что в нем ценного и что будет если его убрать
Резкий скачок уровня автомобилизации общества в конце двадцатого века потребовал глобального усиления требований к экологичности двигателей внутреннего сгорания. Суровые законодательные меры вынудили производителей разработать и внедрить сложные технические комплексы очистки выхлопных газов, главными компонентами которых стали системы электронного управления впрыском топлива и специальные узлы дополнительной переработки продуктов выпуска – каталитические нейтрализаторы.
Содержание статьи:
Зачем нужен в машине каталитический нейтрализатор
Большая часть выхлопных газов состоит из вполне нейтральных и безвредных веществ – азота, водяного пара и двуокиси углерода. Но обойтись только их наличием практически невозможно, такое случается лишь в идеально отрегулированном двигателе, работающем в предсказуемом стационарном режиме.
Во всех других случаях мотор начинает выделять крайне опасные для человека химически активные вещества, моноокись углерода, углеводороды и окислы азота.
Читайте также: Для чего нужна балансировка колес автомобиля
Прямое уничтожение подобных ядов с большой скоростью и в требуемом объёме практически невозможно, поэтому инженеры были вынуждены прибегнуть к известным из химии каталитическим реакциям переработки вредных веществ в относительно нейтральные.
Катализатором в химии называется компонент реакции, который участвует в процессе, хорошо его ускоряет, но сам при этом не расходуется.
Что ценного в устройстве
К сожалению, ценного там оказалось много. В роли катализаторов пришлось применить благородные металлы, наиболее подходящие для этой цели.
Дошло до того, что самым дешёвым из них оказалось золото, но чаще приходится использовать платину, палладий и родий. Многим известно, что эти элементы существенно дороже всем понятного золота.
Одновременно с применением столь недешёвых компонент потребовалось создать геометрически непростую структуру, обеспечивающую контактирование каталитического вещества со всем объёмом выпускаемого цилиндрами газа. Это мельчайшие керамические или металлические соты, сквозь которые и продувается весь поток выхлопа.
Статья по теме: Установка и подключение кнопки Старт/Стоп с алиэкспресс
В результате автомобиль приобрёл сложное, массивное и дорогое устройство в виде металлического корпуса, высокотехнологичной начинки, да ещё и обрамлённое контрольными датчиками с двух сторон, непрерывно следящими за его сохранностью и правильной работой.
Экологичность даром не даётся. Да и на этом прогресс не остановился, дальнейшее ужесточение требований законодателей продолжает влиять на появление дополнительных систем очистки выхлопа.
Виды катализаторов
По своему назначению нейтрализатор может быть двух- или трехкомпонентным.
- В первом случае он выполняет относительно простые функции окисления (дожигания) угарного газа и углеводородов до образования воды и двуокиси углерода.
- Во втором – добавляется сложная способность устройства работать с окислами азота. Особенно много их образуется в современных дизельных и бензиновых моторах, в силу повышения экономичности, которых конструкторам приходится использовать обеднённые и бедные смеси на впуске.
Трёхкомпонентые катализаторы, а именно такие чаще всего применяются, в свою очередь, могут отличаться по конструктивному признаку, изготавливаясь на базе керамических или металлических сотовых изделий.
Керамические относительно дешевле, но не обладают высокой механической прочностью и долговечностью, склонны к растрескиванию и разрушению, не терпят ударов при наезде на препятствия.
Металлические конструктивы обладают достаточной упругостью, поэтому лучше держат внешние и внутренние удары. Внутренние могут возникать при аномальных процессах горения и разрушительно воздействовать на тонкую сотовую начинку, где, как уже упоминалось, обычно нанесены такие непростые вещества, как платина, палладий и родий.
Но даже металл не спасает от предательского попадания на тонкие соты посторонних веществ из двигателя в виде компонент контрафактных рабочих жидкостей, слишком богатой смеси или всевозможных соединений кремния.
Это интересно: Почему не загорается лампа давления масла при включении зажигания
Катализаторы отличаются и по способу их установки. Раньше они располагались в виде врезок выхлопной трубы, подобно глушителям и резонаторам. Но оказалось, что так их очень трудно и затратно прогревать до рабочей температуры, при которой начинаются каталитические реакции.
Поэтому сейчас нейтрализаторы ставят непосредственно за выпускным коллектором, максимально близко к точке выхода раскалённых выхлопных газов. Уже не надо долго ждать выхода прибора на режим, меньше загрязняются кислородные датчики и сокращаются расходы топлива на поддержание температуры.
Причины и признаки неисправности
Теоретически катализатор должен работать вечно. Благородные металлы не окисляются и не расходуются в химических реакциях каталитического типа. Но реальность выглядит значительно хуже. Тонкие приборы оказываются бессильны перед нарушениями температурного режима и механическими ударами.
Почти все проблемы бывают связаны с нарушением работы систем питания и зажигания двигателя, а также с применением некачественного топлива. Всё это приводит к повышению температуры нейтрализатора, оплавлению и выкрашиванию его сотовой структуры с последующим закупориванием пути свободного прохода выхлопных газов.
При этом катализатор способен нанести страшный ответный удар двигателю. Его близкое расположение к зоне выпускных клапанов привело к опаснейшему эффекту – раскрошенная керамика может попадать в цилиндры.
Это не является парадоксом, дело в том, что импульсный характер движения газов на выпуске приводит к хаотическому перемещению частиц по коллектору и всасыванию их в двигатель перепадами давления.
Результат известен многим мотористам – царапины и задиры на поверхностях, которым это полностью противопоказано. Двигатель отправляется в капитальный ремонт.
Общим признаком неисправности станет потеря мощности двигателя, его неспособность развить большие обороты. В конце концов он просто перестанет запускаться. Это легко себе представить интуитивно, вообразив, что некто коварно заткнул выхлопную трубу. Результат абсолютно идентичен.
Как проверить
Симптомы слишком характерны, чтобы вызывать сложности с диагностикой забитого катализатора.
Изменившийся звук выхлопа, сдавленное шипение в выпускной системе, иногда вообще крайне слабая реакция руки, подведённой к срезу выхлопной трубы. Обычно к тому же зажигается лампочка контроля состояния двигателя, ЭСУД заметит нештатные показания датчиков.
К сведению: Почему перестал работать парктроник (причины, диагностика, ремонт)
Окончательный диагноз будет поставлен после снятия катализатора с автомобиля. Запечённые, заполненные отложениями и раскрошенные соты невозможно не заметить.
Как почистить
В тех случаях, когда соты ещё не повреждены, но пропускная способность нейтрализатора уже снижена смолянистыми отложениями, его можно промыть.
Для этого лучше всего использовать жидкость, обычно применяемую для очистки карбюраторов или топливных форсунок. Только потребуется её значительно больше.
Катализатор заливается промывочной жидкостью, после чего ей предоставляется время на растворение загрязнений, затем её сливают, внутренности детали промываются горячей водой и просушиваются (продуваются).
Обычно процедура требует неоднократного повторения. Существуют также специально предназначенные для подобных промывок составы.
Зачем вырезают катализатор на автомобиле
Подобное удаление имеет негативные последствия в виде увеличения загрязнения окружающей среды.
Выполняется оно обычно по двум причинам – экономии на покупке новой детали, взамен пришедшей в негодность (изделие дорогое по описанным выше причинам) и мощностного тюнинга автомобиля.
Снижение сопротивления на выхлопе позволит мотору раскручиваться более уверенно. К тому не секрет, что экологичность и экономичность пока не могут существовать одновременно. На обслуживание хорошего катализатора требуется значительное количество дополнительного топлива, не несущего полезной нагрузки.
Тонкости удаления устройства из выхлопной системы
Выполнить это без значительных затрат времени иногда невозможно. Прошли времена, когда катализатор представлял собой удобный в обращении жестяной цилиндр с хрупкой керамической начинкой. Два крепких удара ломом — и дело сделано.
Сейчас приходится иметь дело с изделием замысловатой формы, без доступа к внутренностям, да ещё и с крепкими металлическими сотами. Приходится вскрывать корпус и потом его заваривать. В условиях СТО операция не самая дешёвая.
По теме: Почему течет масло из двигателя, как найти и устранить протечку
Завершиться процесс должен перенастройкой «мозгов» двигателя, иначе они сразу вычислят обман. Это делается различными способами, в зависимости от квалификации и привычек исполнителя. Могут применяться как программные, так и аппаратные «обманки» контролирующих датчиков.
Результат один – мотор адаптируется к новым условиям и перестаёт паниковать лампочкой «Check engine». Иногда ставят так называемый пламегаситель – специальную вварку, нормализующую звук, температуру и внутреннюю аэродинамику выхлопа.
Добрый день. Каталитический нейтрализатор, он же катализатор, предназначен для удаления, нейтрализации вредных веществ в выхлопных газах. Он «дожигает» не сгоревшие углеводороды, преобразуя ядовитые соединения в очищенные газы.
В середине 60-х годов в США над городами нависали большие тучи смога. В силу развития автомобильной промышленности и увеличения числа авто на дорогах, стал остро вопрос, как уменьшить выброс вредных веществ в атмосферу. Правительство издала декларацию «О чистом воздухе», в 1975 года на машины начали устанавливать устройства очистки отработанных газов.
Сегодня об этом устройстве мы подробно поговорим. Разберем на конкретных примерах, что это такое, где оно находится, как работает. Поговорим о возможных проблемах с ним, признаках выхода из строя и способах их решения.
Что это такое и для чего он нужен
Это фильтр выхлопных газов. Точнее – приспособление, конвертирующее ядовитые вещества автомобильного выхлопа в нейтральные химические компоненты. По-простому – очищает выхлоп машины, чтобы он не «вонял». Замечал не раз, как иногда приятно пахнут газы авто после нейтрализатора, но это мое субъективное мнение.
В начале развития технологии быстрой очистки выхлопа машины пытались применять разнообразные устройства – от обычного фильтрующего элемента, который забивался за короткий пробег, примитивных химических катализаторов.
Какие бывают и из чего они состоят
Все современные автомобильные каталитические нейтрализаторы разделяются на два типа по материалу изготовления:
- Металлические
- Керамические
Каждый из этих двух типов обладает своими плюсами и минусами. Разберем их подробно.
Металлические
Он выполнен на основе металлических ячеек, сот, подобно пчелиному улику. Его преимуществом является прочность, хорошее противодействие физическим повреждениям, вследствие ударов. То есть, наехавши автомобилем на бугор, шанс повредить внутренности катализаторы минимальный.
