Каталитический нейтрализатор что это такое: Почему выходит из строя каталитический нейтрализатор — журнал За рулем

Содержание

Почему выходит из строя каталитический нейтрализатор — журнал За рулем

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

Каталитический нейтрализатор (катколлектор)

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 Duster

Каталитический нейтрализатор под днищем кроссовера Renault Duster

Система выпуска отработавших газов Lada 4x4

Система выпуска отработавших газов Лады 4x4, каталитический нейтрализатор расположен вдалеке от двигателя.

Система выпуска отработавших газов Лады 4x4, 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.

Каталитический нейтрализатор

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

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

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

Каталитический нейтрализатор

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

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

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

Каталитический нейтрализатор

Отработавшие газы практически не имеют выхода.

Отработавшие газы практически не имеют выхода.

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

Каталитический нейтрализатор

Практика показывает, что вероятность разрушения такого нейтрализатора существует.

Практика показывает, что вероятность разрушения такого нейтрализатора существует.

Материалы по теме

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

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

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

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

Как дела с гарантией?

Материалы по теме

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

На фоне такого отношения к потребителю резко негативное отношение вызывает позиция, занятая концерном Kia. В сервисной книжке автомобилей этой марки до начала 2016 года красовалась надпись, что гарантийные обязательства на каталитический нейтрализатор простираются вплоть до 1(!) тысячи километров. Грубо говоря, на две заправки топливом, а потом «плохой русский бензин» может повредить каталитический нейтрализатор, но фирма за это уже не отвечает. Правда, с 2016 года гарантия на каталитический нейтрализатор была продлена до 150 тыс. км.

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

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

Материалы по теме

Причины выхода из строя каталитического нейтрализатора:

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

Из личного опыта

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

Toyota Carina Е

Toyota Carina Е

Toyota Carina Е

Материалы по теме

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

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

А если все-таки конец?

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

Материалы по теме

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

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

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

Что такое автомобильный катализатор и как проверить (или удалить)

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 как проверить самому, рассмотрим основные причины, если он забит.

Что это такое

Катализатор — 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.

Как проверить: работает или нет

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 «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.

В «нерабочем» состоянии машина заводится долго, а когда заведется – то глохнет почти сразу же или не заводится, 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 авто

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.

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.

Каталитические нейтрализаторы - Что такое Каталитические нейтрализаторы?

Каталитический нейтрализатор (обиходное название – катализатор) предназначен для снижения токсичности отработавших газов

Нейтрализатор - устройство в выхлопной системе, предназначенное для снижения токсичности отработавших газов посредством восстановления оксидов азота и использования полученного кислорода для дожига угарного газа и недогоревших углеводородов. 

Основным требованием к успешной работе катализатора является стехиометрическое соотношение топлива и кислорода.

Задачей автомобильного каталитического нейтрализатора является снижение количества вредных веществ в выхлопных газах.

Среди них:

  • окись углерода (СО) - ядовитый газ без цвета и запаха;

  • углеводороды (CH), 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.

Принцип работы

Каталитический нейтрализатор расположен либо на приемной трубе, либо сразу после нее.

Внутри корпуса каталитического нейтрализатора находится керамическая сотовая конструкция.

Соты нужны, чтобы увеличить площадь контакта выхлопных газов с поверхностью, на которую нанесен тонкий слой платиноиридиевого сплава.

Недогоревшие остатки (CO, CH, NO) касаясь поверхности каталитического слоя, окисляются до конца кислородом, присутствующим также в выхлопных газах.

В результате реакции выделяется тепло, разогревающее катализатор и, тем самым, активизируется реакция окисления.

В конечном итоге на выходе из катализатора (исправного) выхлопные газы содержат в основном N2 и СО2.

Катализаторы в дизельных двигателях

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 бензиновые, 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%.

что это такое, признаки поломки, состав и принцип работы

Европейские нормы экологии заставляют принимать меры к тому, чтобы выхлопные газы автомобилей не наносили сильного ущерба окружающей среде.

И эта борьба за природу привела к тому, что автомобили стали оборудоваться специальными устройствами, которые назвали катализаторами.

Состав и принцип работы катализатора выхлопных газов

Из школьных уроков мы помним, что катализ – это что-то из области химической реакции, и поэтому термин «катализатор» подразумевает под собой какой-то прибор, необходимый для такого действия.

Мы не химики и оценить точность определения вряд ли сможем, но то, что автомобильный катализатор предназначен для очистки выхлопной смеси — факт, о котором сообщает сам производитель. А ему не принято не верить.

Несмотря на то, что европейские нормы выхлопов введены в России не так давно, первые катализаторы в автомобилях отпраздновали уже 40-летний юбилей. Упрощение до нынешнего названия произошло гораздо позже, а первое время именовалась эта штука конвертером, или каталитическим преобразователем. Сами понимаете, что не каждый работник автосервиса сможет сходу и без запинки выговорить такое.

Катализатор встраивается в выхлопную систему автомобиля, причём конкретное место установки выбирает сам производитель. Так, он может находиться и в коллекторе, и в основании выхлопной трубы, и в других её участках.

Есть два вида катализаторов: окислительный и восстанавливающий. Независимо от разделения, эти устройства, наверное, одни из самых дорогостоящих. Судите сами: основу их составляет структура из керамики, напоминающая пчелиные соты, покрытые металлами, которые простыми не назовёшь – платина, золото, палладий и иридий. Даже удивительно, куда смотрят жулики, оставляющие выхлопную систему автомашин, припаркованных во дворах, в покое?

Как бы то ни было, но подобное покрытие ячеек катализатора необходимо вовсе не для того, чтобы вытянуть деньги с автолюбителя. Дело в том, что драгоценные металлы эффективней очищают выхлопные газы, одновременно предоставляя большую площадь для очистки с минимальным ущербом для самого катализатора. Если исключить драгоценные металлы из сплава, то само устройство будет настолько недолговечным и подверженным негативному воздействию выхлопных газов, что менять его придётся несколько раз в течение одной небольшой поездки.

Опытным путем было установлено, что один катализатор вряд ли сможет работать эффективно, а потому на современных автомобилях их устанавливают в трех экземплярах. Они не дублируют друг друга, а делают узконаправленную работу, выполняя очистку от тех веществ, для которых предназначены.

Видео — что это такое автомобильный катализатор и как он работает:

Таким образом, выхлопные газы проходят вначале через восстановительный катализатор, внутри которого на молекулярном уровне идет расщепление поступающего вещества на кислород и азот. Этот процесс как раз и выполняют иридий и платина.

Когда работа проделана, в дело вступают окислительные катализаторы, производящие очистку поступивших веществ. Здесь уже совместно с платиной вступает в действие палладий, снижая количество окиси углерода и облегчая реакцию углекислого газа с кислородом.

Маленькие вспомогательные «хитрости»

Как бы ни эффективно очищался выхлоп двигателя, но в ручном режиме регулировать точность выброса в атмосферу было б не просто затруднительно, а в принципе невозможно. Тем более толку от такой системы было б совсем немного: только в рамках информации для общего развития. Дело в том, что вместе с катализаторами выхлопная система оснащена датчиками, входящими в систему управления автомобилем.

Имея связь с компьютером, эти устройства учитывают количество кислорода, поступающего вместе с выхлопом мотора. В том случае, если через катализатор будет проходить воздуха столько, что он не сможет его переработать, забор через воздушный фильтр двигателя уменьшается. Датчики устанавливаются ближе к мотору и замеряют газы непосредственно на выходе.

Недостатки тоже есть

Наличие драгоценных металлов в конструкции катализатора еще не означает того, что оно решает все проблемы. Необходимо еще соблюсти ряд условий для работы.

Опять же, благодаря курсу средней школы, мы все знаем, что любая химическая реакция (а именно на этом принципе основан катализатор) происходит тем быстрее, чем выше температура. Отсюда сами понимаете, что устройство не сможет эффективно функционировать, если температурный режим ниже необходимого. То есть налицо вывод о том, что в момент начала работы автомобильного двигателя катализатор фактически никак не реагирует на количество вредных веществ, выброшенных в атмосферу до тех пор, пока они же не нагреют трубопровод системы.

Видео — как извлечь каталитический нейтрализатор:

Самый простой способ такого нагрева – помещение устройства непосредственно к основанию газоотводной трубы возле стенки двигателя. Но при включении холодного двигателя при такой установке катализатор все равно первое время работать не будет, пока не согреется. Современный и эффективный способ, который заставит его действовать с самого начала – предпусковой подогреватель двигателя, расходующий часть энергии на утепление.

Несмотря на то, что в выхлопной системе дизельных двигателей тоже есть подобные каталитические преобразователи, действуют они не столь впечатляюще. Дело тут также в недостаточной температуре нагрева. Дизели не так зависимы от окружающей среды и имеют возможность работать в зоне таких низких температур, что катализаторы просто не успевают достичь нагрева до степени осуществления химической реакции.

Признаки забитого катализатора

Но эти недостатки – мелочь по сравнению с ситуацией, когда вы садитесь за руль, а машина либо не заводится, либо глохнет, едва только двигатель сделает один-другой поворот коленвала. Понятное дело: мысли в поисках причин такого поведения начинают роиться в голове, и только потом, когда проверено всё и вся, становится понятным, что неполадки как раз с катализатором.

Чтобы проверить правоту своих домыслов, выкрутите датчик, расположенный перед первым катализатором, и попробуйте запустить мотор. Если никаких проблем в работе двигателя нет, то причина как раз в устройстве, о котором мы здесь говорим. Теперь необходимо полным ходом отправляться в автосервис и менять катализатор. Самостоятельно сделать это вряд ли получится, так как необходимо вносить корректировки в бортовой компьютер, чтобы настроить датчик на правильную работу.

Видео — как проверить катализатор на машине:

Если вы знаете свой автомобиль как пять пальцев, то наверняка вас насторожат и такие признаки неисправности каталитического нейтрализатора, как плохой разгон, педаль акселератора, слабо реагирующая на нажатие, рост расхода топлива. Подобное поведение машины говорит о том, что катализатор скоро выработает свой срок.

Проверка катализатора манометром

Как только вы заметили явные изменения в поведении своего авто, примите меры к проверке каталитического нейтрализатора. Признаки, о которых говорилось выше, не всегда могут относиться к тем, что сигнализируют о неисправности именно этого устройства.

Осмотрите катализатор. Если на корпусе имеются сильные вмятины, либо разводы, похожие на круги от воздействия высокой температуры, наверняка причины неполадок кроются внутри. По возможности осмотрите внутренние соты. Если они разрушены, первый «звоночек» уже прозвенел.

Точнее можно проверить с помощью замера манометром. Правда, это не тот прибор, которым проверяют давление в шинах, поэтому лучше также доверить эту операцию специалистам. Сам алгоритм действия следующий: вместо первого кислородного датчика, используя переходник, устанавливается измерительный прибор. После заводится двигатель, обороты поднимаются до 3000 об/мин. Если стрелка на шкале преодолела отметку в 0,3 кгс/см2, то катализатор забит, и наступило время для его замены.

И самое главное – придирчиво относитесь к тому, чтобы топливо и масло всегда были надлежащего качества, иначе весь осадок от них будет накапливаться в катализаторе, что также будет способствовать его скорому выходу из строя.

Как выполняется полировка фар своими руками в домашних условиях узнаете из статьи.

В каких случаях может помочь сумка-холодильник для автомобиля.

Как выбрать автомобильный компрессор https://voditeliauto.ru/poleznaya-informaciya/aksessuary-i-gadzhety-dlya-avto/avtomobilnyj-kompressor.html для подкачки шин.

Видео — проблемы катализаторов на автомобилях ВАЗ:


Признаки засорения катализатора и методы предотвращение выхода из строя

Существует несколько признаков, указывающих на засорение каталитического нейтрализатора отработавших газов автомобиля. Давайте выясним, по каким же причинам возникает эта неприятная проблема.

А знаете ли вы?

Температура засоренного каталитического нейтрализатора может превышать отметку в 650 °С, что приводит к таким проблемам, как закипание трансмиссионной жидкости, выход системы трансмиссии из строя, пробуксовка сцепления и разгон двигателя до слишком высокого числа оборотов.

Каталитический нейтрализатор является неотъемлемой частью выпускной системы любого современного автомобиля. Он способствует поддержанию низкого уровня выбросов в соответствии с нормами токсичности, установленными для отработавших газов транспортных средств. Этот важный компонент расположен между двигателем и выхлопной трубой. Его внутренняя часть, выполненная по подобию медовых сот, изготовлена из керамики и покрыта веществами-катализаторами, такими как платина и палладий, с целью очистки отработавших газов от токсичных веществ. Катализаторы вступают в реакцию с газами и преобразуют несгоревшие углеводороды, окись азота и монооксид углерода в безвредные вещества – двуокись углевода, азот, кислород и воду. Как правило, каталитический нейтрализатор рассчитан на бесперебойную работу в течение не менее 10 лет. Но по тем или иным причинам возможно появление проблем еще до истечения этого срока. Радует то, что неисправный каталитический нейтрализатор подает определенные предупреждающие сигналы.

Признаки неисправности каталитического нейтрализатора


Любой механизм или устройство, какими бы прочными они ни были, рано или поздно выходят из строя, особенно если им приходится работать в критических условиях. Каталитический нейтрализатор, отвечающий за очистку выпускных газов от загрязняющих веществ, работает при достаточно высоких температурах. Однако поврежденный или засоренный нейтрализатор оказывает негативное влияние на эксплуатационные характеристики автомобиля, которые бдительный водитель не может не заметить.

Потеря мощности

Для человека, который не особо хорошо знаком с устройством автомобиля, самым главным признаком является потеря мощности двигателя во время движения вверх по склону. При этом появляется четкое ощущение, что двигатель работает под высокой нагрузкой. Даже начинающий водитель способен распознать такой признак засоренного каталитического нейтрализатора, как увеличение расхода топлива.

Повреждение вследствие термоудара

Осмотрите внешнюю поверхность каталитического нейтрализатора на предмет видимых повреждений. Обесцвечивание и/или деформация корпуса нейтрализатора – это явные признаки теплового разрушения субстрата в результате перегрева. Такие повреждения чаще всего объясняются слишком богатой топливной смесью, подаваемой в двигатель, в результате чего в каталитический нейтрализатор поступает несгоревшее топливо. Это топливо догорает в самом нейтрализаторе, попутно расплавляя его субстрат, что приводит к блокированию работы компонента.

Засорения препятствуют прохождению газов через каталитический нейтрализатор, провоцируя нагнетание противодавления в выпускной системе, что отрицательно сказывается на эффективности работы двигателя. Термоудар также возможен при прямом контакте горячего каталитического нейтрализатора со льдом или холодной водой, поскольку при этом может потрескаться внутренний субстрат, что, опять же, приводит к засорению и повышению температуры в нейтрализаторе и в конечном итоге к снижению мощности двигателя.

Кислородный датчик – это устройство, которое помогает блоку управления оценивать работу двигателя. Он установлен в выпускном коллекторе и предназначен для определения состава топливной смеси, то есть не слишком ли она богатая или бедная. Датчик подает на блок управления соответствующий сигнал, после чего блок управления регулирует состав подаваемой в двигатель воздушно-топливной смеси (идеальное соотношение воздуха и бензина – 14,7:1). Неисправный кислородный датчик может передавать на блок управления некорректные данные, в результате чего пострадает каталитический нейтрализатор.

Дребезжащий звук вследствие механического повреждения

Иногда камни и разный мусор, отлетающие от дороги, могут ударить по каталитическому нейтрализатору и повредить его внутренние элементы. Такие повреждения идентифицируются по вмятинам снаружи нейтрализатора. Если керамическая часть каталитического нейтрализатора треснула или полностью разломалась, появляется дребезжащий звук. Со временем это приведет к блокированию работы каталитического нейтрализатора и нагнетанию противодавления в выпускной системе.

Запах газов

Если выходящие из выхлопной трубы отработавшие газы имеют сернистый запах, напоминающий запах тухлых яиц, это однозначно говорит о засорении каталитического нейтрализатора. Когда кто-то сомневается, что снижение мощности двигателя связано с засорением нейтрализатора, ему достаточно принюхаться к выхлопным газам. Причина этой проблемы заключается в несоответствующем составе воздушно-топливной смеси. К сожалению, этот признак проявляется в последнюю очередь. Обнаружение проблемы на таком позднем этапе, как правило, означает невозможность восстановления каталитического нейтрализатора. Владельцу автомобиля, вероятнее всего, придется раскошелиться на новый нейтрализатор.

Методы предотвращения выхода каталитического нейтрализатора из строя

Пирометр

Рекомендуется время от времени проверять состояние каталитического нейтрализатора отработавших газов. Это можно сделать при помощи пирометра, представляющего собой инфракрасный термометр, который помогает определить температуру на входе и на выходе каталитического нейтрализатора. Если пирометр показывает температуру в более чем 95 °С, это свидетельствует о наличии проблемы. Скорее всего, это связано со слишком богатой топливной смесью. Пирометр, выявивший перегрев, позволяет своевременно выявить и устранить проблему.

Тестер противодавления

Этот прибор, устанавливаемый чуть выше кислородного датчика, позволяет измерить противодавление. Этот показатель, согласно данным из инструкций по эксплуатации автомобилей, должен быть ниже 0,068 атм при холостых оборотах двигателя и при закрытом дросселе не выше 0,272 или 0,340 атм, что зависит от модели автомобиля. Более точные данные содержатся в инструкции по эксплуатации вашего автомобиля.

Обнаружив признаки нарушения работы каталитического нейтрализатора отработавших газов, немедленно отправляйтесь в автомастерскую, чтобы квалифицированный механик выявил причину и устранил неисправность. Он имеет возможность проверить рабочие характеристики автомобиля, сняв каталитический нейтрализатор, чтобы понять, в нем ли заключается проблема. Находясь за пределами своей страны, обязательно ознакомьтесь с правилами и нормами, касающимися использования каталитического нейтрализатора. Дело в том, что законодательство некоторых стран категорически запрещает владельцам автомобилей снимать этот компонент самостоятельно. Также имейте в виду, что причиной перегрева может оказаться нагар на свечах зажигания, пропуски зажигания в цилиндрах, несоответствующая установка угла опережения зажигания, неисправные выпускные клапаны и т. д. В любом случае за помощью лучше обращаться к квалифицированным специалистам авторизированных сервисных центров.

