенного катализатора — поверхностный катализатор.

Гетерогенные катализаторы работают путем прикрепления катализатора к твердой опорной структуре, и реагенты протекают над катализатором и мимо него, реагируя по пути. Преимущество этого типа катализатора заключается в том, что катализатор легко отделяется от продукта после завершения реакции. После этого катализатор можно легко использовать повторно. В производстве это важная мера снижения затрат. Недостатком гетерогенного катализатора является то, что степень взаимодействия между реагентом и катализатором может быть ограничена площадью поверхности и диффузией продукта от поверхности.

Распространенным гетерогенным катализатором является каталитический нейтрализатор бензина в автомобилях. Другим важным гетерогенным катализатором является процесс Габера-Боша, в результате которого образуется NH ₃ .

Гомогенный катализатор

В гомогенном катализаторе и реагенты, и катализатор находятся в одной фазе. Обычно они оба находятся либо в жидкой, либо в газовой фазе.

Основным преимуществом гомогенного катализатора является усиление взаимодействия между реагентом и катализатором. Оба могут свободно двигаться и, следовательно, с большей вероятностью будут взаимодействовать и приводить к реакции.

Обычными гомогенными катализаторами являются переходные металлы и кислоты. Одной из гомогенных катализируемых реакций является превращение кислорода в озон в атмосфере. Оксид азота (NO) катализирует реакцию. Все участники реакции находятся в газовой фазе. Следовательно, мы знаем, что это гомогенная каталитическая реакция.

Ферменты

Ферменты — это большие белки, которые являются биологическими катализаторами. Они являются мощными силами в теле. Часто они катализируют только одну очень специфическую реакцию (по сравнению с неорганическими катализаторами, которые часто катализируют гораздо более широкий набор реакций). Специфичность обусловлена ​​​​активным центром в катализаторе — карманом определенного химического состава, образованным аминокислотами, куда подходит только одна очень конкретная модель реагента. Это также называется моделью замка и ключа.

Ферменты играют важную роль в организме. Они катализируют расщепление крахмала с образованием глюкозы. Они также преобразуют углекислый газ (CO ₂ ) в другие молекулы, необходимые организму, такие как HCO ₃ ^– . Ферменты помогают и ускоряют почти все процессы в организме.

Расчет энергии активации

Для расчета энергии активации используется уравнение Аррениуса. Здесь будут рассмотрены основы, но для получения дополнительных примеров и более глубокого анализа обязательно ознакомьтесь со статьей об уравнении Аррениуса.

Уравнение Аррениуса:

Где – константа скорости, – энергия активации, – коэффициент частоты, – газовая постоянная, – температура.

Мы можем найти энергию активации, если знаем константу скорости () при различных температурах (). Чтобы определить энергию активации (), мы строим график зависимости от . Таким образом, мы получаем линию с наклоном –/ и точкой пересечения с осью y. является константой, поэтому мы можем найти энергию активации.

Например, задачи на формулу энергии активации см. на странице уравнения Аррениуса!

Список распространенных катализаторов:

• Пентоксид ванадия (для получения серной кислоты)
• Металлический палладий
• Диоксид марганца
• Металлическая платина (в каталитических конвертерах)
• Металлический алюминий (в процессе Габера)

  8

• Металлический алюминий (в процессе Габера8)

  8 органические реакции)

• Оксид меди (II)
• Ферменты (природные катализаторы в биохимических реакциях)

Катализаторы и словарь энергии активации Определения

• Энергия активации – энергия, необходимая для начала реакции между двумя или более элементами или соединениями
• Катализатор – Молекула, увеличивающая скорость реакции и не расходуемая в реакции
• Число оборотов – число реакций, которые может катализировать один фермент в секунду
• Фермент – биологический катализатор из аминокислот.
• Модель «замок и ключ» — Модель, в которой фермент и молекула реагента имеют одинаковую форму в активном центре для повышения специфичности и эффективности реакции.
• Гомогенный катализатор – Катализатор, присутствующий в той же фазе, что и реагенты.
• Гетерогенный катализатор- Катализатор в другой фазе, чем реагенты.

