183 публикации 9,1 тысяч просмотров
Катализатор — вытяжной агрегат, предназначенный для очистки выхлопных газов от элементов, вредных для атмосферы и здоровья человека (оксидов азота, углеводородных групп, оксида углерода).
Но для полного понимания этого устройства определения недостаточно, поэтому вы получите более подробную информацию ниже.
Содержание
Для чего предназначен катализатор в автомобиле?
Катализатор — это устройство, предназначенное для сжигания окиси углерода и углеводородов в выхлопных газах автомобиля, которые негативно влияют на слизистую оболочку человека и озоновый слой нашей планеты.
На многочисленные соты наносится специальный спрей, который выполняет основную функцию «очистки» выхлопных газов.
Химическая реакция выхлопного газа при его взаимодействии с платино-иридиевым слоем приводит к нагреванию катализатора.
В результате не успевшие сгореть вредные элементы касаются нагретой поверхности и полностью выгорают.
В процессе сгорания участвует остаточная часть кислорода, которая остается в выхлопных газах после камеры сгорания. В этом случае из катализатора улетучиваются безвредные элементы — CO2 и N2.
Важным условием, гарантирующим эффективность катализатора, является его высокая температура. Поэтому устройство устанавливается в непосредственной близости от блока питания.
Немного истории
Впервые катализаторы начали применять в 70-х годах прошлого века, хотя устройство было разработано на 20 лет раньше.
С годами катализаторы совершенствовались, и сегодня они представляют собой качественные устройства, изготовленные из лучших источников сырья.
Причиной появления катализаторов стала серьезная проблема загрязнения воздуха, что сделало установку групп обязательной для всех производителей.
Создателем катализатора является Юджин Хоудри, талантливый инженер, который начал разработку «очистителя» после прочтения отчетов об уровне смога на улицах своего города.
Как уже было сказано, эти устройства начали монтировать на автомобили только в 1970-х годах. И это при том, что первый каталитический нейтрализатор был создан в 1953 году.
Но попытка не увенчалась успехом, так как очистку провести не удалось из-за большого количества свинца в американском бензине.
Следовательно, выпуск каталитических нейтрализаторов значения не имел. Использование столь вредного для атмосферы топлива было запрещено только в конце ХХ века после разработки специального дополнения к специальному закону «О чистом воздухе».
Со временем катализатор Howdry был переработан группой инженеров по легковым автомобилям (во главе с Карлом Д. Кейтом).
Новый тип катализатора называется трехкомпонентным катализатором.
Решение о внедрении устройства стало поворотным моментом в окружающей среде и позволило снизить негативное воздействие на окружающую среду.
Особенности конструкции
Катализатор состоит из трех основных элементов: теплоизоляции, несущего блока и кожуха (части корпуса).
Основным элементом каталитического нейтрализатора является несущий блок, который является основой изделия.
Конструктивно блок состоит из керамической огнеупорной основы. Он содержит множество различных сотовых ячеек, которые увеличивают общую площадь контакта с выхлопными газами автомобиля.
Сотовые ячейки покрыты специальным веществом, которое действует как катализатор.
В роли таких веществ выступают три популярных химических элемента:
- родий — это катализатор восстановления, задачей которого является уменьшение NOx, а также их преобразование в простой азот.
- палладий и платина являются катализаторами окисления. Их задача — ускорить процесс окисления несгоревших углеводородов и их превращения в водяной пар и монооксид углерода (СО) в обычный диоксид углерода;
В результате группа из трех катализаторов уменьшает объем трех вредных элементов. Такой тип устройства называется трехкомпонентным.
Несущий блок расположен в металлическом корпусе с обязательным слоем теплоизоляционного материала.
Датчик кислорода также установлен в корпусе каталитического нейтрализатора.
Главное условие нормального функционирования катализатора — достижение температуры 300 градусов Цельсия.
Качественный обогрев позволяет сохранить до 90% вредных компонентов. Ускорить процесс достижения рабочей температуры можно:
- установка катализатора сразу после выпускного коллектора.
- обогащение горючей смеси;
Принцип действия
Топливно-воздушная смесь после сгорания в двигателе содержит множество вредных для здоровья элементов, а именно оксиды азота, углеводородные группы, оксид углерода и так далее.
Несмотря на то, что количество этих веществ в выхлопных газах не превышает 1% (остальное — пар, углекислый газ и азот), их воздействие на человека крайне негативно.
Поэтому одно из главных требований к устройству — нейтрализация вредных веществ.
На сегодняшний день разработано несколько методов работы с опасными газами, например, снижение топливной композиции или рециркуляция выхлопных газов.
Но по эффективности они серьезно уступают каталитическому нейтрализатору. Внутри нейтрализатора находится специальное приспособление с множеством сот.
Как упоминалось выше, поверхность монолита катализатора покрыта слоем сплава палладия, родия и платины.
Преимущество этих драгоценных металлов — их превосходная эффективность очистки. Затем выхлоп проходит через катализатор, нагревая продукт до температуры 270-300 градусов Цельсия.
Текущая каталитическая реакция способствует превращению окиси углерода в CO2 и углеводородов в H2O и CO2. В свою очередь оксиды азота «разлагаются» на азот и воду.
Теоретически устройство хорошо справляется с токсичностью выхлопных газов без особых повреждений двигателя и топлива.