Каталитический нейтрализатор

Каталитический нейтрализатор

Конструкторы современных двигателей внутреннего сгорания вынуждены большое внимание уделять не только их техническим характеристикам, но и далеким от этого вещам, в первую очередь — экологической безопасности. За «экологию» в машинах отвечает не только мотор, но и выпускная система, в частности — установленный в ней каталитический нейтрализатор. Именно об этом устройстве и пойдет речь в представленной статье.


Что такое каталитический нейтрализатор и для чего он нужен

Выхлопные газы автомобиля — это смесь множества веществ, образующихся при сгорании топливно-воздушной смеси, и среди этих веществ есть опасные для окружающей среды и человека. Наибольшую опасность представляют угарный газ (окись углерода CO) и две большие группы веществ — оксиды азота (общая формула NOx) и разнообразные углеводороды (часть из них является продуктами сгорания топлива, а часть — несгоревшими компонентами топлива). Загрязнение окружающей среды этими веществами давно стало глобальной проблемой, и именно ее решением заняты каталитические нейтрализаторы в выпускной системе двигателя.

Каталитический нейтрализатор — это устройство в выпускной системе двигателя, которое снижает количество токсичных веществ в выхлопных газах. Достигается это с помощью каталитических реакций, в ходе которых оксиды азота распадаются на азот и воду, углеводороды — на воду и углекислый газ, а угарный газ окисляется до менее опасного углекислого газа. В результате прохождения через катализатор выхлопные газы теряют до 90% токсичных веществ и оказывают менее губительное влияние на окружающую среду.

Интересно, что концентрация угарного газа, углеводородов и оксидов азота в выхлопных газах едва превышает 1%, однако даже такое небольшое количество доставляет много неприятностей и заставляет принимать самые решительные меры.


Типы и виды каталитических нейтрализаторов

На сегодняшний день существует две большие группы каталитических нейтрализаторов, которые отличаются заложенными в основу их работы принципами:

- Трехкомпонентные нейтрализаторы, в которых в качестве катализаторов используются платина, палладий и родий. Находят применение в выпускных системах бензиновых двигателей;
- Нейтрализаторы с применением мочевины (водного раствора аммиака). Используются в выпускных системах дизельных двигателей.

В свою очередь трехкомпонентные каталитические нейтрализаторы делятся на два вида в зависимости от материала блок-носителя (матрицы):

- Керамика — блок-носитель изготовлен из огнеупорной керамики, выполнен в виде блока, пронизанного ячейками-сотами, через которые проходят выхлопные газы. Керамика дешевая, поэтому находит самое широкое применение, однако она хрупкая, что нередко становится причиной выхода нейтрализатора из строя;
- Металл — блок-носитель изготовлен из огнеупорного сплава. Металл более надежен, чем керамика, однако это более сложное и дорогое решение, поэтому встречается реже.

Трехкомпонентный нейтрализатор и нейтрализатор с мочевиной имеют значительные отличия в конструкции и принципе работы.


Трехкомпонентный каталитический нейтрализатор

Основу трехкомпонентного нейтрализатора составляет конвертер — блок-носитель в виде керамического монолита, пронизанного множеством продольных каналов (сот). На внутренних поверхностях сот находится тонкий слой катализаторов — платины, палладия и родия. Такое пористое строение монолита многократно повышает площадь поверхности катализатора в небольшом объеме и обеспечивает лучшее протекание реакций катализатора с токсичными веществами.

Блок изготавливается из огнеупорной керамики. Он помещен внутрь корпуса из легированной стали с двойными стенками. Внутри корпуса блок фиксируется с помощью уплотнения из огнеупорного листового материала. Между стенками корпуса помещен термоизолирующий материал.

Работа трехкомпонентного конвертера сводится к следующему. Выхлопные газы проходят сквозь каналы в керамическом блоке, нагревая его, и при температуре 270°C начинаются восстановительные и окислительные реакции на катализаторе. Но на оптимальный режим работы нейтрализатор выходит при температуре порядка 450-500°C. Термоизоляция в корпусе нейтрализатора необходима, чтобы его температура не слишком изменялась из-за колебаний температуры атмосферного воздуха.

Нужно отметить, что платина, палладий и родий — это катализаторы, то есть, они значительно ускоряют течение химических реакций, но сами в них не участвуют, не расходуются. А значит, ресурс катализатора ограничен только сроком службы керамического блока, прочностью напыления слоя катализатора и общей прочностью нейтрализатора.


Каталитический нейтрализатор с мочевиной для дизельных двигателей

Основная проблема нейтрализаторов для дизельных двигателей заключается в том, что выхлопные газы моторов этого типа имеют относительно низкую температуру, а поэтому окислительно-восстановительные реакции протекают менее активно. Особенно это отражается на удалении из выхлопных газов оксидов азота.

Частично проблема решается помещением нейтрализатора как можно ближе к выпускному коллектору, где температура газов еще высока, однако это возможно далеко не всегда. Поэтому для дизелей нейтрализатор выполняется иным образом: здесь используется впрыск в трубу (сразу за выпускным коллектором) водного раствора аммиака (мочевины). Мочевина при температуре порядка 250-300°C активно вступает в реакцию с оксидами азота, в результате чего образуется чистый азот и вода.

Однако и в дизельных двигателях используется каталитический нейтрализатор, подобный описанному выше, и именно здесь мочевина вступает в реакцию с оксидами азота. Но катализаторов используется только два — платина и палладий, а в родии, который используется для восстановления оксидов азота, здесь нет необходимости, так как его заменяет мочевина.

Серьезный недостаток нейтрализаторов этого типа — необходимость регулярного пополнения запасов мочевины. Мочевина постоянно расходуется, и чем мощнее двигатель, тем расход мочевины выше. Однако даже во внедорожниках 20-литрового бака мочевины хватает на один межсервисный интервал (15-20 тысяч км), поэтому заправка мочевиной производится не так часто.

Нужно отметить, что в дизельных двигателях совместно с нейтрализатором используется и сажевый фильтр, который задерживает твердые частицы.


Проблемы и особенности каталитических нейтрализаторов

Несмотря на то, что сейчас каталитические нейтрализаторы есть на всех новых автомобилях, они все еще имеют ряд проблем.

Например, нейтрализаторы неспособны полностью очищать выхлопные газы, а в ряде случаев частично усугубляют ситуацию. Особенно остро проблема стоит в дизельных двигателях. Дело в том, что дизтопливо содержит серу, которая после сгорания топлива попадает в выхлопные газы, а в нейтрализаторе, при высокой температуре, она взаимодействует с водой — так образуется серная кислота и оксиды серы. Среди оксидов серы наиболее опасны сернистый и серный газы (SO2 и SO3), которые являются очень токсичными, и оказывают пагубное действие на человека. Поэтому сейчас установлены жесткие стандарты на содержание в топливе серы.

Еще одна проблема нейтрализаторов лежит в другой плоскости: для их нормальной работы необходимо, чтобы топливно-воздушная смесь при поступлении в цилиндры имела строго определенный состав, а в выхлопных газах присутствовало некоторое количество воздуха, необходимое для нормально дожига углеводородов и окиси углерода. Поэтому перед входом в нейтрализатор установлен лямбда-зонд (кислородный датчик), определяющий количество кислорода в выхлопных газах. На основе этой информации электронный блок управления изменяет состав подаваемой в камеры сгорания топливно-воздушной смеси, постоянно поддерживая нормальную работу двигателя и нейтрализатора.

Однако решение этих и других проблем, которые мы не рассматривали, рано или поздно будет найдено, и в будущем двигатели внутреннего сгорания станут куда более экологичными и безопасными, чем современные.

Другие статьи

#Бачок ГЦС

Бачок ГЦС: надежная работа гидропривода сцепления

14.10.2020 | Статьи о запасных частях

Многие современные автомобили, особенно грузовые, оснащаются гидравлическим приводом выключения сцепления. Достаточный запас жидкости для работы главного цилиндра сцепления хранится в специальном бачке. Все о бачках ГЦС, их типах и конструкции, а также о выборе и замене этих деталей читайте в статье.

Каталитический нейтрализатор что это такое


Каталитический нейтрализатор

Расскажем Вам о значении в автомобиле такого агрегата как катализатор.

Современные автомобили в обязательном порядке оснащаются каталитическим нейтрализатором. Причем это касается, как дизельных, так и бензиновых машин. Практические все страны ограничивают допуск автомобилей к участию в дорожном движении экологическими нормами. Пример – Евро4, Евро5.

Слово «катализатор» ассоциируется у рядового автолюбителя с двумя вещами:

1. Экология.

2. Разорительные затраты при его замене.

Разберем более подробно, что это, как устроено и как работает.

Как устроен и работает катализатор

Обычно катализатор находится за приемной трубой выпускной системы, в некоторых моделях авто он прикреплен к фланцу на выпускном коллекторе. В состав катализатора входят:

1. Блок-носитель.

2. Корпус.

3. Теплоизоляция.

Блок состоит из большого количества ячеек, напоминающих своим видом соты, которые имеют специальное рабочее химическое покрытие. Это покрытие начинает свою работу после прогрева катализатора до 300 C.

Каталитический нейтрализатор до конца сжигает оксид углерода в выхлопных газах, сажу и прочие вещества, которые пагубно влияют на слизистую оболочку человека. Ячейки нейтрализатора покрыты микропленкой из платины и иридия. Этот состав при сильном нагревании и дожигает несгоревшие вредные вещества. Для лучшего горения в этом процессе участвует оставшийся в отработанных газах кислород. После прохождения выхлопных газов через катализатор из него выходят безвредные N2 и CO2. Выхлопные газы современного автомобиля с исправно работающим катализатором практически не имеют запаха.

Разновидности катализаторов

Каталитические нейтрализаторы делятся по типу внутренних картриджей на металлические и керамические. Большую популярность получили блоки из керамики, которые не подвергаются коррозии и выдерживают очень высокую температуру. Еще одним преимуществом керамики является ее малая себестоимость.

Помните – ударив корпус катализатора о препятствие на дороге, вы практически всегда расколите керамические части внутри его. Это и есть его основной минус керамики, так как расположение катализатора под днищем машины увеличивает вероятность ее повреждения, например, о бордюр.

Минус катализатора с металлическим картриджем – его весьма высокая стоимость.

Правильная эксплуатация катализатора

Для уменьшения вероятности выхода из строя катализатора необходимо использовать качественное топливо, и приобретать его на проверенных АЗС. Некачественное топливо содержит вещества, уничтожающие покрытие сот. Наибольшее негативное влияние на покрытие сот оказывает тетраэтилсвинец. Кстати, его официальное использование теперь запрещено в цивилизованных странах, а активно использовался он в конце прошлого века для увеличения октанового числа.

Из-за высокой стоимости и невозможности найти в автомагазинах и на рынке новый катализатор для своего автомобиля многие автолюбители устанавливают пламегаситель или резонатор (в народе – «обманка»). После такой установки необходимо перепрошивать блок управления, поэтому уточняйте на СТО, сделают ли они это. В противном случае на панели приборов будет гореть ошибка, а сам автомобиль будет работать неправильно.

Не забывайте о том, что катализатор очень сильно (до 300 градусов) раскаляется во время работы, поэтому не стоит парковаться на сухой траве, листьях и других местах, которые содержат легковоспламеняющиеся частицы. Были известны случаи возгорания автомобилей от этого.

Для предотвращения попадания в катализатор несгоревшего топлива, водителю не стоит:

1. Часто крутить стартером для заводки машины, если она не запускается с первого раза.

2. Производить вращение коленчатого вала стартером с отключенными свечами зажигания.

3. Заводить автомобиль при помощи буксировки.

При несоблюдении этих правил высока вероятность попадания в катализатор несгоревшего топлива, которое при воспламенении даст вспышку внутри картриджа, что с большой вероятностью сразу же разрушит его.

В случае поломки катализатора

Первым сигналом о его поломке будет горящая лампочка ошибки на приборной панели. Обычно это ошибка «checkengine» (в народе - «джекичан»). Также на слух вы можете уловить некое дребезжание из-под днища. Это гремят осыпавшиеся соты. При этих симптомах стоит ехать на диагностику выхлопной системы. При отказе запуска двигателя, стоит попытаться завести его, отключив фишку лямбда-зонда, находящегося в катализаторе. Если после этого машина завелась – катализатор неисправен.

Но! Чаще выходит из строя лямбда-зонд, чем катализатор, и ошибка на панели будет гореть точно такая же. Поэтому диагностируйтесь в проверенных местах, чтоб не платить лишние деньги.

Покупая новый катализатор, помните: есть оригинальные и универсальные катализаторы. Первые очень сильно опустошат ваш кошелек. Главное не попасть в ситуацию, когда вы оплатили первый, а поставили вам второй. Лучше сразу рассчитывайте на установку универсального катализатора, как делают многие автолюбители.

Еще более бюджетным вариантом будет установка пламегасителя. Установка такой «обманки» сбережет еще больше денег, чем установка универсального катализатора. Таким приемом пользуются владельцы автомобилей с огромным пробегом, так как срок службы катализатора в таких авто сокращается в разы. При установке «обманки» лямбда-зонд также стоит «обмануть», ну и перепрошить блок управления (как было сказано выше). Но зато срок службы такого устройства равен сроку службы металла, из которого он сделан.

Видео, которое рассказывает о том, что такое катализатор:

Видео о том, как сделать пламегаситель взамен катализатора:

autoportal.pro

Каталитический нейтрализатор отработавших газов | Автомобильный справочник

 

Законодательство в области ограничения ток­сичности отработавших газов устанавливает пре­делы содержания в них токсичных веществ. Для выполнения этих требований меры, связанные с совершенствованием конструкции двигателей, оказываются недостаточными. В дополнение к снижению количества неочищенных выбросов большое внимание уделяется каталитической очистке отработавших газов, с целью преоб­разования токсичных веществ. Вот о том как происходит каталитическая очистка отработавших газов, мы и поговорим в этой статье.

 

Содержание

 

 

Каталитические нейтрализаторы преобразуют загрязняющие вещества, образующиеся в процессе сгорания топлива, в безвредные компоненты.

Трехкомпонентный каталитический нейтрализатор отработавших газов

 

Современные технологии очистки отрабо­тавших газов для двигателей, работающих при стехиометрическом составе смеси, пред­ставляет трехкомпонентный каталитический нейтрализатор. Его задачей является преоб­разование токсичных веществ — НС (углеводо­родов), СО (оксида углерода) и NOх (оксидов азота), образующихся в процессе сгорания топлива, в безвредные составляющие. Ко­нечными продуктами являются Н2О (водяной пар), С02 (диоксид углерода) и N2 (азот).

Конструкция и принцип действия каталитического нейтрализатора

 

Каталитический нейтрализатор состоит из кон­тейнера из листовой стали, подложки, покрытия из пористого оксида и активного каталитиче­ского металлического покрытия. Подложка обычно представляет собой керамический монолит, хотя для специальных применений также используются металлические монолиты. На монолит наносится слой подложки, который увеличивает эффективную площадь каталити­ческого нейтрализатора примерно в 7000 раз. Каталитический слой поверх подложки содер­жит благородные металлы, такие как платина или палладий и родий. Платина и палладий уско­ряют окисление НС и СО, в то время как родий несет ответственность за восстановление NО.

Окисление СО и НС происходит в соответ­ствии со следующими реакциями:

2 СО + О2 —> 2 СО2,

2 С2Н6 + 7 O2 —> 4 С02 + 6 Н2O

Восстановление оксидов азота происходит в соответствии со следующей реакцией:

2 NO + 2 СО — N2+ 2 СO2

Кислород, требующийся для процесса окисле­ния, либо присутствует в отработавших газах (в результате неполного сгорания топлива), либо забирается из оксидов азота NОX, кото­рые в то же время восстанавливаются.

Концентрация токсичных веществ в отрабо­тавших газах (перед каталитическим нейтра­лизатором) зависит от коэффициента избытка воздуха λ (см. рис. а, «Эффективность каталитического нейтрализатора в функции коэффициента избытка воздуха λ» ). Для как можно более полного преобразования трехкомпонентным каталитическим нейтрализатором всех трех ток­сичных составляющих требуется стехиометриче­ский состав топливно-воздушной смеси (λ = 1, см. рис. Ь, «Эффективность каталитического нейтрализатора в функции коэффициента избытка воздуха λ» ). При λ = 1 имеет место состояние равновесия между реакциями окисления и вос­становления, что способствует полному окисле­нию НС и СО с одновременным восстановлением NО, При этом НС и СО действуют в качестве восстановителей для NO. «Окно» (диапазон регулирования λ), в пределах которого должно находиться среднее значение λ, очень невелико Отсюда следует, что смесеобразование должно корректироваться с использованием замкнутой системы регулирования λ с применением в ка­честве устройства, вырабатывающего сигнал об­ратной связи, кислородного датчика λ (см. рис. с, «Эффективность каталитического нейтрализатора в функции коэффициента избытка воздуха λ» ) (см. «Регулирование λ»).

 

 

Каталитический нейтрализатор кислород­ного типа

 

Точность регулирования λ в динамическом диапазоне, как правило, составляет 5 %, т.е. отклонения от значения λ = 1 являются не­избежными. Каталитический нейтрализатор способен сам компенсировать небольшие колебания состава смеси. Он обладает спо­собностью запасать избыточный кислород во время работы двигателя на бедной смеси и освобождать его при обогащении смеси. Слой подложки содержит цероксид, который может запасать и освобождать кислород в соответ­ствии со следующей обратимой реакцией:

Се2Оз + О2 <-> 4 СеO2

Следовательно, задача системы управления двигателем представляется вполне ясной. Усредненное по времени значение λ перед ката­литическим нейтрализатором должно поддер­живаться очень точно (допустимое отклонение составляет несколько тысячных долей). Откло­нения, переведенные в количество запасаемого и освобождаемого кислорода, не должны пре­вышать количества кислорода, которое может удерживать каталитический нейтрализатор. Типичные значения этого количества лежат в диапазоне от 100 мг до 1 г; в процессе старения каталитического нейтрализатора эти значения Уменьшаются. Все обычные методы диагно­стики каталитического нейтрализатора осно­ваны на прямом или косвенном определении его способности к накоплению кислорода.

При нормальной рабочей температуре каталитического нейтрализатора степень преобразования ограниченного количества токсичных веществ достигает 99%.

Каталитический нейтрализатор NOx аккуму­ляторного типа

 

Во время работы двигателя на бедной смеси трехкомпонентный каталитический нейтрализатор не способен преобразовывать оксиды азота, произведенные в процессе сгорания то­плива. СО и НС окисляются остаточным кисло­родом, содержащимся в отработавших газах, и, следовательно, не могут служить в качестве восстановителей оксидов азота.

