Катализатор – это.. Автомобильный катализатор и его роль в выхлопной системе :
Катализатор – это устройство с простой конструкцией, однако его роль достаточна велика. В результате работы двигателей внутреннего сгорания образуется масса вредных веществ, которые через выходной тракт выбрасываются в атмосферу. Каталитический преобразователь позволяет уменьшить токсичность выхлопных газов.
История создания и внедрения
В 60-х годах правительственные органы всех развитых стран мира решили обратить особое внимание на выбросы из выхлопных труб машин, ведь законом загрязнение атмосферы автомобилями не регулировалось.
В 1970 году приняли первые стандарты, которые предъявили автозаводам. В них были указания по содержанию в выхлопных газах вредных веществ. Эти стандарты требовали, чтобы в автомобилях использовались преобразователи, которые бы нейтрализовали вредное воздействие угарного газа и углеводорода. В 1975 году использование катализаторов стало обязательным.
Нейтрализаторы токсичных газов
Каждый день на дорогах появляется все больше и больше машин. Автомобиль является мощным источником, загрязняющим атмосферу. Особенно наполнен газами воздух в больших городах и мегаполисах.
Постоянно издаются все новые и новые законы, которые должны ограничивать допустимые уровни выброса газов при работе ДВС. Производители автомобилей стараются соответствовать этим нормам, поэтому постоянно усовершенствуют топливную и выхлопную системы, а также изменяют конструкцию мотора.
Немного о выбросах
Чтобы сделать количество выбросов в атмосферу как можно меньше, современные двигатели внутреннего сгорания постоянно и очень тщательно контролируют топливо, которое в них сгорает.
Это нужно для того, чтобы воздушно-топливная смесь была идеальной. При таком соотношении топливо должно сгореть вместе со всем кислородом, находящимся в воздухе. При движении машины это соотношение не идеальное.
Иногда смесь бедная, иногда более обогащенная.
Основные загрязнители
Сегодня основными загрязнителями воздуха считают азот в газообразном состоянии (N2), диоксид углерода (CO2), а также водяной пар.
Если рассматривать по сути, то эти продукты горения не опасны. Но ученые считают, что диоксид углерода влияет на глобальное потепление. В результате неидеального сгорания топлива и воздуха выделяется небольшое количество особо вредных газов и веществ. Именно ради них и создавались эти устройства. К особо опасным веществам можно отнести окись углерода, различные углеводороды, оксиды азота.
Принцип работы катализаторов
Если вы вспомните школьный курс химии, то катализатор – это специальное вещество, позволяющее ускорить химическую реакцию или стать ее причиной. При этом в продуктах реакций его не будет. Оно просто участвует в процессе, однако само по себе не является реактивом или продуктом.
В нейтрализаторах или преобразователях, которые установлены в автомобилях, различают два вида катализаторов. Это восстанавливающий и окислительный. Оба изготовлены из керамики, которая покрыта металлами.
В основном в качестве металлов применяют платину или родий.
Обратите внимание
Идея здесь в создании такой структуры, которая при прохождении выхлопных газов через нее задействует максимальную площадь, при этом количество катализирующих веществ должно быть минимальным, так как цена их достаточно высока.
В некоторых преобразователях применяют золото с различными традиционными примесями. Оно способно повысить степень окисления. Это необходимо для того, чтобы можно было снизить выбросы вредных газов.
Виды преобразователей
Многие современные выпускные и выхлопные системы оснащаются двумя видами преобразователей нейтрализаторов. То есть чтобы для каждого вещества был свой элемент, который сведет к минимуму выброс.
Восстанавливающий катализатор – это самый первый этап процесса нейтрализации и преобразования. Здесь в составе чаще всего родин, а также платина. Он призван нейтрализовать оксид азота в выхлопных газах. В результате образуется кислород и азот.
Окислительный преобразователь является вторым в этой цепочке. Он призван снизить количество несгоревшего горючего, а также уменьшить количество окиси углерода. В результате работы этого преобразователя образуется СО2 (углекислый газ).
Что касается конструкций данных устройств, то существуют «соты» и «керамические бусины». В современных автомобилях более распространены сотовые структуры.
Катализатор ВАЗ
В автомобилях АвтоВаз в качестве нейтрализатора используется керамическая структура, покрытая платиной или палладием. Восстановительный преобразователь на большинстве моделей использует в качестве нейтрализующих веществ родий и платину.
Люди на особо любят эти устройства. Во-первых, эта штука стоит достаточно дорого, во-вторых, в нашей стране из-за низкокачественного топлива преобразователи часто выходят из строя. Кто-то заменяет их, а кто-то использует катализаторы-пламегасители.
Пламегаситель
Это некий заменитель для нейтрализатора. Основная задача, которая перед ним ставится – это выравнивание потока выхлопа. Благодаря нему работа выхлопной системы становится более правильной, а также долговечной. За счет использования этих конструкций можно добавить машине мощности, и звук мотора будет ровный.
Основное отличие в том, что пламегаситель не умеет нейтрализовать вредные выбросы. Однако, как свидетельствуют отечественные нормы, выхлоп совершенно любой иномарки намного ниже допустимых. Сегодня многие в своих автомобилях меняют катализатор («Форд Мондео» чаще всего подвергается этому) на пламегасители. Считается, что с этими устройствами двигатель лучше «дышит».
Устройство пламегасителей
Конструкция аналогичная обычным резонаторам. Поэтому в европейских странах такого понятия не существует. Этот узел называется не иначе, как предварительный резонатор.
Существуют прямоточные пламегасители и устройства с диффузором. Последним называют воронку, которая приварена к трубе в ее середине. Она принудительно загоняет выхлопные газы в пламегаситель.
Вопросы замены катализаторов
Иногда на отечественных автомобилях, да и на иномарках, появляется необходимость заменить нейтрализатор. Например, катализатор 2114-го ВАЗа существенно улучшает динамику машины, а также позволяет снизить расход топлива.
К необходимости замены этой детали выхлопной системы приходят только в двух случаях. Считается, что такой элемент забирает часть мощности авто. Однако увеличить мощность таким образом – весьма сомнительное мероприятие.