На практике установка каталитического нейтрализатора приводит к увеличению противодавления, что вызывает падение мощности на 2-3 лошадиные силы.
Катализатор также имеет ряд недостатков — высокую цену и хрупкость. Хотя по идее такой девайс должен прослужить почти вечно.
Читайте также:
Как проверить катализатор на засорение
Часто встречающие неисправности и их причины
Как было сказано выше, катализатор не имеет бесконечного ресурса и время от времени может выходить из строя.
Причин несколько:
- плохие дороги. Если вы часто передвигаетесь по неровной дороге с множеством выбоин и выбоин, катализатор будет перегружен и выйдет из строя быстрее. Чаще всего это проявляется в появлении трещин.
- использование некачественного бензина. При заправке некачественным топливом может содержать тетраэтилсвинец. Последнее становится причиной засорения сот очистного устройства, блокирующего работу всей сливной системы;
- большой пробег автомобиля. Часто автомобилистам приходится менять каталитический нейтрализатор после покупки подержанного автомобиля. Причина понятна. Средний ресурс этого устройства не превышает 100-130 тысяч километров;
К основным признакам поломки катализатора относятся:
- необычные звуки из выхлопной трубы. В случае разрушения структуры катализатора можно услышать дребезжание или гудение пустой емкости.
- снижение мощности силового агрегата и его динамика. При попытке разгона есть некоторая задержка. Основная причина — загрязнение сотового катализатора, препятствующего нормальному выбросу газов во внешнюю среду;
Подробнее обо всех признаках неисправности катализатора.
Что делать с неисправным катализатором?
Следует отметить, что катализатор ремонту не подлежит. Единственный выход в случае выхода из строя — заменить его.
В то же время проблемой многих ритейлеров является отказ менять устройство по гарантии.
Специалисты объясняют это тем, что поломка произошла из-за использования некачественного топлива, и гарантия, мол, на такие случаи не распространяется.
Единственный вариант, который предлагают специалисты, — это замена детали, которая доступна далеко не всем автомобилистам.
В частности, покупка нового устройства стоит от 30 до 160 тысяч рублей.
Причина такой высокой стоимости — сложность конструкции и наличие в составе драгоценных металлов.
Нельзя не учитывать еще один фактор: дороговизна прохождения «таможенного оформления», что составляет такую высокую цену.
Читайте также:
Как продать катализатор и какую выгоду получить от сделки?
Есть ли временная альтернатива устройству?
Оказывается, у катализатора есть несколько альтернатив, которые часто используют автомобилисты.
К основным из них можно отнести:
Установка универсального катализатора.
Это устройство выглядит как обычный ствол, который вварен в выхлопную систему вместо основного устройства.
В случае отказа узла заменяется только сломанный элемент, а не вся труба сразу.
Плюс такого варианта — доступность, ведь стоимость будет от 12 до 17 тысяч рублей (все зависит от характеристик и размера).
Установка пламегасителя.
При установке такой замены катализатор полностью удаляется из системы.
На его место ставится другое устройство — резонатор.
Задача изделия — не очистить слив (как у «коллеги»), а стабилизировать сток слива и устранить необычные шумы.
Поддельный лямбда-зонд.
Преимущество «замены» — доступность. Только такой вариант не назовешь экологическим.
Устройство имеет форму прокладки, которая отделяет датчик от газов, выходящих из системы.
В некоторых случаях устройство выглядит как небольшая схема, состоящая из резистора или конденсатора.
Задача — исказить параметры, передаваемые в ЭБУ, чтобы последний увидел чистый выхлоп. В этом случае сам катализатор больше не нужен.
Может ли работать двигатель без катализатора?
Многие автолюбители задаются вопросом, может ли машина обойтись без катализатора. Чтобы ответить, необходимо учесть особенность другого прибора — лямбда-зонда.
Это устройство действует как датчик кислорода и определяет уровень кислорода в выхлопных газах автомобиля.
Работа двигателя напрямую зависит от этого датчика, который отслеживает соотношение воздуха и топлива в топливной смеси.
Процесс настройки называется лямбда-контролем. В некоторых автомобилях до нейтрализатора и после него устанавливается пара датчиков.
Устройство, которое устанавливается перед катализатором, устанавливает оптимальное соотношение воздух-топливо для работы двигателя.
Если катализатор полностью удален, второй лямбда-зонд обнаружит неисправность и подаст команду на снижение рабочей температуры в камере сгорания.
Эта задача решается за счет подачи большего объема топлива и, как следствие, исчерпания смеси.
Результат — снижение мощности двигателя, увеличение «прожорливости» автомобиля.
Что касается блока управления, то он переходит в аварийный режим и приступает к приготовлению «среднего» варианта смеси.
Чтобы восстановить работу всех систем до прежнего состояния, необходимо заменить сломанный катализатор и перепрограммировать ЭБУ в ЕВРО 2. Как вариант, установка вышеуказанной «обманки.
Итог
Катализатор — это устройство, которое сложно назвать жизненно важным для автомобиля.
Его задачи в основном сводятся к очистке выхлопных газов, на которую (хоть и незначительно) влияет мощность автомобиля.
Вот почему автомобилисты избавляются от все большего количества преобразователей, надеясь в будущем сэкономить на замене и придать двигателю дополнительные «лошадиные силы».
Но такая работа требует высокой квалификации магистра и дополнительных настроек системы.