Каталитический слой каталитического ней­трализатора NОx, аккумуляторного типа со­держит вещества, способные накапливать NОx, например, оксид бария. Все обычные покры­тия, накапливающие NОx, также обладают свой­ствами трехкомпонентного каталитического нейтрализатора, в результате чего каталитиче­ский нейтрализатор NОx аккумуляторного типа при λ = 1 работает таким же образом, как трех­компонентный каталитический нейтрализатор.

При работе двигателя на бедной смеси в режиме послойного распределения заряда NОx преобразуются в три этапа. Вовремя накопле­ния NОx сначала окисляются до диоксида азота NO2, который затем реагирует со специальными оксидами на поверхности каталитического ней­трализатора и кислородом (O2) с образованием нитратов, например, нитрата бария.

По мере того как количество накопленных NОx (нагрузка) возрастает, способность ней­трализатора связывать NОx понижается. При определенной нагрузке аккумулятор NОx должен быть регенерирован, т.е. связанные в нем оксиды азота должны быть снова освобождены и пре­образованы. С этой целью двигатель кратковре­менно переводится в режим работы на богатой однородной смеси (λ < 0,8) для восстановления NО до N2 без выработки в ходе процесса СО и НС.

Время окончания фазы хранения и начала фазы освобождения либо вычисляется с ис­пользованием модели, либо определяется при помощи кислородного датчика λ после каталитического нейтрализатора.

 

 

Десульфатация

 

Содержащаяся в топливе сера также вступает в реакцию с аккумуляторным материалом в каталитическом слое. В результате с течением времени количество материала, имеющегося в наличии для накопления NОх, уменьшается. Это приводит к образованию сульфатов, на­пример, сульфата бария, которые обладают очень высокой тепловой стойкостью и не вос­станавливаются во время регенерации NОх. Для десульфатации каталитический нейтрализатор необходимо нагреть до 600-650 °С, а затем в течение нескольких минут двигатель должен попеременно работать на богатой (λ = 0,95) и бедной (λ = 1,05) смеси. В ходе этого процесса количество сульфатов уменьшается.

Используя различные методы нагрева ка­талитического нейтрализатора NOx аккумуля­торного типа, расположенного под днищем автомобиля, следует соблюдать осторож­ность, чтобы не допустить перегрева первич­ного каталитического нейтрализатора.

Рабочая температура каталитического нейтрализатора

 

Каталитические нейтрализаторы не могут начать преобразование до тех пор, пока не достигнут определенной рабочей температуры (темпера­туры запуска). Для трехкомпонентного ката­литического нейтрализатора эта температура составляет приблизительно 300 °С. Идеальные условия для преобразования достигаются при температуре от 400 до 800 °С. Для каталитиче­ского нейтрализатора NОх, аккумуляторного типа благоприятный диапазон температур ниже: он достигает максимальной накопительной спо­собности при температуре от 300 до 400 °С.

Температуры от 800 °С до 1000 °С вызы­вают ускоренное тепловое старение катали­тического нейтрализатора. Это старение вы­зывается спеканием благородных металлов и слоя подложки, в результате которого умень­шается активная поверхность катализатора. При температурах свыше 1000 °С тепловое старение происходит настолько быстро, что каталитический нейтрализатор вообще пере­стает оказывать какой-либо эффект.

 

 

Конфигурации каталитических нейтрализаторов

 

Требуемая рабочая температура трехкомпо­нентного каталитического нейтрализатора ограничивает варианты его установки. При установке каталитического нейтрализатора вблизи двигателя он быстро достигает ра­бочей температуры, но затем может испыты­вать очень высокие тепловые нагрузки.

 

 

Широко используется конфигурация трех­компонентного каталитического нейтрализа­тора с разделенным на две части первичным нейтрализатором и главным каталитическим нейтрализатором, устанавливаемым под дни­щем автомобиля. Первичный каталитический нейтрализатор оптимизирован в отношении высокотемпературной стабильности, а глав­ный нейтрализатор — в отношении низкой тем­пературы активации. Различные возможные конфигурации первичного и главного (уста­навливаемого под днищем) каталитических нейтрализаторов показаны на рис. «Конфигурация установки каталитических нейтрализаторов» . В связи с их более низкими максимально допустимыми рабочими температурами каталитические ней­трализаторы NОх, аккумуляторного типа всегда устанавливаются под днищем автомобиля.

Нагрев каталитического нейтрализатора отработавших газов

 

Количество выбросов НС и СО особенно ве­лико, когда двигатель холодный, поскольку при этом топливо конденсируется на холод­ных стенках цилиндров, а затем выходит из камеры сгорания несгоревшим. Проблему усугубляет тот факт, что для эффективной ра­боты каталитический нейтрализатор должен достичь минимальной рабочей температуры. Поэтому крайне важно снизить количество не­обработанных отработавших газов во время прогрева двигателя, пока каталитический ней­трализатор не достиг рабочей температуры. Отсюда следует необходимость принятия мер к быстрому нагреву каталитического нейтра­лизатора до рабочей температуры. Требуемое для этого тепло может быть обеспечено за счет повышения температуры отработавших газов и увеличения их массового расхода. Это может быть сделано следующим образом.

Регулирование момента зажигания

 

Основным способом повышения температуры от­работавших газов является сдвиг момента зажи­гания в сторону запаздывания. При этом сгорание смеси происходит во время такта расширения. К окончанию такта расширения отработавшие газы имеют относительно высокую температуру. Позднее сгорание топлива оказывает неблаго­приятное влияние на к.п.д. двигателя.

Увеличение оборотов холостого хода

 

Дополнительной мерой является увеличение оборотов холостого хода и, соответственно, мас­сового расхода отработавших газов. Повышение оборотов позволяет еще больше сдвинуть мо­мент зажигания в сторону запаздывания. Тем не менее, в целях обеспечения устойчивой работы двигателя запаздывание зажигания ограничи­вается диапазоном от 10 до 15° после ВМТ. Дополнительного тепла, полученного выше­указанными способами, не всегда оказывается достаточно для надлежащего снижения содер­жания токсичных веществ в отработавших газах.

 

 

Регулирование фаз газораспределения

 

При необходимости, можно использовать еще один способ увеличения теплового по­тока, заключающийся в регулировании фаз газораспределения. При как можно более раннем открытии выпускных клапанов про­исходит раннее прерывание процесса за­держанного сгорания топлива, и количество произведенной механической работы умень­шается. Соответствующее количество энер­гии становится доступно в виде тепла для по­вышения температуры отработавших газов.

Разделение впрыска

 

Системы прямого впрыска бензина в принципе предоставляют возможность многократного впрыска топлива. Это позволяет быстро нагреть каталитический нейтрализатор до рабочей тем­пературы без использования каких-либо допол­нительных компонентов. Режим «разделения» заключается в первоначальном создании одно­родной бедной смеси посредством впрыска топлива во время такта впуска. Последующий впрыск топлива во время такта сжатия с перехо­дом в режим послойного распределения заряда топлива позволяет сдвинуть момент зажигания в сторону запаздывания и повысить температуру отработавших газов. При этом достижимые тепловые потоки отработавших газов сравнимы с потоками, которые могут быть получены по­средством нагнетания вторичного воздуха.

Система подачи дополнительных порций воздуха

 

Тепловое дожигания несгоревшего топлива по­вышает температуру в системе выпуска отрабо­тавших газов. С этой целью состав топливно-воздушной смеси регулируется в пределах от λ = 0,9 (богатая смесь) до λ = 0,6 (очень богатая смесь). Насос вторичного воздуха подает кисло­род в систему выпуска отработавших газов (см. рис. «Система подачи вторичного воздуха» ) в целях обеднения состава отработавших газов. Если базовая смесь очень богатая (λ = 0,6), несгоревшие составляющие топлива окисляются перед поступлением в каталитический нейтра­лизатор с выделением тепла (экзотермическая реакция) и подъемом температуры выше опреде­ленного порогового значения. Для достижения этой температуры необходимо: с одной сто­роны — сдвинуть момент зажигания в сторону запаздывания, а с другой стороны — подать вто­ричный воздух как можно ближе к выпускным клапанам. Экзотермическая реакция в системе выпуска отработавших газов увеличивает тепло­вой поток в направлении каталитического нейтра­лизатора и, следовательно, сокращает период его нагрева. НС и СО восстанавливаются в основном до поступления в каталитический нейтрализатор.

Если базовая смесь умеренно богатая (λ = 0,9), существенной реакции перед катали­тическим нейтрализатором не происходит. Несгоревшие составляющие топлива окисляются в каталитическом нейтрализаторе, что вызы­вает его нагрев изнутри. Однако для этого сна­чала необходимо довести температуру катали­тического нейтрализатора до уровня «запуска» посредством обычных мер, например, сдвига момента зажигания в сторону запаздывания.

Как правило, используется умеренно богатая базовая смесь, поскольку в случае очень богатой смеси экзотермическая реакция перед каталити­ческим нейтрализатором может стабильно проте­кать только при стабильных граничных условиях.

Нагнетание вторичного воздуха осуществля­ется электрическим насосом, который включает реле при увеличении требуемой эффективной мощности двигателя. Поскольку клапан в си­стеме вторичного воздуха предотвращает об­ратный поток отработавших газов в насос, когда насос выключен он должен быть закрыт. В каче­стве такого клапана может использоваться пас­сивный обратный клапан, электромагнитный клапан или (как показано на рис. «Система подачи вторичного воздуха» ) пневмати­ческий клапан с электромагнитным управляю­щим клапаном. При включении управляющего клапана — клапан подачи вторичного воздуха открывается под действием разрежения во впускном трубопроводе. Управление системой подачи вторичного воздуха осуществляется электронным блоком управления двигателем.

Альтернативные концепции активного нагрева

 

В некоторых случаях для быстрого нагрева каталитического нейтрализатора приме­няется электрообогрев. Нейтрализаторы с электрообогревом были ранее использованы в отдельных мелкосерийных проектах.

 

 

λ-регулирование

 

Для обеспечения как можно более высокой скорости преобразования НС, СО и NО, трех­компонентным каталитическим нейтрализа­тором компоненты реакции должны присут­ствовать в стехиометрическом соотношении. Для этого требуется поддержание значения λ = 1,0; т.е. стехиометрического соотношения воздух/топливо с очень высокой точностью.

Для этого управление процессом смесеобразо­вания должно осуществляться при помощи зам­кнутой системы регулирования, поскольку требу­емая точность не может быть достигнута только посредством управления дозированием топлива при использовании замкнутой системы регули­рования λ отклонения от заданного значения соотношения воздух/топливо могут быть обнару­жены и скорректированы посредством изменения количества впрыскиваемого топлива. В качестве показателя состава топливно-воздушной смеси используется остаточное содержание кислорода в отработавших газах, измеряемое при помощи кислородных датчиков (см. двухступенчатые и широкополосные кислородные датчики).

Двухступенчатое регулирование λ

 

Система двухступенчатого регулирования λ слу­жит для поддержания стехиометрического со­става смеси с λ = 1. Преобразованная переменная величина, включающая скачки и участки линей­ного изменения напряжения, изменяет свое на­правление при каждом скачке выходного напря­жения двухступенчатого кислородного датчика. Это означает переход от богатой смеси к бедной или наоборот (см. рис. «График изменения преобразованной переменной с регулируемым сдвигом в режиме разомкнутого регулирования» ). Типичная амплитуда колебаний этой преобразованной переменной должна быть в пределах 2-3 % от ее среднего значения. Результатом является ограничение ди­намики контроллера, которое в основном опре­деляется суммой значений времени реакции (обусловленных предварительным накоплением топлива во впускном трубопроводе, четырехтакт­ным принципом действия двигателя внутреннего сгорания и временем прохождения газов).

 

 

Асимметричная форма кривой преобразован­ной переменной позволяет скомпенсировать ти­пичную недостоверность сигнала двухступенча­того датчика, вызванную колебаниями состава топливно-воздушной смеси. При этом предпо­чтительным методом является задержка линей­ного возрастания преобразованной переменной в течение регулируемого времени выдержки tv после скачка выходного напряжения датчика.

Непрерывное регулирование λ

 

Динамическая характеристика системы двух­ступенчатого регулирования может быть улуч­шена только в том случае, если может быть измерено фактическое отклонение от значения λ = 1. Для непрерывного регулирования с под­держанием λ = 1 с очень низкой амплитудой колебаний в сочетании с высокими динамиче­скими характеристиками может быть исполь­зован широкополосный кислородный датчик. Параметры регулирования вычисляются и адап­тируются в соответствии с рабочими режимами двигателя. Кроме того, при такой системе регу­лирования λ компенсация неизбежного смеще­ния характеристики системы регулирования как в стационарном, так и нестационарном режиме осуществляется значительно быстрее.

Широкополосный кислородный датчик также позволяет регулировать состав смеси в случае его отклонения от λ = 1. Это позволяет осущест­влять контролируемое обогащение смеси (λ < 1), например, для защиты компонентов, или контро­лируемое обеднение (λ > 1), например, во время прогрева каталитического нейтрализатора.

Система регулирования λ с использованием двух кислородных датчиков

 

Когда кислородный датчик находится перед каталитическим нейтрализатором, он испы­тывает высокие тепловые нагрузки и под­вергается воздействию необработанных от­работавших газов, что ограничивает точность измерения. Изменения состава отработавших тазов могут вызывать сдвиг точки скачка вы­ходного напряжения двухступенчатого кис­лородного датчика или характеристической кривой широкополосного кислородного датчика. Кислородный датчик, расположен­ный после каталитического нейтрализатора, подвергается этим воздействиям в значи­тельно меньшей степени. Однако, система регулирования λ с использованием только кислородного датчика, расположенного поcле каталитического нейтрализатора, демон­стрирует ухудшение динамической характе­ристики, обусловленное конечным временем прохождения газов, и замедленной реакцией на изменения состава смеси.

Более высокая точность может быть достиг­нута в системе, включающей два датчика. Здесь контур двухступенчатого или непре­рывного регулирования λ дополняется более медленным корректирующим контуром, со­держащим дополнительный двухступенчатый кислородный датчик (см. рис. а, «Места установки кислородных датчиков» ). С этой це­лью выходное напряжения двухступенчатого кислородного датчика после каталитического нейтрализатора сравнивается со значением установки (например, 600 мВ). В зависимости от величины отклонения, система регулиро­вания соответствующим образом ступенчато изменяет установку состава смеси в сторону обогащения или обеднения для первого кон­тура регулирования, или значение установки для контура непрерывного регулирования.

Система регулирования λ с использованием трех кислородных датчиков

 

Установка третьего кислородного датчика по­сле главного каталитического нейтрализатора рекомендуется для облегчения диагностики каталитических нейтрализаторов и обеспечения повышенной стабильности состава отработав­ших газов для автомобилей категории SULEV (Автомобили со сверхнизким выбросом вредных веществ). Система регулирования с двумя кисло­родными датчиками (первый каскад) дополнена контуром регулирования с очень низким быстро­действием с использованием третьего кислород­ного датчика, установленного после главного каталитического нейтрализатора (см. рис. Ь, «Места установки кислородных датчиков» ).

Поскольку требования, предъявляемые к ка­тегории SULEV, относятся к величине пробега 150 000 миль, старение первичного каталити­ческого нейтрализатора может привести к сни­жению точности измерения двухступенчатого кислородного датчика после первичного катали­тического нейтрализатора. Этот эффект компен­сируется посредством установки дополнитель­ного двухступенчатого кислородного датчика после главного каталитического нейтрализатора.

В следующей статье я расскажу о системе впрыска топлива Common Rail.

 

РЕКОМЕНДУЮ ЕЩЁ ПОЧИТАТЬ:

press.ocenin.ru

Устройство и принцип работы катализатора. Часть первая: — DRIVE2

— Катализатор – это очень простой элемент выхлопной системы, но от него зависит многое. Сегодня мы поможем вам узнать, какие вредные вещества формируются при работе автомобильного двигателя. Вы также получите информацию о том, как каталитический преобразователь уменьшает количество вредных выбросов.

— Каждый современный автомобиль (не учитывая электрокаров, конечно) является серьезным источником загрязнения. В особенности эта проблема актуальна для жителей мегаполисов, так как именно в таких населенных пунктах количество автомобильных выхлопных газов порой очень высоко. Для того чтобы хоть как-то препятствовать этой проблеме правительства различных стран ограничивают уровень загрязнения, создаваемого автомобилями. В последние годы многие компании, которые выпускают транспортные средства, серьезно модернизировали двигатели и выхлопные системы своих моделей, чтобы соответствовать определенным нормам. Одним из достаточно серьезных шагов на этом пути стало производство катализатора или каталитического преобразователя. Что такое катализатор в автомобиле и как он работает? Как мы уже упоминали выше, его работа заключается в том, чтобы вовремя преобразовать вредные вещества, содержащиеся в выхлопных газах, в менее вредные продукты. Причем катализатор должен сделать это ещё до того, как выхлопные газы окажутся за пределами машины. Ликбез по вредным выбросам Для того чтобы максимально уменьшить содержание вредных веществ в выхлопных газах, производители «научили» двигатели автомобилей следить за количеством расходуемого топлива. Электронный блок управления двигателем контролирует оптимальную пропорцию топливо-воздушной смеси. Для этого используется такая характеристика, как стоихиометрический коэффициент. вк.ком/cars.best В теории, при таком соотношении топливо должно сгореть с применением определенного количества кислорода.

— К примеру, стоихиометрический коэффициент бензина составляет примерно 14,7 к 1. А это значит, что для сожжения 1 единицы бензина необходимо сжечь 14,7 единицы воздуха. В реальных условиях сгорание смеси топлива имеет некоторые отличия от оптимальной пропорции. Порой смесь становится обедненной (при повышении коэффициента), а иногда – слишком богатой (при падении данного показателя). Автомобильный двигатель вырабатывает такие вредные продукты: N2 (газообразный азот). Воздух на нашей планете на 78% состоит именно из этого вещества, причем большая его часть попадает в силовой агрегат авто. h4O (водяной пар). Продукт сгорания, формирующийся при соединении кислорода и водорода. СО2 (диоксид углерода). Это также продукт сгорания, который появляется в результате соединения углерода с кислородом. По сути, перечисленные вещества не представляют опасность для нашего здоровья, однако ученые утверждают, что углекислый газ приводит к ухудшению ситуации с глобальным потеплением. Поскольку процесс горения далеко не всегда соответствует планам разработчиков двигателей, определенный объем вредных веществ, все же, попадает в выхлопную систему. Именно для этого и существует катализатор. Каталитический преобразователь предназначен для сокращения количества следующих веществ: СО (окись углерода) – вредный бесцветный газ, не имеющий запаха; летучие органические соединения или углеводороды – ключевая составляющая смога, который формируется в результате неполного сгорания бензина; NO и NO2 (оксиды азота) – ещё одна составляющая смога и так называемых кислотных дождей. Далее мы поможем вам понять, как работает катализатор в автомобиле.