Во втором случае деталь вышла бы из строя. Так бывает, если часто заправлять машину некачественным топливом. Также это случается при некоторых неисправностях мотора, которые приводят к расходу масла и забиванию сот.
Важно
Ремонт катализатора необходим, если были механические повреждение на его корпусе. Кроме того, преобразователь может прийти в негодность в связи с попаданием в выхлопы силикона. Еще замена требуется в случае перегрева.
Если устройство нагрелось свыше 970 градусов, то однозначно нужно менять.
Как проверить катализатор?
Если вы заметили, что машина до какой-то скорости двигается с большим трудом, а затем работает в обычном режиме, или если скоростные способности машины постепенно снижаются, либо ваш мотор не запускается вообще, то вам грозит ремонт катализатора.
Чтобы проверить эту деталь, необходимо провести демонтаж и осмотреть ее на просвет. Еще один способ – проверка давления в системе выпуска. Для этого необходимо на место датчика кислорода установить манометр и снять показания.
Обманка катализатора
Эти устройства призваны нейтрализовать токсичность выхлопных газов автомобиля, а также сделать работу мотора более тихой. Иногда нейтрализатор выходит из строя и ему необходима замена. Так как стоят эти детали недешево, то автолюбители ищут компромиссы.
Чтобы решить проблему с этой деталью, иногда автолюбители применяют так называемые эмуляторы. Существует два вида этих устройств, один из них механический, второй – электронный.
Механическая обманка катализатора представляет собой бронзовую или любую другую металлическую деталь, которая выдерживает высокие температуры.
Нужно учитывать, что размер обманки должен совпадать с размерами преобразователя. Там, где эмулятор должен будет фиксироваться, нужно просверлить отверстия для подачи газов.
В полости эмулятора есть крошка из керамики, которая покрыта каталитическим веществом.
Электронное устройство сделать самостоятельно уже не получится, однако стоит он значительно дешевле, чем штатный катализатор (цена здесь вполне существенная).
В автомобильных магазинах предлагаются достаточно технологичные модели, но это специальный эмулятор, оснащенный микропроцессором. Он заставляет блок управления работать правильно. Здесь никакого обмана нет.
Ценовой вопрос
Катализатор – это важная часть конструкции множества современных автомобилей. Основное предназначение этого устройства – нейтрализация вредных выбросов, идущих в атмосферу. Эта деталь не может служить вечно, поэтому рано или поздно придется ее менять.
Сегодня на автомобильных рынках можно купить катализатор (цена будет составлять от 4000 рублей и больше) для отечественных автомобилей. Например, оригинальная запчасть на машину ВАЗ стоит порядка 5160 рублей.
Стоимость замены данной детали на некоторых иномарках может обойтись в 2400 рублей или больше, но поменять этот элемент можно и в собственном гараже, своими руками.
Данная операция не требует особых усилий и наличия специальных инструментов.
Совет
Итак, мы выяснили, что такое автомобильный катализатор, для чего он используется и какова его стоимость. Выбор за вами!
Что такое катализатор
Большинство автовладельцев интересуются вопросом, что такое автомобильный катализатор и какую функцию он выполняет только после обнаружения неисправности этой детали. В предложенной статье мы постараемся доступным языком рассказать, зачем нужен катализатор в автомобиле, почему у него большая стоимость и что делать, если механизм вышел из строя.
Принцип работы катализатора
Примерное расположения катализатора в автомобиле
Каталитический нейтрализатор (катализатор) является составной частью выхлопной системы, которая отвечает за уменьшение концентрации вредных веществ в отработанных газах. Это CH(углеводороды), NO2 и NO (оксиды азота), СО (окись углерода). Они ядовиты и входят в состав смога.
Задача катализатора сначала нагреться от выхлопных газов, а затем дожигать вредные вещества и доводить выхлоп до установленных экологических норм. Внутри устройства расположена металлическая либо керамическая конструкция в виде сот. На нее сверху нанесен слой особого платиноиридиевого сплава.
Сотовая конструкция необходима для увеличения площади соприкосновения выхлопных газов с плоскостью, которая имеет каталитический слой. Происходит реакция окисления CH и СО, и в результате получаются безобидные N2 и СО2.
Причины неисправности катализатора
При нормальной эксплуатации прибор чаще всего начинает неисправно работать в результате сгорания каталитического слоя. Уменьшение площади этого слоя способствует тому, что катализатор перестает качественно дожигать выхлоп и уровень выброса вредных веществ начинает увеличиваться.
Когда значение станет больше показателя, установленного в блоке управления, на приборной панели загорится лампочка CHECK ENGINE. При диагностике можно будет увидеть, что хранящаяся в ЭБУ ошибка обозначает «неэффективная работа катализатора». Ресурс устройства примерно рассчитан на 100 000 км.
Данные о состоянии выхлопных газов выдает специальный датчик лямбда-зонд, который расположен за катализатором.
Часто на место неисправного катализатора устанавливают пламягаситель
Неисправности в системе формирования смеси и системы зажигания также могут повлиять на преждевременный выход из строя катализатора. В таком случае соты забиваются, что не позволяет устройству полноценно окислять смесь.
Также причиной возникновения неисправной может стать бензин низкого качества. Такое топливо содержит большое количество тетраэтилсвинца, который добавляют для искусственного увеличения октанового числа.
Получается, что часть каталитического слоя закрывается тетраэтилсвинцом, который и нарушает исправную работу устройства.