Надеемся, теперь вы знаете, что такое катализатор, как он влияет на реакцию и как в игру вступает энергия активации. Эти концепции станут более важными, если вы углубитесь в кинетику химических реакций. Спасибо, что посетили ChemTalk!

Каталитические нейтрализаторы | Поговорим о науке

Платиновые кристаллы (Jurii, Wikimedia Commons)

Платиновые кристаллы (Jurii, Wikimedia Commons)

Lars Rose, Sherry Boodram & Let’s Talk Science

21 октября 2019

читаемость

8.6

Почитаемость

8. 6

. с моей учебной программой?

АВ Химия 30 (2007 г., обновление 2014 г.) 12 Раздел B: Электрохимические изменения

МБ Химия 12 класс (2013) 12 Тема 1: Реакции в водных растворах

NB Chimie 12e Année — 52411 (версия 2009 г.) (только на французском языке) 12 5. Электрохимия

NL Химия 3202 (2005) 12 Блок 4: Электрохимия

НС Химия 12 (2009, 2019) 12 Электрохимия

НС Наука 9 (2021) 9 Атомы и элементы

NT Химия 30 (Альберта, 2007 г., обновлено в 2014 г.) 12 Блок B: Электрохимические изменения

NU Химия 30 (Альберта, 2007 г., обновлено в 2014 г.) 12 Раздел B: Электрохимические изменения

ВКЛ. Химия, 12 класс, Колледж (СЧ5С) 12 Нить D: Электрохимия

ON Химия, 12 класс, университет (СЧ5У) 12 Нить F: Электрохимия

ПЭ Химия 621А (проект 2021 г. ) 12 Знание содержания: CK 2 .2

PE Химия 621А (проект 2021 г.) 12 Знание контента: CK 4.1, 4.2

YT Химия 12 (Британская Колумбия, июнь 2018 г.) 12 Большая идея: Окисление и восстановление — это взаимодополняющие процессы, включающие приобретение или потерю электронов.

Каталитические нейтрализаторы используют благородные металлы в качестве катализаторов для ускорения химических реакций. Это делает выбросы автомобилей менее вредными.

У вас есть друзья, которые готовятся к экзамену по вождению? Или, может быть, вы тот, кто осваивает правила дорожного движения. Но много ли вы знаете о своей машине? Например, вы знали, что благородные металлы помогают очищать выхлоп двигателя?

Предупреждение о неправильном представлении

Благородные металлы и драгоценные металлы — это не одно и то же. Драгоценные металлы имеют высокую денежную стоимость. Благородные металлы обладают высокой устойчивостью к коррозии и окислению. Однако некоторые драгоценные металлы также являются благородными металлами.

Что выходит из выхлопной трубы автомобиля?

Выхлопы автомобилей также называют выбросами автомобилей. Он содержит много веществ. Некоторые более вредны, чем другие.

Двигатель вашего автомобиля, вероятно, использует в качестве топлива бензин . Бензин представляет собой углеводородов . Ваш автомобиль смешивает это топливо с воздухом, прежде чем сжечь его. Этот процесс называется, и он производит много химических побочных продуктов.

Некоторые из этих побочных продуктов совершенно безопасны. Например, воздух на 78% состоит из газообразного азота (N ₂ ). Часть этого азота реагирует с кислородом во время горения. Однако большая его часть выделяется как N ₂ в выхлопе двигателя. Выхлоп двигателя также содержит воду (H ₂ O). Зимой из выхлопных труб часто капает вода.

Автомобильные двигатели также выделяют много вредных веществ. Некоторые из них могут вызывать кислотные осадки. Так обстоит дело с двуокисью углерода (CO ₂ ), оксидами азота (NO _x ) и оксиды серы .

Другие выбросы транспортных средств могут вызвать проблемы со здоровьем, такие как сердечно-сосудистые заболевания и рак. Это относится к несгоревшим углеводородам, твердым частицам (углеродным частицам) и летучим органическим соединениям (ЛОС) .

Автомобильные двигатели также выделяют угарный газ (СО) . Этот ядовитый газ может заменить кислород в вашей крови. Если вы вдыхаете его достаточно, он может даже задушить вас!

Все это звучит очень опасно, не так ли? К счастью, каталитические нейтрализаторы помогают сделать выбросы двигателя менее вредными. Вот как.