— Принцип работы катализатора Ещё со школьного курса химии многие люди знают, что катализатор – это вещество, применяемое для вызова или повышения скорости химической реакции. При этом каталитический преобразователь не становится продуктом реакции. Катализаторы принимают участие в реакциях, но их нельзя назвать реактивами или продуктами химической реакции. К примеру, в организме каждого человека есть ферменты, которые необходимы для осуществления большого количества биохимических реакций.

— Что такое катализатор вы уже знаете. Рассмотрим подробнее их устройство. Сегодня существуют два основных типа катализаторов: окислительные и восстанавливающие. Они имеют керамическую структуру, которую покрывает катализатор из металла. Статья опубликована в паблике Машины. Суть состоит в формировании структуры, которая сможет подставить под выхлопные газы максимально возможную площадь каталитического преобразователя. При этом задействуется минимальное количество катализатора, поскольку стоимость применяемых материалов является очень высокой.

— Интересно, что в некоторых устройствах применяют даже золото. По сравнению со всеми иными вариантами золото оказалось самым дешевым. Оно может увеличить уровень окисления на 40%, без чего невозможно сократить объем вредных веществ. Многие современные автомобили имеют системы выпуска с тремя катализаторами. Каждый из них отвечает за уменьшение количества выбросов определенного вещества.

— Сначала выхлопные газы попадают в восстанавливающий катализатор. В нём применяются родий и платина, которые сокращают количество молекул NO и NO2. В момент их контакта с молекулами каталитического преобразователя происходит отделение атома азота, в результате чего высвобождается O2, то есть кислород. Затем происходит связывание атомов азота, в результате чего появляется N2.

www.drive2.ru

Катализатор подробно — Энциклопедия журнала "За рулем"

КАТАЛИТИЧЕСКИЙ НЕЙТРАЛИЗАТОР ВЫХЛОПНЫХ ГАЗОВ


Об­щие све­де­ния

Тре­бо­ва­ния по ог­ра­ни­че­нию то­к­сич­но­сти от­ра­бо­тав­ших га­зов дви­га­те­лей вну­т­рен­не­го сго­ра­ния по­я­ви­лись в 70-х го­дах про­шло­го сто­ле­тия в США и Япо­нии, а за­тем и в дру­гих стра­нах. В свя­зи с уве­ли­че­ни­ем ко­ли­че­ст­ва ав­то­мо­би­лей и их от­ри­ца­тель­ным воз­дей­ст­ви­ем на ок­ру­жа­ю­щую сре­ду эти тре­бо­ва­ния по­сто­ян­но уже­сто­ча­ют­ся. На про­тя­же­нии трех де­ся­ти­ле­тий ве­дет­ся ра­бо­та, на­пра­в­лен­ная на ре­ше­ние этой про­б­ле­мы. Все из­вест­ные спо­со­бы сни­зить ко­ли­че­ст­во вред­ных вы­бро­сов за счет ре­гу­ли­ро­вок или из­ме­не­ния кон­ст­рук­ции дви­га­те­ля не да­ли ожи­да­е­мо­го эф­фе­к­та. Кро­ме то­го, их ис­поль­зо­ва­ние при­во­дит к уве­ли­че­нию рас­хо­да то­п­ли­ва и су­ще­ст­вен­но­му сни­же­нию мощ­но­сти.
Не­пол­но­та сго­ра­ния в порш­не­вых бен­зи­но­вых дви­га­те­лях не по­з­во­ля­ет умень­шить ко­ли­че­ст­во ок­си­да уг­ле­ро­да, уг­ле­во­до­ро­дов и оки­слов азо­та в от­ра­бо­тав­ших га­зах до тре­бу­е­мо­го уров­ня1.
Нейт­ра­ли­за­ция то­к­сич­ных ком­по­нен­тов от­ра­бо­тав­ших га­зов с ис­поль­зо­ва­ни­ем хи­ми­че­ских ре­ак­ций окис­ле­ния и (или) вос­ста­но­в­ле­ния яв­ля­ет­ся наи­бо­лее эф­фе­к­тив­ным спо­со­бом сни­же­ния то­к­сич­но­сти вы­хло­па при со­в­ре­мен­ном уров­не раз­ви­тия тех­ни­ки. С этой це­лью в вы­пу­ск­ную си­с­те­му дви­га­те­ля ус­та­на­в­ли­ва­ют спе­ци­аль­ный тер­ми­че­ский ре­а­к­тор (ней­т­ра­ли­за­тор).
В от­сут­ст­вие ка­та­ли­за­то­ров пол­ное пре­об­ра­зо­ва­ние ок­си­да уг­ле­ро­да и не­сго­рев­ших уг­ле­во­до­ро­дов про­ис­хо­дит в ди­а­па­зо­не тем­пе­ра­тур от 700 до 850°С при ус­ло­вии из­быт­ка ки­с­ло­ро­да. Нейт­ра­ли­зо­вать окис­лы азо­та при этом не­воз­мож­но, так как обя­за­тель­ным ус­ло­ви­ем их вос­ста­но­в­ле­ния яв­ля­ет­ся не­до­с­та­ток сво­бод­но­го ки­с­ло­ро­да.
В при­сут­ст­вии ка­та­ли­за­то­ров — ве­ществ, ак­ти­ви­зи­ру­ю­щих хи­ми­че­ские ре­ак­ции, тем­пе­ра­ту­ра ней­т­ра­ли­за­ции сни­жа­ет­ся и обес­пе­чи­ва­ет­ся воз­мож­ность пре­об­ра­зо­ва­ния всех то­к­сич­ных ком­по­нен­тов.
Ка­та­ли­ти­че­ские ней­т­ра­ли­за­то­ры ос­но­ва­ны на ис­поль­зо­ва­нии “бла­го­род­ных” ме­тал­лов, что свя­за­но с вы­со­кой хи­ми­че­ской аг­рес­сив­но­стью от­ра­бо­тав­ших га­зов. При­ме­не­ние со­от­вет­ст­ву­ю­щих ка­та­ли­за­то­ров обес­пе­чи­ва­ет воз­мож­ность од­но­вре­мен­но окис­лять ок­сид уг­ле­ро­да и уг­ле­во­до­ро­ды, а так­же вос­ста­на­в­ли­вать окис­лы азо­та. Та­кие ней­т­ра­ли­за­то­ры до­с­та­точ­но дол­го­веч­ны, их при­ме­не­ние не при­во­дит к су­ще­ст­вен­но­му уве­ли­че­нию рас­хо­да то­п­ли­ва и сни­же­нию мощ­но­сти дви­га­те­ля. При оп­ти­маль­ном уп­ра­в­ле­нии про­цес­сом сго­ра­ния и ре­цир­ку­ля­ци­ей от­ра­бо­тав­ших га­зов мо­гут быть вы­пол­не­ны са­мые же­ст­кие эко­ло­ги­че­ские тре­бо­ва­ния, предъ­я­в­ля­е­мые к ав­то­мо­би­лям.

Ус­т­рой­ст­во ней­т­ра­ли­за­то­ра

В штам­по­ван­ном кор­пу­се, из­го­то­в­лен­ном из не­ржа­ве­ю­щей ста­ли, рас­по­ло­жен ка­та­ли­ти­че­ский но­си­тель и эла­стич­ная тер­мо­изо­ля­ци­он­ная про­клад­ка (рис.1).
Устройство автомобильного нейтрализатора выхлопных газов:
1 — штампованный корпус из нержавеющей стали;
2 — каталитический носитель;
3 — эластичная термоизоляционная прокладка. а — керамический носитель; б — металлический носитель из гофрированной фольги.

Ке­ра­ми­че­ский но­си­тель (рис. “а”) про­ни­зан про­доль­ны­ми по­ра­ми-со­та­ми, на по­верх­ность ко­то­рых на­не­сен ак­тив­ный ка­та­ли­ти­че­ский слой. По­ры об­ра­зу­ют мно­же­ст­во тон­ких ка­на­лов для про­пу­с­ка от­ра­бо­тав­ших га­зов. Бла­го­да­ря спе­ци­аль­ной под­лож­ке тол­щи­ной 20—60 ми­к­рон с раз­ви­тым ми­к­ро­рель­е­фом об­щая пло­щадь по­верх­но­сти это­го слоя мо­жет до­хо­дить до 20000 м2. Мас­са ка­та­ли­за­то­ров, на­не­сен­ных на эту ог­ром­ную пло­щадь, со­ста­в­ля­ет все­го 2—3 грам­ма.
Для умень­ше­ния га­ба­ри­тов ке­ра­ми­че­ской де­та­ли и сни­же­ния тер­ми­че­ских на­пря­же­ний в ней но­си­тель из та­ко­го ма­те­ри­а­ла ча­с­то из­го­та­в­ли­ва­ет­ся со­став­ным.
Ме­тал­ли­че­ский но­си­тель (рис. “б”) пред­ста­в­ля­ет со­бой тон­чай­шие со­ты, из­го­то­в­лен­ные из гоф­ри­ро­ван­ной фоль­ги. Это по­з­во­ля­ет уве­ли­чить пло­щадь ра­бо­чей по­верх­но­сти по срав­не­нию с ке­ра­ми­че­ским но­си­те­лем, сни­зить со­про­ти­в­ле­ние дви­же­нию га­зов и ус­ко­рить ра­зо­грев бло­ка до ра­бо­чей тем­пе­ра­ту­ры.

Эла­стич­ная тер­мо­изо­ля­ци­он­ная про­клад­ка слу­жит для ком­пен­са­ции раз­ли­чия тер­ми­че­ско­го рас­ши­ре­ния кор­пу­са и но­си­те­ля. Она так­же пред­на­зна­че­на для за­щи­ты от ви­б­ра­ции, уда­ров, дру­гих ме­ха­ни­че­ских воз­дей­ст­вий и мо­жет из­го­та­в­ли­вать­ся:
- в ви­де про­во­лоч­ной сет­ки из не­ржа­ве­ю­щей тер­мо­стой­кой ста­ли;
- как по­душ­ка из во­ло­кон си­ли­ка­та алю­ми­ния с до­бав­кой слю­ды.

Нейт­ра­ли­за­то­ры для бен­зи­но­вых дви­га­те­лей

Окис­ли­тель­ные ка­та­ли­ти­че­ские ней­т­ра­ли­за­то­ры до­жи­га­ют в при­сут­ст­вии пла­ти­ны и из­быт­ке ки­с­ло­ро­да ок­сид уг­ле­ро­да и уг­ле­во­до­ро­ды.
Не­до­ста­ток за­клю­ча­ет­ся в том, что в этих ус­ло­ви­ях не­воз­мож­но ней­т­ра­ли­зо­вать окис­лы азо­та.

Двух­сту­пен­ча­тые ней­т­ра­ли­за­то­ры при­ме­ня­ют для пре­об­ра­зо­ва­ния всех трех то­к­сич­ных ком­по­нен­тов. Они со­сто­ят из двух ча­с­тей, ус­та­но­в­лен­ных по­с­ле­до­ва­тель­но. Пер­вая сту­пень вос­ста­на­в­ли­ва­ет окис­лы азо­та при де­фи­ци­те ки­с­ло­ро­да, а вто­рая окис­ля­ет ок­сид уг­ле­ро­да и уг­ле­во­до­ро­ды при при­ну­ди­тель­ной по­да­че в нее воз­ду­ха.
Двух­сек­ци­он­ные ней­т­ра­ли­за­то­ры име­ют от­но­си­тель­но слож­ную кон­ст­рук­цию. Ис­поль­зо­ва­ние сме­сей с из­быт­ком то­п­ли­ва, что не­об­хо­ди­мо для вос­ста­но­в­ле­ния оки­слов азо­та, при­во­дит к по­вы­шен­но­му рас­хо­ду то­п­ли­ва.

Трех­ком­по­нент­ные ней­т­ра­ли­за­то­ры спо­соб­ны од­но­вре­мен­но под­дер­жи­вать ре­ак­ции окис­ле­ния и вос­ста­но­в­ле­ния то­к­сич­ных ком­по­нен­тов, со­дер­жа­щих­ся в вы­хлоп­ных га­зах. В ка­че­ст­ве ка­та­ли­за­то­ров для пре­об­ра­зо­ва­ния оки­слов азо­та в азот при­ме­ня­ют пла­ти­ну и ро­дий. Для сни­же­ния тем­пе­ра­ту­ры до­жи­га­ния ок­си­да уг­ле­ро­да и уг­ле­во­до­ро­дов, кро­ме пла­ти­ны, ино­гда ис­поль­зу­ют ру­те­ний. Ре­ак­ции ней­т­ра­ли­за­ции в при­сут­ст­вии ка­та­ли­за­то­ров на­чи­на­ют­ся при тем­пе­ра­ту­ре 250°С. Пре­об­ра­зо­ва­ние наи­бо­лее эф­фе­к­тив­но в ди­а­па­зо­не тем­пе­ра­тур от 400 до 800°С.
Для обес­пе­че­ния ра­бо­ты трех­ком­по­нент­но­го ней­т­ра­ли­за­то­ра не­об­хо­дим сте­хио­мет­ри­че­ский со­став то­п­ли­во-воз­душ­ной сме­си. При этом на 1кг то­п­ли­ва долж­но по­да­вать­ся 14,7—14,9кг воз­ду­ха, что обес­пе­чи­ва­ет наи­бо­лее пол­ное сго­ра­ние.
Си­с­те­ма по­да­чи то­п­ли­ва с элек­трон­ным бло­ком уп­ра­в­ле­ния обес­пе­чи­ва­ет сте­хио­мет­ри­че­ский со­став го­рю­чей сме­си на всех ре­жи­мах ра­бо­ты дви­га­те­ля. Уп­ра­в­ле­ние осу­ще­ст­в­ля­ет­ся с ис­поль­зо­ва­ни­ем сиг­на­ла, ге­не­ри­ру­е­мо­го спе­ци­аль­ным дат­чи­ком ки­с­ло­ро­да (рис.5), ус­та­но­в­лен­ным в си­с­те­ме вы­пу­с­ка.

Лямбда-Зонд (Дат­чик ки­с­ло­ро­да) вы­да­ет элек­т­ри­че­ский им­пульс в за­ви­си­мо­сти от на­ли­чия или от­сут­ст­вия ки­с­ло­ро­да в от­ра­бо­тав­ших га­зах. Ес­ли ки­с­ло­род по­я­вил­ся, смесь со­дер­жит из­бы­ток воз­ду­ха (обед­не­на), ес­ли ки­с­ло­род ис­чез, смесь со­дер­жит из­бы­ток то­п­ли­ва (обо­га­ще­на). По сиг­на­лу дат­чи­ка элек­трон­ная си­с­те­ма уп­ра­в­ле­ния дви­га­те­лем по­сто­ян­но под­дер­жи­ва­ет смесь сте­хио­мет­ри­че­ско­го со­ста­ва.

Нейт­ра­ли­за­то­ры для ди­зе­лей

Срав­ни­тель­но не­боль­шое со­дер­жа­ние вред­ных ком­по­нен­тов в от­ра­бо­тав­ших га­зах ди­зе­лей не тре­бо­ва­ло в про­шлом ус­та­нов­ки спе­ци­аль­ных уст­ройств. Од­на­ко уже­сто­че­ние норм то­к­сич­но­сти кос­ну­лось и их. По­я­ви­лись си­с­те­мы сни­же­ния то­к­сич­но­сти вы­хло­па, вклю­ча­ю­щие ре­цир­ку­ля­цию от­ра­бо­тав­ших га­зов, ка­та­ли­ти­че­ский ней­т­ра­ли­за­тор и спе­ци­аль­ный са­же­вый фильтр. Са­жа, со­дер­жа­ща­я­ся в вы­хло­пе, не­то­к­сич­на, но она ад­сор­би­ру­ет на по­верх­но­сти сво­их ча­с­тиц кан­це­ро­ген­ные по­ли­ци­к­ли­че­ские уг­ле­во­до­ро­ды, в том чис­ле бенз-а-пи­рен. Ка­та­ли­ти­че­ские ней­т­ра­ли­за­то­ры в этом слу­чае не тре­бу­ют по­да­чи до­пол­ни­тель­но­го воз­ду­ха, по­сколь­ку ди­зе­ли ра­бо­та­ют на очень бед­ных сме­сях и в вы­хлоп­ных га­зах все­гда при­сут­ст­ву­ет сво­бод­ный ки­с­ло­род. Кон­цен­т­ра­ция про­ду­к­тов не­пол­но­го сго­ра­ния в от­ра­бо­тав­ших га­зах зна­чи­тель­но ни­же, чем в бен­зи­но­вом дви­га­те­ле.
Са­же­вые фильт­ры из­го­та­в­ли­ва­ют в ви­де по­ри­с­то­го фильт­ру­ю­ще­го ма­те­ри­а­ла из кар­би­да крем­ния. Пе­ри­о­ди­че­ски фильт­ры очи­ща­ют от­ра­бо­тав­ши­ми га­за­ми, тем­пе­ра­ту­ру ко­то­рых для это­го по­вы­ша­ют пу­тем впры­ска то­п­ли­ва в ци­лин­д­ры с за­по­зда­ни­ем. Для сни­же­ния тем­пе­ра­ту­ры ре­ге­не­ра­ции при­ме­ня­ет­ся спе­ци­аль­ная при­сад­ка к то­п­ли­ву. Очи­ст­ка фильт­ра про­ис­хо­дит по ко­ман­де бло­ка уп­ра­в­ле­ния по­с­ле ка­ж­дых 400—500 км про­бе­га ав­то­мо­би­ля.