Минус – повышенная цена на новое изделие.
Керамические
Его основным элементом является керамика. Из неё выполнены ячейки. В зависимости от производителя её качество, толщина может сильно отличаться. Например, корейские автопроизводители в погоне за снижением цены на авто, делают катализаторы из очень тонкого керамического материала. Иногда говорят, что они их штампуют из рисовой бумаги. Последствия такой экономии могут быть печальными для двигателя. Об этом поговорим ниже.
Недостатки:
- Хрупкие, при незначительном физическом воздействии ячейки начинают крошиться;
- В большей степени они подвержены оплавлению при воздействии высоких температур;
- Сложно очистить их.
Плюсы – относительно невысокая цена.
Катализаторы в машине разделяются по месту расположению в выхлопной магистрали:
- Коллекторные
- Магистральные
В начале развития технологии каталитической нейтрализации выхлопных газов, они устанавливались под днищем автомобилей. Подобно резонаторам, глушителям они находились в выхлопной магистрали. Поэтому из называли «магистральные».
С ужесточением экологических норм, инженерам необходимо совершенствовать нейтрализаторы, повышать их эффективность. Чтобы улучшить очистку выхлопных газов, необходимо было увеличить температуру прогрева катализатора. В магистральных типах этого добиться не удавалось. Принято решение перенести место его расположение ближе к блоку цилиндров, где температура выхлопных газов выше, чем в середине трубы.
Поэтому их стали располагать непосредственно в выхлопном коллекторе. Их стали называть «коллекторные». Что увеличило шанс повреждения двигателя автомобиля. Об этом потом.
Что внутри?
Внутренний наполнитель каталитических нейтрализаторов состоят из двух или трех частей – «блинчиков». Первые два призваны дожигать несгоревшие в моторе углеводороды, угарный газ. В результате образуется вода и CO2.
Третья часть борется с окислами азота. Он образуется в результате горения обедненной топливовоздушной смеси, которую вынуждены применять на современных двигателях конструкторы. Все для повышения экологичности выхлопа и уменьшения потребления топлива.
Все части катализатора покрыты тонким слоем благородных металлов. Применяются золото, платина или иридий. По этой причине, стоимость новой детали может достигать 700 долларов.
Преимуществом использования данных материалов – они практически не расходуются при протекании реакций нейтрализации. В теории, нейтрализаторы должны служить более 500 тысяч километров, но на практике это встречается крайне редко. Именно поэтому, их на малых пробегах меняют или удаляют (вырезают).
Как понять, что он вышел из строя?
В результате оплавления ячеек или разрушения керамики, крошка забивает следующие по ходу движения выхлопных газов «блинчики». Двигателю становится тяжело дышать, он не может выдуть выхлоп.
Из этого вытекают первые признаки выхода из строя катализатора:
- Двигатель теряет мощность. Многие водители жалуются, что машина перестает ехать, пропадает динамика;
- На приборной панели выпадает ошибка «Check Engine». При сканировании блока управления мотором это ошибка по второй лямбде;
- Некоторые отмечают, что при поломке частично или полностью пропадает выхлоп их выхлопной трубы;
- Увеличивается расход топлива.
Что делать, если возникли с ним проблемы?
Есть три пути развития событий:
- Удаление, замена катализатора на пламегаситель;
- Установка новой детали или ремонтного нейтрализатора;
- Промывка, очистка, если его наполнитель не разрушился.
Первый вариант самый распространенный. Наши автолюбители предпочитают «вырезать» его из системы, чтобы в последствии не тратиться на его замену или не возникли другие проблемы из-за него. В случае корейского автопрома, боязнь «убить» двигатель подталкивает владельцев избавляться от него уже на пробегах 30 тыс. км, даже при его полной работоспособности.
Это связано с качеством керамики и особенностями расположения катализатора в выхлопном тракте. Он очень близко находится к блоку цилиндров, конструкция выхлопного коллектора способствует забросу керамической крошки в камеры сгорания. Последствия – задиры на стенках цилиндров и поршней. Это капитальный ремонт мотора.
В автомобилях других марок, керамический наполнитель более качественный, поэтому удалять его на коротких дистанциях пробега авто не нужно. Но со временем он выходит из строя. Стоимость новой детали большая, а срок службы ограниченный. Чтобы несколько раз не платить большие деньги за его замену, предпочитают его удалять, заменяя пламегасителем.
Второй пункт можно опустить. Редко кто из владельцев современных автомобилей желает устанавливать новый каталитический нейтрализатор. Это дорого и не всегда оправдано. Зачем владельцу его менять на новый, если он покатается 2-3 года и продаст машину? Дешевле вырезать его, покататься и «спихнуть» другому владельцу. Но я против такого варианта.
Как и чем промывать и получится это сделать?
Чистить катализатор необходимо только в тех случаях, когда нет серьезных повреждений сот. Они могут разрушиться, могут оплавится из-за некорректной работы двигателя или качества топлива. Поэтому, перед чисткой его нужно проверить эндоскопом.
Выкручиваем датчики кислорода, осматриваем первый и последний «блинчик» на предмет целостности ячеек. Если видно, что они целые, просто забиты нагаром, то можно попробовать его прочистить.
Для этих целей хорошо подойдет специальное средство для очистки поршней от нагара или очиститель дросселя, или карбюратора.
- Снимаем его;
- Берем для промывки садовый распрыскиватель. Подойдет любая емкость с узким носиком и способная разбрызгивать средство под давлением;
- Заливаем в нее жидкость для очистки;
- Закрываем выходной патрубок, чтобы жидкость не выливалась из катколлектора. Впрыскиваем очиститель внутрь;
- Даем ему время «настоятся», сливаем в чистую ёмкость.
- Промываем катализатор дистиллированной водой, чтобы смыть остатки чистящего средства, она может загореться в коллекторы или взорваться.
Результат должен порадовать, если каталитический нейтрализатор целый без оплавленных ячеек, то промывка может помочь.
Важно! Рекомендуется это делать на теплом каталитическом нейтрализаторе.
Второй способ – хлопотный
Рассказывали, что некоторые боролись с оплавлением сот необычным методом. В данном случае важно, чтобы его наполнитель был целым, не наблюдалось разрушения керамики.
Снимаем его с выхлопной системы. Аккуратно вырезаем верхнюю его крышку, чтобы получить доступ к содержимому катализатора. Вынимаем «блинчики». Обрезным кругом по керамике отрезаем внешние части оплавленных ячеек. Можно отрезать небольшими частями, контролировать целостность сот.
Убедились, что удалили оплавленные ячейки катализатора, собираем конструкцию до кучи. Укладываем «блинчики» в том же порядке, как и были, завариваем верхнюю крышку. Устанавливаем все на место.
В некоторых случаях данная процедура помогала избавиться от ошибки при выходе из строя катализатора. Но данный способ ремонта трудозатратный. Не все могут самостоятельно пользоваться сварочным аппаратом, не у всех он есть вообще.
Удаление каталитического нейтрализатора
Это самый радикальный способ избавится от проблем с ним. Но владельцев подстерегает некоторые сложности после его «вырезания» – нужно правильно настроить всю систему работы двигателя, так как блок управления считывает данный от датчиков кислорода, которые находятся на входе и выходе из катализатора. Так как его уже нет в выхлопе, его нужно как-то обмануть.
Для этого используют обманки лямбда-зондов. Их есть несколько разновидностей, подробно я писал про них в статье, ссылка выше. У каждой есть свои плюсы и минусы.
Можно выделить важные моменты, после его вырезания:
- Нельзя скупится на покупку качественных обманок, желательно использовать электронные лямбда-обманки;
- В случае перепрошивки «мозгов» обращаться только к профильным специалистам. В противном случае получить большие проблемы в работе и надежности двигателя.
Стоит ли его удалять?
Это должен каждый решить для себя сам. Я лишь перечислю недостатки его удаления:
- Экологическая обстановка в нашей стране и так плохая. Удалив катализатор, вы её еще больше усугубляете;
- Неправильная настройка оборудования может привести к ухудшению основных характеристик мотора;
- Не все обманки лямбда-зондов будут работать вечно, их корректная работа зависит от типа и качества детали.
Основная причина, почему многие склоняются к его замене на пламегаситель – цена нового изделия. Если бы они не стоили так дорого, я уверен, что многие не стали бы заморачиваться с его удалением.
На этом буду заканчивать свою статью. Если будут вопросы – пишите их в комментариях. Делитесь её с друзьями, если считаете её полезной. Всем удачи на дорогах!
Ваша машина станет очень вонючей. И это только одно следствие.
Как это работает?
Материалы по теме
Каталитический нейтрализатор призван очищать выхлопные газы методом доокисления до водяного пара и углекислого газа. Процесс проходит на поверхности керамических сот, покрытых тончайшей пленкой благородных металлов (платины, родия и палладия). Перед блоком каталитического нейтрализатора установлен первый, управляющий, датчик кислорода (лямбда-зонд). Он измеряет количество свободного кислорода в выпускных газах, и блок управления двигателем обеспечивает процесс сгорания в цилиндрах так, чтобы кислорода оставалось достаточно для доокисления вредных веществ в нейтрализаторе. За нейтрализатором ставят второй, диагностический, лямбда-зонд. Он проверяет, как прошел процесс нейтрализации — много ли осталось кислорода.
Почему вообще возникает идея вырезать каталитический нейтрализатор отработавших газов? Ведь очень немногие отключают сами у себя климат-контроль или, например, систему АБС. Чем же это сравнительно новое устройство помешало?
Характерный пример расположения каталитического нейтрализатора под днищем автомобиля. Так выглядит большинство недорогих машин фирмы Renault на платформе Global Access/B0. На фото — Nissan Almera, автомобиль, созданный на той же платформе.
Материалы по теме
Пока каталитические нейтрализаторы располагались под днищем автомобиля, они были безопасны для двигателей. Они честно очищали выхлоп от вредных примесей. Скончавшись, начинали мешать нормальной езде — и их вырезали. Керамический блок нейтрализатора при этом либо разваливался на куски, либо запекался коркой. В обоих случаях проход отработавших газов был затруднен.
Под днищем вместо нейтрализатора обычно вваривали трубу либо просто выбивали керамическую начинку. Пустая «бочка» могла «бубнить», придавала басовитости звуку выхлопа, и тогда в нее вваривали трубу с отверстиями, за которыми располагалась стальная проволока-путанка или стекловата. Это смягчало неприятный звуковой эффект.
Но прогресс не стоит на месте. Для более быстрого прогрева каталитический нейтрализатор стали устанавливать как можно ближе к двигателю. Все процессы нейтрализации, идущие при высокой температуре, при этом начнутся раньше. Нейтрализатор, совмещенный с выпускным коллектором, называется катколлектором.
Типичный катколлектор — такой ставят на популярнейшие автомобили Hyundai Solaris и Kia Rio.Типичный катколлектор — такой ставят на популярнейшие автомобили Hyundai Solaris и Kia Rio.
Так вот в близости катколлектора и двигателя заключена главная опасность. Керамическая основа со временем начинает крошиться — образовавшиеся частички могут попадать в цилиндры двигателя. А цилиндропоршневая группа и абразивные частицы керамики — вещи несовместимые. Возникают большие износы пары цилиндр-поршень и даже задиры. Мотор может потребовать капитального ремонта задолго до выработки среднего ресурса. Виновны в выкрашивании керамической основы нейтрализатора и низкое качество керамики, и плохое топливо, догорающее в катколлекторе, и присадки к бензину, которые использовал владелец автомобиля.
У разных производителей степень опасности повреждений моторов очень различается.
| На отечественных моторах ВАЗ с шестнадцати- и восьмиклапанными моторами керамика достаточно крепкая, да и заброс частиц из-за особенностей газодинамических процессов практически невозможен. На отечественных моторах ВАЗ с шестнадцати- и восьмиклапанными моторами керамика достаточно крепкая, да и заброс частиц из-за особенностей газодинамических процессов практически невозможен. | Другой пример — Kia Ceed. Вероятность повреждения мотора частицами керамики, если она начала сыпаться, относительно велика. Другой пример — Kia Ceed. Вероятность повреждения мотора частицами керамики, если она начала сыпаться, относительно велика. |
Решение или вредительство?
Каталитические нейтрализаторы на некоторых моторах начинают разрушаться при пробегах меньше 50 000 км. И владельцы, начитавшись страшилок, едут их ликвидировать. Удалить «каталик» можно двумя способами. Просто извлечь всю керамическую начинку и слои пристеночного уплотнителя. Только надо делать это на снятом устройстве, потому что можно затолкать частицы в цилиндры через открытые клапаны. Звук выхлопа после такой процедуры может стать несколько громче на определенных режимах. Кому это не нравится, вскрывают катколлектор и вместо керамических блоков вваривают пламегаситель.
Пламегаситель — цилиндрическая труба с шумовиброгасящим наполнителем, сквозь который проходит труба примерно того диаметра, что и идущая дальше выхлопная система автомобиля.Все проблемы решены? Конечно, нет — перечислим, что будет не так:
Материалы по теме
Система управления двигателем покажет ошибку «Check engine». Ведь второй лямбда-зонд будет видеть то же количество кислорода, что и первый. Выходом может быть перепрошивка блока управления на Евро-2 или установка так называемой обманки на второй датчик кислорода. Обманка — это резьбовая втулка, ограничивающая прохождение газов к кислородному датчику либо содержащая в себе кусочек керамического наполнителя нейтрализатора, способного очищать газы.
Ваша машина станет очень вонючей. И сами этого хлебнете: во время прогрева во дворе и в медленно текущей пробке нанюхаетесь. Соседи по дому и по потоку тоже карму вам не улучшат. Еще, если вы возите детей, а также домашних животных, то помните, что они больше чу
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.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 (катколлектор)
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.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
Каталитический нейтрализатор под днищем кроссовера Renault DusterКаталитический нейтрализатор под днищем кроссовера Renault Duster
Система выпуска отработавших газов Lada 4×4
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.
Независимо от того, потребляет ли автомобиль дизель, бензин или газ, у каждого есть выхлопная система. Его первой задачей является удаление всех примесей, возникающих при сжигании топлива. А во-вторых, нейтрализации их достаточно, чтобы представлять наименьший риск для здоровья. И это то, для чего используется наш катализатор, установленный в металлическом цилиндре под машиной.
Первые автомобили, оснащенные катализаторами, появились на европейском рынке в 1986 году. Автомобили, оснащенные каталитическими нейтрализаторами, гордо носили специальную маркировку. С введением стандартов выбросов Евро (Евро 1 с 1993 года) использование катализаторов стало обязательным. Кто не имел катализатора, не получил одобрения и не мог продавать автомобили в ЕС. Сам дизайн развивался. Чем строже были стандарты, тем больше работы должны были выполнять катализаторы.
Катализаторы, используемые в бензине и абсцессах, различаются по структуре активного покрытия, поскольку их состав отработавших газов также отличается.
Строение катализатора?
Катализатор состоит из четырех основных элементов:
- Корпус — металлический, продолговатый ящик, обычно в форме цилиндра (или более сплющенный) с теплоизоляцией. С передней части автомобиля к нему присоединена выхлопная труба, которая собирает выхлопные газы из выпускного коллектора. Еще одна трубка выходит из катализатора, которая подводит очищенный выхлопной газ к глушителю.
- Носитель — это внутренняя структура с сотовым сечением, состоящая из тысяч каналов, позволяющих поток выхлопных газов. Он изготовлен из металла (металлическая опора) или керамики (керамическая опора, чаще всего из силиката магния и алюминия).
- Промежуточное покрытие — оно пористое и покрывает всю поверхность каналов на подложке. Его задача — обеспечить хорошие условия для следующего покрытия.
- Каталитически активное покрытие — изготовлено из элементов, предназначенных для вступления в химические (каталитические) реакции с вредными компонентами выхлопных газов и нейтрализации их до веществ, безвредных для окружающей среды. Это самая дорогая и самая важная часть катализатора.
Каталитически активное покрытие покрыто редкими и дорогими элементами. Например, типичный трехходовой катализатор использует платину, родий и палладий. И теперь мы знаем, почему катализаторы были украдены или почему они были куплены. Извлекать из них платину после серии процедур.
Ранее мы упоминали, что катализаторы в дизельных и бензиновых автомобилях немного отличаются.
- Окислительные катализаторы — уменьшают количество оксидов углерода и углеводородов, а также твердых частиц в выхлопных газах
- Трехходовые катализаторы — окисляют оксиды углерода и углеводороды и восстанавливают оксиды азота в автоцистернах
Где в машине установлен катализатор? Чаще всего десятки сантиметров позади выпускного коллектора. Есть еще один метод, так называемые картриджи, устанавливаемые в выпускном коллекторе.
Более новые автомобили, которые соответствуют строгим стандартам выбросов, используют два или три катализатора.
Как катализатор работает на практике?
После запуска силового агрегата выхлопные газы двигателя уходят на катализатор. Катализатор должен нагреваться как минимум до 300 градусов Цельсия, чтобы происходили каталитические реакции. Катализатор работает оптимально, когда он имеет температуру от 400 до 800 градусов Цельсия. Для ускорения нагрева катализатора используются дополнительные растворы — чаще всего теплоизоляция под кожухом катализатора (поскольку это самое дешевое решение), реже нагреватели или дополнительная подача воздуха в выпускной коллектор.
Лямбда-зонды (лямбда-значения, определяющие соотношение топлива и воздуха), датчики, измеряющие процент содержания воздуха в выхлопных газах, размещены перед катализатором и прямо за ним. Датчики подают сигнал на компьютер, который управляет двигателем. Если содержание выхлопных газов слишком высокое, это означает, что двигатель работает на ненасыщенной смеси. Компьютер увеличивает количество впрыскиваемого топлива. И наоборот. Если содержание кислорода в смеси слишком низкое, доза топлива уменьшается.
Какое это имеет отношение к катализатору? Наряду с изменениями в составе топливной смеси в катализаторе происходят процессы восстановления и окисления с использованием кислорода. Процессы восстановления уменьшают количество токсичных оксидов азота, процессы окисления уменьшают количество оксидов углерода (восстановление до диоксида углерода) и углеводородов УВ (восстановление до пара и диоксида углерода). Процессы восстановления и окисления происходят поочередно, и благодаря им увеличивается степень конверсии катализатора (то есть его эффективность) — до 98%.
Давайте посмотрим, как катализатор очищает выхлопные газы на практике (источник: журнал Autoexpert 10/2007)
- Угарный газ — до катализатора 1%, после катализатора — 0,1%
- Углеводороды углеводородов — перед катализатором: до 100 ч / млн, ниже по потоку от катализатора: до 20 ч / млн
- Диоксид углерода — перед катализатором — до 14%, после катализатора — до 15,4%
Введение новых стандартов радикальных выбросов означает, что одних катализаторов уже недостаточно для очистки выхлопных газов дизельных двигателей. Также стало необходимым использовать сажевые фильтры DPF / FAP (от Евро 4) и системы селективного каталитического восстановления SCR (от Евро 6). Кроме того, обязательна система рециркуляции выхлопных газов EGR, снижающая содержание оксидов азота (для автомобилей с бензиновыми и дизельными двигателями).
Отказ катализатора (каталитический нейтрализатор) — почему катализаторы выходят из строя?
Автомобильный каталитический нейтрализатор подвергается очень тяжелым рабочим условиям. Выхлопная система вибрирует во время работы, и при движении по неровной поверхности возникает дополнительная вибрация.
Катализатор подвергается очень высоким тепловым перегрузкам. Выхлопные газы двигателя достигают температуры до 600 градусов по Цельсию (в зависимости от скорости и долговечности вождения), а с другой стороны, на его корпус влияет температура наружного воздуха (минус зимой). Кроме того, из-за расположения под автомобилем он подвержен механическим повреждениям и коррозии.
Катализатор обладает определенной прочностью. Каталитически активное покрытие стареет в процессе эксплуатации. Трудно определить, когда это произойдет. Тем не менее можно предположить, что он колеблется от 180 до 200 тысяч. км пробега.
Однако существует ряд факторов, которые могут значительно сократить технический срок службы катализатора.
И чаще всего они являются причиной его отказа и, следовательно, необходимости замены. Например:
- Въезд на машине в глубокую лужу. Катализатор нагревают до температуры нескольких сотен градусов по Цельсию через выхлопные газы. Попадание воды вызывает ее ударное охлаждение и усадку металлического корпуса. Это, в свою очередь, сжимает вставку внутри катализатора и измельчает ее.
- Отказ системы зажигания, вызывающий выпадение зажигания. В зависимости от конструкции и возраста автомобиля это может быть связано с повреждением высоковольтных проводов, купола устройства зажигания, распределительного пальца или отдельных катушек зажигания. Несгоревшие остатки топлива попадают на катализатор и вызывают его разрушение.