Автомобильный катализатор и его роль в выхлопной системе
x
Check Also
Карбюраторный впрыск, будучи устаревшей системой по сравнению с инжектором, все равно является достаточно распространенной схемой питания ДВС. Сегодня карбюраторы встречаются преимущественно на машинах отечественного производства …
Для систем электрооборудования и электронных систем автомобиля график интенсивности отказов X(t) от времени эксплуатации показан на рис. 10.3. Время работы электрооборудования и электронных систем подразделяется …
Подвеска – это один из основных механизмов в конструкции любого транспортного средства. Благодаря ей автомобиль способен передвигаться по неровным участкам дороги, снижая удары и колебания. …
Обратите внимание
Краш тесты автомобилей методика испытаний, меры, направленные на усовершенствование транспортных средств в плане безопасности позволяют снизить количество смертельных исходов, но этого часто бывает недостаточно. Другим …
Гибридным автомобилем называется транспортное средство, приводимое в движение с помощью гибридной силовой установки. Отличительной особенностью гибридной силовой установки является использование двух и более источников энергии …
Вокруг коробки передач DSG сформировалось множество мифов и легенд. Автомобилисты где-то слышали о ее проблемах, но точно не могут их сформулировать. Попробуем ответить на все …
Stanislavovic › Блог › Эксперименты с карбюратором и зажиганием. Тюнинг карбюратора. • Давно хотел поделиться личным опытом по поводу тюнинга классических Жигулей за счёт регулировок …
Что происходит, если изнашивается датчик положения распределительного вала. Это может произойти в любое время без предупреждения. Представьте, Вы едете по шоссе, двигаясь на большой скорости, …
pomaxa79 › Блог › Как часто нужно менять тормозную жидкость? Исправная тормозная система – залог безопасного движения, именно поэтому так важно следить за тормозами и …
Проводим своими руками на автомобиле шумоизоляцию от посторонних звуков снаружи Шумоизоляция салона автомобиля — это важная составляющая комфортной езды. Даже если водитель является обладателем автомобиля …
Производство тормозных колодок – процесс трудоемкий, который требует детального рассмотрения, так как имеет некоторые особенности. При этом при производстве, именно к колодкам предъявляются самые высокие …
Спрос на шиномонтажные услуги постоянно растет. Это связано с постоянным ростом количества автомобилей в городах. Рынок не имеет строгих правил, и это помогает работать на …
Практически все известные компании специализирующиеся на выпуске смазочных материалов предлагают своему покупателю продукцию исключительно высокого качества, отлично зарекомендовавшую себя на протяжении многих лет. В данной …
Преимущества и недостатки прямого впрыска двигателя GDI Ещё в начале 2000-х годов в Россию начали попадать первые автомобили Mitsubishi с обозначениями GDI около индексов, указывающих …
Разработка электронных систем управления для любых типов двигателей, автоматических трансмиссий, гибридных и электрических автомобилей. Главная Направления Разработка и создание Центр информационных и интеллектуальных систем Выполненные …
Важно
Автомобиль — это не только средство передвижения. Машина даёт водителю возможность самовыражения. Цвет, технические характеристики, марка и модель — эти критерии позволят определить характер, образ …
Понятие, плюсы и минусы механического нагнетателя Supercharger Механический наддув – это процесс увеличения давление некой смеси на впуске двигателя для повышения массы горючей смеси в …
Карданные передачи используются во многих как грузовых, так и легковых автомобилях. А если учесть всевозможную сельскохозяйственную технику, то там карданная передача нашла весьма широкое применение. …
Десять автомобильных марок, которые являются самыми надежными Автобренды, которые делают качественные и надежные автомашины. Надежность стала повсеместным ярлыком, который производители автомобилей любят «цеплять» к своим …
Всё о свечах зажигания: виды, рейтинг, правила подбора, неисправности Наряду с моторным маслом, фильтрами и тормозными колодками, свечи зажигания в номенклатуре автомобильных запасных частей принадлежат …
Прибор ночного видения на авто своими руками:где взять и как установить Прибор ночного видения на авто своими руками:где взять и как установить Что такое прибор …
Сегодняшняя статья посвящена проверки аккумулятора автомобиля. В процессе эксплуатации автомобиля мы периодически сталкиваемся с вопросом как проверить аккумулятор. Обычно это происходит в двух случаях, при …
Здравствуйте, уважаемые автомобилисты! Нет такого водителя, который не слышал бы, как у его автомобиля скрипят тормозные колодки. Казалось бы, что им нужно, купил и установил …
Совет
Пружина и амортизатор — два отдельных узла, являющихся важными элементами подвески. Пружина «принимает» на себя вес автомобиля, в то время, как амортизатор гасит колебания кузова …
Автомобильный катализатор и его роль в выхлопной системе
Катализатор имеет удивительно простое устройство, но воздействие его очень велико. Из этой статьи вы узнаете, какие загрязняющие вещества образуются в результате работы двигателя, и как каталитический преобразователь справляется с каждым из них, сокращая выбросы вредных выхлопных газов.
На дороги ежедневно выезжают миллионы автомобилей, и каждый из них — источник загрязнения воздуха. Особенно это чувствуется в крупных городах, где выхлопные газы автомобилей могут создавать большие проблемы.
Для решения этих проблем каждая страна издает свои законы, которые ограничивают допустимый уровень загрязнения, который может создавать каждая машина. За прошедшее время автопроизводители внесли много улучшений в конструкцию автомобильного двигателя и топливных систем, чтобы соответствовать этим требованиям.
Одно из значительных изменений произошло в 1975 году — именно в этом году появилось новое устройство, называемое каталитическим преобразователем (конвертером) или просто катализатором.
Работа каталитического преобразователя заключается в преобразовании вредных выхлопных газов в менее вредные прежде, чем они покинут выхлопную систему автомобиля.
Выбросы загрязняющих веществ
В целях сокращения выбросов, современные автомобильные двигатели тщательно контролируют количество сжигаемого ими топлива. Их задача — сохранить соотношение «воздух-топливо» как можно ближе к идеальной точке, называемой стехиометрической. Теоретически, при этом соотношении все топливо сгорит с использованием всего имеющегося в воздухе кислорода.
Для бензина стоихиометрический коэффициент — около 14,7:1, что значит, что при сожжении одной единицы бензина будет сожжено 17,4 единицы воздуха. фактически во время езды сгорание топливной смеси немного отличается от идеального соотношения.
Иногда смесь может быть бедной (при коэффициенте «воздух-топливо» выше, чем 14,7), или, наоборот, насыщенной (при более низком коэффициенте).