Ре­ко­мен­да­ции

Для обес­пе­че­ния эф­фе­к­тив­ной ра­бо­ты ней­т­ра­ли­за­то­ра не­об­хо­ди­мо ис­поль­зо­вать толь­ко ка­че­ст­вен­ное не­эти­ли­ро­ван­ное то­п­ли­во, так как со­дер­жа­щий­ся в бен­зи­не те­т­ра­этил­сви­нец (ТЭС) не­об­ра­ти­мо “от­ра­в­ля­ет” ка­та­ли­ти­че­скую по­верх­ность.
Во вре­мя и по­с­ле ра­бо­ты дви­га­те­ля кор­пус ней­т­ра­ли­за­то­ра име­ет до­с­та­точ­но вы­со­кую тем­пе­ра­ту­ру. В свя­зи с этим, во из­бе­жа­ние по­жа­ра, не сле­ду­ет пар­ко­вать ав­то­мо­биль над лег­ко вос­пла­ме­ня­ю­щи­ми­ся пред­ме­та­ми, на­при­мер су­хи­ми ли­сть­я­ми, тра­вой, бу­ма­гой и т.д.
Сле­ду­ет со­блю­дать ос­нов­ные пра­ви­ла, при­ве­ден­ные в ин­ст­рук­ции по экс­плу­а­та­ции ав­то­мо­би­лей. Они на­пра­в­ле­ны на пре­ду­пре­ж­де­ние си­ту­а­ции, ко­гда в ней­т­ра­ли­за­тор мо­жет по­пасть зна­чи­тель­ное ко­ли­че­ст­во не­сго­рев­ше­го то­п­ли­ва. В этом слу­чае воз­мож­ная вспыш­ка мо­жет при­ве­с­ти к его раз­ру­ше­нию. На­и­бо­лее об­щие ре­ко­мен­да­ции мож­но из­ло­жить сле­ду­ю­щим об­ра­зом:
· не сле­ду­ет бес­по­лез­но кру­тить дви­га­тель стар­те­ром дли­тель­ное вре­мя;
· в хо­лод­ное вре­мя го­да, ес­ли дви­га­тель не за­пу­с­тил­ся с пер­вой по­пыт­ки, не­об­хо­ди­мо из­бе­гать по­втор­ных вклю­че­ний стар­те­ра че­рез ко­рот­кие про­ме­жут­ки вре­ме­ни;
· нель­зя пу­с­кать дви­га­тель пу­тем бу­к­си­ров­ки;
· за­пре­ща­ет­ся про­ве­рять ра­бо­ту ци­лин­д­ров, от­клю­чая све­чи за­жи­га­ния.

1Основным источником образования несгоревших остатков является гашение пламени в пристеночных зонах, в зазоре между поршнем и цилиндром, между поршневыми кольцами и канавками в поршне и т.д. Другая причина — неравномерность состава смеси по объему цилиндра, особенно у непрогретого двигателя и на переходных режимах.

wiki.zr.ru

Каталитические нейтрализаторы - Техническая библиотека Neftegaz.RU

Каталитический нейтрализатор (обиходное название – катализатор) предназначен для снижения выброса вредных веществ в атмосферу с отработ

Нейтрализатор - устройство в выхлопной системе, предназначенное для снижения токсичности отработавших газов посредством восстановления оксидов азота и использования полученного кислорода для дожига угарного газа и недогоревших углеводородов. Основным требованием к успешной работе катализатора является стехиометрическое соотношение топлива и кислорода.

Задачей автомобильного каталитического нейтрализатора является снижение количества вредных веществ в выхлопных газах.

Среди них

окись углерода (СО) - ядовитый газ без цвета и запаха;

углеводороды (CH), 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.

Принцип работы

Каталитический нейтрализатор расположен либо на приемной трубе, либо сразу после нее.

Внутри корпуса каталитического нейтрализатора находится керамическая сотовая конструкция.

Соты нужны для того, чтобы увеличить площадь контакта выхлопных газов с поверхностью, на которую нанесен тонкий слой платиноиридиевого сплава.

Недогоревшие остатки (CO, CH, NO) касаясь поверхности каталитического слоя, окисляются до конца кислородом, присутствующим также в выхлопных газах.

В результате реакции выделяется тепло, разогревающее катализатор и, тем самым, активизируется реакция окисления.

В конечном итоге на выходе из катализатора (исправного) выхлопные газы содержат в основном N2 и СО2.

Катализаторы в дизельных двигателях

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 бензиновые, 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%.

neftegaz.ru

устройство, принцип работы, виды, неисправности

Автомобильный катализатор – прямой ответ инженеров на всё более и более строгие требования к экологической чистоте транспорта. Можно сколько угодно рассуждать о полном сгорании топлива, высчитывать параметры стехиометрической смеси топлива и воздуха, улучшать качество моторных масел, но рано или поздно наступает предел для таких улучшений. А результат всё равно не идеален: то топливо не слишком чистое, то сбоит система подачи, то свечи зажигания начинают шалить… А требования к составу выхлопа только ужесточаются.

Так были созданы системы доочистки: каталитический нейтрализатор, сажевый фильтр, система дожига. Они помогли добиться того, чего так хотят защитники природы – минимального количества вредных веществ, выбрасываемых автомобилем в атмосферу. В этой статье мы приподнимем тайну и раскроем все секреты устройства и принципа работы автомобильного катализатора.

Что такое катализатор и для чего он нужен?

Катализатор – это устройство нейтрализации вредных веществ, входящих в состав выхлопных газов. В процессе сгорания топлива образуются углеводороды CH (именно их присутствие окрашивает выхлоп в черный цвет), оксид азота NO и NO2 (он вызывает так называемые кислотные дожди) и оксид углерода CO (угарный газ, отбирающий кислород из воздуха для полного окисления). Именно с этими соединениями борются экологи.

Каталитический нейтрализатор, встроенный в выхлопную систему, проводит окислительно-восстановительную химическую реакцию, в результате которой образуются безвредные вещества азот N2, углекислый газ CO2 и вода h4O. Автокатализаторы, выполняющие нейтрализацию всех трех вредных элементов выхлопа, называют трехкомпонентными или трехступенчатыми, и именно их устанавливают в современные автомобили.

Расположение катализатора в системе выхлопа автомобиля

Для своей работы нейтрализатор не требует никаких дополнительных источников энергии, все реакции происходят благодаря активному покрытию. Однако он имеет достаточно высокую рабочую температуру, поэтому он находится за выпускным коллектором, но на таком расстоянии от двигателя, чтобы не перегреться (примерно под передним пассажирским сиденьем). Так он разогревается от раскаленных выхлопных газов и выходит на рабочий режим.

Для контроля работы катализатора (и двигателя тоже) устанавливаются датчики кислорода: один перед входом в катализатор, другой – на выходе из него. По количеству остаточного кислорода в выхлопе система ЭБУ делает выводы о режиме работы двигателя, и в случае необходимости корректирует подачу воздуха и топлива в камеры сгорания.

Устройство и принцип работы катализатора

Устройство типового автомобильного катализатора

Автокатализатор имеет довольно простое устройство.

  1. Стальной корпус с термоизолирующим слоем находится позади выпускного коллектора.
  2. Внутренний наполнитель – сотовая (сотово-трубчатая) структура, покрытая внутри активным слоем (в качестве каталитического вещества может использоваться платина, платиново-иридиевый сплав, родий, палладий). Сотовая структура позволяет повысить площадь контакта выхлопных газов с активным веществом, а значит, более эффективно провести химические реакции.
  3. Материал наполнителя – керамика или металл, в зависимости от конструкции и стоимости катализатора.

Принцип работы по своей сути простой, и подробно описан на видео, ниже.

  • Драгоценные металлы, нанесенные на внутреннюю поверхность сот катализатора, активируют процессы окисления.
  • Оксид азота NO разлагается на составляющие атомы: азот N и кислород O. Атомы азота соединяются между собой, образуя устойчивый азот N2. Кислород присоединяется к угарному газу CO и образует углекислоту CO2.
  • Захватывая остаточный кислород из выхлопных газов, катализатор расщепляет углеводороды CH, после чего углерод C соединяется с двумя молекулами кислорода, образуя всё тот же CO2, а оставшийся водород присоединяется к кислороду и получается вода h4O.
  • Остаточный кислород фиксирует лямбда-зонд на выходе из катализатора, и это дает бортовому компьютеру информацию о работе устройства.

В идеальных условиях автокатализатор ничего не накапливает внутри: все поступающие в него вещества покидают сотовую структуру. Однако добиться идеальных условий практически невозможно, значит, каталитический нейтрализатор со временем «деградирует» и хуже справляется со своей задачей.

Классификация нейтрализаторов

По функционалу катализаторы-нейтрализаторы делятся на двух- и трехкомпонентные.

  1. Двухкомпонентный каталитический нейтрализатор работает только с обезвреживанием угарного газа и углеводородов. Это устаревшая модель, которая уже не используется в новых автомобилях.
  2. Трехкомпонентный автокатализатор получил еще и функцию нейтрализации оксида азота. Новый вид, который быстро «взяли на вооружение» инженеры автоконцернов.

По материалу изготовления катализаторы бывают керамические, металлические и спортивные.

  1. Керамические – намного дешевле, чем их металлические аналоги, но при этом более хрупкие (удар по корпусу гарантировано разбивает дорогую сердцевину), страдают от перепадов температур (достаточно заехать с раскаленным катализатором в достаточно глубокую лужу) и страдают от сбоев в системе зажигания (детонация или позднее зажигание разрушает соты). Кроме того, керамический автокатализатор может разрушаться не сразу, а постепенно, образуя мелкую пыль. Эта керамическая пыль (очень твердая) может попасть в двигатель через выпускной коллектор и вызвать поломки, требующие капитального ремонта.
  2. Металлические – более дорогие, но и более надежные устройства, выполненные из металлической сотовой структуры, упругой и устойчивой к механическим воздействиям. Кроме того, металл не образует мелких частиц, а значит, более безопасен для двигателя.
  3. И еще одна, отдельная категория катализаторов – спортивные. Так называют устройства с повышенной пропускной способностью, благодаря которой двигатель прибавляет несколько процентов мощности. Спортивные автокатализаторы устанавливаются в прямоточные выхлопные системы и считаются самыми надежными, хоть и самыми дорогими.

Неисправности катализатора, их признаки

В нормальном, «европейском» режиме эксплуатации катализатор служит примерно 150-200 тысяч километров (если верить производителям), после чего требует замены. У нас же условия для этого девайса далеко не курортные: низкое качество бензина, поддельные моторные масла, установка ГБО сокращают и так не слишком большой срок его жизни. А это означает, что нужно разбираться в том, как именно автокатализатор дает сигнал о неисправности.

1. Нагар внутри катализатора. Это проблема номер один для тех, кто ездит на некачественном (этилированном) топливе. Причиной нагара может стать и неисправная система зажигания: пропуски зажигания заставляют двигатель выбрасывать несгоревший бензин в выхлопную трубу, и он забивает катализатор.

Нагар на катализаторе

Также нагар может появляться, если большое количество моторного масла попадает в камеру сгорания. В этом случае дым становится густо-черным, и катализатор попросту не справляется с таким количеством углеводородов. На сотах образуется нагар и они перестают пропускать выхлопные газы.

Первый признак забитого нейтрализатора – снижение динамики автомобиля. Машина всё хуже набирает скорость, особенно после полноценного прогрева. Растет расход топлива, вплоть до прибавки нескольких литров на 100 километров, а также быстрей уходит на угар моторное масло. В конце-концов автомобиль однажды просто не заводится.

2. Оплавление автокатализатора. Это проблема керамических катализаторов, менее устойчивых к высоким температурам, чем металлические. Причиной оплавления сот может стать сбой в системе зажигания, когда огонь попадает в выпускной коллектор. А также система ГБО, у которой температура выхлопа выше, чем у бензина (но выясняется это, конечно, уже пост-факту).

Оплавление нейтрализатора

Внешне, катализатор может выглядеть нормально, однако если внутренняя часть пострадала от слишком высоких температур, использовать его больше нельзя.

3. И третья проблема – выгорание активного слоя внутри сот. Сделать с этим ничего нельзя: автокатализатор имеет свой срок службы, и расход каталитического вещества, к сожалению, у него тоже есть.

Во всех трех случаях катализатор меняют на новый. Некоторые водители предпочитают вообще удалить его из выхлопной системы автомобиля, оставив «обманку» для ЭБУ. Что ж, это вопрос личной ответственности и перед природой, и перед будущими поколениями.

Как проверить катализатор?

На видео, ниже, есть несколько лайфхаков по проверке каталитического нейтрализатора.

https://www.youtube.com/watch?v=RcvEdfisc_Y

Понять, почему машина стала хуже ездить, а на приборной панели горит «чек», могут в сервисе после детальной компьютерной проверки всех систем. Но и самостоятельно можно провести элементарную диагностику работы катализатора.

  1. Посмотреть на цвет выхлопа: черный цвет указывает на то, что катализатор не работает, поскольку пропускает вредные углеводороды наружу.
  2. Оценить давление выходящих выхлопных газов «наощупь» – приложить руку к отверстию выхлопной трубы. Низкий напор говорит о том, что катализатор пора менять.
  3. Заглянуть под машину после длительной поездки: если корпус катализатора раскален, это говорит о снижении его пропускной способности.
  4. Следующая диагностика уже делается в сервисе: проверка давления выхлопа и сравнение показателя с эталонными данными. Манометр для определения давления устанавливается на место лямбда-зонда.
  5. И, наконец, визуальный осмотр демонтированного нейтрализатора выхлопных газов на предмет засорения, выгорания или оплавления.

Замена катализатора делается после того, как будет установлено, что в проблемах виноваты забитые или оплавленные соты. Однако и причину оплавления или засорения катализатора нужно найти и устранить, иначе новый нейтрализатор постигнет та же участь. Именно поэтому в современных автомобилях настолько взаимосвязаны все системы и установлено множество контролирующих датчиков.

Полезные советы

На видео с популярного канала «Главная дорога» очень доходчиво показано зачем катализаторы в автомобилях, как их правильно эксплуатировать, можно ли без них и чем это грозит.

Подытожив видео, несколько полезных советов, ниже, для тех, у кого в автомобиле установлен катализатор.

  1. Высокая цена нейтрализатора объясняется использованием драгоценных металлов в конструкции катализатора. Сейчас инженеры и химики пытаются использовать золото, которое немного дешевле, чем металлы, что уже применяются для производства катализаторов.
  2. Бережное отношение ко всем системам автомобиля – залог долгой их службы. Катализатор связан с другими узлами автомобиля, и зависит от их адекватной работы.
  3. Выбор моторного масла для автомобиля с катализатором – отдельная история. Нужно только то масло, что помечено как «подходящее для современных систем доочистки выхлопных газов», то есть катализаторов на бензиновом двигателе и сажевых фильтров – на дизельном.
  4. Залегание поршневых колец означает не только перерасход масла, но и скорый выход катализатора из строя.
  5. А сам неисправный автокатализатор, наоборот, влияет на работу двигателя. Забитые соты способствуют перегреву ЦПГ, поскольку не дают нормально отводить выхлопные газы.
  6. Катализатор, который демонтирован с автомобиля (если его меняют из-за преждевременного выхода из строя) содержит в своем составе драгоценные металлы. Так что можно либо попросить за него скидку на работу мастера, либо забрать с собой (правда, непонятно, что делать дальше с этим «сокровищем»). И только полностью отработанное устройство не стоит ничего.

Заключение

Пока что у нас каталитический нейтрализатор считается в основном проблемой: бензин грязный, и из-за этого катализатор служит недолго. Есть уже налаженный бизнес по замене штатного устройства на пламегаситель-«обманку», который никак не влияет на чистоту выхлопа, но и не отнимает деньги.

Правильно ли это? Каждый решает для себя, что ему выгодней и легче: дышать вредными испарениями или периодически оплачивать ремонт или замену фильтра. Однако в странах Европы давно просчитали, что именно в конечном итоге выгодней каждому гражданину, и теперь наличие катализатора в системах доочистки выхлопа является обязательным на всех новых автомобилях.

vaznetaz.ru

Каталитический нейтрализатор - принцип работы и неисправности

Работа выхлопной системы автомобиля обеспечивается не одним устройством, а несколькими. Одним из них является каталитический нейтрализатор. В этой статье речь пойдет о том, что такое нейтрализатор и какова его роль в системе выхлопа автомобиля?

Назначение и устройство каталитического нейтрализатора

 

Нейтрализатор устанавливается в выхлопной системе автомобиля и применяется для максимального снижения токсичности выхлопного газа. Применение данного устройства осуществляется как на дизельных, так и на бензиновых двигателях и является обязательным для всех автомобилей, оснащенных двигателем внутреннего сгорания.

Современная конструкция нейтрализатора представляет собой специальный блок-носитель, корпус устройства и теплоизоляция. Основным элементом является блок-носитель, который изготавливается из специальной огнеупорной керамики. Внутри блока располагается большое количество сот (или, по-другому, ячеек). Такая конструкция позволяет значительно повысить площадь соприкосновения рабочих частей нейтрализатора с отработанными газами. Поверхность ячеек покрывается специальным слоем каталитического вещества. В качестве нейтрализатора может применяться родий, платина или палладий.

Суть действия катализатора заключается в следующем. Двигатель автомобиля не может обеспечить полное сгорание топлива и отправляет большое количество вредных газов в выхлопную систему автомобиля. Попадая в каталитический нейтрализатор, вредные газы контактируют с каталитическим слоем и окисляются. В процессе прохождения выхлопного газа по всему блоку-носителю, вредные вещества окисляются до конца, и на выходе получается самый обычный углекислый газ.

 

Применение трех металлов обеспечивает полное окисление трех разных веществ. Помимо углевода и оксида углерода, в отработавших газах может содержаться оксид азота, который также подвергается полному окислению и превращается в обычный безвредный азот. Таким образом, выхлопной газ становится менее вредным и оказывает меньшее отрицательное воздействие на окружающую среду.

Сам блок-носитель, обычно, размещен в металлическом корпусе, который предохраняет нейтрализатор от механических воздействий, например, ударов о неровности дорожного покрытия. Между блоком и корпусом прокладывается слой теплоизоляции, чтобы исключить передачу тепла на корпус. Применение теплоизоляции связано с особенностями работы нейтрализатора. Дело в том, что для успешного окисления вредных веществ необходима большая температура. Самая минимальная температура для успешного дожигания отработанных газов должна быть в пределах 300 градусов Цельсия. Для спортивных автомобилей этот параметр может достигать 1500-3000 градусов Цельсия. Теплоизоляция позволяет поддерживать температуру в заданных пределах и обеспечивает нормальную работу каталитического нейтрализатора.