- Неправильно установленный момент зажигания — слишком длительная задержка зажигания приводит к повышению температуры в катализаторе примерно до 1000 ° C, что приводит к его разрушению.
- Старение двигателя, связанное с износом поршневых колец, вызывает сгорание моторного масла и попадание его остатков в катализатор. Порошок, образующийся после сгорания моторного масла, закупоривает каналы катализатора.
- Частая / подавляющая езда по городу — значительно сокращает срок службы катализатора.
- Неправильно отрегулированная газовая установка — также вызывает ускоренный износ этого элемента
- Механические повреждения — столкновение днища автомобиля с выступающим элементом может привести к вмятине корпуса и повреждению внутренней вставки.
Подержанный автомобиль каталитический нейтрализатор — каковы признаки отказа?
Есть несколько симптомов, которые указывают на отказ / износ катализатора:
- Гремит во время вождения — когда вход внутри катализатора откололся
- Индикатор проверки двигателя загорается после превышения определенной скорости. С течением времени скорость будет уменьшаться.
- После подключения автомобиля для диагностики наиболее распространенной ошибкой является PO420 (низкая производительность катализатора)
- Ухудшение двигателя, который иногда не имеет мощности, может иногда дергаться — это указывает на засоренный катализатор
- Падение мощности двигателя
- Возможно увеличение расхода топлива
В случае сбоя не все перечисленные выше симптомы возникают всегда.
Ремонт поврежденного каталитического нейтрализатора автомобиля — дорого?
Какие решения есть у водителя?
- Удаление катализатора
- Замена катализатора на новый — оригинальный или универсальный
- Замена катализатора на использованный
Давайте посмотрим на все решения.
Удаление катализатора
Можно ли снять автомобильный каталитический нейтрализатор? Нет. Удаление запрещено законом. Если диагност обнаруживает, что в машине отключен каталитический нейтрализатор, он не должен подписывать технический осмотр. Автомобиль без каталитического нейтрализатора не соответствует нормам выбросов и не должен быть допущен к движению.
Несмотря на это, вы можете легко найти компании, которые занимаются удалением катализаторов. Выключение катализатора — только полумера, потому что лямбда-датчики обнаруживают его отсутствие и переводят двигатель в аварийный режим. Вместо катализатора, так называемый стримеры — они имеют форму катализатора, а расположение листов внутри них облегчает удаление дыма. Также необходимо вмешаться в программное обеспечение двигателя, чтобы второй лямбда-зонд не переводил его в аварийный режим. На практике для второго лямбда-зонда также используется простое механическое решение, заключающееся в том, чтобы зафиксировать его таким образом (с помощью специального металлического элемента), чтобы он не погружался в поток выхлопных газов.
Стоит помнить о катализаторе при покупке подержанного автомобиля. Может случиться, что предыдущий владелец отключит его, и у покупателя будут незапланированные расходы.
Замена катализатора новым — оригинальным или универсальным
Это самое дорогое решение, но в то же время самое надежное и долговечное.
При правильных условиях они могут выдержать до 200 000 км пробега, как те, что использовались для первой сборки. Сколько стоит такой катализатор? Все зависит от модели автомобиля и версии двигателя.
Они довольно долговечны.
Универсальные катализаторы в зависимости от размера и нормы выбросов являются самыми дешевыми. Однако они не очень долговечны.
Для катализаторов, установленных внутри выпускного коллектора, приобретаются специальные вкладыши. К сожалению, обмен довольно дорогой, потому что механик должен снять коллектор, разрезать его и попасть во вставку. Сам корпус также иногда приходится разрезать, чтобы вставить в него новую вставку.
Как происходит замена:
- Отсоедините разъемы лямбда-зондов (они могут быть расположены в среднем туннеле рядом с коробкой передач).
- Снятие всей выхлопной системы
- Старый катализатор вырезали с помощью угловой шлифовальной машины
- Сварка нового катализатора вместо старого. Возможно, потребуется установить несколько дополнительных проставок.
- Установка выхлопной системы
- Подключение штекеров лямбда-зондов
Дополнительные расходы могут возникнуть во время замены, потому что выхлопная система может быть сильно изношена. Неосторожный механик также может перекрутить лямбда-зонд (иногда вам нужно открутить его, когда он установлен в корпусе катализатора) или сломать его кабель.
Как выбирается автомобильный катализатор? Вам нужны данные, такие как:
- Марка, модель, год выпуска автомобиля
- Версия двигателя, мощность
- Стандарт эмиссии
- Диаметр выхлопной трубы
- Размеры и форма (обычно второстепенная проблема, за исключением катализаторов, установленных в выпускном коллекторе)
Как снизить стоимость замены катализатора на новый? Старый, разобранный катализатор можно продать. Работает много компаний, которые их покупают. Цена зависит от уровня истощения.
Замена катализатора на использованный
Это метод ремонта с наибольшим риском. Использованные катализаторы чаще всего покупают на шротах или онлайн-аукционах. Они не самые дешевые, и за их установку нужно платить столько же, сколько и за установку новых.
Вы никогда не знаете, в каком состоянии находится катализатор и как долго он будет работать. Если мы хотим сэкономить — лучше купить самый дешевый, универсальный катализатор.
Если ваш автомобиль показывает признаки износа каталитического нейтрализатора автомобиля
Если вы хотите заменить катализатор на новый оригинальный или универсальный
Если вам нужна помощь в выборе и покупке катализатора
Для чего нужен катализатор, и можно ли его вырезать?
В Европе обязанность оснащать все автомобили каталитическим конвертером (нейтрализатором выхлопных газов) появилась еще в середине 1990-х годов. Но, например, в США начали использовать катализаторы намного раньше, своевременно поняв, что с вредными веществами в выхлопных газах автотранспорта нужно что-то делать. В нашей же стране до конца 1990-х у автопроизводителей не было обязанности устанавливать катализаторы выхлопных газов. И только с появлением единых таможенных регламентов все начало меняться. В итоге сегодня на российском рынке практически все новые автомобили оснащены каталитическими нейтрализаторами.
Правильное название этого компонента – каталитический нейтрализатор, потому что его работа основана на реакции веществ, содержащихся в выхлопных газах, с катализатором. Каталитические вещества в нейтрализаторе вредных веществ в выхлопной системе транспортного средства чаще всего являются драгоценными металлами.
Для чего нужен катализатор?
Разумеется, для снижения вредности выхлопных газов, выделяемых двигателем внутреннего сгорания. Выхлопные газы включают в себя такие вредные для окружающей среды вещества, как углеводороды, оксиды азота, а также оксид углерода. Чтобы очистить дымовые газы, нужны соответствующие химические реакции, которые уменьшат количество этих соединений.
Лямбда-зонд (датчик кислорода) играет ключевую роль в работе этого устройства, которое обеспечивает правильный состав топливовоздушной смеси в процессе сгорания. В бензиновых двигателях используются трехфазные катализаторы (Трехмаршрутные катализаторы – TWC ), которые, помимо прочего, окисляют углеводороды до воды и углекислого газа и уменьшают количество оксидов азота в выхлопе.
В свою очередь, в дизельных автомобилях также используются реакторы окисления. Они окисляют частицы окиси углерода и углеводороды. Благодаря работе на бедной смеси катализаторы, применяемые в дизельных двигателях, к сожалению, не могут одновременно снизить выбросы других вредных веществ. Поэтому используются другие устройства, такие как сажевые фильтры (DPF).
Проблемы с катализаторами
В прошлом катализаторы выдерживали не очень долгий срок службы. Сейчас в современных автомобилях их срок службы может достигать 250-300 тысяч километров и даже больше.
Что убивает катализатор раньше времени? Прежде всего это частое использование автомобиля на небольших расстояниях, когда двигатель не имеет возможности прогреться до рабочей температуры и работает на богатой смеси. В таких ситуациях остатки несгоревшего топлива достигают каталитического нейтрализатора, которые сгорают только при контакте с внутренней частью катализатора, называемой керамическим монолитом. К сожалению, такой процесс оказывает очень пагубное влияние на долговечность этого элемента.
Катализатор также может быть поврежден при въезде в глубокую лужу, когда он очень горячий, или если зацепить его об бордюр или ударить на неровной дороге.
Отказ каталитического нейтрализатора также может быть следствием неисправности системы зажигания двигателя. Вот почему так важно регулярно проверять, помимо прочего, состояние свечей зажигания. Дело в том, что отсутствие зажигания на одном из цилиндров двигателя заканчивается попаданием несгоревшего топлива в выхлопную систему машины, включая катализатор.
В том числе источником многих проблем может стать установка газового оборудования (особенно оборудования, использующего сжатый газ). Например, если газовое оборудование установлено неправильно или неправильно работает, катализатор автомобиля изнашивается быстрее. Так что фактически все, что связано с попаданием несгоревшего топлива в выхлопную систему, повреждает катализатор.
Вырезать катализатор – хорошая или плохая идея?
С технической точки зрения катализатор не является необходимым устройством. Двигатель будет работать правильно и без него, а при вырезке старого нейтрализатора двигатель будет работать еще лучше.
Но одной вырезкой не обойтись. Особенно когда речь идет о современных автомобилях, оснащенных несколькими лямбда-зондами (установленными до и после катализатора) экологическим классом не ниже Евро-3. После вырезки катализатора вам не просто придется вырезать катализатор, но и вмешаться в работу электроники. Например, необходимо установить так называемую электронную «обманку» лямбда-зондов. И чем новее автомобиль (значит, выше евростандарт экологического класса), тем больше сложностей после вырезки катализатора. Но инженеры-электронщики, которые занимаются демонтажем катализаторов, справляются с этим очень эффективно.
Главным плюсом вырезания катализатора является небольшой скачок мощности и крутящего момента двигателя. Также автомобиль с вырезанным нейтрализатором получит более приятный, но более громкий звук выхлопа. Но не переживайте, никаких проблем с выхлопной системой после демонтажа этого компонента не будет. Более того, вырезанный катализатор можно будет продать за немалые деньги из-за наличия в нем драгоценных металлов. Вбейте в поиск запрос «куплю катализатор» и вы будете удивлены, сколько контор занимаются скупкой старых катализаторов. Причем за приличные деньги.
Однако в удалении каталитического нейтрализатора выхлопных газов есть не только преимущества. Например, вмешательство в электронику автомобиля в конечном итоге может вызвать некоторые проблемы в процессе сгорания топливной смеси. Также будьте готовы, что спустя время ваш автомобиль без катализатора может начать потреблять больше топлива. Правда, этот эффект появляется не на всех автомобилях. Но главное – без катализатора ваш автомобиль будет выбрасывать в окружающую среду больше вредных веществ. А вот как раз из-за этого у автовладельца могут быть проблемы с законодательством.
Автомобиль, оснащенный катализатором на заводе, как правило, проходит перед началом продаж на рынке сертификацию, в рамках которой проверяются многие параметры безопасности и соответствие принятым в стране ГОСТам. В том числе производятся замеры вредных веществ в выхлопной системе, для того чтобы уровень СО2 соответствовал установленному в России экологическому классу.
Вырезав катализатор, вы рискуете, что уровень вредных веществ в выхлопе не будет соответствовать установленным нормам. В этом случае автомобиль не сможет пройти легально техосмотр. Правда, в нашей стране, где техосмотр можно просто купить, это, наверное, не проблема. Да, в скором времени в нашей стране ужесточится порядок прохождения техосмотра. Но мы не думаем, что в ближайшие годы что-то изменится в лучшую сторону. Скорее всего, техосмотр по-прежнему можно будет купить в любом пункте техосмотра. Если же вы сторонник соблюдения законодательства и всегда проходите техосмотр, как требует закон, то, вырезав катализатор, рискуете не получить диагностическую карту в связи с превышением в выхлопе уровня вредных веществ.
Есть ли другой способ заменить старый катализатор на новый и получить преимущества?
Конечно. Например, можно купить не оригинальный заводской катализатор, а универсальный или спортивный нейтрализатор выхлопных газов, которые для многих моделей автомобилей стоят гораздо меньше некоторых оригинальных катализаторов.
Некоторые могут быть удивлены сочетанием слов «катализатор» и «спорт», потому что хорошо известно, что катализатор со спортом имеет мало общего. Но это мнение дилетантов и любителей уличных гонок. В реальном автоспорте все спорткары также должны соответствовать действующему законодательству, а поэтому должны быть оснащены катализатором. Даже автомобили WRC, которые обычно не имеют ничего общего с обычными дорожными транспортными средствами, имеют катализаторы.
Мнение эксперта:
Артем Беркутов, эксперт компании по ремонту выхлопных систем AutoExx:
– Одна из более дешевых альтернатив оригинальному катализатору – это покупка универсального каталитического нейтрализатора. Правда, есть риски. Неоригинальный катализатор должен идеально подходить к выхлопной системе вашего автомобиля. К сожалению, установить неоригинальный катализатор не всегда возможно. Причем даже если размеры катализатора могут быть одинаковыми, он может не подойти, например, из-за неточных размеров (диаметров) труб выхлопной системы. Также не стоит забывать, что установка неоригинального катализатора может лишить автовладельца заводской гарантии.
Также нужно помнить, что датчики контроля расхода газа (датчики кислорода), которые идеально работали с оригинальным катализатором, могут начать неправильно функционировать в неоригинальном нейтрализаторе. Например, это может быть из-за различия в емкости аналогового катализатора. Также дополнительные проблемы могут появиться в двигателях с турбонаддувом.
Ну и, наконец, каталитический нейтрализатор должен соответствовать евростандартам выбросов (экологический класс), установленным для вашего автомобиля, а также иметь работающие лямбда-зонды, установленные в тех же местах, которые предусмотрены автопроизводителем. Если мы примем во внимание все условия, которые должны быть выполнены при установке неоригинального катализатора, чтобы процесс очистки выхлопных газов проходил правильно, возникает вопрос: не лучше ли заплатить больше, чтобы купить оригинальный катализатор, вместо приобретения аналогового компонента, с которым может быть куча проблем?
Однако, если расходы на покупку нового катализатора для вас неприемлемы, у вас два варианта: вырезать катализатор, установив вместо него простую трубу, заглушку и т. п., с оснащением выхлопной системы обманкой лямбда-зондов, или приобрести неоригинальный нейтрализатор. В этом случае без квалифицированной помощи вам не обойтись. Обратитесь к специалисту, который посоветует вам и расскажет, есть ли смысл вырезать или покупать неоригинальный катализатор для вашего автомобиля.
Автопроизводители создают всё более усовершенствованные автомобили, чтобы соответствовать законам, следящим за экологической ситуацией окружающей среды. Основной прорыв был сделан в 1975 году при создании элементарного устройства — катализатора. Его задача обезвредить вещества до выхода в воздух.
Какие выбросы производит автомобиль?
Бортовой компьютер контролирует объём сгораемого топлива, с целью сохранения пропорций воздух:топливо предельно близкими к стехиометрической точке. В теории, это соотношение дает возможность топливу сгореть полностью без избытка окислителя. В двигателях внутреннего сгорания она равна 14,7:1 — на долю горючего требуется 14,7 долей кислорода. Но на практике, топливная смесь далеко не идеальна.
Что такое катализатор в автомобиле?
Катализатор (каталитический нейтрализатор) – часть выхлопной системы, уменьшающий вредные вещества (окись углерода, углеводороды, оксиды азота) в выхлопах.
Автомобильным катализатором называют всю приемную трубу — деталь, сложную и затратную в изготовлении. Состоит из выпускного коллектора, сложных фланцевых соединений, гофры и конечно бочка каталитического преобразователя.
Из чего состоит автомобильный катализатор?
В корпусе располагается керамическая или металлическая конструкция с удлиненными сотами. На сотовую конструкцию наносится тонкий слой сплавов (катализаторов). Она увеличивает площадь контакта проходящих газов с поверхностью каталитического слоя и снижает потребность в веществах, так как используемые элементы дорогие. После бочка катализатора располагается датчик (лямбда-зонд), показывающий загрязненность газов после очистки.
%rtb-4%
В чем заключается работа катализатора?
Термин «катализатор» пришёл из химии. Означает вещество, ускоряющее реакцию, не являющееся продуктом реакции. Бывает двух типов: катализатор восстановления, катализатор окисления.
В современных автомобилях используется трёхкомпонентный каталитический преобразователь, уменьшающий количество выбросов 3‐х самых вредных веществ, озвученных ранее.
Первая стадия очистки — катализатор восстановления, снижает количество оксидов азота.
Вторая стадия — катализатор окисления, снижает уровень несгоревших вредных веществ.
Третью стадию выполняет компьютер, контролирующий поток выхлопов и использующая данные для эффективного управления впрыском топлива. Кислородный датчик, установленный ближе к двигателю, передает бортовому компьютеру объем кислорода в выхлопе. Который регулирует пропорцию воздуха к топливу, попадающего в двигатель. Такая модель позволяет удостовериться, что работа двигателя максимально эффективна, и в выхлопной системе остаётся достаточно кислорода для окисления не сгоревших веществ.
Каталитический нейтрализатор работает эффективно, но не достиг идеала. Самый большой недостатком: работа только при высокой температуре. В момент прогрева каталитический преобразователь практически бесполезен. Можно переместить бочку катализатора выше к двигателю, но газы будут более горячими, что приведет к перегреву, а это уменьшит срок работы нейтрализатора. Большинство производителей размещают каталитический преобразователь в районе правого переднего колеса — на достаточном расстоянии от двигателя, с возможностью поддержания необходимой безвредной температуры.
Для сокращения выбросов можно использовать предварительный нагрев каталитического нейтрализатора. Самое элементарное — использовать электрические нагреватели сопротивлений. Но большинство автомобилей (12-вольтные) не нагревают катализатор до необходимой температуры за короткое время. Гибридные автомобили (высоковольтные) справляются с этой задачей очень быстро. Дизельный двигатель работает при низкой температуре, вследствие чего катализатор не продуктивен. В связи с этим, ведущие проектировщики эко-автомобилей изобрели систему, использующую мочевину (карбамид). Мочевина реагируя с оксидом азота, выделяет азот и водяной пар, обезвреживая более 90% оксидов из выхлопа.
%rtb-4%
Причины выхода из строя автомобильного катализатора?
Ресурс данной экологической детали велик (100–150 тыс.км). Этого хватит не более чем на 5–7 лет. За это время сотовая конструкция выгорает, и теряет свойство фильтрации выхлопов.
Не маловажная причина – низкокачественное топливо. Некачественный бензин искусственно догоняют до нужного значения октанового числа, добавляя свинцовые добавки. При горении выделяются большие температуры, чем обычном бензине. Катализатор перегревается и оплавляется изнутри, забивая фильтрующие «соты».
Что делать при выходе из строя катализатора?
Менять. Дилеры отказывают в гарантии на эту деталь, объясняя поломку следствием использования некачественного бензина. Оригинальный катализатор стоит очень дорого. В нем содержатся дорогие драгоценные металлы, влияющие на условия растаможивания. Сервисы по ремонту автомобилей предлагают альтернативные варианты катализатору.
- Универсальный катализатор. Непосредственно бочка катализатора. Устанавливается вместо сломанного катализатора.
- Пламегаситель (предварительный резонатор). Ставится вместо катализатора. Выравнивает поток выхлопов (не фильтруя!), устраняя громкие звуки, возникающие в отсутствии катализатора.
Плюсы и минусы аналогов катализатора.
Универсальный катализатор имеет один недостаток: отсутствие гарантии, потому что эксплуатация зависит от внешних факторов. Долговечность у него 60-80 тыс.км, но не редко ломаются раньше, из-за сбоя в системе зажигания или в работе двигателя.
Пламегаситель не фильтрует выхлопные газы, загрязняя атмосферу. Осложняет прохождение техосмотра.
Для чего нужен лямбда-зонд в автомобиле
Признаки забитого или разрушенного катализатора машины. Методы диагностирования неисправностей катализатора
«Мы раскрываем все о катализаторах в выхлопах автомобилей».
Что такое катализатор и что он делает?
Некоторые ошибочно принимают катализатор за фильтр, это явно не так.
Это просто вызывает реакцию в выхлопных газах, которые превращают вредные выбросы в более дружественные.
В идеальном мире автомобильный двигатель эффективно сжигает весь бензин, подаваемый в двигатель, и не выделяет ничего, кроме углекислого газа и водяного пара.
К сожалению, двигатель внутреннего сгорания не очень эффективный зверь, в результате чего в выхлопных газах выделяется несколько различных загрязнителей.
Каталитические нейтрализаторы стали обязательными в Великобритании для всех новых автомобилей с 1 по январь 1993 года с целью уменьшения загрязнения. Их часто обвиняют в потере мощности, о чем мы говорим в нашей статье о спортивном катализаторе .
Катализаторы — агентство знакомств для выхлопных загрязнителей
Какие вредные компоненты содержатся в выхлопных газах?
Неполное сгорание бензина приводит к образованию окиси углерода и различных летучих органических соединений (ЛОС).
Эта проблема хуже всего при работе на холостом ходу или замедлении. Угарный газ является ядовитым и парниковым газом.
Летучие органические соединения вредны для здоровья, а некоторые связаны с раком.
Очень высокие температуры в двигателе (более 1500 ° C) заставляют азот из воздуха вступать в реакцию с кислородом из воздуха с образованием закиси азота.
Это вызывает различные проблемы, например, диоксид азота реагирует с водой в атмосфере с образованием разбавленной азотной кислоты, которая вызывает кислотные дожди.
Воздействие солнечного света на эту смесь загрязняющих веществ вызывает фотохимические смоги и образование других загрязнителей, таких как озон.
Итак, как катализатор превращает эти элементы?
Вы можете думать о своем каталитическом нейтрализаторе как о агентстве по сбору загрязняющих веществ в выхлопных газах, которое помогает им встретиться с идеальным партнером и преобразовать их в углекислый газ и водяной пар.
Некоторые из химических реакций, которые происходят в каталитическом нейтрализаторе, показаны ниже.
- угарный газ + кислород → углекислый газ
- летучих органических соединений (частично сгоревший бензин) + кислород → диоксид углерода + вода
- окись азота + окись углерода → двуокись углерода + азот
Выше стандартного поперечного сечения катализатора и ниже спортивного спортивного катализатора.
Вы можете видеть, что спортивная кошка течет намного лучше и менее ограничена.
Различные категории размеров ячейки доступны между этими двумя крайностями.
Каталитический нейтрализатор это чудо инженерного проектирования. Когда вы включаете двигатель, он должен справиться с быстрым повышением температуры на несколько сотен ° C менее чем за минуту.
Рабочие температуры до 1000 ° C, на сильно настроенном двигателе TorqueCars это чаще встречается в верхней части этого диапазона.
Катализатор должен иметь хороший контакт с выхлопными газами, не препятствуя его потоку.
Скорость, с которой поток выхлопных газов означает, что катализатор имеет считанные миллисекунды, чтобы творить свою магию.
Ответ — керамическая решетка с примерно 400 каналами на квадратный дюйм, покрытая смесью, содержащей драгоценные металлы платину, родий и палладий, а также другие оксиды металлов.
Одной из основных причин повреждения каталитических нейтрализаторов является высокая температура.
Обычная рабочая температура составляет 150-600 ° C, но пропуски зажигания и высокие скорости движения могут привести к температурам до 1000 ° C.
Это повреждает поверхность катализатора, снижая его эффективность и в экстремальных условиях может расплавить керамику.
Другая проблема — отравление из-за загрязнений в выхлопных газах. Сера, содержащаяся в бензине или фосфоре из моторного масла, может повредить эффективность катализатора.
Пожалуйста, Присоединяйтесь к нам на нашем дружественном форуме, чтобы узнать последние тенденции в области катализаторов и выхлопных систем для вашего автомобиля.
ПОЖАЛУЙСТА, ПОМОГИТЕ: ВАМ НУЖНЫ ВАШИ ПОЛНОМОЧИЯ, ЧТОБЫ ПОКРЫТЬ РАСХОДЫ НА ЭТОМ САЙТЕ И ДЕРЖАТЬ ЕГО РАБОТУ Я не взимаю с вас за посещение этого веб-сайта, и это позволяет большинству читателей TorqueCars сэкономить долл. США за долл. В год — , но мы НЕ ПРИБЫЛИ и даже не покрываем наши расходы.Чтобы мы продолжали работать, ПОЖАЛУЙСТА, , . Пожертвуйте здесь.
. Эта статья была написана мной, основателем Waynne Smith TorqueCars, и я ценю ваши отзывы и предложения. Эта запись была подал в соответствии со статьями, Уход за автомобилем. Вы можете оставить отзыв ниже или присоединиться к нашему форуму, чтобы подробно обсудить эту статью и модификацию автомобиля с нашими членами.
Если вам понравилась эта страница , поделитесь ею с друзьями, оставьте ссылку на нее на своем любимом форуме или используйте параметры закладок, чтобы сохранить ее в своем профиле в социальных сетях.
Обратная связь
Пожалуйста, используйте наши форумы , если вы хотите задать вопрос по настройке , и обратите внимание, что мы не продаем запчасти или услуги, мы просто онлайн-журнал.
Помогите нам улучшить, оставьте предложение или совет
,Как работают каталитические нейтрализаторы?
Крис Вудфорд. Последнее обновление: 7 сентября 2019 года.
почерневшие здания и удушье улицы — если это ваш опыт когда вы открываете входную дверь утром, вы, вероятно, живете в большом город, как Лос-Анджелес, Лондон, Париж или Пекин. Автомобили, автобусы и грузовики стали большим подарком миру, потому что они помогают нам двигаться мы сами (и то, что нам нужно) быстро и эффективно. Но их загрязнение двигателя портит места, где мы живем и наносит вред нашему здоровью.К счастью, большинство транспортных средств теперь оснащены Единицы снижения загрязнения, называемые каталитическими конвертеры (иногда называемые «кошками» или «кошачьи минусы»), которые превращают вредные химические вещества в автомобиле выделяются в безвредные газы, такие как пар. Давайте внимательнее посмотрим на эти блестящие гаджеты и как они работай!
Artwork: Основная концепция каталитического нейтрализатора: сидя между двигателем вашего автомобиля и выхлопной трубой, он впитывает грязный воздух и удаляет из него значительное количество загрязнений с помощью химических катализаторов.
Почему двигатели загрязняют окружающую среду
Фото: колонны Парфенона в Афинах, Греция, почернели от загрязнения автомобиля. Афины — один из самых загрязненных в мире городов. Фото Майкла М. Редди любезно предоставлено Геологическая служба США.
Автомобильные двигатели работают на бензине или дизеле, которые сделаны из нефти. Большая часть нашей нефти образуется, когда останки крошечных морских существ гниют, нагреваются и сжимаются слои слоев морского дна.Нефть состоит из углеводородов (молекулы построены из атомов углерода и водорода) потому что живые организмы в основном сделаны из этих атомов тоже.
Теоретически, если вы сжигаете углеводородное топливо с кислородом из воздуха, вы выделяете много энергии и не делают ничего, кроме углекислого газа и воды, которые являются чистыми и относительно безвредными. Однако на практике бензин представляет собой смесь около 150 различных химических веществ, не только углеводороды, но и добавки, и он не горит так чисто, как хотелось бы.Это означает, что вы обычно получаете немного загрязнение воздуха как побочный продукт. Загрязняющие газы, производимые автомобильными двигателями, включают ядовитый газ, называемый окись углерода, а также ЛОС (летучие органические соединения) и оксиды азота, которые вызывают «смог» (вид удушья, загрязнение облачного транспорта мы все знаем и ненавидим).
Что такое каталитический нейтрализатор?
Загрязняющие газы состоят из вредных молекул, но эти молекулы сделаны из относительно безвредных атомов. Так что, если бы мы могли найти способ расщепление молекул после того, как они покидают двигатель автомобиля и до они выкачивают в воздух, мы могли бы решить проблему загрязнение — или часть этого, во всяком случае.Это работа каталитического нейтрализатора.
Фото: новый экспериментальный каталитический нейтрализатор проверяется под автомобилем. Фото любезно предоставлено Юго-Западным научно-исследовательским институтом и Министерство энергетики США / Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (DoE / NREL).
Эти гаджеты намного проще, чем кажутся. Катализатор это просто химическое вещество, которое делает химическую реакцию быстрее без меняется в процессе. Это немного похоже на тренера по легкой атлетике, который стоит рядом с трассой и кричит на бегунов, чтобы идти быстрее. тренер никуда не бегает; он просто стоит, машет руками, и заставляет бегунов ускоряться. В каталитическом нейтрализаторе Задача катализатора — ускорить удаление загрязнений. Катализатор изготовлен из платины или аналогичного платиноподобного металла. такие как палладий или родий.
Каталитический нейтрализатор — это большая металлическая коробка, прикрепленная болтами к нижней части вашего автомобиля, с двумя выходящими из нее трубками. Один из них («вход» преобразователя) подключен к двигателю и подает горячие загрязненные пары из цилиндров двигателя (где топливо горит и вырабатывает энергию).Вторая труба («выход» преобразователя) соединена с выхлопной трубой (выхлоп). Когда газы из паров двигателя продувают катализатор, на его поверхности происходят химические реакции, которые разрывают загрязняющие газы и превращают их в другие газы, достаточно безопасные для безвредного выброса в воздух.
Одна очень важная вещь о каталитических нейтрализаторах заключается в том, что они требуют от вас использовать неэтилированное топливо, потому что свинец в обычном топливе «отравляет» катализатор и предотвращает его попадание в выхлопные газы газа.
Что происходит внутри конвертера?
Фото: инженеры постоянно пытаются улучшить производительность каталитические конвертеры, например, путем разработки катализаторов, которые работают более эффективно на более низкие температуры. Это пример низкотемпературного катализатора окисления, изготовленного из оксида олова и платины. Фото CPL Брайант V предоставлено Исследовательским центром Лэнгли НАСА (NASA-LaRC).
Внутри конвертера газы текут через плотные соты структура сделана из керамики и с покрытием с катализаторами.Сотовая структура означает, что газы касаются большая площадь катализатора за один раз, поэтому они превращаются быстрее и эффективно.
Как правило, есть два разных катализатора в каталитический нейтрализатор:
- Один из них решает проблему загрязнения оксидом азота химический процесс называется редукция (удаление кислорода). Это расщепляет оксиды азота на азот и газы кислорода (которые безвредны, потому что они уже существуют в воздухе вокруг нас).
- Другой катализатор работает по противоположному химическому процессу, называемому окислением (добавление кислород) и превращает окись углерода в углекислый газ.Другая реакция окисления превращает несгоревшие углеводороды в выхлопе в диоксид углерода и воду.
По сути, три разные химические реакции происходят одновременно. Вот почему мы говорим о трехходовых каталитических нейтрализаторах. (Некоторые, менее эффективные конвертеры выполняют только вторые две (окислительные) реакции, поэтому они называются двусторонними каталитическими нейтрализаторами.) После того, как катализатор сделал свою работу, то, что выходит из выхлопа, в основном азот, кислород, углекислый газ и вода (в форме пар).
Насколько эффективны каталитические нейтрализаторы?
Диаграмма: Эффективность каталитических нейтрализаторов. Кошки имеют большое значение для выбросов, так как трехходовые преобразователи дают значительное дополнительное преимущество по сравнению с двусторонними преобразователями. Цифры показывают загрязняющие вещества в граммах на километр на 80000 километров. Диаграмма, составленная Explain, показывает, что Stuff.com использует данные для легковых автомобилей на бензиновом топливе из US EPA (1990), приведенные в таблице 3.2 (стр. 75) «Загрязнение воздуха от транспортных средств: стандарты и технологии для контроля выбросов», Faiz et al, Всемирный банк, 1996.
Каталитические нейтрализаторыв основном предназначены для уменьшения непосредственного локального загрязнения воздуха — грязного воздуха, в котором вы находитесь, — и эта таблица, безусловно, свидетельствует об их эффективности. Тем не менее, люди иногда задаются вопросом, действительно ли они такие же зеленые, как кажутся. Важно помнить, что они сокращают выбросы , а не устраняют их полностью.
Одна из проблем заключается в том, что они действительно работают только при высоких температурах (свыше 300 ° C / 600 ° F или около того), когда у двигателя была возможность прогреться.Ранние типы каталитических нейтрализаторов обычно прогревались в течение 10–15 минут, поэтому они были совершенно неэффективны в течение первых нескольких километров / миль пути (или любой части очень короткого пути). Современный разогрев всего за 2–3 минуты; несмотря на это, значительные выбросы все еще могут происходить в течение этого времени.
Другая проблема заключается в том, увеличивают ли они выбросы парниковых газов. Мы считаем диоксид углерода безопасным газом, потому что он не токсичен в повседневных концентрациях. Тем не менее, это не совсем безобидно, потому что теперь мы знаем, что это главная причина глобального потепления и изменения климата.Некоторые люди считают, что каталитические нейтрализаторы усугубляют изменение климата, потому что они превращают угарный газ в углекислый газ. Фактически, окись углерода, которую производит ваш автомобиль, в конечном итоге сама по себе превратится в углекислый газ в атмосфере, поэтому каталитический нейтрализатор не имеет значения в этом отношении: он просто уменьшает количество окиси углерода, которую автомобиль качает на улицу, когда он едет, улучшение местного качества воздуха.
Но когда дело доходит до изменения климата, автомобильные инженеры и экологи давно указывают на другую серьезную проблему.Хотя кошки превращают большинство оксидов азота в азот и кислород, они также производят небольшое количество закиси азота (N2O) в процессе, парниковый газ, который в 300 раз сильнее, чем углекислый газ. Беда в том, что с таким количеством автомобилей на дороге даже небольшое количество закиси азота усугубляет серьезную проблему. Еще в 2000 году Межправительственная группа экспертов по изменению климата отметила: «Внедрение каталитических нейтрализаторов в качестве меры контроля загрязнения в большинстве промышленно развитых стран приводит к значительному увеличению Выбросы N2O от бензиновых транспортных средств.» К счастью, новые каталитические нейтрализаторы производят значительно меньше закиси азота, чем старые. Несмотря на это, хотя каталитические нейтрализаторы, безусловно, помогли нам справиться с краткосрочным загрязнением воздуха, существуют Он обеспокоен тем, что, когда речь идет о долгосрочных климатических изменениях, они могут усугубить ситуацию.
Работают ли каталитические нейтрализаторы для дизельных двигателей?
Диаграмма: Грязные дизели? Только крошечная доля выбросов от дизельного двигателя (около одного процента) является загрязнение окружающей среды.Этот один процент состоит в основном из оксидов азота (около 50 процентов) и макрочастиц с относительно небольшими количествами оксида углерода, углеводородов и диоксида серы. На основании рисунков из Ибрагима Аслана Решитоглу и др. «Чистые технологии и экологическая политика», январь 2015 г., том 17, выпуск 1, выбросы загрязняющих веществ от транспортных средств с дизельным двигателем и систем очистки выхлопных газов. Хаир и В. Маевски. Общество Автомобильных Инженеров, Inc., Warrendale, PA: 2006.
Дизельные двигатели могут использовать и действительно используют каталитические нейтрализаторы, но есть несколько важных отличий от того, как они работают в бензиновых двигателях.
- Вместо трехкомпонентных катализаторов в дизелях используются катализаторы двустороннего окисления. (которые касаются только окиси углерода и углеводородов) и специально разработанные работать с дизельными выхлопами, которые значительно круче бензиновых.
- Так как у них нет катализаторов восстановления, дизельные двигатели производят гораздо более высокие выбросы выхлопных газов из оксидов азота, чем бензиновые двигатели.(Существуют различные другие механизмы, которые дизели могут использовать для борьбы с выбросами NOx, но мы не будем здесь вдаваться в подробности.)
- Каталитические нейтрализаторы на дизельных двигателях помогают снизить выбросы твердых частиц (в основном сажи), хотя и незначительно; в частности, они относятся к одному типу частиц, известному как растворимая органическая фракция, SOF, полученная из углеводородов, связанных с сажей. Необходимо использовать дизельные сажевые фильтры (DPF), чтобы оказать существенное влияние на выбросы сажи в двигателе.
- автомобилей в стороне, дизельные двигатели, как правило, приводят в движение гораздо большие транспортные средства, чем бензиновые двигатели (например, огромные строительные машины) со значительно большей выходной мощностью.Вместо одного каталитического нейтрализатора, установленного между двигатель и выхлопная труба, они могут иметь несколько отдельных узлов, установленных параллельно, чтобы справиться с большим выхлопом объем газа (как на диаграмме ниже).
Artwork: Большие дизельные двигатели могут производить гораздо большие объемы выхлопных газов, поэтому им, возможно, придется использовать несколько каталитических нейтрализаторов «параллельно». В этом проекте Caterpillar 1990-х годов огромный конвертер (серый) имеет диаметр около 1 м (3,3 фута). Выхлопной газ поступает слева (1), равномерно разделяется на потоки с помощью блока распределения потока (2, синего цвета), проходит через один из семи отдельных блоков каталитического нейтрализатора (3, красного цвета), успокаивается системой шумоглушителя (4 , зеленого цвета) и выходит, несколько очищенный, через выхлопную трубу (5).Произведение из патента США 5578277: модульный каталитический нейтрализатор и глушитель для двигателя внутреннего сгорания, автор Scott T. White и др., Caterpillar, предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.
Кто изобрел каталитический нейтрализатор?
Кого мы благодарим за то, что улицы и города стали безопаснее и чище? Французский инженер-химик Евгений Гудри (1892–1962) запатентовал то, что, по-видимому, было самым первым каталитический нейтрализатор в США, подающий изобретение 5 мая 1950 года и получающий его (Патент США 2 674 521: Каталитический нейтрализатор выхлопных газов) четыре года спустя, 6 апреля 1954 года.Гудри ранее изобрел каталитического крекинга , производственный процесс по которые многие крупные сложные органические химические вещества в нефти разделяются на десятки полезных продуктов, включая бензин. После этого он экспериментировал с производством различных видов топлива для транспортных средств и их чистоте. Хотя он осознал растущую проблему загрязнения воздуха, его идеи намного опередили свое время: Каталитические нейтрализаторы были «отравлены» свинцовыми добавками, используемыми в бензине для повышения производительности.К счастью, в 1970-х годах люди начали осознавать опасность свинца, токсичного тяжелого металла. В 1973 году Агентство по охране окружающей среды США (EPA) опубликовало отчет, демонстрирующий, как свинец наносит вред здоровью людей, и начало медленного процесса удаления свинца из бензина. Первые практические каталитические нейтрализаторы появились вскоре после этого, в середине 1970-х годов, и с тех пор используются в автомобилях.
Работа: оригинальный каталитический нейтрализатор Евгения Гудри из его патента 1950 года.По сути это набор концентрических металлических трубок (синего цвета), через которые проходят выхлопные газы. Чистый воздух всасывается через вентиляционные отверстия (желтый) с помощью трубки Вентури (оранжевый). Как и в случае с современной кошкой, Гудри объясняет, что «нанесенный тонкоизмельченный металлический катализатор предпочтительно представляет собой платину», хотя можно использовать и другие подобные металлы; в отличие от современной кошки, катализатор (зеленый) расположен не в сотах, а в шестнадцати отдельных кольцах (красный) с промежутками вдоль трубки, каждое из которых работает параллельно.Произведение из патента США 2 674 521: каталитический нейтрализатор для выхлопных газов, предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.
Гудри изобрел основной катализатор окисления для борьбы с окисью углерода. Усовершенствованные трехкомпонентные каталитические нейтрализаторы, которые также могут работать с оксидами азота, были разработаны в начале 1970-х годов Карл Кейт (1920–1988), Джон Муни (1929–) и инженеры-химики в корпорации Engelhard. Помимо удаления большего количества загрязняющих веществ, они начинают очищать выхлопные газы намного быстрее, чем более ранние конвертеры, поэтому они более эффективны в коротких поездках.
Artwork: В улучшенном дизайне Carl Keith и John Mooney есть два отдельных каталитических нейтрализатора. Загрязненные газы поступают из двигателя (красный, 10) и выпускного коллектора (оранжевый, 11) через первый катализатор (зеленый, 13), а затем через второй (25) на некотором расстоянии, прежде чем выйти через выхлопную трубу (серый). 26). Произведение из патента США 3896616: «Процесс и аппаратура», предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.
,Некоторые бензоколонки видят их как неприятность, но кошки являются жизненно важным компонентом для контроля выбросов вашего автомобиля
Война с выбросами бушует на протяжении большей части 40 лет, когда правительства жестко ругают автомобильную промышленность.В 1970-х годах правительство США ввело в действие закон, согласно которому каждый автомобиль, произведенный с этого года, должен быть оснащен устройством, называемым каталитическим нейтрализатором. Это устройство вскоре распространилось по всему миру автомобилей и теперь стало основным элементом контроля выбросов и интегрировано практически в каждую современную выхлопную систему.
Что такое каталитический нейтрализатор и что он делает?
Кошка сидит около трети пути вниз по выхлопной системе и напоминает небольшую металлическую камеру, которая принимает выхлопные газы и изменяет их химическую природу, чтобы уменьшить объем неприятных выбросов, свежих из выпускного коллектора.Внутри кошачьего корпуса находится сотовая структура на керамической основе, облицованная чрезвычайно драгоценными металлами, причем каждый металл выполняет свою функцию по сокращению выбросов.
Автомобильные двигатели выделяют три основных выброса: газообразный азот (N2), углекислый газ (CO2) и водяной пар (h3O). Каталитический нейтрализатор, однако, в основном используется для борьбы с более мелкими, более вредными продуктами, которые образуются в результате естественного несовершенного процесса сгорания двигателя с ДВС. Это угарный газ, углеводороды и оксиды азота.Поэтому большинство кошек в наши дни называют трехкомпонентными каталитическими нейтрализаторами из-за трех основных типов выбросов, с которыми им удается справиться.
96 KB
Выхлопная система от старого шеви, показывающая размещение каталитического нейтрализатора«Катализатор» — это вещество, которое ускоряет химическую реакцию, и в каталитическом нейтрализаторе есть два типа катализатора.Первый — это восстановительный катализатор, который использует платину и родий в сотах для уменьшения выбросов NOx. NOx производится оксидом азота и диоксидом азота в выхлопных газах. Газы азота вступают в контакт с каталитическими металлами, которые вырывают атомы азота из молекул, которые, в свою очередь, выделяют более чистый кислород для продолжения вниз по системе выпуска.
Второй тип катализатора — это катализатор окисления, в котором для завершения работы используются платина и палладий.Эти катализаторы окисляют или сжигают угарный газ и углеводороды, задерживающиеся в поступающем газе, помогая уменьшить количество смога, образующегося в результате испарения несгоревшего топлива.
Сотовая сетка максимизирует площадь поверхности для взаимодействия выхлопных газов сЗаключительная стадия контроля выбросов имеет форму датчика O2, который находится сразу после кошки.Датчик передает обратно в ЭБУ, сколько кислорода содержится в выхлопных газах, и бортовой компьютер затем может регулировать соотношение воздух / топливо, чтобы двигатель работал как можно ближе к стехиометрической точке.
Это точка, в которой — теоретически — все топливо, поступающее в камеру сгорания, будет использовать весь кислород, предоставленный для завершения процесса сгорания. Эта последняя стадия не только помогает общей эффективности двигателя, но также позволяет двигателю снабжать кошку достаточным количеством кислорода для эффективного завершения процесса окисления со вторым катализатором.
Так что же такое спортивный кот?
Спортивная кошка умеет делать все, что может делать обычная кошка, но в гораздо более гладкой и эффективной упаковке.Сотовая конструкция внутри стандартного кота предназначена для максимизации площади поверхности катализаторов, сохраняя при этом их общие объемы на низком уровне благодаря значительному расходу используемых драгоценных металлов.
К сожалению, соты можно рассматривать как препятствие для выхлопных газов, которые должны выходить в окружающую среду как можно быстрее и эффективнее. Следовательно, каталитический нейтрализатор замедляет выхлопные газы, делая работу двигателя более тяжелой, поскольку он пытается выдохнуть выхлопные газы в конце каждого цикла двигателя.Сотовая структура внутри каталитического нейтрализатора также способна разваливаться на части от перегрева, создавая тем самым дополнительную блокировку для отработавших газов.
Сотовая структура внутри распалась из-за чрезвычайно высоких температур, создаваемых несгоревшим топливомОсновная цель системы выпуска отработавших газов состоит в том, чтобы отводить отработавшие газы из двигателя плавным и быстрым способом, с ограничениями и расширениями, такими как большой каталитический нейтрализатор, только вызывающий турбулентность и, следовательно, нарушенный, более медленный поток воздуха.Спортивные кошки делают все возможное, чтобы решить эту проблему, уменьшая размер камеры и создавая более гладкую поверхность внутри камеры, чтобы газы могли проходить быстрее и легче через нее.
Чтобы уменьшить выбросы, керамическая матрица в сотовой конструкции намного тоньше, чем у обычной кошки, что обеспечивает эффективную конвертацию катализаторов в те места, где они должны быть, чтобы соответствовать правилам выбросов. Небольшое увеличение мощности может быть достигнуто путем переключения на спортивную кошку, когда рабочий цикл двигателя высвобождается, чтобы максимизировать его эффективность.
Является ли Decat жизнеспособным вариантом?
Здесь вы можете видеть, что каталитический нейтрализатор был полностью заменен на прямую «трубу деката»Прямой ответ в большинстве случаев — нет.Многие бензиновые головки решают, что каталитический нейтрализатор создает серьезную блокировку в выхлопной системе, которую необходимо устранить, и поэтому полностью удаляет кота из системы, заменяя его прямой трубой. Несмотря на то, что это приведет к увеличению объема вашей трансмиссии и, возможно, выгонит еще несколько лошадей из вашего двигателя, в большинстве стран вождение автомобиля без каталитического нейтрализатора считается незаконным.
Зачистка кошек также является еще одной формой обезжиривания, то есть процессом удаления сотовых внутренностей кошки, чтобы просто уменьшить количество ограничений, накладываемых на выхлопные газы.
Декатирование неизбежно увеличит объем вашей выхлопной системы, но приведет к очень небольшому увеличению мощности. Видео через канал YouTube robsri18
Большинство людей, которые идут по пути полного удаления кошки, решают рискнуть и просто имеют кошку, которая ждет, чтобы поставить ее на место, когда наступит время MOT.Но поймать увлеченного полицейского с фонариком, и это может быть игра окончена. А учитывая, что прирост мощности можно рассчитывать на одну руку, в зависимости от размера двигателя, спортивная кошка кажется гораздо более жизнеспособным вариантом, если вы действительно чувствуете, что серийная кошка на вашем автомобиле сдерживает трансмиссию.
Последствия «кошки»Влияние обезжиривания будет усиливаться в автомобиле с турбонаддувом, так как удаление прекаталитического преобразователя позволит увеличить поток выхлопных газов в турбокомпрессор.Каталитические нейтрализаторы работают лучше всего при высокой температуре, поэтому предварительная сборка является уменьшенной версией, которая находится выше выхлопной системы, чтобы помочь снизить выбросы при запуске, когда двигатель работает очень сильно.
В системе с турбонаддувом сборный патрубок обычно расположен чуть выше по потоку от турбонагнетателя, поэтому удаление приведет к ограничению этой области выхлопа. Но опять же, это будет рассматриваться как вмешательство в систему контроля выбросов стандартной выхлопной системы и будет считаться незаконным в большинстве стран.
48 KB
Система выпуска от Subaru WRX, показывающая предварительную сборку непосредственно перед турбокомпрессоромТы переоделся в спортивную кошку или прошел по канату без прорезей? Комментарий ниже с вашими мыслями об этой общей, но рискованной модификации!
,Cars.com Изображение Evan Sears
Каталитические нейтрализаторы расположены в выхлопной системе между двигателем и глушителем и являются одной из последних линий защиты от загрязнения воздуха автомобилями.Они используют керамические шарики и различные драгоценные металлы (катализаторы) для преобразования загрязняющих веществ, таких как несгоревший газ и оксид азота, в безвредные газы.
Связанные: каталитический нейтрализатор: что нужно знать
Каковы потенциальные проблемы с каталитическим нейтрализатором?
Каталитические нейтрализаторы часто работают в течение 10 и более лет, но они могут быть загрязнены, забиты, перегреты или физически повреждены, что приведет к замедлению работы двигателя и, в конечном итоге, к его остановке.
Одним из возможных загрязняющих веществ является этилированный газ, который может разрушить катализаторы, хотя он редко встречается в США. Другие загрязняющие вещества включают охлаждающую жидкость двигателя, которая может просочиться в систему сгорания из-за неисправной прокладки головки цилиндров, и моторное масло. Эти жидкости могут засорить каталитический нейтрализатор, поэтому выхлопные газы не будут проходить через них. Автомобильные двигатели похожи на спортсменов в том, что они требуют много кислорода. Если поток выхлопных газов ограничен, это означает, что в двигатель может попасть меньше воздуха и производительность ухудшится.Если двигатель работает медленно или глохнет после некоторого времени работы, виноват засоренный преобразователь.
Каталитические нейтрализаторы могут перегреваться из-за чрезмерного количества несгоревшего газа, вызванного пропуском свечи зажигания или негерметичным выпускным клапаном. Кроме того, неисправный датчик кислорода может вызвать перегрев.
На многих транспортных средствах «кошка» находится под транспортным средством, и, как и другие части системы выпуска отработавших газов, она также может быть повреждена дорожным мусором или перебегать через бордюр.
КатализаторКража
Те драгоценные металлы, о которых мы говорили, могут привлечь внимание: каталитические нейтрализаторы часто крадут из-за драгоценных металлов внутри. Конвертеры имеют небольшое количество платины, родия и палладия, что имеет значение для дилеров по металлу.
Техническое обслуживание каталитического нейтрализатораСреди симптомов плохого каталитического нейтрализатора:
- Вялые характеристики двигателя
- Пониженное ускорение
- Темный выхлопной дым
- Запах серы или тухлых яиц от выхлопа
- Избыточное тепло под автомобилем
Некоторые из этих симптомов также могут быть вызваны другими частями системы выбросов, поэтому механику важно определить, когда пришло время заменить каталитический нейтрализатор.
Соблюдение рекомендованного графика технического обслуживания вашего автомобиля может помочь отсрочить этот момент как можно дольше — часто на 10 и более лет. Поддержание вашей выхлопной системы, выхлопных газов и систем сгорания в хорошем состоянии минимизирует риск выхода из строя вашего каталитического нейтрализатора раньше времени.
Наконец, не игнорируйте лампочку проверки двигателя. Повреждение каталитического нейтрализатора — одна из причин, по которой Cars.com входит в первую десятку преступлений по обслуживанию автомобилей. Это может быть предупреждение о засорении воздушного или топливного фильтра.Ожидание замены этого фильтра может привести к преждевременной замене каталитического нейтрализатора за 1000 долларов.
Больше от Cars.com:
Редакция Cars.com — это ваш источник новостей и обзоров автомобильной промышленности. В соответствии с давней этической политикой Cars.com, редакторы и рецензенты не принимают подарки или бесплатные поездки от автопроизводителей. Редакционный отдел независим от отделов рекламы, продаж и спонсорского контента Cars.com.
доля
Вкладчик Рик Попли в течение десятилетий освещал вопросы автомобильной промышленности и ведет еженедельное онлайн-шоу на TalkZone.ком. Email Рик ,