Что такое каталитический нейтрализатор?

Каталитический нейтрализатор был изобретен примерно в 1950 году Эженом Удри. Он был французским инженером-механиком. Он разработал каталитический нейтрализатор для очистки выхлопных газов автомобилей.

Широкое использование каталитических нейтрализаторов началось примерно в 1975 году. В то время правительства начали пытаться уменьшить загрязнение воздуха автомобилями. Но тогда во многих автомобилях использовался этилированный бензин. Свинец (Pb) может препятствовать правильной работе каталитического нейтрализатора. Это связано с тем, что свинец может покрывать поверхность, которая обычно реагирует с выхлопными газами.

Знаете ли вы?

Представьте, что вы использовали одинаковое количество топлива в внедорожнике с каталитическим нейтрализатором и в газонокосилке без него. Газонокосилка загрязняет окружающую среду примерно в 100 раз больше!

Как работают каталитические нейтрализаторы?

На автомобиле каталитический нейтрализатор крепится к выхлопной трубе. Металлический корпус содержит керамические соты. Соты покрыты смесью платины (Pt), палладия (Pd) и родия (Rh). Эти благородные металлы хорошо сопротивляются окислению, коррозии и кислоте. Это означает, что они могут противостоять плохой погоде и всем химическим веществам, выделяемым двигателем автомобиля.

Благородные металлы в каталитических нейтрализаторах действуют как катализаторы . Катализаторы — это те, которые могут инициировать химическую реакцию, не оказывая при этом на них никакого влияния. Сотовая структура внутри каталитического нейтрализатора максимально увеличивает площадь поверхности, на которой могут происходить реакции.

Знаете ли вы?

Сегодня около 98% всех новых автомобилей, продаваемых по всему миру, имеют каталитический нейтрализатор.

Какие химические реакции происходят в каталитическом нейтрализаторе?

Каталитические нейтрализаторы используют восстановление и (окислительно-восстановительные) реакции для снижения вредных выбросов.

Они используют катализатор восстановления , состоящий из платины и родия. Это помогает уменьшить оксиды азота (NO _x ), удаляя атомы азота из молекул оксида азота (NO и NO ₂ ). Это позволяет свободному кислороду образовывать газообразный кислород (O ₂ ). Затем атомы азота, присоединенные к катализатору, реагируют друг с другом. Эта реакция создает газообразный азот (N ₂ ).

Азотная кислота и двуокись азота восстанавливаются с образованием газообразного азота и газообразного кислорода.

также используют окислительный катализатор , состоящий из платины или палладия. Это помогает уменьшить углеводороды (HC) и окись углерода (CO). Начнем с того, что монооксид углерода и кислород соединяются с образованием диоксида углерода (CO ₂ ). Затем несгоревшие углеводороды и кислород объединяются, образуя углекислый газ и воду.

Угарный газ и кислород соединяются с образованием двуокиси углерода. Несгоревшие углеводороды и кислород объединяются, образуя углекислый газ и воду.

Современные каталитические нейтрализаторы также используют датчики кислорода . Иногда их называют лямбда-зондами. Они контролируют, сколько дополнительного кислорода попадает в поток выхлопных газов. Поддержание правильного количества кислорода делает реакции восстановления и окисления более эффективными.

Знаете ли вы?

Автомобильный двигатель больше всего загрязняет окружающую среду сразу после того, как вы его запустите. Это связано с тем, что каталитическим нейтрализаторам может потребоваться несколько минут, чтобы сработать. Это отличный повод прогуляться пешком, если вам нужно проехать только небольшое расстояние!

Исследователи изучают возможность использования золота в каталитических нейтрализаторах. Это может звучать дорого. Но золото на самом деле дешевле многих других благородных металлов. И это еще не все! Фактически, у нас могут закончиться такие металлы, как платина, в ближайшие пару десятилетий. Кое-где люди даже воруют каталитические нейтрализаторы, чтобы добраться до драгоценных благородных металлов внутри!