Внутри блока устанавливается датчик кислорода. Это электрическое устройство сообщает водителю о том моменте, когда катализатор необходимо заменить. Если соты забиваются или керамический слой становится меньше, датчик срабатывает и посылает сигнал на электронный блок управления двигателем, который переводит работу мотора в аварийный режим и сигнализирует лампой на панели приборов, что необходимо выполнить проверку исправности систем. Часто, чтобы избавить от преждевременного и случайного срабатывания датчика, создают специальную обманку нейтрализатора, которая говорит датчику о том, что катализатор по-прежнему в норме. Это связано с тем, что замена каталитического нейтрализатора стоит очень дорого, и не каждый водитель может позволить себе такой ремонт. Так что, большинство водителей просто докатывают старую деталь до полного изнеможения и меняют нейтрализатор позже.

Помимо теплоизоляции, регулировать температуру работы нейтрализатор можно не только с помощью теплоизоляции. На температуру нейтрализатора может влиять и место установки. Так, например, для повышения температуры катализатора, его размещают прямо за выпускным коллектором, так как последний имеет высокую скорость и температуру нагрева.

Другое условие успешной работы нейтрализатора является повышенное обогащение топливовоздушной смеси.

Видео - Что убивает нейтрализатор газов?

Нейтрализатор на дизельном двигателе

 

Применение нейтрализаторов в дизельных двигателях стало не целесообразным. Дело в том, что температура работы дизеля ниже, чем у бензинового ДВС, а это значит, что катализатор не сможет справиться с поставленной задачей. Автомобильные эксперты разработали устройство, которое впрыскивает мочевину в систему выхлопа до того, как отработавшие газы достигнут катализатора. Такой подход позволяет ускорить процесс окисления и максимально возможно очистить выхлоп автомобиля. В конечном итоге, из трубы в большем количестве выходит водяного пара, чем продуктов сгорания.

Подведем итоги. Каталитический нейтрализатор является главной частью выхлопной системы и предназначен для очистки вредных выхлопных газов. Эксплуатация автомобиля без этого устройства запрещена и противоречит законам об экологии. 

vipwash.ru

Принцип работы автомобильного катализатора, для чего нужен

Из курса химии известно о существовании веществ, ускоряющих или вызывающих процесс химической реакции, при этом не участвующие в составе веществ этой реакции. Медь, никель, золото, палладий, родий, хром – это еще не самый полный перечень веществ, ускоряющих процесс химической реакции, но именно они применяются при производстве катализаторов для автомобилей. Катализаторы автомобильные основаны на способности веществ-катализаторов к ускорению реакции горения бензина, который поступает из цилиндров двигателя из-за неполной его реализации.

Принцип работы катализатора и схема устройства

Работа автомобильного катализатора основана на применении веществ, ускоряющих горение нереализованного топлива в цилиндрах, тем самым, снижая до минимума выделение вредных веществ в атмосферу.

Огромное количество машин использует двигатель внутреннего сгорания, выхлоп которых представляет токсичные газы: оксид азота, монооксид углерода и несгорающие компоненты топлива. В целях сохранения экологически чистого воздуха в окружающей среде ученые разработали устройство, способное за 0,1 секунды выделить в токсичном газе вредные вещества и нейтрализовать их, не создавая при этом разрушительных воздействий двигателю. Катализатор (или каталитический конвертор, или нейтрализатор) переработав токсичные газы выделяет пары воды и кислород, углекислый газ.

Чтобы понять, как работает катализатор, необходимо увидеть его структуру внутри корпуса. Если разрезать верхнюю часть корпуса катализатора, то под нержавеющей крышкой конструкция представит собой два керамических блока, каждая из которых состоит из большого количества каналов (от 1000 до 3000).

С торцов блоки покрыты драгоценным металлом. Платина и родий на первом блоке, платина и палладий на втором, при этом первый является восстанавливающим, уменьшающим выбросы оксида азота, а второй окислительный. Окислительный катализатор (блок) уменьшает количество несгоревшего топлива и окиси углерода. Процесс происходит при высоких температурах, достигающих 750 градусов по шкале Цельсия.

Совместное использование драгметаллов обеспечивают реагирование с токсичными газами и производить на выходе из глушителя автомобиля безопасные продукты горения. Используемые драгметаллы (платина, родий, палладий) не подаются коррозии, но по ценовой политике – это самые дорогие материалы, используемые в катализаторах. В среднем, производителям катализаторов драгметаллы обходятся за 1 кг в 50000 долларов, но цена окупается прежде всего получением экологически чистых газов на выхлопе.

Чтобы максимально увеличить поверхность контакта металла с газами и была разработана система микроканалов, которые обеспечивают общую площадь металлов примерно равную площади футбольного поля.

Отработанный газ из цилиндров устремляется с огромной скоростью в каталитический нейтрализатор и в первую очередь проходит через соты (каналы) первого блока (восстанавливающий) платиново-родиевым покрытием. Молекулы платины, родия и оксида азота вступают в химическую реакцию. Эти металлы притягивают к себе молекулы кислорода, а свободные атомы азота взаимодействуют между собой. Результат – оксид азота превращается в кислород и азот, которые вместе составляют 99% того газа чем мы дышим.

Далее газы поступают во второй блок (окислительный), через тысячи микроканалов, покрытых платиной и палладием. Эти драгметаллы притягивают кислород. Высокие температуры заставляют объединяться монооксиду углерода с еще одной молекулой кислорода и, в результате наступает преобразование токсичного газа в углекислый газ – газ, из которого состоит обычная питьевая газировка.

Помимо этого, еще есть молекулы негорючих веществ. Экстремально высокие температуры заставляют их рекомбинировать с молекулами кислорода. В результате, еще вырабатывается больше углекислого газа и вода.

Схема химических реакций, протекающих в блоках выглядят следующим образом:

  • CH+O2 -> CO2+H2O;
  • NO+CO -> N2+CO2;
  • CO+O2 -> CO2;
  • NO+H2 -> N2+H2O.

Таким образом, реализация в катализаторах ускорителей в виде драгметаллов позволяет получить химические реакции, нейтрализующие токсичные, вредные вещества CO, CHx и NOx с получением на выходе безвредной воды H2O, азота N2 и углекислого газа CO2.

Краткая справка по применяемым в катализаторах драгметаллов

Платина – благородный металл серебристо-белого цвета. Название платине дали испанские завоеватели Южной Америки. В связи со сходством этого металла с серебром, но очень сильной тугоплавкостью им пренебрегали и даже топили в море, отделяя от россыпи золото, вследствие этого платина с испанского языка в буквальном смысле означает пренебрежительное к серебру слово «серебришко».

Началом применения платины в катализаторах послужило открытие в 1821 немецким химиком И.В. Деберейнером способности платиновой руды протеканию и ускорению ряда химических реакций, при этом сам драгметалл не претерпевал никаких изменений.

Родий – благородный драгоценный металл группы платиноидов с ярко изумительным холодным блеском серебристо-белого цвета, дорогой по цене, очень твердый, но хрупкий.

Металл с такими характеристиками является королем бриллиантов и самоцветов, находится в одном ряду по ценности с такими металлами как серебро, золото и платина.
Родий – металл, получаемый путём переработки платины, при этом для получения 1 кг родия необходимо ее несколько тонн.

Применение родия в массовом количестве направлено в основном в автомобильной отрасли. Около 97% материала-сырья уходит на производство катализаторов — узлов выхлопной системы. Именно родий, являющийся катализатором по своей природе, способен перерабатывать выходящие из цилиндров двигателя токсичные газы.

Палладий – переходный металл серебристо-белого цвета с гранецентрированной кубической решёткой, в чистом виде довольно мягкий металл.

Палладий часто применяется как катализатор, в основном, в процессе гидрогенизации жиров и крекинге нефти и в настоящее время активно используется в производстве автомобильных катализаторов.

Практическое применение катализатора на автомобиле

Любой современный автомобиль с бензиновым и дизельным двигателем оснащается системой очистки токсичных газов — катализаторами.

Устанавливается катализатор непосредственно после приемной трубы или соединяется через разветвленные трубы к головке блока цилиндров и называется такая конструкция катколлектором. Второй способ наиболее чаще стал применяться на автомобилях, так как происходит ускоренный нагрев элементов катализатора. После катализатора на автомобилях, принадлежащих к экологическим нормам Евро-3, Евро-4 и Евро-5 устанавливается датчик кислорода, который выполняет функции диагностические. Иными словами, диагностируемый датчик кислорода выполняет контроль эффективности работы катализатора и в случае превышения норм выхлопа загорается на панели приборов ошибка, сообщающая о критической работе катализатора. В этом случае необходимо проверить параметры работы двигателя и установить причину превышения норм допустимого выхлопа токсичных газов.

Ресурс катализатора составляет ориентировочно от 100000 до 200000 километров пробега, но если двигатель на этом этапе работал без пропусков воспламенения в цилиндрах или их было незначительное число раз, то функционирование достигает и до 500000 км.

Как уберечь катализатор от повреждений и раннего износа?

Для этого необходимо знать причины, вызывающие ранний износ или его повреждение. Прежде всего необходимо обращать внимание к качеству заливаемого в бензобак топлива. В случае некачественного топлива, насыщенного искусственно ферритами, марганцем и другими инородными веществами, включая водяной конденсат, происходит засорение микроканалов, что приводит к противодавлению в выхлопной системе. Обратный отскок выхлопных газов значительно нарушает работу газораспределительного механизма и в силу поступления в впускной тракт горячих отработанных газов усиливает износ поршневой группы и клапанов. Такое явление на некоторых типах автомобилей учитывается и устанавливается специальное устройство, называемое рециркулятором.

В бензиновых двигателях может быть внутренняя система рециркуляции и внешняя. Внутренняя система проектируется таким образом, чтобы выпускной клапан оставался некоторое время открытым в то время, когда уже открылся впускной клапан. Такое положение клапанов называют «перекрытием», обеспечивающей внутреннюю рециркуляцию газов и не требующей дополнительных компонентов. Внешняя работает с дополнительным компонентом, называемым клапан рециркуляции (EGR).

Благодаря системе рециркуляции отработанные газы, попадающие обратно во впускную систему, охлаждаются, что снижает расход топлива и количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу.

Следующим фактором, влияющим на износ катализатора, является неисправность двигателя. Несбалансированная работа двигателя влечет к изменению топливоподачи. Топливо в значительном количестве начинает поступать в катализатор, забивая микроканалы и эффективность его резко падает. И, наоборот, если в систему поступает слишком мало топлива, бедная смесь, то катализатор начинает сильно греться, вызывая очень высокую температуру (выше 800 градусов), вследствие чего элементы с драгметаллом начинают плавиться. И в том, и в другом случае дорогостоящий катализатор подлежит замене, так как ремонту он не пригоден.

Механические удары также могут быть причиной раннего износа катализатора, так как в образовавшуюся трещину начинает поступать воздух вызывая перегрев и проникновение инородных частиц, забивающих микроканалы, препятствующих прохождению отработанных газов.

Катализатор является частью выхлопной системы двигателя и соответственно его неисправность отражается на работе мотора. В основном неисправность катализатора выражается в его разрушении (на основе керамики) или оплавлении (на металлической основе), а также в засорении микроканалов. Если катализатор начал плохо пропускать отработанные газы, то это отразится на работе двигателя:

  • трудный продолжительный запуск;
  • заводится и глохнет;
  • падает тяговая характеристика;
  • увеличивается расход топлива;
  • возникает неприятный запах, напоминающий сероводород;
  • при разгоне возникают провалы;
  • горит аварийная лампа неисправности двигателя.

 

diagnozbibike.ru

Катализатор в автомобиле: что это? из чего состоит? в чем заключается работа?

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

autoshas.ru

Объяснение каталитических нейтрализаторов: как они работают и предотвращение краж

Если вы не знаете, что такое каталитический нейтрализатор, не стоит терять из-за него сон. Эта технология не нова, и сегодня она присутствует практически в каждом автомобиле на дороге, но нет реальной причины, по которой каталитические нейтрализаторы должны быть в центре внимания любого автомобилиста большую часть времени. Они работают в фоновом режиме, используя химические реакции для очистки выхлопных газов вашего автомобиля от вредных газов. Если ваша не сломается или, как это становится все более распространенным в последние годы, кто-то не попытается ее украсть, беспокоиться не о чем.

В этом руководстве мы объясняем все, что вам нужно знать о каталитических нейтрализаторах - от того, как они работают, до материалов и драгоценных металлов, используемых в них - и как защитить ваш автомобиль от кражи каталитического нейтрализатора…

Как работают каталитические нейтрализаторы?

Каталитические нейтрализаторы превращают вредные вещества в выхлопных газах автомобиля, такие как оксид углерода, оксид азота, диоксид азота и углеводороды, в менее вредные вещества, такие как диоксид углерода и водяной пар, посредством химических реакций.

Внутренняя часть «кошки» обычно заполнена сотовой структурой, на которую нанесено покрытие, содержащее катализатор - вещество, которое вступает в реакцию с выхлопными газами, изменяя их химическую структуру.

Драгоценные металлы, такие как палладий, родий и платина, обычно используются в качестве катализаторов, и они имеют внутреннюю ценность, а это означает, что их стоит утилизировать и утилизировать, когда автомобиль утилизируется. К сожалению, эти драгоценные металлы также делают каталитические нейтрализаторы мишенью для воров.

Каталитические нейтрализаторы должны работать при высоких температурах до 400 градусов, чтобы максимально повысить их эффективность. Чтобы достичь этой оптимальной рабочей температуры, первые блоки были расположены близко к двигателю автомобиля, но это вызвало свои собственные проблемы, и кошка постепенно перемещалась дальше по выхлопной системе, подальше от источника тепла двигателя.

В современных автомобилях каталитический нейтрализатор находится под автомобилем по направлению к выпускному отверстию выхлопа, в таком месте, где он доступен для воров, которые могут вырезать весь блок из-под автомобиля.

Типы каталитических нейтрализаторов

Существуют различные типы каталитических нейтрализаторов. Простая «двусторонняя» катализатор окисления превращает оксид углерода (CO) в диоксид углерода (CO2) и углеводороды, которые в основном представляют собой частицы несгоревшего топлива, в диоксид углерода и воду. Более совершенные трехкомпонентные каталитические нейтрализаторы устанавливаются на современные автомобили, и они делают то же самое, а также снижают выбросы оксида азота (NO) и диоксида азота (NO2), которые вместе более известны как NOx, основная причина локального образования воздуха. загрязнение.

• Что такое AdBlue?

Дизельные автомобили обычно оснащены специальными каталитическими нейтрализаторами, чтобы справиться с определенными выбросами от дизельных двигателей с воспламенением от сжатия. Эти установки с катализатором окисления дизельного топлива обычно сочетаются с дополнительными технологиями очистки выхлопных газов, такими как рециркуляция выхлопных газов, дизельные фильтры твердых частиц для улавливания сажи и селективное каталитическое восстановление, в котором для удаления NOx используется впрыск раствора мочевины AdBlue.

Кража каталитического нейтрализатора

Количество случаев кражи каталитического нейтрализатора из автомобилей в 2019 году резко увеличилось, при этом общее количество случаев кражи за год примерно в 10 раз выше, чем в 2018 году.

Отчеты предполагают, что рост может быть отнесен на счет проблем с цепочкой поставок, из-за которых дилерам стало труднее обеспечить замену каталитических преобразователей через официальные каналы, что привело к возникновению черного рынка. Однако исторически самой большой движущей силой краж были зарубежные рынки драгоценных металлов внутри единиц. Каталитические нейтрализаторы, украденные в Великобритании, часто незаконно вывозятся за границу, а металлы перерабатываются.

Затраты, связанные с заменой украденного каталитического нейтрализатора, могут достигать 2 000–3 000 фунтов стерлингов, и эта цифра завышена из-за того, что воры обычно наносят машине ущерб при снятии устройства.Хотя кражи каталитических нейтрализаторов все еще редки, есть несколько простых шагов, которые вы можете предпринять, чтобы защитить свой автомобиль ...

  • Припаркуйте свой автомобиль в закрытом гараже или на хорошо освещенном месте на виду у публики, чтобы задняя часть автомобиля была близко к стена или забор.
  • Нанесите номер VIN вашего автомобиля на корпус каталитического нейтрализатора.
  • Попросите местный гараж приварить болты к каталитическому нейтрализатору или используйте другие коммерческие противоугонные устройства, которые затруднят его удаление.

История каталитического нейтрализатора

Каталитические нейтрализаторы существуют с 19 века, когда металлические цилиндры, содержащие фильтры, покрытые платиной, иридием и палладием, устанавливались на ранних французских легковых автомобилях в попытке удалить дым, выходящий из них. выхлопы. Технология была впервые запатентована французом Юджином Гудри, который переехал в Лос-Анджелес в 1930-х годах и основал компанию под названием Oxy-Catalyst, которая установила каталитические преобразователи в промышленных дымоходах для борьбы со смогом.

• Стандарты выбросов Euro 6 и их значение для вас

Уже установив свои фильтры на складские вилочные погрузчики, к 1950-м годам Гудри начал исследовать технологию каталитического нейтрализатора для использования на автомобилях, и в 1956 году он получил патент на свою конструкцию. Использование этой технологии на серийных автомобилях не получило широкого распространения до тех пор, пока свинец, блокирующий химические реакции, происходящие в каталитических нейтрализаторах, не был удален из бензина, и производители не были вынуждены ужесточить правила выбросов автомобилей.

Сегодня подавляющее большинство автомобилей с двигателем внутреннего сгорания на дорогах имеют каталитический нейтрализатор, и для разных моделей используются различные типы. Многие автомобили также имеют дополнительные системы, такие как рециркуляция выхлопных газов, дизельные сажевые фильтры и технология селективного каталитического восстановления на основе AdBlue, которые работают с «кошкой» для дальнейшей очистки выхлопных газов автомобилей.

Вы стали жертвой кражи каталитического нейтрализатора? Дайте нам знать в комментариях ниже...

Что нужно знать, чтобы защитить свой автомобиль

Из отчетов сотрудников Опубликовано 14:53 CT 11 марта 2021 г. | Обновлено 14:54 CT 11 марта 2021 г.

ЗАКРЫТЬ

Волна краж каталитических нейтрализаторов охватила Айову и всю страну. Вот что вам нужно знать.

Что такое каталитический нейтрализатор и для чего он нужен?

Это устройство устанавливается на большинстве автомобилей с бензиновым или дизельным двигателем. Каталитические нейтрализаторы, введенные в действие в США с 1975 года, содержат каталитические материалы, которые нейтрализуют около 90% вредных газов в выхлопных газах двигателей, которые способствуют образованию смога.