Основные загрязняющие вещества, вырабатываемые двигателем, это:
- газообразный азот (N2) — воздух состоит на 78 процентов из газообразного азота, и большая часть его проходит сквозь автомобильный двигатель
- диоксид углерода (СО2) — один из продуктов сгорания. Углерод из топлива соединяется с кислородом воздуха.
- водяной пар (H2O) — еще один продукт сгорания. Водород из топлива соединяется с кислородом воздуха.
Это выбросы в основе своей не опасны, хотя, как считается, выброс углекислого газа (СО2) способствует глобальному потеплению. Но так как процесс горения никогда не совершенен, небольшое количество гораздо более вредных выхлопных газов выделяется при работе двигателя автомобиля. Именно на снижение их уровня ориентированы каталитические преобразователи:
- окись углерода (СО) — ядовитый газ без цвета и запаха
- углеводороды, также известные как летучие органические соединения — один из главных компонентов смога, образуется за счет неполного сгорания топлива
- оксиды азота (NO и NO2, которые часто объединяют под обозначением NOx) — также являются компонентом смога, а также кислотных дождей, оказывают влияние на слизистую человека.
В следующем разделе мы рассмотрим, какие именно процессы происходят внутри каталитического преобразователя.
Как катализаторы сокращают вредные выбросы в выхлопных газах
Если вспомнить химию, то катализатор — это вещество, которое ускоряет или вызывает химическую реакцию, само не входя в продукты реакции. Катализаторы участвуют в реакции, но не являются не реактивом, ни продуктом реакции. Так, для человеческого организма естественным катализатором многих важных биохимических реакций являются ферменты.
В каталитических преобразователях существуют два различных типа катализаторов: восстанавливающий катализатор и окислительный катализатор. Оба типа состоят из керамической структуры, покрытой металлическим катализатором (обычно это платина, родий и/или палладий).
Идея заключается в том, чтобы создать структуру, которая подставляет под поток выхлопных газов максимальную площадь катализатора и свести к минимуму задействованное при этом количество самого катализатора, так как используемые материалы весьма дороги. В некоторых преобразователях даже стали использовать золото с примесью более традиционных катализаторов.
Золото дешевле по сравнению с остальными катализаторами, и может повысить степень окисления на 40 процентов, что необходимо для снижения количества вредных газов.
Обратите внимание
Большинство современных выхлопных систем в автомобилях оснащены тремя каталитическими преобразователями, по одному для каждого из веществ, выброс которых необходимо уменьшить.
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. Атом азота же связывается с другим атомом азота, образуя N2.
Окислительный катализатор — второй этап каталитического преобразователя. Он снижает количество несгоревшего топлива и окиси углерода в результате их сжигания (окисления) с помощью таких катализаторов, как платина и палладий. Этот катализатор также помогает СО вступить в реакцию с несгоревшим кислородом, образуя углекислый газ СО2.
Существуют два основных вида конструкций, используемых в каталитическом преобразователе — это конструкция по типу «соты» и «керамические бусины». Большинство автомобилей используют сотовые структуры.
Следующий раздел посвещен третьей стадии процесса преобразования, и тому, как добиться от своего каталитического преобразователя лучшего результата.
Контроль загрязнения и повышение эффективности выхлопной системы
Третьим этапом преобразования является система управления, которая контролирует поток выхлопных газов и использует эту информацию для управления системой впрыска топлива.
Один датчик кислорода установлен выше автомобильного катализатора, то есть ближе к двигателю, чем сам преобразователь. Этот датчик говорит компьютеру двигателя, сколько кислорода содержится в выхлопе.
Компьютер двигателя уменьшает или увеличивает количество кислорода в выхлопных газах за счет регулировки количества воздуха, поступающего к топливу.
Важно
Эта схема позволяет контролировать двигатель компьютера, чтобы убедиться, что двигатель работает на соотношении, близком к стехиометрической точке, а также чтобы убедиться, что в выхлопных газах достаточно кислорода для работы окислительного катализатора для окисления несгоревших углеводородов и СО.
Каталитический преобразователь проделывает большую работу по уменьшению загрязнения окружающей среды, но его производительность может быть существенно улучшена. Одним из недостатков является то, что каталитический преобразователь работает только при достаточно большой температуре. Когда вы только заводите машину, каталитический преобразователь почти не работает.
Простое решение этой проблемы состоит в том, чтобы передвинуть каталитический преобразователь ближе к двигателю.
Тогда выхлопные газы, поступающие в каталитический преобразователь, будут более горячими,и он нагреется быстрее, но это одновременно сокращает срок службы конвертера из-за воздействия чрезмерно высоких температур.
Большинство автопроизводителей размещает каталитический преобразователь под передним пассажирским сиденьем, достаточно далеко от двигателя, именно для того, чтобы высокие температуры не вредили ему.
Подогрев каталитического преобразователя — хороший способ снижения выбросов. Самый простой способ подогреть катализатор — использование электрических нагревателей.
К сожалению, 12-вольтовая электрическая система, установленная на большинстве машин, не может нагреть каталитический преобразователь достаточно быстро. Большинство людей не будет ждать несколько минут, пока нагреется каталитический преобразователь.
Гибридные машины имеют большие, высоковольтные батареи, которые могут достаточно быстро нагреть автомобильный катализатор.
Совет
Каталитические преобразователи дизельных двигателей плохо справляются с сокращением выбросов NOx. Одна из причин в том, что дизельные двигатели сами по себе функционируют в более низком температурном режиме, чем обычные, а преобразователи работают лучше при нагреве.
Некоторые ведущие эксперты в области «зеленого» автомобилестроения придумали новую выхлопную систему, которая помогает исправить этот недостаток. Они впрыскивают водный раствор мочевины в выхлопную трубу до того, как газы достигнут преобразователя.
При этом возникает химическая реакция, которая уменьшает количество NOx. Карбамид, также известный как мочевина — органическое соединение углерода, азота, кислорода и водорода. Его можно обнаружить в моче млекопитающих и земноводных, что и объясняет такое название.
Мочевина реагирует с NOx с получением азота и водяного пара, снижая количество оксидов азота в выхлопных газах более чем на 90 процентов.
Катализатор и его роль в выхлопной системе
Для автомобилей каждый год ужесточаются экологические нормы. И, если в 80-е годы требования об установке катализаторов, элементов контролирующих выхлоп, производителям казалось верхом несправедливости, то сегодня просто невозможно представить автомобиль без него.
Современные автомобили надежные и долговечные, но в то же время они технически сложные и прихотливые, и, в первую очередь, к качеству топлива. Это очень важно для многих систем, и особенно для выпускной. Её исправность влияет на работу мотора, экономичность и многое другое.
Одним из важнейших элементов выхлопной системы является катализатор. Предназначен он для уменьшения количества вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу. Давайте ответим на 4 вопроса:
Сегодня катализатор уже не просто набор труб с глушителем, его устройство достаточно сложное. В него входят датчики, взаимодействующие с бортовым компьютером и электроникой, которая в свою очередь управляет работой двигателя. Они контролируют выхлоп, и на основе анализа определяют состав топливно-воздушной смеси.
Устроен он довольно просто, но цена его, при этом, высокая. Дело в том, что в катализаторе используются дорогостоящие элементы, вступающие в химические реакции с выхлопными газами и нейтрализующие их. Начало проблем заметить не сложно. К первым признакам неисправности катализатора можно отнести затрудненный запуск двигателя, потерю динамики и повышенный расход топлива.
Причин этому много. Самая частая – вы попали на низкокачественное контрафактное топливо, или использовали сомнительные присадки для промывки топливных систем.
Если же проблемы возникли после 100 тысяч километров, то, скорее всего, катализатор просто выработал свой ресурс.
Хотите вы этого или нет, но долго ездить с такими симптомами у вас не получится – одни мучения, так что вопрос придется решать.
Покупка этого элемента выхлопной системы – серьёзный удар по бюджету. Цена вопроса – от 20 до 120 тысяч рублей и выше, в зависимости от бренда и модели. Но, может, есть экономичный вариант с восстановлением? — спросите вы.
Тут, увы, обрадовать нечем. Ремонт катализатора невозможен, только замена.
Причем не ищите его на разборке, ведь точно установить, сколько он отслужил, невозможно, поэтому, если это и решит проблему, то на непродолжительное время.
Обратите внимание
Рекомендации следующие: заправляйтесь только на проверенных брендовых АЗС. А жителям мегаполисов с пробками и заторами будет не лишним, хотя бы раз в месяц, час-два покататься с ветерком, катализатор имеет способность самоочищаться, вот тогда он прослужит столько, сколько должен.
Предлагаю посмотреть учебный видеоролик по теме:
Катализатор и его роль в выхлопной системе Ссылка на основную публикацию
Что такое авто катализатор и для чего нужен?
Одной из систем очистки выхлопных газов автомобиля является каталитический нейтрализатор отработавших газов, который называют катализатором или нейтрализатором, хотя это то же самое. Расскажем что это такое и для чего нужен, рассмотрим основные причины, если он забит.
Катализатор – это устройство, которое располагается в выхлопной системе и нужно для очистки выходящих оттуда газов.
С помощью химических реакций в данном устройстве вредные вещества превращаются в менее пагубные, которые выходят наружу. Т.е. из выхлопной трубы после его работы выходит воздух с минимальными загрязнениями.
Катализатор начинает работать только после нагревания, т.е. при пуске холодного двигателя он бездействует.
Вместе с ним работают кислородные датчики, которые определяют состав смеси и соотношение воздуха с бензином в горючей смеси. Ведь от этого соотношения зависит, какая будет смесь: обогащённая или обеднённая. Кислородные датчики, в зависимости от показаний, управляют работой катализатора.
Располагается катализатор в выхлопной трубе между двигателем и глушителем, закрытое снизу (обязательно!) дополнительным экраном, потому что при сильном нагреве он раскаляется почти докрасна.
У катализатора бывает ТРИ состояния: рабочее, полурабочее, нерабочее. Рассмотрим эти три состояния и как ведет себя машина при каждом из них. В рабочем состоянии машина работает нормально, лампочка ошибки на панели приборов не загорается при работе двигателя, претензий ни к чему нет.
В «полурабочем» состоянии начинаются проблемы. Машина ведет себя как-то не так:
- Временами (или всегда) пропадает тяга и «приемистость» на больших оборотах; вчера вот «тянула» нормально, а сегодня ее вроде бы что-то «за зад держит».
- По утрам и в состоянии «на горячую» машина стала заводиться хуже, двигатель приходится долго «гонять» стартером, чтобы завелся.
- Иногда «куда-то пропадают обороты»: давите на педаль газа, а стрелка тахометра с трудом добирается до двух или четырех тысяч и там останавливается. Машина начинает чрезмерно потреблять бензин.
Возможна еще такая проверка – подтверждение «полурабочего» состояния. Когда у Вас начались подобные проблемы, надо завести двигатель и «утопить» педаль до упора. Если двигатель начнет медленно поднимать обороты и остановится где-то на двух-трех тысячах, а дальше – ни в какую – возможны проблемы с катализатором.
https://www.youtube.com/watch?v=AZT5CK0dGBM
В «нерабочем» состоянии машина заводится долго, а когда заведется – то глохнет почти сразу же или не заводится вообще, т.е. даже не «схватывает».
«Третье состояние» проверить просто: надо в момент пуска машины подойти к выхлопной трубе и посмотреть (почувствовать, например, приложенной рукой) – идут оттуда выхлопные газы или нет.
Как удалить катализатор?
Вопросы экологии и покупки нового не рассматриваем – 99% автолюбителей просто удаляют его, т.к. новый катализатор стоит дорого из-за содержания в нём платины.
Хочется предостеречь от распространенной ошибки: всегда удаляйте его полностью, а не пробивайте только отверстие. Кто даст гарантию, что время это отверстие не забьется? После удаления внимательно осмотрите внутренность той емкости, в которой находился катализатор и увидите «прикипевшую» к поверхности металлическую сеточку, одну или несколько. Ее удаляйте тоже.
Важно
Можно вырезать катализатор и вварить гофровую трубу. Это даст не жесткое соединение мотора и выпускной системы, а также дополнительное охлаждение газов.
Возможно ли почистить катализатор? Это зависит от степени и вида загрязнения. Если он забился серой и парафином после заправки плохим бензином – то ничего не поможет. В этом случае меняют на новый или ставят обманку. Другое дело, если забился серой. Специальная автохимия его может очистить.
Статьи по теме
Катализатор, принцип работы устройства, симптомы и признаки забитого, способы удаления и замены на пламегаситель, восстановления или очистки
Сколько сегодня автомобилей существует в мире? Специалисты утверждают, что количество легкового автотранспорта составляет более 1 миллиарда шт, и с каждым годом растут показатели вредных веществ, выбрасываемых ими в атмосферу. Для того, чтобы обезопаситься от токсичных выбросов, все автомобили с середины ХХ века оснащаются каталическими нейтрализаторами.
Автомобильный катализатор выхлопных газов устанавливают на выхлопные системы с начала 70-х годов. Примерно в то же время были разработаны первые нормы по содержанию и химическому составу вредных веществ в выхлопных газах двигателей.
Где находится катализатор?
Так как для его работы необходима высокая температура, подобные элементы всегда устанавливают сразу после выпускного коллектора или же встраивают в сам коллектор автомобиля.
Катализатор, встроенный в выпускной коллектор
Катализаторы оборудуются «лямбда-зондами» (работают по принципу анализа содержания кислорода), которые анализируют его работу и сообщают бортовому компьютеру в случае нарушений в его работе.
Рассмотрим устройство катализатора. Данный узел состоит из стального корпуса с теплозащитными экранами. Внутри находится сам платиновый каталитический нейтрализатор, который выполнен в форме секций со множеством отверстий.
С целью увеличения площади контакта с выхлопными газами отверстия имеют форму «сот» различного сечения (наподобие пчелиных). На внутренние поверхности сот нанесено действующие химические вещество, в состав которого входят драгоценные металлы, в основном платиновой группы, а также родий, палладий.
Вследствие химической реакции, после прохождения через «соты», вредные для окружающей среды токсичные газы перерабатываются в относительно нетоксичные.
Схема устройства катализатора
Подобные реакции протекают при условии высоких температур. Выхлопные газы двигателя попадают в выпускной коллектор при температуре примерно в 500-1000 ?С. Эффективная работа катализатора возможна при температуре более 300 ?С.
Основные типы катализаторов
По количеству производимых реакций существуют:
- Односторонние и двусторонние. В данном случае выполняется одна либо две химических реакций. Применяются, как правило, в дизельных двигателях. В таких катализаторах угарный газ преобразуется в менее вредный углекислый, окисляется и «догорает» не сгоревшее топливо, распадаясь на водяные пары и углекислый газ.
- Трехсторонние. Выполняется соответственно 3 химических реакции. В таких элементах окись азота дополнительно разделяется на кислород и азот.
- Катализатор топлива (его горения). Специальные присадки в топливо, которые обеспечивают больший процент сгорания топлива в цилиндрах, и как следствие, увеличение КПД и уменьшение количества токсичных выбросов. В состав катализатора такого типа входят растительные компоненты, литий, медь, многоатомные спирты.
- Магнитно стрикционные катализаторы. Принцип их работы заключается в обработке топлива специальным устройством, вследствие чего значительно улучшаются показатели топлива, увеличивается его насыщенность кислородом. С вопросом «как проверить катализатор?» подобной системы лучше обращается к специалистам.
Существуют следующие виды катализаторов выхлопной системы:
- С каталитическим нейтрализатором из жаропрочной стали.
- С каталитическим нейтрализатором из керамики.
- Катализаторы для спортивных автомобилей (с увеличенным сечением сот).
- Катализаторы для бензиновых двигателей.
- Катализаторы для дизельных двигателей.
- Катализаторы, установленные в секциях глушителя (распространено на мотоциклетной технике в Европе).
Катализатор дизельного двигателя (не требуется анализ содержания кислорода)
Вместе со всеми неоспоримыми плюсами эксплуатации катализаторов стоит отметить, что при нормальных условиях эксплуатации двигателя каталитический нейтрализатор исправно служит около 100000 километров. Затем необходимо обратиться в сервисный центр для осмотра, диагностики и замены изношенных элементов.
Платиновый катализатор имеет один очевидный минус: его высокая стоимость, которая может доходить до 80-100 тыс. руб. и выше. Для владельцев подержанных машин с большим пробегом это значительная проблема, так как зачастую, чтобы заменить забитый катализатор, придется заплатить практически треть стоимости самого автомобиля.
Очень часто из-за некачественного топлива или нарушения режима работы двигателя, каналы катализаторов забиваются остаточными продуктами горения топлива, либо разрушается при воздействии высоких температур и вибраций.
В случае поломки данного узла нарушается нормальная проходимость газов, в результате чего есть вероятность попадания мелких частей катализатора в камеру сгорания вместе с отработавшими газами (которые не прошли сквозь забитые соты), что может привести к различным повреждениям поршневой группы.
Неисправности катализаторов рекомендуется устранять в кратчайшие сроки.
Соты катализатора, подлежащего замене
Признаки забитого катализатора:
- ошибка Check Engine (с соответствующим кодом);
- значительное падение мощности;
- замедленный, слабый поток газов из выхлопной системы;
- значительное увеличение расхода топлива;
- сложности при холодном запуске двигателя.
В случае, если при высоких оборотах слышен дребезжащий звук в области катализатора, возможно каталитический элемент разрушен, и его обломки бьются о стенки кожуха.
Зачастую симптомы забитого катализатора проявляются не сразу, поэтому не рекомендуется продолжать эксплуатацию с катализаторами, которые «прошли» отведенные километры.
Как проверить катализатор на предмет затрудненной проходимости?
Низкая эффективность катализатора — один из признаков того, что соты забиты, а выхлопная системы требует доработки.
Самый надежный способ проверки работы катализатора — это визуальный осмотр. Желательно полностью выполнить снятие узлов катализатора для его тщательной проверки. Каталитический нейтрализатор, который требует замены, выглядит как на фото выше. Едкий, ненормальный запах выхлопа также может указывать на неисправность катализатора.
В случае обнаружения забитых каналов или повреждения элементов каталитический нейтрализатор подлежит очистке либо замене.
Совет
Подобный замер можно выполнить, вкрутив пневматический манометр в место установки лямбда зонда, (потребуется переходник) до катализатора. Показания снимаются после прогрева двигателя и на средних оборотах двигателя.
Нормальное давление на этом участке выхлопной системы составляет около 0,3-0,35 кг/см куб.
Однако замер давления не поможет оценить повреждены ли каталитические нейтрализаторы механически, а показатель давления может отличаться у различных моделей и модификаций двигателей.
Схема расположения катализатора
Как решить проблему забитого катализатора без дорогостоящего ремонта?
Прежде всего следует попробовать восстановление катализатора. Восстановить катализаторы возможно только в случае, если они имеют целостную структуру и не имеют механических повреждений. Если двигатель эксплуатировать в штатном режиме, когда катализатор забивается не критично, его вполне можно спасти очисткой специальной смесью.
Необходимо приобрести специальный очиститель каталитического нейтрализатора, аккуратно выбить секции катализатора (потребуется распил корпуса с дальнейшим восстановлением) и обработать выбитый элемент согласно инструкции производителя химического состава.
Возможно, выбивание катализатора подойдет как временная «аварийная» мера, но не как решение проблемы. На большинстве современных автомобилей те самые «лямбда-зонды» связаны с электронным блоком управления двигателем, а их показания учитываются при подготовке топливовоздушной смеси. Как минимум в таком случае придется перенастраивать «мозг» своего двигателя на работу без катализатора.
Что делать, если катализатор прогорел?
Простым и проверенным способом решения вопроса будет удаление катализатора.
При наличии минимального количества инструментов рядовой автолюбитель может легко вырезать в металлическом корпусе окно (его потом герметично заваривают полуавтоматом) и убрать катализатор механически.
Данный способ надежен, а главное, не требует значительных вложений в ремонт. Выбор очевиден, зачем платить больше? Но не стоит забывать, что таким образом вы значительно увеличите количество вредных веществ производимых двигателем.
Еще одно распространенное решение — это замена катализатора на пламегаситель.
Пламегаситель – стальная гофрированная труба, заизолированная специальным негорючим материалом (минеральная вата либо металлическая стружка), вся конструкция заключена в кожух. При прохождении пламегасителя выхлопные газы расширяются и заполняют пространство между кожухом и трубой. Сталкиваясь с негорючими материалами, они теряют часть энергии.
Замена катализатора на пламегаситель: плюсы и минусы
Очевидно, что устанавливая пламегаситель вместо катализатора, нельзя говорить о полноценной замене одного узла другим. В первую очередь, установка пламегасительного оборудования вместо катализаторов скажется на количестве выбросов.
Установка пламегасителя поможет стабилизировать выхлопную систему, снизит температуру выхлопных газов, но не решит проблему. С другой стороны, пламегасители дешевле новых катализаторов, и с точки зрения экономии бюджета это почти идеальный способ отладить выхлопную систему.
Одним из компромиссных решений будет — найти и установить универсальный катализатор. Стоимость таких элементов в несколько раз дешевле оригинальных, но так же обеспечит штатную работу двигателя, с соблюдением экологических норм.
Вероятно, все-таки придется адаптировать прошивку под новый выхлоп и подвергнуть проверке работу всего выхлопа.
Автовладельцы, установившие на свой мотор подобное устройство, могут смело проходить техосмотр и быть уверенными в экологичности своего транспортного средства.
Устройство автомобильного катализатора (каталитического нейтрализатора отработавших газов)
Катализатор, он же каталитический нейтрализатор, каталитический преобразователь или каталитический конвертер – это устройство в выхлопной системе автомобиля направленное на снижение токсичных выбросов в атмосферу путем восстановления оксидов азота и дожига угарного газа и недогоревших углеводородов.
В химии катализатор – это вещество ускоряющее или вызывающее химическую реакцию, но само не входящее в эту реакцию. Такими веществами являются медь, никель, золото, палладий, родий, хром. Принцип работы автомобильного катализатора как раз и основан на способности веществ-катализаторов к ускорению реакции.
Чаще всего расположен катализатор сразу после приемной трубы, однако иногда его устанавливают прямо на приемной трубе. Делают это для более быстрого прогрева, так как эффективно работает он только при температуре свыше 300оС.
Однако большой минус такого расположения слишком высокие температуры и, следовательно, маленький срок службы катализатора.
Основные вещества, вырабатываемые при работе двигателя, являются безвредными. Ими являются:
- азот (N2)- воздух состоит на 78% из азота;
- вода (H2O);
- углекислый газ (CO2) – сам по себе безвреден, однако считается, что его переизбыток ведет к глобальному потеплению;
Однако процесс горения не совершенен и помимо безвредных веществ при работе двигателя выделяются токсичные и вредные вещества. Этими веществами являются:
- углеводороды (CHx) – основной компонент смога;
- оксиды азота (NOx) – еще один компонент смога;
- окись углерода (CO) – ядовитый газ без цвета и запаха;
Современные катализаторы являются трехкомпонентными, т.е. оснащены тремя каталитическими преобразователями, по одному на каждое вещество, которое необходимо снизить.
Трехкомпонентный катализатор представляет собой металлический корпус из нержавеющей стали, в котором находится “сотовая” конструкция или реже конструкция типа “керамические бусины”.
Сотовая конструкция бывает металлической или керамической и покрыта веществами-катализаторами, обычно это платина, родий или палладий (в последнее время на некоторых моделях начинают применять золото, так как оно дешевле других металлов-катализаторов).
Керамическая конструкция более распространена, так как дешевле, однако у такой конструкции есть большой минус – хрупкость. Достаточно небольшого удара, чтобы керамические соты осыпались. В каталитических преобразователях используются два вида катализаторов: восстанавливающий и окислительный.
Восстанавливающий катализатор использует платину и родий, чтобы уменьшить выбросы оксидов азота. Когда молекула оксида или двуокиси азота встречается с молекулами катализатора, от нее отделяется атом азота, высвобождая кислород. Атом азота же связывается с другим атомом азота, образуя газообразный азот.
Окислительный катализатор уменьшает количество несгоревшего топлива и окиси углерода путем их сжигания (окисления) с помощью платины и палладия. Этот катализатор также помогает оксиду углерода вступить в реакцию с несгоревшим кислородом, образуя углекислый газ. В упрощенном виде эти химические реакции выглядят следующим образом:
- CH+O2 -> CO2+H2O;
- NO+CO -> N2+CO2;
- CO+O2 -> CO2;
- NO+H2 -> N2+H2O.
Вследствие этих реакций токсичные, вредные вещества CO, CHx и NOx восстанавливаются или окисляются в безвредную воду H2O, азот N2 и углекислый газ CO2
Причины выхода катализатора из строя
Для керамических катализаторов:
- Удар, например, о камень (достаточно небольшого удара, чтобы керамические соты рассыпались);
- Попадание воды на раскаленный катализатор, например, если заехать в лужу на прогретой машине (также может привести к тому, что соты рассыпятся);
- Неисправность в системе зажигания. Если при пуске двигателя не происходит воспламенение, то топливо может попасть в приемную трубу, а затем и в катализатор и при пуске двигателя бензин может взорваться в катализаторе (что также может привести к тому, что соты рассыпятся);
Для всех катализаторов:
- некачественный и этилированный бензин;
- плохое состояние маслосъемных колпачков (попадание масла в катализатор);
- попадание в катализатор антифриза или “левых” технических жидкостей для промывки топливной системы;
- переобогощенная топливно-воздушная смесь;
- долгая работа двигателя на холостом ходу.
Признаки неисправного катализатора
- Автомобиль начинает “тупить”, ухудшаются динамические характеристики, автомобиль перестает “тянуть”, плавают обороты на холостом ходу, катализатор может раскалиться докрасна (катализатор забился, т.е. снижена пропускная способность отработавших газов);
- Характерный звон и дребезжание (соты катализатора рассыпались).
Катализаторы не подлежат ремонту, а только замене на “родной”, либо на универсальный аналог.
Также возможна замена катализатора на пламегаситель.
Как выбить катализатор? Зачем нужен катализатор в выхлопной системе автомобиля
Рано или поздно автолюбители сталкиваются с ситуацией, когда машина по непонятным причинам начинает терять мощность, а расход топлива увеличивается. Виновником может быть отслуживший свой срок каталитический нейтрализатор. Как вернуть авто в рабочее состояние, можно ли выбить катализатор и как это сделать безболезненно, расскажет эта статья.
Немного истории
Еще в 60-х годах прошлого столетия прогрессивные умы человечества начали бить тревогу, связанную с ухудшением экологии на планете. Фабрики и заводы без каких-либо ограничений выбрасывали в атмосферу вредные отходы, а количество автомобилей на дорогах неуклонно росло. Уже тогда мегаполисы затянуло сизым туманом автомобильного выхлопа.
В 1970 году к иностранным производителям было предъявлено требование — оснастить машины нейтрализатором отработанных газов. Основным вредным выбросом считался угарный газ — продукт неполного сгорания углеводородного топлива. С 1975 года установка катализаторов являлась обязательным требованием к производителям автомобилей за рубежом.
Зачем нужен катализатор и как он работает
Как известно из уроков химии, катализатором является вещество, которое стимулирует химическую реакцию, при этом не участвует в создании нового вещества. Современные катализаторы для выхлопных систем выполняют две функции:
- дожигание угарного газа (CO) до его перехода в состояние углекислого газа (CO2);
- разделение оксида азота на азот и кислород.
Выполнение этих двух функций поделило каталитические нейтрализаторы на две разновидности: восстанавливающие и нейтрализующие катализаторы. Часто элементы двух видов устанавливаются в один корпус, чтобы выполнять обе функции.
Чтобы реакция проходила как можно эффективнее, вещество, отвечающее за восстановительные реакции, нанесено на керамические элементы, выполненные в виде сот. Их шестиугольная форма позволяет создать не только большую площадь соприкосновения выхлопных газов с катализатором, но придает высокую прочность, что немаловажно для хрупкой керамики.
Разновидности нейтрализаторов
Кроме керамических элементов, существуют металлические. Эта разновидность отличается высокой прочностью и имеет небольшой минус: при выходе из строя металлический катализатор выбить, как керамический, невозможно. Приходится разбирать корпус, ремонт становится более дорогим.
Зачем выбивают катализатор? Во время эксплуатации его проходное сечение постоянно уменьшается, и наступает момент, когда нормальная работа двигателя становится невозможной. Чтобы восстановить сечение выхлопной системы, керамические элементы выбиваются из корпуса нейтрализатора.
Что такое лямбда-зонд и его роль в выхлопной системе
Лямбда зонд или датчик кислорода имеет непосредственное отношение к катализатору. Он замеряет количество кислорода в выхлопных газах. В соответствии с сигналом, поступающим с датчика, автомобильный компьютер регулирует состав и количество топливной смеси.
Некоторые модели авто имеют два датчика кислорода. Один устанавливается до катализатора, второй — после. Это сделано для того, чтобы повысить точность показаний. Однако это же создает проблемы в случае тюнинга выхлопной системы или при удалении катализатора авто.
Датчик, установленный после нейтрализатора, вводит в заблуждение ЭБУ, после чего повышается расход топлива и падает мощность двигателя.
Обратите внимание
Поэтому в случае ремонта нужно знать, не только то, как выбить катализатор, но и что нужно сделать после этого, чтобы восстановить работоспособность.