Отправные точки

Соединение и связь

• Вы бы купили автомобиль, если бы знали, что в нем нет каталитического нейтрализатора? Почему или почему нет?
• Пытаетесь ли вы ограничить количество производимого вами загрязнения? Объяснять.
• Сталкивались ли вы со смогом или сильным загрязнением воздуха? Опишите эффекты.
•  

Подключение и связь

• Вы бы купили автомобиль, если бы знали, что в нем нет каталитического нейтрализатора? Почему или почему нет?
• Пытаетесь ли вы ограничить количество производимого вами загрязнения? Объяснять.
• Сталкивались ли вы со смогом или сильным загрязнением воздуха? Опишите эффекты.
•  

Связь науки и техники с обществом и окружающей средой

• Какие примеры благородных металлов используются в качестве катализаторов в каталитических нейтрализаторах? Должны ли правительства инвестировать больше в производство этих металлов? Почему или почему нет?
• Следует ли нам продолжать изучение использования золота в качестве катализатора в каталитических нейтрализаторах. Или мы должны использовать более экологически чистые автомобили? Объяснять.
•  

Связь науки и техники с обществом и окружающей средой

• Какие примеры благородных металлов используются в качестве катализаторов в каталитических нейтрализаторах? Должны ли правительства инвестировать больше в производство этих металлов? Почему или почему нет?
• Следует ли нам продолжать изучение использования золота в качестве катализатора в каталитических нейтрализаторах. Или мы должны использовать более экологически чистые автомобили? Объяснять.
•  

Изучение концепций

• Что такое катализатор? Какие катализаторы обычно используются в каталитических нейтрализаторах?
• Какую роль играет катализатор в снижении вредных выбросов выхлопных газов автомобилей? Какие химические реакции происходят при этом процессе?
• Каталитические нейтрализаторы по-прежнему позволяют выделять углекислый газ во время сгорания. Углекислый газ является основным фактором изменения климата. Производство оксидов азота и оксидов серы хуже, чем выброс углекислого газа в окружающую среду? Объяснять.
• Какова функция кислородного датчика в выхлопной системе автомобиля?
•  

Изучение концепций

• Что такое катализатор? Какие катализаторы обычно используются в каталитических нейтрализаторах?
• Какую роль играет катализатор в снижении вредных выбросов выхлопных газов автомобилей? Какие химические реакции происходят при этом процессе?
• Каталитические нейтрализаторы по-прежнему позволяют выделять углекислый газ во время сгорания. Углекислый газ является основным фактором изменения климата. Производство оксидов азота и оксидов серы хуже, чем выброс углекислого газа в окружающую среду? Объяснять.
• Какова функция кислородного датчика в выхлопной системе автомобиля?
•  

Рекомендации по обучению:

• Эта статья может быть использована для поддержки преподавания и изучения химии, наук об окружающей среде, загрязнения окружающей среды, технологий и техники, связанных с качеством воздуха, катализаторами, горением, окислительно-восстановительными реакциями, металлами и углеводородами. Введенные понятия включают бензин, углеводород, сжигание, двуокись углерода, оксиды азота (NOx), оксиды серы, кислотные осадки, летучие органические соединения (ЛОС), окись углерода, каталитический нейтрализатор, катализаторы, соединения, окисление, восстановление, восстановительный катализатор, азотную кислоту. , диоксид азота, окислительный катализатор и датчик кислорода.
• После прочтения статьи учителя могут предложить учащимся выполнить циклическую стратегию обучения «Ключевые идеи», чтобы обобщить основные идеи из статьи. Готовые к использованию ключевые идеи Round Robin доступны в форматах [Google doc] и [PDF].
• Для преподавания катализаторов в химии учителя могут использовать эту статью в качестве примера применения катализаторов, которые используются в повседневной жизни.
• Чтобы пойти дальше, учителя могут предложить учащимся обсудить использование золота в качестве катализатора в каталитических нейтрализаторах, используя стратегию обучения Pros & Cons Organizer. Готовые к использованию воспроизводимые плюсы и минусы в форматах [Google doc] и [PDF].
• Чтобы учащиеся исследовали проблемы, связанные с транспортом и ископаемым топливом, и узнали об углеродном следе, связанном с различными видами транспорта в обществе, учителя могут предложить учащимся принять участие в проекте Energy4Travel Action Project.

Рекомендации по обучению:

• Эта статья может быть использована для поддержки преподавания и изучения химии, наук об окружающей среде, загрязнения окружающей среды, технологий и техники, связанных с качеством воздуха, катализаторами, горением, окислительно-восстановительными реакциями, металлами и углеводородами. Введенные понятия включают бензин, углеводород, сжигание, двуокись углерода, оксиды азота (NOx), оксиды серы, кислотные осадки, летучие органические соединения (ЛОС), окись углерода, каталитический нейтрализатор, катализаторы, соединения, окисление, восстановление, восстановительный катализатор, азотную кислоту. , диоксид азота, окислительный катализатор и датчик кислорода.
• После прочтения статьи учителя могут предложить учащимся выполнить циклическую стратегию обучения «Ключевые идеи», чтобы обобщить основные идеи из статьи. Готовые к использованию ключевые идеи Round Robin доступны в форматах [Google doc] и [PDF].
• Для преподавания катализаторов в химии учителя могут использовать эту статью в качестве примера применения катализаторов, которые используются в повседневной жизни.
• Чтобы пойти дальше, учителя могут предложить учащимся обсудить использование золота в качестве катализатора в каталитических нейтрализаторах, используя стратегию обучения Pros & Cons Organizer. Готовые к использованию воспроизводимые плюсы и минусы в форматах [Google doc] и [PDF].
• Чтобы учащиеся исследовали проблемы, связанные с транспортом и ископаемым топливом, и узнали об углеродном следе, связанном с различными видами транспорта в обществе, учителя могут предложить учащимся принять участие в проекте Energy4Travel Action Project.

Катализаторы, переходные состояния и энергия активации

Все физические ресурсы MCAT

8 диагностических тестов 303 практических теста Вопрос дня Карточки Учитесь по концепции

← Предыдущая 1 2 3 Следующая →

Физическая помощь MCAT » Биохимия, органическая химия и другие понятия » Физическая химия » Кинетика реакции » Катализаторы, переходные состояния и энергия активации

Карбоангидраза является важным ферментом, который позволяет преобразовывать CO ₂ и H ₂ O в H ₂ CO ₃ . В дополнение к тому, что CO ₂ растворяется в крови и транспортируется в легкие для выдоха, продукты карбоангидразной реакции H ₂ CO ₃ и родственное соединение HCO ₃ ^— также служат для контроля pH крови для предотвращения ацидоза или алкалоза. Карбоангидразная реакция и кислотно-щелочная реакция представлены ниже.

CO ₂ + H ₂ O  H ₂ CO ₃

  H ₂ CO ₃   HCO ₃ ^— + H ⁺

Increasing the concentration of карбоангидраза будет __________ константы скорости прямой реакции.

Возможные ответы:

уменьшить

не влияет

увеличить

Правильный ответ:

не влияет

Объяснение:

Концентрация фермента не зависит от константы скорости, поскольку фермент может катализировать превращение реагентов в продукты только с определенной скоростью. Однако увеличение концентрации фермента увеличило бы абсолютное число реакций, протекающих одновременно; таким образом, скорость реакции (но не константа скорости) увеличится. 9. Помимо того, что CO ₂ растворяется в крови и транспортируется в легкие для выдыхания, продукты реакции карбоангидразы, H ₂ CO ₃ и родственное соединение HCO ₃ ^— , также служат для контроля рН крови для предотвращения ацидоза или алкалоза. Карбоангидразная реакция и кислотно-щелочная реакция представлены ниже.

CO ₂ + H ₂ O  H ₂ CO ₃

  H ₂ CO ₃  HCO ₃ ^— + H ⁺

Carbonic anhydrase catalyzes the реакция CO _{2 (г)} + H ₂ O _(л)  H ₂ CO _{3 (л)} . Если бы температура реакции была повышена, например, при физической нагрузке, как изменилась бы скорость реакции?

Возможные ответы:

Уменьшение

Увеличение

Без изменений

Правильный ответ:

Увеличение

Пояснение:

Этот вопрос спрашивает нас, как изменится скорость реакции при повышении температуры. Повышение температуры увеличивает относительную скорость каждого реагента, увеличивая вероятность того, что два реагента столкнутся и смогут образовать продукт с помощью карбоангидразы. Это также можно увидеть из следующего уравнения.

Увеличение температуры уменьшает знаменатель, потому что e ^E/RT становится e ⁰ = 1 при повышении температуры. Общий эффект — увеличение скорости реакции.

Обратите внимание, однако, что температура может повышаться только до определенной точки. Как только температура становится слишком высокой, фермент денатурирует и больше не работает.

Сообщить об ошибке

Карбоангидраза является важным ферментом, который позволяет CO ₂ и H ₂ O для преобразования в H ₂ CO ₃ . Помимо того, что CO ₂ растворяется в крови и транспортируется в легкие для выдыхания, продукты реакции карбоангидразы, H ₂ CO ₃ и родственное соединение HCO ₃ ^— , также служат для контроля рН крови для предотвращения ацидоза или алкалоза. Карбоангидразная реакция и кислотно-щелочная реакция представлены ниже.

СО ₂ + H ₂ o H ₂ CO ₃

H ₂ CO ₃ HCO ₃ ^— + H ⁺

9003 ^— + H ⁺

Возможные ответы:

Увеличить

Не изменить

Уменьшить

Правильный ответ:

Уменьшить

Объяснение:

Экстремальные температуры и уровни pH снижают активность ферментов, поскольку они денатурируются. В организме большинство ферментов оптимально работают при рН 7,4. Повышение pH слишком высоко приведет к денатурации белка, потому что аминокислоты, которые обычно протонированы при физиологическом pH (то есть кислотные остатки), станут депротонированными. Отсутствие протонирования вызовет коллапс третичной и четвертичной структур, что приведет к снижению функции фермента.

Сообщить об ошибке

Карбоангидраза является важным ферментом, который позволяет преобразовывать CO ₂ и H ₂ O в H ₂ CO ₃ . Помимо того, что CO ₂ растворяется в крови и транспортируется в легкие для выдыхания, продукты реакции карбоангидразы, H ₂ CO ₃ и родственное соединение HCO ₃ ^— , также служат для контроля рН крови для предотвращения ацидоза или алкалоза. Карбоангидразная реакция и кислотно-щелочная реакция представлены ниже.

CO ₂ + H ₂ O  H ₂ CO ₃

  H ₂ CO ₃  HCO ₃ ^— + H ⁺

If the pH of крови снижается ниже 7, как изменится концентрация HCO ₃ ^— ?

Возможные ответы:

Без изменений

Уменьшение

Увеличение

Правильный ответ:

Уменьшение

Пояснение:

Экстремальные температуры и уровни pH снижают активность ферментов, поскольку они денатурируются. В организме большинство ферментов оптимально работают при рН 7,4. Слишком низкое снижение pH приведет к денатурации белка, потому что аминокислоты, которые обычно депротонированы при физиологическом pH (т.е. основные остатки), станут протонированными. Протонирование вызовет изменения в третичной и четвертичной структурах, что приведет к снижению функции фермента, поэтому концентрация продукта в катализируемой реакции также уменьшится.

Сообщить об ошибке

Какое из следующих утверждений о катализаторах неверно?

Возможные ответы:

Катализаторы снижают энергию активации (E _a ) некоторых реакций

Катализаторы сдвигают положение равновесия реакции в пользу продуктов

Катализаторы изменяют скорость реакции

3 Все

Правильный ответ:

Катализаторы сдвигают положение равновесия реакции в пользу продуктов

Пояснение:

Катализаторы не сдвигают положение равновесия реакции в пользу продуктов.

Катализаторы ускоряют химические реакции за счет снижения энергии активации (E _a ) реакций, но не влияют на положение равновесия, поскольку изменение скорости от реагентов к продуктам ускоряется пропорционально изменению скорости от продуктов к реагентам ( один и тот же K _eq будет достигнут независимо от того, используется катализатор или нет).

Сообщить об ошибке

Если реагентами и/или продуктами химической реакции являются газы, скорость реакции можно определить путем измерения изменения давления в ходе реакции. Рассмотрим приведенные ниже данные реакции и зависимости давления от скорости реакции.

Если в реакцию был добавлен ингибиторный катализатор __________.

Возможные ответы:

энергия активации увеличится

концентрация YZ увеличится в равновесии

энергия активации уменьшится

концентрация YZ уменьшится в равновесии