Подробнее: Кражи каталитического нейтрализатора охватывают Айову и всю страну. Вот почему

Где это на моей машине?

Каталитический нейтрализатор обычно находится в нижней части автомобиля или грузовика как часть выхлопной системы, между двигателем и глушителем. Похоже на еще один глушитель.

Автозапуск

Показать миниатюры

Показать подписи

Последний слайдСледующий слайд

Почему люди воруют каталитические нейтрализаторы?

Потому что он содержит небольшое количество очень дорогих и очень редких металлов - обычно платины, родия и палладия.Цена на эти вещества растет: в среду родий продавался по цене более 29 000 долларов за унцию. Даже если целью вора не является добыча этих металлов, использованные каталитические нейтрализаторы можно получить по хорошей цене на свалках и у торговцев металлоломом.

Сколько стоит замена каталитического нейтрализатора?

Очень много. В зависимости от конфигурации вашего автомобиля стоимость замены может достигать нескольких тысяч долларов. Некоторые люди предпочитают заменять отсутствующий или неисправный преобразователь на обычную выхлопную трубу.Но это 1) незаконно; 2) будет препятствовать прохождению транспортным средством проверки выбросов во многих городах и штатах по всей стране, где они требуются; и 3) позволит автомобилю выделять загрязнения, которые преобразователь должен был предотвратить. Вождение без каталитического нейтрализатора также может повредить двигатель.

Подробнее: Мошенничество, кража документов, проблемы с покупками в Интернете превысили количество сообщений о мошенничестве в Айове в 2020 году

Как я могу предотвратить кражу моего каталитического нейтрализатора?

Самое простое решение - избегать парковки вашего автомобиля или грузовика в таком месте, где кто-то может незаметно пролезть под ним и снять преобразователь.Это быстрая работа для опытного вора. Другие шаги, которые вы можете предпринять, включают в себя приваривание преобразователя к автомобилю, чтобы его было труднее снять; выгравировать на нем идентификационный номер вашего автомобиля, чтобы его было легче идентифицировать как украденное; потратьте несколько сотен долларов на специальный зажим или клетку, которая значительно усложнит удаление и отпугнет вора; или приобретите автосигнализацию, чувствительную к вибрации распиливаемого преобразователя.

Прочтите или поделитесь этой историей: https: // www.desmoinesregister.com/story/news/2021/03/11/catalytic-converter-thefts-iowa-what-you-need-know-cost-replacement/6948819002/

Руководство по краже каталитического нейтрализатора

Здесь, в Чапел-Хилл Tyre, мы стараемся держать наших клиентов в курсе последних новостей автомобильной промышленности. В течение нескольких недель мы можем делиться воодушевляющей информацией, а на этой неделе мы здесь, чтобы обсудить более серьезную проблему, с которой сталкиваются водители: кража каталитического нейтрализатора. Вот все, что вам нужно знать об этой проблеме и о том, что вы можете сделать, чтобы оставаться в безопасности.

Почему крадут каталитические нейтрализаторы?

Каталитический нейтрализатор - неотъемлемая часть вашего автомобиля, предназначенная для уменьшения количества загрязняющих веществ и токсичных газов, выделяемых вашей системой выбросов. Для завершения этого процесса используются драгоценные металлы, такие как платина, родий и палладий. Люди крадут каталитические нейтрализаторы автомобилей, чтобы продать эти металлы на металлолом.

Хотя это происходит уже много лет, недавний всплеск хищений каталитических нейтрализаторов может быть вызван экономической нестабильностью, вызванной пандемией.Кроме того, сокращение пешеходного потока в это время может облегчить задачу ворам, которые не чувствуют себя пойманными. Вору потребуется всего несколько минут, чтобы выпилить каталитический нейтрализатор из вашей машины и оставить вам тысячи долларов ущерба.

Какие автомобили предназначены для кражи каталитического нейтрализатора?

Toyota Prius - автомобиль, на который чаще всего обращаются кражи с катализатором. Как автомобиль с низким уровнем выбросов, конвертеры Prius содержат большее количество драгоценных металлов - платины, родия и палладия.

Thieves могут получить до 700 долларов за конвертер с недобросовестных складов металлолома. И, к сожалению, это может оставить владельцев Prius с счетами до 2000 долларов.

Грузовики и внедорожники также часто становятся объектами кражи каталитического нейтрализатора, поскольку они подняты над землей. Это позволяет легче залезть под металл и распилить его. Тем не менее, любой автомобиль на дороге подвержен краже каталитического нейтрализатора.

Что делать при краже каталитического нейтрализатора

Шаг 1. Свяжитесь с властями

Если вы обнаружите, что каталитический нейтрализатор отсутствует, вам следует немедленно связаться с властями.Они проверят местные камеры видеонаблюдения и постараются помочь поймать человека, укравшего ваш конвертер. Кроме того, для вашего страхового покрытия может потребоваться отчет из полиции.

Шаг 2. Обратитесь в свою страховую компанию

В зависимости от вашего страхового покрытия ваша автомобильная страховка может покрывать замену каталитического нейтрализатора. Вы можете связаться со своим страховым агентом, чтобы узнать, какие у вас есть варианты и застрахованы ли вы.

Шаг 3. Посетите механика

Наконец, вам следует отнести свой автомобиль к механику для обслуживания.Эксперт может обсудить с вами варианты ремонта и запретить вам ездить без каталитического нейтрализатора.

Что происходит, если вы едете без каталитического нейтрализатора?

Столкнувшись с затратами на восстановление украденного «кота», многие клиенты задаются вопросом: «Могу ли я ездить без каталитического нейтрализатора?»

Ответ - и да, и нет. Технически автомобиль может работать без каталитического нейтрализатора. Однако это не устойчивый долгосрочный вариант. Вот некоторые из проблем, с которыми вы столкнетесь при движении без каталитического нейтрализатора.

Громкие шумы в автомобиле и отсутствие каталитического нейтрализатора

Первый признак кражи каталитического нейтрализатора - невероятно громкий шум автомобиля. Вы обнаружите, что при движении без каталитического нейтрализатора будет звучать так, как будто ваш автомобиль рычит, особенно при запуске двигателя или подаче газа.

Грубое вождение и ускорение

Поскольку ваш выхлоп не регулируется, ваш автомобиль будет ездить более грубо. Двигатель обычно пропускает выхлоп через каталитический нейтрализатор.Без этого компонента этот сильный толчок выхлопа приведет к резкому и неравномерному ускорению.

Отказ ежегодного осмотра автомобиля

Без каталитического нейтрализатора вы не пройдете ни проверку безопасности NC, ни проверку выбросов NC. Хотя отказ проверки выбросов может показаться очевидным, вам может быть интересно, почему из-за отсутствия каталитического нейтрализатора вы не прошли проверку безопасности.

Ваша ежегодная проверка безопасности включает проверку выхлопной системы, которая проверяет, в частности, на наличие снятых и поврежденных компонентов.Это включает в себя ваш каталитический нейтрализатор, а также глушитель, выхлопную трубу, клапан PCP и клапан рециркуляции отработавших газов, среди прочего.

Таким образом, вы не сможете продлить регистрацию автомобиля без каталитического нейтрализатора. Вы можете найти дополнительную информацию о проверках выхлопной системы здесь, в нашем списке всего, что проверено во время вашего ежегодного осмотра безопасности.

Вредные выбросы от автомобилей

Ваш каталитический нейтрализатор назван так потому, что он превращает токсины в менее вредные побочные продукты, такие как водяной пар и углекислый газ.Без этого компонента ваш автомобиль больше не будет фильтровать и сокращать вредные выбросы, включая углеводороды, оксиды азота и оксид углерода. Это не только вредно для окружающей среды, но также может привести к ухудшению качества воздуха. Например, когда вы паркуетесь в гараже, эти токсичные загрязнители могут попасть в ваш дом.

Как избежать штрафа в размере 250 долларов

Не каждый, кто ездит без каталитического нейтрализатора, становится жертвой кражи. Некоторые люди предпочитают снимать каталитические нейтрализаторы, чтобы увеличить свою мощность.Если власти обнаружат, что вы сняли каталитический нейтрализатор намеренно, это может привести к огромному штрафу в размере 250 долларов.

Это не относится к украденным каталитическим нейтрализаторам. Штраф назначается «за инструктаж или разрешение человеку вмешаться в устройство контроля выбросов транспортного средства, чтобы вывести устройство из строя или выйти из строя должным образом». Однако, если ваш каталитический нейтрализатор был на самом деле украден, но вы пытаетесь избежать замены с помощью обходных путей, ваши усилия могут напоминать усилия водителя, пытающегося вмешаться в свою систему выбросов.Вот почему так важно сразу же сообщить об украденном каталитическом нейтрализаторе.

Как предотвратить кражу каталитического нейтрализатора?

К счастью, есть несколько профилактических мер, которые вы можете предпринять, чтобы предотвратить кражу вашего каталитического нейтрализатора.

Установите защитное устройство

Кража каталитического нейтрализатора стала настолько заметной, что компании начали продавать защитные устройства. Эти установки делают невозможным отключение вашего каталитического нейтрализатора.К сожалению, качественные устройства и их установка, скорее всего, обойдутся вам в несколько сотен долларов. Однако это может сэкономить тысячи долларов на замене каталитического нейтрализатора.

Вы можете узнать немного больше о Cat Security - одном из этих защитных устройств - в этом видео от наших экспертов и увидеть окончательную установку здесь.

Вибрационная сигнализация

Некоторые новые автомобили имеют настройку безопасности, которая активирует сигнал тревоги при обнаружении вибрации.Распил вашего каталитического нейтрализатора будет достаточно, чтобы сработать эти сигналы тревоги.

Внимательная парковка

Когда вы находитесь дома, вы можете припарковаться в гараже, чтобы избежать кражи каталитического нейтрализатора. Что насчет того, когда ты в пути? Если ваш гараж недоступен, помните несколько советов по парковке:

  • Ярко освещенные места: Парковка под уличными фонарями или в ярко освещенных местах может помочь предотвратить кражу.
  • Густонаселенные районы: Если на стоянке или в гараже, в котором вы находитесь, много людей, вам будет сложно украсть ваш каталитический нейтрализатор, не будучи пойманным.
  • Камера видеонаблюдения: Следите за камерами видеонаблюдения на парковке и постарайтесь найти место, которое они видят.

В лучшем случае эти методы могут предотвратить кражу вашего каталитического нейтрализатора. В противном случае это может помочь властям поймать человека, укравшего детали вашего автомобиля.

Услуги по обслуживанию каталитических нейтрализаторов шин Chapel Hill

Шина

Chapel Hill оснащена устройствами защиты каталитического нейтрализатора, необходимыми для обеспечения вашего душевного спокойствия и защиты вашего автомобиля.Мы продаем и устанавливаем эти устройства, чтобы помочь нашим водителям предотвратить кражу каталитического нейтрализатора.

Если ваш каталитический нейтрализатор был украден, немедленно свяжитесь с властями, чтобы сообщить об этом краже. Вы также можете посетить Chapel Hill Tyre, чтобы обсудить варианты ремонта. Мы с гордостью обслуживаем территорию Большого Треугольника, включая Роли, Дарем, Чапел-Хилл, Апекс и Каррборо, через наши 9 офисов. Мы также обслуживаем близлежащие города, такие как Уэйк-Форест, Питтсборо, Найтдейл, Гарнер и другие города.Запишитесь на прием здесь онлайн, чтобы начать работу сегодня и оставаться в безопасности!

Вернуться к ресурсам

Что такое каталитический нейтрализатор и зачем он вам?

Некоторые заправщики считают их помехой, но кошки - жизненно важный компонент системы контроля выбросов вашего автомобиля.

Война за выбросы бушует большую часть 40 лет, когда правительства жестко обрушиваются на автомобильную промышленность.В 1970-х годах правительство США ввело в действие закон, гласящий, что 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 средством контроля выбросов и интегрировано практически в каждую современную выхлопную систему.

Что такое каталитический нейтрализатор и для чего он нужен?

Кот сидит примерно на трети пути вниз по выхлопной системе и напоминает небольшую металлическую камеру, которая принимает выхлопные газы и изменяет их химическую природу, чтобы уменьшить объем вредных выбросов, только что выходящих из выхлопного коллектора.Внутри кошачьего корпуса находится сотовая структура на керамической основе, облицованная чрезвычайно драгоценными металлами, каждый из которых выполняет определенную работу по снижению выбросов.

Есть три основных вида выбросов, производимых автомобильными двигателями: газообразный азот (N2), двуокись углерода (CO2) и водяной пар (h3O). Однако каталитический нейтрализатор в основном используется для борьбы с более мелкими и более вредными продуктами, которые образуются из-за естественного несовершенного процесса сгорания в двигателе внутреннего сгорания. Это оксид углерода, 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 КБ

Выхлопная система от старого Chevy с изображением каталитического нейтрализатора.

«Катализатор» - это вещество, которое ускоряет химическую реакцию, и внутри каталитического нейтрализатора есть два типа катализатора.Первый - это восстановительный катализатор, в котором в сотах используются платина и родий для снижения выбросов NOx. NOx производится оксидом азота и диоксидом азота в выхлопных газах. Азотные газы вступают в контакт с металлами-катализаторами, которые вырывают атомы азота из молекул, что, в свою очередь, выделяет более чистый кислород, который попадает в выхлопную систему.

Катализатор второго типа представляет собой катализатор окисления, в котором для завершения работы используются платина и палладий.Эти катализаторы окисляют или сжигают окись углерода и углеводороды, остающиеся в поступающем газе, помогая уменьшить количество смога, производимого испарившимся несгоревшим топливом.

Сотовая сетка увеличивает площадь поверхности, с которой выхлопные газы взаимодействуют.

Последним этапом контроля выбросов является датчик O2, расположенный прямо перед котом.Датчик передает обратно в ЭБУ, сколько кислорода содержится в выхлопных газах, а 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 предоставленный кислород для завершения процесса сгорания. Эта последняя стадия не только способствует общей эффективности двигателя, но также позволяет двигателю обеспечивать кошку достаточным количеством кислорода для эффективного завершения процесса окисления 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 стандартного котла спроектирована таким образом, чтобы максимально увеличить площадь поверхности катализаторов при сохранении их общего объема на низком уровне из-за огромной стоимости используемых драгоценных металлов.

К сожалению, соты можно рассматривать как препятствие для выхлопных газов, которые должны выходить в окружающую среду как можно быстрее и эффективнее. Таким образом, каталитический нейтрализатор замедляет выхлопные газы, заставляя двигатель работать тяжелее, поскольку он изо всех сил пытается выдохнуть выхлопные газы в конце каждого цикла двигателя.Сотовая структура внутри каталитического нейтрализатора также может развалиться от перегрева, создавая тем самым дополнительную блокировку для выхлопных газов.

Сотовая структура внутри разрушилась из-за чрезвычайно высоких температур, создаваемых несгоревшим топливом.

Основная цель выхлопной системы состоит в том, чтобы отводить выхлопные газы от двигателя плавно и быстро, с ограничениями и расширениями, такими как большой каталитический нейтрализатор, вызывая только турбулентность и, следовательно, нарушающий, более медленный воздушный поток.Спортивные кошки делают все возможное, чтобы решить эту проблему, уменьшая размер камеры и создавая более гладкую поверхность внутри камеры, чтобы газы проходили через нее быстрее и легче.

Чтобы снизить выбросы, керамическая матрица в сотовой конструкции намного мельче, чем у обычного кота, что гарантирует, что катализаторы могут эффективно преобразовывать соответствующие гадости туда, где они должны быть, чтобы соответствовать правилам выбросов. Небольшого увеличения мощности можно добиться, переключившись на спортивную кошку, при этом цикл двигателя будет освобожден, чтобы максимизировать его эффективность.

Является ли декат приемлемым вариантом?

Здесь вы можете увидеть, что каталитический нейтрализатор был полностью заменен на прямую «трубу для удаления воды».

В большинстве случаев прямой ответ - нет.Многие заправщики решают, что каталитический нейтрализатор создает серьезную закупорку в выхлопной системе, которую необходимо устранить, и поэтому полностью удаляют кошку из системы, заменяя ее прямой трубой. Хотя это увеличит объем вашей трансмиссии и потенциально лишит двигатель еще нескольких лошадиных сил, в большинстве стран вождение автомобиля без каталитического нейтрализатора считается незаконным.

Очистка кошки - это еще одна форма очистки кошки, которая представляет собой процесс удаления сотовых внутренностей кошки, чтобы просто уменьшить количество ограничений, налагаемых на выхлопные газы.

Очистка от ката неизбежно увеличит объем вашей выхлопной системы, но приведет к очень небольшому увеличению мощности. Видео на YouTube-канале robsri18

Большинство людей, которые идут по пути полного удаления кошки, решают рискнуть и просто имеют кошку, ожидающую возвращения на место, когда придет время ТО.Но если вас поймает проницательный полицейский с фонариком, игра может быть окончена. А учитывая, что прирост мощности потенциально можно пересчитать по одной руке в зависимости от размера двигателя, спортивный кот кажется гораздо более жизнеспособным вариантом, если вы действительно чувствуете, что серийный кот на вашем автомобиле сдерживает вашу трансмиссию.

Последствия раздевания кошек своими руками

Однако в автомобиле с турбонаддувом влияние декаттинга будет усилено, так как удаление прекаталитического преобразователя позволит увеличить поток выхлопных газов в турбокомпрессор.Каталитические нейтрализаторы работают лучше всего при высоких температурах, поэтому предварительный катализатор - это меньшая версия, которая находится выше выхлопной системы, чтобы помочь снизить выбросы при запуске, когда двигатель работает на очень богатой смеси.

В системе выхлопа с турбонаддувом предварительный клапан обычно находится прямо перед турбокомпрессором, поэтому удаление ограничит эту область выхлопа. Но опять же, это будет считаться вмешательством в стандартную систему контроля выбросов выхлопных газов и будет считаться незаконным в большинстве стран.

48 КБ

Выхлопная система от Subaru WRX, показывающая предварительную установку перед местом размещения турбокомпрессора.

Вы переоделись в спортивного кота или ходили по канату целой дудки? Прокомментируйте ниже свои мысли об этой распространенной, но рискованной модификации!

Что делает каталитический нейтрализатор?

Не может быть ни одного автомобильного оборудования более злого, чем каталитический нейтрализатор, но также может быть, что эта важная часть просто неправильно понята.Каталитический нейтрализатор находится прямо в центре автомобильных выбросов, бортовой диагностики и ремонта выхлопных газов, поэтому, если вы боретесь с проблемами производительности двигателя или диагностируете проблемы с выбросами, вы можете задаться вопросом: «Что делает каталитический нейтрализатор?»

Химический состав автомобильных выхлопов

Самая важная причина установки одного или нескольких каталитических нейтрализаторов в ваш автомобиль - это помочь каждому лучше дышать. Как? Во-первых, рассмотрим немного химии: чтобы добраться из точки A в точку B, двигатель сочетает кислород с топливом, богатым углеводородами.Внезапное окисление бензина или дизельного топлива высвобождает энергию, которая приводит в движение поршни, коленчатый вал, трансмиссию, дифференциалы и колеса. В идеале, когда точное количество кислорода и топлива сочетается, единственными отходами являются вода и углекислый газ, как показано в этом уравнении горения бензина:

2 C 8 H 18 (топливо) + 25 O 2 (кислород) → 18 H 2 O (вода) + 16 CO 2 (углекислый газ) + энергия

Однако реальное сгорание вряд ли является идеальным.Нежелательные изменения в составе бензина, загрязнении топлива, состоянии двигателя, атмосферных условиях или даже требованиях водителя могут привести к неполному сгоранию и нежелательным химическим реакциям. Например, высокие температуры цилиндров приводят к образованию оксидов азота (NO x ), а плохое сгорание приводит к образованию монооксида углерода (CO) и несгоревшего топлива (HC), что означает, что эти вредные и токсичные соединения могут вызывать их путь в воздух.

Что делает каталитический нейтрализатор в отношении выбросов?

Обратная связь датчика состава топливовоздушной смеси и рециркуляция выхлопных газов могут смягчить некоторые из неэффективности реального сгорания, но не все.Каталитический нейтрализатор - это последняя защита перед выходом выхлопных газов двигателя в мир. Он позволяет проводить специализированные химические реакции, используя тепло и редкоземельные металлы, такие как платина, палладий и родий, для объединения нежелательных выбросов в более безопасные соединения:

  • Оксиды азота и окись углерода производят двуокись углерода и азот: 2 CO + 2 NO x → 2 CO 2 + N 2
  • Топливо и оксиды азота производят диоксид углерода, воду и азот: HC + NO x → CO 2 + H 2 O + N 2
  • Водород и оксиды азота производят воду и азот: 2 H 2 + 2 NO x → 2 H 2 O + N 2
  • Окись углерода окисляется с образованием диоксида углерода: 2 CO + O 2 → 2 CO 2
  • Топливо окисляется, образуя диоксид углерода и воду: HC + O 2 → H 2 O + CO 2

Тепло важно для работы каталитического нейтрализатора - реакции начинаются при 800 ° F (426 ° C) - так что некоторые ок. Талитические преобразователи встроены в выпускной коллектор.Это помогает быстрее довести их до рабочей температуры, уменьшая или устраняя нежелательные выбросы.

Как каталитический нейтрализатор влияет на производительность?

Многие считают, что каталитические нейтрализаторы снижают производительность и эффективность. Люди, которые выпотрошили свои каталитические нейтрализаторы или просто установили прямые трубопроводы, действительно сообщили об улучшении производительности в диапазоне от 5 до 10%. Если ваша цель - извлечь максимум мощности в день трассы, тогда каталитический нейтрализатор с высокой пропускной способностью или прямые трубы могут быть весьма желательными, но для такой небольшой выгоды от ежедневного водителя, зачем рисковать провалом проверки выбросов или получением штрафов? Если вы все же решите снять каталитический нейтрализатор, уберите очищенный автомобиль от дорог общего пользования.

Ознакомьтесь со всеми продуктами для выхлопа, доступными на NAPA Online, или доверьтесь одному из наших 17 000 пунктов обслуживания NAPA AutoCare для текущего обслуживания и ремонта. Для получения дополнительной информации о каталитических нейтрализаторах поговорите со знающим экспертом в местном магазине NAPA AUTO PARTS.

Фотография любезно предоставлена ​​Royal Air Force Mildenhall.

Сколько стоит замена каталитического нейтрализатора? Все, что вам нужно знать

Может быть, вы недавно заметили странный запах выхлопных газов вашего автомобиля, или, возможно, ваша экономия топлива резко упала.

Авторемонт стоит ДОРОГОЙ


В любом случае, когда вы считаете и пересчитываете пенни в своей копилке, вам интересно, не виноват ли каталитический нейтрализатор.

К сожалению, если вам все-таки придется заменить каталитический нейтрализатор в автомобиле, это, вероятно, будет довольно дорогостоящим мероприятием…

Что такое каталитический нейтрализатор?

Каталитический нейтрализатор (иногда называемый «кошачий нейтрализатор» или просто «кот») - это устройство контроля выбросов, которое находится в выхлопе большинства транспортных средств.

Двигатели внутреннего сгорания в качестве побочного продукта своей конструкции выделяют ряд высокотоксичных газов, которые невероятно вредны для окружающей среды. Каталитические нейтрализаторы уменьшают количество этих токсичных газов и загрязняющих веществ и превращают их в менее токсичные газы. Именно эти газы в конечном итоге выходят из выхлопной трубы.

Внешне они очень похожи на глушители выхлопа, но внутри совсем другие. Каталитический нейтрализатор представляет собой сотовую структуру, состоящую из различных частиц, таких как платина, палладий и родий, через которые выхлопные газы проходят и взаимодействуют с ними, тем самым снижая их токсичность.

Как работают каталитические нейтрализаторы?

Итак, мы знаем, что каталитические нейтрализаторы превращают высокотоксичные выхлопные газы в менее вредные, но как именно они это делают? Что за магия вуду творится в этих маленьких устройствах?

Каталитические нейтрализаторы

на самом деле имеют довольно простую конструкцию, здесь нет никаких движущихся частей и никакой сложной компьютерной техники. Внутри каталитического нейтрализатора находится керамический сотовый компонент, покрытый частицами катализатора (комбинация платины, палладия и родия).

При работе автомобиля выхлопные газы проходят через каталитический нейтрализатор, и три вредных соединения (углеводороды, оксиды азота и оксид углерода) перегреваются и вступают в реакцию с катализатором, что превращает их в гораздо менее вредные выбросы.

Что плохого в выхлопных газах?

До 1975 года каталитические нейтрализаторы не были обычным оборудованием. К сожалению, многие из автомобилей, произведенных в то время, были маслкарами с большими двигателями, которые наносили ущерб окружающей среде и резко снижали качество воздуха для дыхания.

В выхлопных газах есть три основных вредных соединения, которые каталитические нейтрализаторы сокращают.

  1. Углеводороды - они содержатся в несгоревшем газе
  2. Оксиды азота - они образуются из-за тепла двигателя, выдувающего азот в воздух, тем самым соединяясь с кислородом
  3. Окись углерода - побочный продукт сгорания газа

Так почему же все эти соединения так вредны?

Окись углерода - яд для любого из нас, кто дышит воздухом.Да, это почти все животные на планете, включая людей.

Как будто этого было недостаточно, как углеводороды, так и оксиды азота, как известно, производят смог (именно поэтому в больших городах, таких как Лос-Анджелес, такое плохое качество воздуха), а оксиды азота даже оказались причиной кислотных дождей!

Итак, совершенно очевидно, что мы не хотим, чтобы эти газы попадали в наш воздух, и с учетом того, что сегодня на дорогах так много транспортных средств, каталитические нейтрализаторы чрезвычайно важны!

Что происходит с вредными газами?

Сейчас вы, наверное, думаете, а куда они деваются? Из выхлопной трубы все еще выходят газы…

Да, есть, и хотя эти газы по-прежнему не являются удивительными для нашей земли, они гораздо менее вредны - до 90% вредных выхлопных газов автомобиля сокращаются за счет использования каталитического нейтрализатора.

Угарный газ реагирует с частицами катализатора и превращается в углекислый газ, который выдыхают люди и животные, и который может быть переработан деревьями.

Углеводороды распадаются и превращаются в диоксид углерода и воду, а оксиды азота разделяются в котле, превращаются и снова превращаются в частицы азота и кислорода. Победа, победа, победа!

Где мой каталитический нейтрализатор?

Каталитический нейтрализатор находится под автомобилем в выхлопной системе.Обычно он устанавливается посередине выхлопной трубы и размещается между выхлопным коллектором и глушителем.

Обычно он приваривается к выхлопной трубе на заводе, и многие заменяющие преобразователи Cat фиксируются на месте.

Некоторые автомобили фактически имеют два каталитических нейтрализатора, например автомобили с двойной выхлопной системой. В этих автомобилях будет по одному конвертеру для каждого набора труб. Некоторые современные автомобили более высокого класса имеют два встроенных каталитических нейтрализатора в качестве метода дальнейшего снижения вредных выбросов.

Как узнать, что с моим каталитическим нейтрализатором что-то не так?

Есть несколько признаков, которые могут указывать на то, что ваш конвертер для кошек вышел из строя. Вот на что обращать внимание:

1 - Ваш автомобиль не прошел тест на выбросы загрязняющих веществ

Во многих американских штатах тестирование выбросов является обязательным и регулярным мероприятием для всех владельцев транспортных средств. Если преобразователь вашего кота не работает должным образом, ваша машина, вероятно, будет выделять больше выхлопных газов, чем должно быть.

2 - Горит контрольная лампа двигателя

Световой индикатор проверки двигателя может означать несколько вещей, и, поскольку современные автомобили настолько сложны, было бы непрактично включать световой индикатор на приборную панель для каждой отдельной вещи, которая может выйти из строя!

Если ваш каталитический нейтрализатор вышел из строя, датчик кислорода (a.k.a датчик o2) в потоке выхлопных газов может посылать сигнал в ваш ECU (блок управления двигателем), чтобы сообщить ему, что что-то не так. Это приведет к включению контрольной лампы двигателя, что является сигналом к ​​тому, чтобы отправиться в местный гараж.

Единственный реальный способ узнать, связана ли контрольная лампа двигателя с плохой работой каталитического нейтрализатора, - это сдать автомобиль на диагностический тест. Механик подключит свой диагностический инструмент к вашему автомобилю, который просканирует ECU на наличие кодов ошибок и точно скажет вам, что не так.

Хотя горящий индикатор проверки двигателя не обязательно является признаком того, что у вас плохой кот, если вы также испытываете один из следующих симптомов, это может быть довольно хорошим признаком ...

3 - Ваш выхлоп издает запах тухлого яйца

В топливе, которое использует ваш автомобиль, содержится небольшое количество серы, а запах тухлых яиц часто связан с соединением, называемым сероводородом. Обычно он превращается в диоксид серы, не имеющий запаха, но когда каталитический нейтрализатор не работает должным образом, этого не происходит.

Это приводит к выходу сероводорода из выхлопной трубы и созданию ужасного запаха тухлых яиц.

4 - Ваш автомобиль разгоняется не так хорошо, как раньше

Одной из причин отказа каталитического нейтрализатора является чрезмерное накопление углерода в сотовой конструкции. Это может вызвать частичную закупорку кошки, что отрицательно скажется на ходовых качествах вашего автомобиля.

Двигатели внутреннего сгорания работают с потоком воздуха (а также с топливом и зажиганием).Когда нейтрализатор Cat заблокирован, он создает недопустимое противодавление в выхлопной системе, что затрудняет воздушный поток.

Меньший воздушный поток = меньшая мощность = плохое ускорение.

Итак, если вы заметили, что в следующий раз, когда вы попытаетесь обгонять, ваша машина будет чувствовать себя немного недостаточно мощной, то каталитический нейтрализатор может быть вашей проблемой.

5 - Вы столкнулись с проблемами экономии топлива

Бензин в наши дни довольно дорогой, поэтому даже небольшие изменения в топливной экономичности вашего автомобиля могут оказать существенное влияние на насос и на ваш кошелек.

Если ваш каталитический нейтрализатор заблокирован, ваш двигатель не будет получать воздушный поток, необходимый для правильной работы, и ему будет тяжелее работать, чтобы добиться той же мощности, что означает перекачку большего количества топлива.

Это все равно, что бежать в гору: внезапно вам нужно вложить на тонну больше энергии только для того, чтобы достичь той же скорости и расстояния.

Каковы причины выхода из строя каталитического нейтрализатора? В каталитических преобразователях

нет движущихся частей, так что можно подумать, что они прослужат всю жизнь, верно? Что ж, правда в том, что они могут, и они обычно рассчитаны на срок службы автомобиля 10-15 лет.

Дело в том, что это предполагает, что все остальные компоненты автомобиля функционируют безупречно, что, конечно, не всегда так. Все части вашего автомобиля связаны между собой, и если одна из них не работает должным образом, это может негативно повлиять на другую.

Во-вторых, это также предполагает, что вы не будете пользоваться автомобилем через 15 лет! В 2019 году средний возраст транспортного средства в США составлял почти 12 лет, что означает, что огромных автомобилей на дорогах значительно превышают 15-летнюю отметку.

Однако, помимо общего старения, есть еще несколько причин отказа преобразователя Cat:

  • Датчик кислорода работает неправильно
  • Плохие свечи зажигания или провода
  • Несгоревшее топливо поступает в выхлоп
  • Попадание масла в выхлоп
  • Попадание антифриза в выхлоп

Сколько стоит замена каталитического нейтрализатора?

Как и при ремонте многих автомобилей, стоимость замены каталитического нейтрализатора может сильно варьироваться в зависимости от ряда факторов, таких как:

Марка и модель вашего автомобиля

Если у вас есть Toyota Corolla 1993 года, скорее всего, замена преобразователя вашего кота будет стоить намного меньше, чем если бы у вас был Jaguar XK8 2005 года.В зависимости от модели, которой вы владеете, стоимость самого устройства может составлять несколько сотен долларов или пару тысяч.

Качество заменяемого блока

Не все каталитические нейтрализаторы одинаковы. Вы можете купить универсальную кошку менее чем за 100 долларов или потратить более 1000 долларов на устройство прямой посадки, специально созданное для вашего автомобиля.

Также может быть огромная разница во внутренней конструкции преобразователя кота.Что делает их такими дорогими, так это использование драгоценных металлов (палладия, платины) в качестве катализатора, поэтому каталитические преобразователи часто становятся жертвами краж.

Более дешевые устройства обычно имеют гораздо более низкую плотность этих частиц, что, очевидно, делает их менее эффективными и более склонными к быстрому отказу. Более дорогие устройства, напротив, имеют высокую плотность катализатора, часто в 6 раз больше, чем их бюджетные аналоги.

Затраты на оплату труда

Типичные затраты на рабочую силу могут составлять от 70 до 130 долларов в час, поэтому более экономичный гараж может сделать этот ремонт намного менее затратным.

Существует также время, необходимое для замены преобразователя Cat, которое для каждого автомобиля разное. Это во многом зависит от размещения, доступности и того, что ваш механик должен сделать, чтобы заменить устройство. Возможно, им придется вырезать старую сваренную кошку и закрепить новую.

На автомобилях с двойной выхлопной системой это может означать удвоение затрат на рабочую силу, а также затрат на запчасти!

Диагностика и устранение других неисправностей

Вы также должны учитывать, что с автомобилем может быть что-то еще не так, что привело к отказу каталитического нейтрализатора.Например, если ваши свечи зажигания загрязнены или ваш кислородный датчик вышел из строя, вам также могут потребоваться затраты на это исправление.

Типичная стоимость замены каталитического нейтрализатора

Хотя стоимость может значительно варьироваться, в зависимости от вашего выбора качества кошки и, конечно же, типа вашего автомобиля, замена преобразователя кошки обычно находится в диапазоне от 1000 до 2500 долларов.

Если у вас редкий или особенный автомобиль, вы могли бы посмотреть на значительно больше…

Стоит ли замена каталитического нейтрализатора?

В зависимости от стоимости вашего автомобиля замена каталитического нейтрализатора может не стоить вообще.Мы, конечно, не рекомендуем ездить на машине с неисправным котом, но вы можете прийти к выводу, что лучше продать машину на утиль.

К счастью, мы здесь, чтобы помочь. Мы покупаем утиль, произведенный в период с 2000 по 2018 год. Почему бы не обратиться к нам и не узнать, сколько вы можете получить за свою машину !?

Как предотвратить кражу каталитического нейтрализатора в Чикаго

Почему крадут каталитический нейтрализатор

Основная причина кражи каталитических нейтрализаторов заключается в том, что они представляют ценность для торговцев металлоломом.Они содержат драгоценные металлы, в том числе родий, платину и палладий. Эти металлы можно продать на свалки по цене от 150 до 200 долларов за штуку, в зависимости от размера преобразователя и текущей ставки на металлы внутри него.

Все автомобили, произведенные после 1974 года, должны иметь каталитические нейтрализаторы. Некоторые из них более привлекательны для воров, чем другие. Например, внедорожники легче пролезть, что делает их более легкой добычей. Чем выше находится ваша машина, тем выше вероятность угона.

Чикаго фактически лидировал в стране по кражам каталитических нейтрализаторов в 2016 году. В период с 2008 по 2016 год жители Чикаго испытали 980 случаев краж преобразователей, что на 15 процентов больше, чем в Сакраменто, Калифорния, занимающем второе место, где их было 850.

Признаки кражи каталитического нейтрализатора

Если вы вор, это несложное преступление. Каталитический нейтрализатор обычно можно снять всего за несколько минут с помощью пилы или гаечного ключа. Наиболее распространенный метод - разрезание труб с обеих сторон конвертера до его снятия.И хотя вы, возможно, не сможете определить, что он был украден, просто взглянув на свою машину, вы не сможете ошибиться после запуска двигателя.

Когда каталитический нейтрализатор снят, ваш автомобиль издает громкий рев, который становится громче при нажатии на газ. Поскольку выхлоп не работает должным образом, автомобиль также ездит грубее, чем обычно. При изменении скорости вы услышите булькающий звук.

На обычном автомобиле каталитический нейтрализатор представляет собой круглый контейнер, соединяющий две части выхлопной трубы. Если вы посмотрите вниз и увидите зияющее пространство в середине выхлопной трубы, значит, ваш каталитический нейтрализатор украден.

Как предотвратить кражу каталитического нейтрализатора

К счастью, есть меры предосторожности, которые вы можете предпринять, чтобы снизить вероятность кражи вашего каталитического нейтрализатора:

  • Паркуйтесь в хорошо освещенных местах и по возможности рядом с входами в здания.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *