Устройство катализатора автомобиля: Устройство автомобильного катализатора (каталитического нейтрализатора отработавших газов)

Содержание

Принцип работы и устройство автомобильного катализатора

Требования к экологической чистоте транспорта становятся все жестче, поэтому инженеры автопроизводителей работают над улучшением устройств, отвечающих за очистку выхлопных газов. Одним из них стал катализатор, устройство и принцип работы которого будет рассматриваться далее. Это ответ на все рассуждения по поводу того, что можно оптимизировать качество моторного масла, топлива, рассчитывать оптимальную смесь, при которой происходит лучшее сгорание, но для этих улучшений в какой-то момент приходит предел.

Устройство катализатора

Особенности конструкции

Принцип работы

Классификация

Срок службы катализатора

Удалить катализатор: можно или нет

Самостоятельная диагностика работы катализатора

Ужесточение требований к составу выхлопных газов, образующихся при полноценной работе двигателя внутреннего сгорания, приводит к необходимости использовать более прогрессивные решения для очистки.

В состав современной выхлопной системы обязательно входят элементы системы дополнительной очистки: сажевый фильтр, нейтрализатор, система дожига топлива. Их задача состоит в минимизации вредных соединений, которые выбрасываются ТС в атмосферу во время движения.

Устройство катализатора

Катализатор представляет собой компонент, необходимый для нейтрализации вредных соединений, являющихся составными частями выхлопов. При сгорании топлива формируются углеводороды, окрашивающие выходящие газы в темный цвет, оксидов азота и углерода. Эти соединения и вызывают у экологов негативные реакции.

Работа нейтрализатора, изначально присутствующего в выхлопной системе, направлена на окислительно-восстановительные химические реакции, приводящие к образованию безвредных веществ: воды, углекислого газа и азота. Это треступенчатые нейтрализаторы, которые и используются в большинстве автомобилей последних моделей. Принцип работы автомобильного катализатора обеспечивает превращение опасных для экологии газов в безопасные соединения, выходящие в атмосферу.

Работа нейтрализатора не требует каких-то вспомогательных источников энергии, так как активное покрытие обеспечивает протекание любых реакций. Рабочая температура элемента достаточно высокая, поэтому он находится за выпускным коллектором, но не слишком близко к мотору, чтобы не перегреваться. Такое расположение обеспечивает выход на рабочий режим за счет разогрева раскаленными выхлопными газами.

Принцип работы катализатора обеспечивает его полноценное функционирование после полного прогревания. Контролировать его работу должны лямбда-зонды – датчики кислорода, установленные перед входом в катализатор и после выхода из него. Для электронного блока управления важной является информация по количеству остаточного кислорода в выхлопе, по которому делаются выводы о функционировании мотора. Если требуется коррекция, то ЭБУ передает сигнал на увеличение или уменьшение воздушной и топливной подачи в систему камер сгорания.

Особенности конструкции

Если принцип работы катализатора выхлопных газов понятен, то можно сказать несколько слов об его устройстве. Нейтрализатор состоит из нескольких ключевых компонентов:

  • Сразу за выпускным коллектором размещен цельный стальной корпус, внутри которого есть термоизолирующий слой, защищающий основной компонент.
  • Нейтрализатор имеет наполнитель в виде сотовой структуры, покрытой внутри активным слоем. В зависимости от производителя устройства в качестве каталитического вещества может использоваться родий, платина, палладий, платиново-иридиевый сплав. Сотовая структура обеспечивает повышение площади контакта газов с активным вещество, поэтому химические реакции проходят более интенсивно.
  • Наполнитель изготовлен из металла или керамики. Выбор материала зависит от конструкции и конечной стоимости оборудования.

Принцип работы

Принцип работы катализатора в автомобиле достаточно прост и базируется на определенной последовательности химических реакций:

  • Внутренняя поверхность сот покрыта драгоценными металлами, которые отвечают за активацию процессов окисления.
  • Оксид азота в результате реакции разлагается на атомы азота и кислорода. Азот объединяется в молекулы, образуя устойчивый азот. Кислород соединяется с угарным газом до образования углекислого газа.
  • Катализатор захватывает из выхлопных газов остаточный кислород, расщепляет углеводороды, давая на выходе такие соединения, как углекислый газ и вода.
  • Остаточный кислород на выходе из катализатора фиксируется лямбда-зондом, чтобы передать сведения о работе устройства штатному бортовому компьютеру.

Исправное устройство в оптимальных условиях не накапливает ничего внутри себя: все вещества, которые поступают в нейтрализатор, покидают его сотовую структуру. Но добиться этого практически невозможно, поэтому со временем происходит деградация каталитического нейтрализатора, что не дает ему полноценно справляться с задачей.

Классификация

Катализаторы можно разделить на категории по функциональности: на двух- и трехкомпонентные. Первый тип работает только с обезвреживанием угарного газа с углеводородами. Такие модели считаются устаревшими, поэтому не устанавливаются на автомобилях новых версий. Трехкомпонентные обеспечивают нейтрализацию оксида азота. Этот вид теперь устанавливается на всех современных автомобилях.

Если говорить о материале изготовления, то принято выделять керамические, металлические и спортивные: 

  • Керамические считаются самыми дешевыми, но это и наиболее хрупкие катализаторы. При ударе по корпусу происходит разрушение сердцевины. Устройства страдают от перепадов температур, сбоев в системе зажигания авто. Катализатор может постепенно разрушаться, что приводит к образованию большого количества мелкой пыли, которая проникает сквозь выпускной коллектор в мотор, что приводит к поломкам. В результате всех этих неполадок может потребоваться капитальный ремонт.
  • Металлические – это дорогие, но надежные устройства, изготовленные из металлической структуры в виде сот. Она отличается упругостью и устойчивостью к механическим и температурным воздействиям. Металл не способен образовывать мелкие частицы, поэтому для двигателя он не представляет опасности.
  • Спортивные отличаются повышенной пропускной способностью, поэтому мотор становится мощнее на несколько процентов. Спортивные монтируются в прямоточные системы выхлопных газов. Их считают наиболее надежными, хоть они и самые дорогостоящие.
Срок службы катализатора

Для катализатора средний ресурс составляет 100 тысяч километров пробега, но в условиях правильной эксплуатации он способен исправно отработать до 200 тысяч. Ранний износ может произойти из-за низкого качества топлива (топливно-воздушной смеси) и проблем с мотором.

Если топливная смесь обедненная, то случается перегрев нейтрализатора, если слишком богатая, то это приводит к засорению пористого блока остатками несгоревшего топлива, из-за чего не протекают необходимые химические реакции. Это вызывает проблемы в работе катализатора с его ускоренным выходом из строя.

Механические повреждения тоже часто приводят к возникновению неисправностей. Удары и различные механические воздействия приводят к возникновению трещин. Это становится причиной стремительного разрушения блоков.

 

Если возникает любая неисправность, каталитический нейтрализатор начинает хуже работать, что можно понять по показаниям, поступающим в ЭБУ от лямбда-зонда, установленного на выходе из нейтрализатора. Сообщение о неисправности может высвечиваться на приборной панели в виде ошибки «Check Engine». Помимо этого, о выходе из строя свидетельствует ухудшение динамики, увеличение топливного расхода и дребезжание при движении.

В такой ситуации требуется его замена на новый. При этом можно установить новый оригинальный компонент либо воспользоваться универсальным. Восстановление или чистка не возможны, а так как новый компонент обычно стоит довольно дорого, многие автовладельцы предпочитают удалить его.

Удалить катализатор: можно или нет

Так как повлиять на принцип работы датчика катализатора невозможно, и он будет выдавать ошибку, если компонент вышел из строя, то многие автовладельцы предпочитают использовать альтернативные довольно радикальные подходы. Чаще всего просто удаляют катализатор, а на его место устанавливают пламегаситель, который выравнивает поток выхлопных газов. Его рекомендуется использовать для устранения неприятных шумов, сопровождающих движение транспорта, у которого отсутствует катализатор.

Если было решено удалить катализатор, то рекомендуется его полностью снять, а не прибегать к рекомендации автомобилистов просто пробить отверстие в нем. Такая процедура способна слегка улучшить ситуацию на некоторое время.

В машине, которая соответствует экологическому стандарту Евро-3, требуется не только удалить катализатор, но и выполнить перепрошивку ЭБУ. Обновление выполняется до версии, в которой каталитический нейтрализатор отсутствует.

Дополнительно можно установить эмулятор сигнала от кислородного датчика, чтобы не потребовалось перепрошивать ЭБУ полностью.

Самое лучшее решение при поломке каталитического нейтрализатора – это его замена на оригинальный компонент в рамках специализированного сервиса, где работают профессиональные мастера с достаточным опытом. Это обеспечивает исключение вмешательства в конструкцию автомобиля, поэтому сохранится соответствие его экологического класса стандарту, прописанному производителем.

Самостоятельная диагностика работы катализатора

Если машина стала ездить хуже, а на приборной панели загорелся «чек», то можно отправиться в сервисный центр, где после тщательной диагностики станет понятно, что произошло. Однако можно самостоятельно выполнить элементарную диагностику функционирования катализатора:

  • Оценить оттенок выхлопа: если он черный, то это явный признак того, что нейтрализатор не работает, поэтому через него и проходят все вредные вещества и газу наружу.
  • Оценить давление газов, выходящих наружу: если приложить ладонь к отверстию выхлопной трубы, то напор должен быть высоким. Если он низкий, то это свидетельствует о необходимости замены катализатора.
  • После длительной поездки заглянуть под машину: если корпус катализатора раскален, то можно говорить о снижении его пропускной способности.
  • В сервисе можно проверить давление выхлопа и сравнить его с показателями эталонных данных. Для определения давления манометр размещается там, где обычно установлен лямбда-зонд.
  • Визуально можно оценить демонтированный нейтрализатор выхлопа на предмет оплавления, засорения или выгорания.

Заменить катализатор требуется после того, как точно установлено, что проблемы в работе автомобиля возникли из-за оплавленных или забитых сот. Но рекомендуется отыскать причину, по которой случилось засорение нейтрализатора, так как после установке нового элемента он тоже может пострадать от тех же неполадок. Поэтому в современных авто все системы связаны очень сильно, для чего используется большое количество датчиков.

Замена и удаление катализатора автомобиля — KVnews.ru

Катализатор необходим для того, чтобы очищать выхлопы авто от вредных компонентов. Так данное устройство сохраняет внешнюю среду.

Устроен катализатор очень просто. Он представляет собой толстую трубу, внутри которой имеются своеобразные соты. Обычно они изготовлены из керамического материала. Чтобы газы из вредных могли стать почти безопасными, температура устройства должна быть порядка 75 градусов. В противном случае реакция не случится.

Зачем удалять катализатор?

Удаление катализатора является вынужденной мерой. Сломанный катализатор способен принести массу проблем в виде ошибок, загорающихся на панели. Также поломка катализатора способна спровоцировать слишком большой расход топлива, улучшить динамические характеристики авто. Состояние отслеживает кислородный датчик. Ремонт катализатора провести невозможно. Если этот компонент вышел из строя, его потребуется удалить и установить на его место новый. Убирают катализатор по причине того, что его стоимость достаточно высока. Однако удаление катализатора имеет свои минусы.

Наиболее оптимальным решением будет замена катализатора. Она поможет вам сделать более комфортной свои поездки и не принести вреда окружающей среде. Если вам требуется замена катализатора, посетите сайт catanet.ru. Здесь вы сможете заказать данную услугу.

Плюсы и минусы снятия катализатора

Плюсы:

• Вам не потребуется покупать другой катализатор, так что вы не потратите деньги.
• Вы заметите незначительное увеличение мощности авто.
• Вы заметите уменьшение расхода топлива.
• Вы увеличите ресурсы силового агрегата.

Минусы:

• Число вредных веществ, находящихся в выхлопах вашего авто увеличится, что будет не очень хорошо с точки зрения экологии.
• Запах выхлопа станет более токсичным. В некоторых случаях выхлоп будет проникать в авто.
• Звук выхлопа. После удаления катализатора рекомендуется поставить пламегаситель. Иначе вы будете слышать неприятный звук особенно на больших оборотах двигателя.
• Вам потребуется поставить или обманку, или прошивку под Евро 2.

Удаление катализатора является неправильным прежде всего с точки зрения экологии. Наша планета и так является достаточно загрязненной. Поэтому каждый водитель должен задумываться о том, как он относится к окружающей среде, опасен ли его автообиль для экологии. Если ваш катализатор вышел из строя, лучше потратить лишние деньги и поменять его.

® На правах рекламы

Фото © catanet.ru

Ремонт катализатора — как провести своими руками + Видео

Если однажды вы заметили, что при эксплуатации автомобиля наблюдается затрудненный запуск двигателя, или он не развивает полной мощности, то можно делать выводы о неисправности выхлопной системы автомобиля. Конечно, не исключены и другие причины, но в данной статье мы рассмотрим лишь систему выпуска отработавших газов, а точнее, его составную часть – катализатор.

Что такое катализатор?

Катализатор – это деталь выхлопной системы, которая необходима для очистки отработанных газов от примесей — от окислений углерода, углеводородов и продуктов сгорания азота. Катализатор вступает в реакцию с этими веществами и, на выходе получается дым, который уже соответствует экологическим нормам.

Катализатор имеет особую внутреннюю конструкцию – это керамические или металлические соты, на которые нанесен специальный сплав. Соты позволяют достаточно широко увеличить площадь конструкции, а следовательно, повысить эффективность и долговечность детали.

Неисправности катализаторов

 

Так как катализатор находится в закрытом пространстве, единственное, наиболее пагубное влияние на него оказывает низкое качество топлива. Дело в том, что в российском производстве топлива применяют специальное вещество – тетраэтилсвинец, которое уничтожает покрытие сот катализатора. После этого, деталь становится непригодной к дальнейшей работе, выброс вредных веществ увеличивается, а на стенках катализатора начинает оседать большое количество инородных частиц, которые препятствуют прохождению выхлопного дыма, уменьшая мощность автомобиля.

Вторая причина заключается в дорожном покрытии. Тонкая сетка катализатора очень чувствительна к вибрациям, которые возникают при движении по неровностям. В конечном итоге, соты разрушаются или попросту отрываются с посадочных мест.

Ремонт и замена катализатора своими руками

Катализатор является неремонтопригодной деталью, именно поэтому, в большинстве случаев, она имеет определенный срок службы, после которого следует обязательная замена. Планка проведения замены может серьезно различаться в зависимости от качества изготовления. Идеальный километраж – это 100 тысяч километров, однако, есть производители, катализаторы которых не проходят и 80 тысяч.

Какие действия можно предпринять при поломке катализатора?

  1. Некоторые водители практикуют выбивание сот из катализатора. Данное действие очень опасно для двигателя, так как напыление попадает в цилиндры. Естественно, это поможет, но ненадолго.
  2. Можно попробовать исключить катализатор и соединить все части выхлопной системы напрямую. В этом случае, готовьтесь к тому, что выхлопная система целиком подлежит замене после 20 тысяч километров.
  3. Замена катализатора. Является самым лучшим и самым дорогим вариантом, так как новый катализатор стоит достаточно дорого. Кроме того, никто не дает гарантий того, что новая деталь не прогорит через 50 тысяч километров. Это связано с тем, что на рынке автозапчастей уже достаточно бракованных изделий.
  4. Есть еще один дешевый и надежный вариант. Он подразумевает замену катализатора на подобный аналог – пламегаситель. Это несложное устройство стоит очень дешево и по экологическим нормам полностью соответствует обычному катализатору. Помимо этого, такое устройство допускается к прохождению ТО и не вызовет нареканий со стороны сотрудников дорожной инспекции.

Видео — Ремонт катализатора на примере Chrysler Sebring

На этом ремонт катализатора своими руками закончен. Еще раз напоминаем, что проведение ремонтных работ в отношении любой детали выхлопной системы ни к чему хорошему не приводит, поэтому, при обнаружении первых признаков неисправности, рекомендуется менять деталь сразу. 

Авто катализатор, свойства катализаторов, прошивка катализатора, датчик кислорода после катализатора, чистка, размеры, Лексус, автомобильный цена, что такое катализатор на автомобиле, устройство катализатора автомобиля, ремонт. — Чип-тюнинг Набережные Челны | PAULUS-CHIP

Авто катализатор, он же каталитический нейтрализатор выхлопных газов, непременный элемент любой современной машины. Его назначение, как понятно из названия, в нейтрализации вредных веществ, содержащихся в выхлопе автомобиля.

Авто катализатор, он же каталитический нейтрализатор выхлопных газов, непременный элемент любой современной машины. Его назначение, как понятно из названия, в нейтрализации вредных веществ, содержащихся в выхлопе автомобиля. Рассмотрим устройство катализатора автомобиля подробнее. 

Опасные соединения по большому счету не столько фильтруются, сколько окисляются, то есть проходит их дожигание. По своей конструкции катализатор похож на соты, выполненные из различных материалов (об этом далее). Их поверхность покрывается активным слоем, состоящим из платины, палладия, родий и многих других дорогих компонентов (вот откуда высокая стоимость). 

Однако без этих веществ свойства катализаторов, позволяющие дожигать окись углерода, оксиды азота и углеводороды, были бы не столь эффективны. Выхлоп проходит через соты, где вредные вещества окисляются. Лучше всего этот процесс идет при высокой температуре, поэтому катализаторы снабжают термостойкой прокладкой между сотами и корпусом. 

Теперь о видах. Они различаются по типу носителя активного слоя и наиболее распространенных два: керамический блок или блок из металла. Керамика стоит дешевле, но отличается хрупкостью. Металл же практически не подвержен механическим повреждениям и имеет все шансы доработать весь ресурс активного каталитического вещества. 

Размеры катализатора в целом стандартизированы, либо подгоняются под ваш автомобиль путем несложных манипуляций. Авто катализатор снабжен датчиками, проверяющими уровень кислорода, лямбда-зондами. Их два, но если первый отвечает за составление топливной смеси, то как раз второй, расположенный у выхлопа, следит за корректной работой нейтрализатора. 

Датчик кислорода после катализатора как раз и «обманывают» при установке пламегасителей. Поскольку система контроля электронная, ей может изредка требоваться прошивка катализатора, проводимая с помощью специального оборудования в сервисном центре Чип-Тюнинг. Если вам уже понятно, что такое катализатор на автомобиле, разберем причины его поломок. 

Самая распространенная – забитые соты. Это может произойти как из-за некачественного бензина, так и из-за механических повреждений керамики. Чистка катализатора с помощью карбспрея, рекомендуемая многими доморощенными умельцами, далеко не всегда приносит свои плоды, да и подходит больше для нейтрализаторов, устанавливаемых на отечественные машины. Выход – замена. 

Еще одна причина, по которой необходимо поставить новый катализатор – выработка его ресурса. То есть активный слой полностью выгорел и не дожигает вредные вещества. Но в российских условиях подобное случается довольно редко, идет ли речь о катализатор Лексус или катализатор на ВАЗ. Российский бензин и дороги не оставляют системе нейтрализатора шансов «умереть своей смертью». 

На катализатор автомобильный цена будет зависеть от нескольких факторов. Важнейшие – оригинальность и тип носителя. Катализатор автомобильный ремонт которого производится с помощью замены на пламегаситель – самый дешевый вариант. Компания Чип-Тюнинг выполняет все виды работ, касающиеся такой детали как авто катализатор.

Автомобильный катализатор. Устройство

Содержание:

  1. Какие бывают катализаторы
  2. Причины вызывающие поломку катализатора
  3. Выявляем неисправности катализатора

Автомобильный катализатор, или каталитический конвертер, один из элементов системы выхлопа понижающий токсичность выхлопных газов. Достигается это химической реакцией направленной на составные элементы отработанной топливной смеси: оксид азота, угарный газ, углеводород.

Расположение катализатора на автомобиле.

Катализатор – действующее вещество, способное вызвать, ускорить преобразование, без включения в сам процесс. Подобнее влияние способны оказывать: хром, родий, золото палладий, никель, медь. С использованием этих свойств и строится действие катализатора, ускоряется процесс преобразования вредных элементов.

Катализатор может быть установлен после приемной трубы системы выхлопа или непосредственно на трубу. Второй способ повышает эффективность прибора, так как для его работы нужна температура выше трехсот градусов, в то же время слишком высокая температура сокращает срок службы каталитического нейтрализатора.

Вещества, входящие в состав выхлопа системы двигателя внутреннего сгорания:

  • вода;
  • азот;
  • углекислый газ, вреден не он, а его избыток.

Перечисленные составляющие выхлопного газа безвредны, но кроме них есть еще и элементы, считающиеся опасными для человека, окружающей среды:

  • углеводород, оксид азота – входит в состав смога;
  • окись углерода – ядовитое вещество, газ незаметен глазом, не имеющий запаха.

Принцип работы катализатора в схеме.

Катализаторы, которые сегодня используются в автомобилестроении, трехкомпонентные. В них три преобразователя, по одному на каждый токсичный компонент смеси.Внешне катализатор выглядит, как стальной корпус, внутри которого помещается конструкция, напоминающая либо соты, либо бусины, выполненные из керамики.

Сотовые ячейки изготавливаются из керамики или металла с напылением химического элемента, выступающего в качестве ускорителя реакции. Сейчас в качестве катализатора стали активно использовать золото, его стоимость меньше, чем палладия, платины или родия, применяемых до этого.

Прибор, внутри которого керамические бусины, имеет более низкую стоимость, но проигрывает в хрупкости конструкции, выводится из строя незначительным механическим воздействием.

Катализатор, в качестве действующего вещества, может использовать вещества, которые выполняют окислительную функцию или восстанавливающую.

Восстанавливающий нейтрализатор действует на состав отработанных газов так, что бы максимально сократить количество оксида азота, выбрасываемого в атмосферу, создается такой эффект платиновым или родиевым покрытием. Происходит химическая реакция: оксид, двуоксид азота, соединяясь с катализирующим элементом, расщепляется на атомы азота и кислорода, в результате получаем кислород и газообразный азот, не приносящий вреда среде.

Окислительный каталитический конвертер, используя палладий и платину, дожигает несгоревшее топливо, насколько это возможно, в результате образуется углекислый газ, выпускаемый в окружающую среду. В процессе сжигания происходят реакции, дающие кроме углекислого газа воду и азот.

Причины, ведущие к поломке каталитического преобразователя.

Керамические нейтрализаторы отличаются хрупкостью конструкции, вывести из рабочего состояния прибор может:

  • Механическое повреждение, спровоцированное ударом, например, о выступающий камень на дороге;
  • Разница температур, вызванная попаданием холодной жидкости с дорожного покрытия на работающий катализатор;
  • Некорректно работающая система зажигания. В случае, когда при запуске двигателя топливная смесь не воспламеняется, ГМС попадает из приемной трубы в емкость катализатора, при последующем запуске системы, попавшее горючее детонирует внутри катализатора, что приведет к разрушению внутренней структуры преобразователя.

Причиной поломки всех видов прибора могут быть:

  • плохой бензин, содержащий примеси;
  • проникновение в нейтрализатор масла по причине изношенных колпачков;
  • при проникновении внутрь катализатора жидких смесей очищающих топливную систему;
  • переобогащенная ТВС;
  • простой на «холостом» ходу.

Как узнать, что нейтрализатор пришел в негодность

  1. Резко ухудшается динамика транспортного средства, плавающие обороты на холостом ходу, в процессе эксплуатации автомобиль «не вытягивает», визуально можно увидеть покраснение корпуса катализатора, это случается при забивке сот, утраты пропускной способности прибора;
  2. В некоторых случаях можно услышать звон или позвякивание (осыпание внутренней конструкции прибора).

При проведении диагностики и при выявлении необходимости замены стоит учесть, что отремонтировать вышедшую из строя деталь выхлопной системы отремонтировать нельзя, только полная замена такой же катализатор, или аналогичный универсальный преобразователь.

При желании можно произвести замену катализатора на пламегаситель.

Что такое катализатор в автомобиле? Устройство и принцип работы

Сегодня в этой статье мы рассмотрим более подробно узнаем, что такое катализатор в выхлопной системе и зачем его устанавливают на автомобиль.

Автомобильный катализатор — это устройство, которое в качестве отдельного элемента входит в состав системы выпуска отработавших газов и играет роль барьера, препятствующего выбросу в воздушную атмосферу губительных для экологии продуктов топливного сгорания. Его еще называют каталитическим нейтрализатором.

Элемент этот с недавних пор вводится в конструкцию всех типов двигателей внутреннего сгорания: бензиновых и дизельных, а устанавливается чаще всего сразу за коллектором выпуска или впереди глушителя.

Конструкция катализатора

В устройстве каталитического нейтрализатора различаются следующие конструктивные элементы:

• Блок-носитель;

• Корпус;

• Теплоизоляция.

Главный компонент каждого устройства нейтрализации отработавших газов – блок-носитель, именно он является его основой. Выполняется блок-носитель чаще всего из термостойкой керамической массы. Однако, автомобильный катализатор может производиться и из металла (намного реже).

В связи с необходимостью достижения максимально большой рабочей площади соприкосновения с газами, при сохранении внешних компактных размеров, катализационный блок-носитель выполняется в виде мелкоячеистых сот. Они имеют либо прямоугольную форму, либо форму шести- или восьмиугольника.

Чтобы защитить блок-носитель от разрушения, он помещается чаще всего в стальной корпус. Между стенками которого и блоком помещается прослойка из термоизолирующего материала. Также в корпус нейтрализатора встраивается кислородный датчик.

Активные вещества каталитического нейтрализатора

Поверхность сот подлежит специфической обработке, в процессе которой на нее наносятся активные вещества, обладающие в отношении вредных примесей выхлопа двигателя каталитическим эффектом. В качестве таких веществ используются благородные металлы платиновой группы: платина, палладий и родий. Именно они оказывают влияние на скорость течения химических реакций, происходящих в нейтрализаторе.

При этом к категории окислительных катализаторов относятся палладий и платина. Благодаря своим химическим свойствам, они существенно ускоряют процесс окисления до водяного пара углеводородов (CH), которые не догорели, а образующегося при горении угарного газа (CO) в углекислый газ (CO2).

Вместе с тем родий – катализатор восстановительный, его роль заключается в восстановлении вредных окислов азота (NOx) до безвредного для природы азота, объемное содержание которого в атмосфере составляет порядка 78,08%.

Как становится понятным, катализатор на автомобиле используется для удаления из выхлопа трех самых вредных примесей, образующихся при горении любого вида жидкого топлива. В связи с таким своим предназначением он носит название трехкомпонентного каталитического нейтрализатора. Для того, чтобы он эффективно работал, необходимо поддержание его в рабочем состоянии с температурой в 300оC.

Именно при таком разогреве рабочих поверхностей сот автомобильного катализатора достигается удаление из выхлопа практически 90% из объема проходящих сквозь него вредных газовых примесей. Чтобы гарантировать эффективный и быстрый прогрев каталитического нейтрализатора до уровня рабочих температур при пуске холодного мотора, находят применение следующие меры:

• Нейтрализатор монтируется прямо вслед за коллектором выпуска отработавших газов;

• чтобы увеличить температуру выхлопа, блок управления работой двигателя на некоторое время увеличивает подачу топлива, делая рабочую воздушно-топливную смесь обогащенной.

Помимо керамических нейтрализаторов, которые нашли самое широкое распространение, используются и иные конструкции и решения. Такие катализаторы делают возможным снижение содержания вредных примесей в отработавших газах.

Магнитно-стрикционные катализаторы (МСК)

Данный тип катализатора является самым продвинутым и ультрасовременным, несмотря на более чем сорокалетнюю историю самой технологии. По сути это – автомобильная технология теперь уже ближайшего автомобильного грядущего.

Эксперименты в направлении разработки методики были развернуты в прошлом веке, еще в 70-х годах. Однако из-за невозможности стабилизировать процесс обработки топлива, работы были приостановлены до лучших времен. А то, что было достигнуто, не пошло в серийную практику.

Сущность технологии катализатора (МСК) лежит в магнитно-стрикционном улучшении атомов углерода. Они являются частью молекул углеводородов, то есть горюче-смазочных материалов.

В результате обработки происходит модификация взаимосвязей топливных углеводородных цепочек и сохранение состояния топлива в достигнутом положении до его полного сгорания.

Катализатору в автомобиле отводится большая роль. Устройство гарантирует подготовку топлива еще до его воспламенения. В итоге, он оказывает влияние на скорость сгорания обработанного топлива. Возрастание скорости горения обеспечивает более качественное сгорание.

За счет этого возрастает коэффициент полезного действия двигателя, снижается нагарообразование, улучшается качество выхлопа со значительным снижением в нем вредных примесей. Создаются благоприятные условия по предохранению от преждевременного износа кривошипно-шатунного механизма мотора.

Поделитесь информацией с друзьями:


Устройство катализатора выхлопных газов


Что такое катализатор и его назначение в автомобиле

Практически с самого начала создания автомобиля и до сегодня у конструкторов стоит несколько вопросов, над которыми они постоянно «бьются». Один из этих вопросов – максимальное снижение выбросов вредных веществ в атмосферу, ведь при сгорании топлива в цилиндрах двигателя появляется отработанные газы, которые в своем составе имеют ядовитые элементы. А поскольку эти газы отводятся во внешнюю среду – значит, отравляющие вещества выходят из силовой установки авто постоянно, пока она работает.

Одним из самых действенных способов снижения вредных выбросов авто, который является вполне распространенным – использование каталитического нейтрализатора, в народе называющийся сокращенно катализатором.

Для того чтобы понять, для чего нужен этот нейтрализатор, упомянем немного теории.

Теоретическая часть

Устройство автомобильного катализатора

Выхлопной газ, выходящий из цилиндров силового агрегата состоит из многих элементов, выделившихся в результате химической реакции, которой и является горение. Некоторые из этих элементов вполне безвредны, а вот такие как окись углерода (СО), углеводороды (СН) и оксиды азота (NO и NO2) являются достаточно опасными. Чтобы уменьшить их содержание в выхлопе двигателя, ученые решили эти химические соединения еще раз подвергнуть хим. реакции. Для этого им пришлось использовать дорогостоящие металлы — платиноиридиевый сплав, палладий, родий. Вступая с ними в реакцию, вредные химические элементы окисляются, из-за чего после реакции на выходе получаются углекислый газ (CO2) и азот (N2) – вещества вполне безвредные. Конечно, полностью ядовитые элементы катализатор удалить не способен, но значительно уменьшить их – вполне.

Даже стандарты ЕВРО, постоянно ожесточающиеся, подразумевают определенное наличие опасных веществ, которые автомобили не должны превышать. В некоторых странах за экологией следят очень серьезно, поэтому авто, не соответствующие определенным нормам ЕВРО, и не оснащенные катализаторами, продавать и использовать запрещено.

Несколько слов о металлах, которые выступают нейтрализаторами. Они отличаются по химической реакции с вредными веществами. Так, палладий и сплав на основе платины являются окислительными, то есть, при вступлении в реакцию с вредными веществами, они их окисляют, разделяя на безвредные вещества.

Родий же является нейтрализатором восстановительным. Он при реакции оксиды азота восстанавливает до обычного безвредного азота.

На деле все происходит так: выхлопные газы и выпускного коллектора подаются в емкость, где находится специальная бобина с нейтрализующим металлом, проходя через которую, часть вредных веществ химически нейтрализуется, а затем уже выхлопной газ идет дальше – в резонатор и глушитель.

Сейчас все чаще применяются все три металла в одном катализаторе на авто – для улучшенной очистки отработанных газов. То есть, внутри катализатора размещаются одна за другой три бобины, каждая со своим металлом.

Конструкция катализатора

А теперь более подробно об устройстве катализатора. Располагается он зачастую за выпускным коллектором. Состоит он из корпуса, утеплителя и блок-носителя – той самой бобины.

О корпусе особо говорить нечего – герметичная жестяная емкость с двумя выходами для установки ее в систему отвода выхлопных газов. Утеплитель предотвращает просачивание газов мимо блок-носителя. Помимо этого, он сохраняет температуру, необходимую для протекания реакций. Дело в том, что быстрее всего реакции, при которых нейтрализуются вредные вещества проходят при температуре не менее 300 град. Поэтому зачастую нейтрализатор и располагается сразу за коллектором.

Принцип работы катализатора

А вот сами блок-носители по конструкции довольно интересны. Указанные металлы являются очень дорогостоящими, поэтому сделать один блок-носитель полностью из этого металла – удовольствие невыгодное. Поэтому основой для блок-носителя выступает керамика, сделанная в виде сотов. На поверхность этих сотов и наносится слой нейтрализующих металлов. Такая конструкция позволяет не только снизить расход дорогих металлов, но еще и по максимуму увеличить площадь контакта металла с газами.

Некоторые блок-носители состоят из свернутой в рулон керамической ленты с сотами, поэтому в разрезе она похожа на бобину. Но это не всегда так, есть и блок-носители, похожий на сигаретный фильтр, но только значительно увеличенный в размерах.

Работа катализатора

Одной из особенностей использования катализатора на авто является то, что бортовой компьютер следит за его работой. Для этого в систему отвода включены лямбда-зонды. В авто, которое не оснащено катализатором, данный зонд только один и нужен он для определения количества остаточного кислорода в отработанных газах для коррекции работы системы питания.

Расположение катализатора в выхлопной системе. Кислородные датчики — это и есть лямбда-зонды

А вот в машине с каталитическим нейтрализатором таких лямбда-зондов два, первый установлен перед и катализатором и он определяет состав выхлопных газов для системы питания. Второй располагается за катализатором и определяет он состав выхлопных газов уже прошедших дополнительную очистку. После бортовой компьютер сравнивает показания двух зондов.

Если значения будут выравниваться, это укажет на выход из строя катализатора, о чем просигнализирует индикатор «Check engine».

Неисправности каталитического нейтрализатора

Все дело в том, что катализатор не вечен и со временем выходит из строя. Средний срок службы его составляет около 100 тыс. км. Если авто прошло такой километраж, и возникли проблемы с катализатором – это укажет на естественный износ. В таком случае слой нейтрализующих металлов с поверхности керамических сотов выгорел и выхлопные газы уже не очищаются.

Видео: Как пробить катализатор

Однако проблемы с катализатором могут возникнуть и значительно раньше. Виной тому может стать нарушенная работа системы зажигания или питания. По их вине может пройти засорение сотов сажей и другими продуктами горения, после чего работа катализатора нарушается.

Еще причиной поломки катализатора может стать некачественный бензин, особенно это проблема актуальна у нас. Часто для повышения октанового числа в бензин добавляется тетраметилсвинец. Октан он хоть и повышает, но в цилиндрах полностью не сгорает, а выходя из цилиндров – оседает на поверхности сотов блок-носителя, после чего катализатор перестает действовать.

Устранение проблем в работе

Решений проблем, возникших с каталитическим нейтрализатором – несколько. Первая и самая простая – замена катализатора на оригинальный. То есть, обращаетесь к официальным дилерам, они заказывают новый элемент, заменяют его и авто продолжает эксплуатироваться дальше. Но в этом есть одна значительная проблема – стоимость. Сейчас производители авто поступают по-хитрому – зачастую выпускной коллектор выполнен заодно с катализатором. А поскольку сам катализатор – не дешевый, а еще если и добавить коллектор, то и вовсе сумма за ремонт может выйти приличной.

Вторым способом решения проблемы является установка универсального катализатора. При этом восстановление работоспособности авто может обойтись значительно дешевле. Для авто подбирается определенная модель катализатора, подходящая по параметрам автомобиля. Далее неисправный катализатор вырезается из системы отвода выхлопных газов, на его место вваривается новый – универсальный.

Видео: Катализатор и пламегаситель, сравнение до и после, 0-100(120) км\ч Nissan Almera N16 QG15DE

И последний способ восстановления – замена катализатора на пламегаситель. Это самый «варварский» способ. Катализатор с выхлопной трубы вырезается, на его место вваривается пламегаситель, он же предварительный резонатор, который стабилизирует поток выхлопных газов при прохождении через него, но он никаких очистных работ не проводит. После производится перепрошивка бортового компьютера, и проблем с катализатором больше не возникает.

Признаки неисправности каталитического нейтрализатора выхлопных газов

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:

Может заинтересовать:

Принцип работы катализатора в автомобиле

Машины являются одним из самых крупных источников загрязнений атмосферы, так как они выбрасывают в атмосферу около 15 000 химических соединений, к которым относится газ и пыль. Компании по производству автомобилей постоянно стараются уменьшить количество вредных выбросов, именно это и привело к созданию автомобильного каталитического нейтрализатора системы выхлопа или как его еще называют катализатор.

Катализатор входит в состав выхлопной системы автомобиля и предназначается для понижения уровня выбросов вредоносных веществ вместе с продуктами горения.

Катализатор автомобильный

В представленной статье мы более подробно поговорим о катализаторе, а именно обсудим такие вопросы:

  • Что такое автомобильный катализатор?
  • Конструкция автомобильного катализатора;
  • В чем заключается принцип работы?
  • Распространенные поломки каталитического нейтрализатора, при которых необходима его полная замена;
  • Признаки неисправности, указывающие на то, что необходима замена;
  • Как правильно проводится замена каталитического нейтрализатора выхлопной системы?

Основная информация о каталитическом нейтрализаторе

Большинство автолюбителей даже не имеют представления о том, что такое автомобильный катализатор и в чем заключается принцип его работы. Именно поэтому сегодня мы попытаемся рассказать основную информацию о каталитическом нейтрализаторе. Итак, автомобильный нейтрализатор это элемент выхлопной системы транспортного средства, снижающий температуру выхлопных газов, очищающий выхлопные газы и обеспечивающий догорание топливной смеси.

Каталитический нейтрализатор используется на бензиновых и дизельных двигателях автомобиля. Представленное устройство чаще всего располагается за коллектором выпускной системы или же перед глушителями.

Схема катализатора автомобильного

Основными элементами катализатора являются: теплоизоляция, корпус и блок-носитель. На сегодняшний момент существует несколько видов нейтрализаторов, которые соответствуют разному содержанию выхлопных газов в автомобильном двигателе.

К основным типам автомобильного катализатора выхлопной системы относятся: восстановительный, окислительный и окислительно-восстановительный.

Для правильной замены каталитического нейтрализатора должны соблюдаться некие условия, для соблюдения этих условий применяется лямбда-зонд. Благодаря данному устройству посылается обновленная информация и регулируется состав топливной смеси.

Признаки неисправности, указывающие на то, что необходима замена

При нормальном функционировании катализатор ломается только после полного сгорания каталитического слоя. Такое формулирование даже не совсем правильно, так как он не ломается, а просто из-за уменьшения каталитического слоя он не может полностью сжигать выхлопные газы. То есть эффективность работы уменьшается, а токсичность продуктов горения повышается. Автомобильный катализатор достаточно редко выходит из строя, но все же каждый автолюбитель должен знать, как поступать в таком случае. Поэтому давайте рассмотрим, как проводится самостоятельная замена каталитического нейтрализатора.

Для начала давайте рассмотрим основные признаки неисправности каталитического нейтрализатора выхлопной системы:

  • Снизилась мощность автомобиля, это свидетельствует о том, что нейтрализатор забит.
  • Во время передвижения транспортного средства на холостых оборотах двигателя заметно плаванье стрелочки тахометра.
  • И выхлопной трубки чувствуется запах аммиака.

Итак, как же правильно проводится замена катализатора?

  1. Открутите болтики, закрепляющие устройство на дополнительном глушителе;
  2. Снимите болтики вместе с шайбой;
  3. Открутите болтики, которые закрепляют устройство на приемной трубке;
  4. Достаньте болтики вместе с пружинными шайбами;
  5. Достаньте устройство под днищем автомобиля;
  6. ПРоведите замену и соберите все в обратном порядке.

Как видите, замена катализатора системы выхлопа довольно проста и с ней сможет справиться даже не очень опытный автолюбитель. Обратите внимание на то, что в момент функционирования он может нагреваться до температуры около 600 градусов. Поэтому прежде чем перейти к замене катализатора дождитесь полного его охлаждения.

Вам понравилась статья? Она была полезной?

Похожие статьи:

Устройство и принцип работы катализатора

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. 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.

Кстати, рекомендуем периодически выполнять проверку катализатора. Подробнее о признаках забитого катализатора читайте в нашей недавней статье.

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. 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.

Следующий этап – фильтрация в окислительном катализаторе. Это необходимо для уменьшения объема окиси углерода и оставшегося топлива. Они окисляются с использованием палладия и платины. Данный катализатор способствует вступлению окиси углерода в реакцию с оставшимся кислородом, что приводит к образованию СО2, то есть углекислого газа.

Современные автомобили оснащаются катализаторами с конструкциями типа “керамические бусины” и “соты”. Очень часто можно увидеть преобразователи со структурой в виде сот.

Не знаешь, как происходит замена катализатора на пламегаситель? Подробнее по ссылке – https://avtopub.com/kak-sdelat-plamegasitel-svoimi-rukami-vmesto-katalizatora/

Далее вы узнаете, как происходит последний этап преобразования. Также Автопаб расскажет о том, как улучшить эффективность работы катализатора.

Оптимизация работы выхлопной системы автомобиля

На последнем этапе преобразования осуществляется контроль выхлопных газов. Полученная информация позволяет регулировать работу системы подачи топлива. Между двигателем и катализатором расположен специальный датчик кислорода (его ещё называют лямбда-зондом). Он сообщает электронике автомобиля количество кислорода в составе выхлопных газов.

После получения этой информации компьютер регулирует объем воздуха, который подаётся для приготовления оптимальной топливо-воздушной смеси. Благодаря такому решению силовой агрегат автомобиля функционирует на пропорции, максимально приближенной к стехиометрической точке. Также это позволяет проверить количество кислорода, ведь он нужен для правильной работы окислительного катализатора.

Катализатор – это устройство, которое создано для борьбы с загрязнением окружающей среды, однако его эффективность можно серьезно повысить. Среди «минусов» стоит отметить, что он функционирует лишь при высоких температурах. Сразу после запуска двигателя этот элемент практически не работает.

Для получения оптимального результата можно изменить расположение катализатора. Он должен находиться ближе к мотору. В таком случае его нагрев будет происходить гораздо более оперативно. Правда, такое решение негативно влияет на эксплуатационный срок каталитического преобразователя по причине регулярного воздействия повышенных температур. Многие производители монтируют катализатор приблизительно под креслом переднего пассажира, что защищает конвертер от воздействия слишком горячих выхлопных газов.

http://www.youtube.com/watch?v=ZFt2IY3fnfs

Для уменьшения количества выбросов используют также подогрев катализатора. Простейшее решение – установка электронагревателей. Нагреть катализатор очень быстро не получится, так как почти на всех автомобилях используется электросеть на 12 Вольт. Подобные решения применяются в современных гибридах (например, в автомобиле Тойота Приус), оснащенных высоковольтными аккумуляторами.

Катализаторы на автомобилях с дизельными двигателями не очень эффективно борются с вредными выбросами NO и NO2. Специалисты отмечают, что дизельные моторы работают в более низком режиме температур, по сравнению с бензиновыми агрегатами, а катализаторы функционируют эффективнее при нормальном нагреве.

Отдельные мастера изобрели современную систему выпуска, у которой нет такой проблемы. Они обеспечивают подачу карбамида (органическое соединение кислорода, азота и водорода) в выхлопную трубу ещё до контакта газов с катализатором. Это приводит к химической реакции, сокращающей объем NO и NO2.

Карбамид (мочевина) присутствует в составе мочи земноводных, а также млекопитающих, поэтому это вещество и получило такое имя. Данное соединение вступает в реакцию с NOx, в результате чего формируется водяной пар и азот, а количество оксидов азота уменьшается примерно на 90%.

Есть ли в моей машине каталитический нейтрализатор? Что делает устройство

По последним данным, количество краж каталитического нейтрализатора постоянно велико.

Admiral Insurance сообщила, что в марте 2021 года количество претензий по кражам увеличилось на 57% по сравнению с тем же периодом прошлого года.

AA заявило, что было вызвано 3910 случаев кражи каталитического нейтрализатора — по сравнению с 57 в 2017 году, что составляет 6760% скачка всего за три года.

Устранение этой проблемы может оказаться очень дорогостоящим: страховые выплаты часто составляют около 1500 фунтов стерлингов.

Воры нацелены на каталитические нейтрализаторы, поскольку они содержат дорогие металлы, включая золото, платину и палладий.

Что такое каталитический нейтрализатор?

Каталитический нейтрализатор — это устройство для снижения токсичности выхлопных газов и загрязняющих веществ в выхлопных газах.

Они делают это, катализируя окислительно-восстановительную реакцию, которая является названием реакции окисления и восстановления.

Их можно найти на многих современных транспортных средствах, прикрепленных к выхлопной системе, и иногда их легко удалить, что делает их мишенью для воров.

Воры снимают с устройств дорогие металлы и продают их по высокой цене.

Как узнать, есть ли он в моей машине?

Если вы не уверены, есть ли в вашем автомобиле каталитический нейтрализатор, лучший способ проверить — это погуглить модель.

Гибридные автомобили особенно часто становятся жертвами воров, поскольку их каталитические нейтрализаторы содержат больше драгоценных металлов.

Модели, включая Honda Jazz, Toyota Prius, Toyota Auris и Lexus RX, относятся к числу наиболее подверженных риску.

Toyota ответила по этому поводу: «Мы делаем все, что в наших силах. Мы поделились инструкциями полиции с клиентами, а также разработали и снизили стоимость устройства Catloc, которое может предотвратить кражу и усложнить задачу. Команды Toyota в Великобритании и других странах также срочно изучают новые технические возможности сдерживания преступников ».

Лорна Коннелли, глава отдела претензий в Admiral, сообщила This is Money : «Многие из целевых автомобилей являются старыми моделями, возможно, потому, что количество драгоценных металлов, содержащихся в их каталитических нейтрализаторах, выше.К сожалению, если эти автомобили повреждены слишком серьезно, их, возможно, придется списать ».

Как мне остановить кражу?

Если можете, лучший способ обезопасить свой автомобиль — это оставить его в гараже.

Если это невозможно, попробуйте припарковаться в хорошо освещенном месте. Не устанавливайте бордюр, так как это облегчит ворам доступ к каталитическому нейтрализатору.

Постарайтесь припарковаться рядом со стеной или забором с выхлопной трубой со стороны стены, так как это затрудняет доступ воров к ним.

Вы можете установить клетки, которые защитят ваш каталитический нейтрализатор от кражи. Поговорите со своим гаражом, чтобы узнать, могут ли они вам это предложить.

Вы также можете установить сигнализацию, которая сработает, если кто-то попытается поднять ваш автомобиль.

Защитите свой автомобиль от кражи каталитического нейтрализатора

Дата публикации: ноябрь 2018 г.

Каталитические нейтрализаторы

предназначены для защиты от вредных выбросов выхлопной системы, превращая загрязняющие вещества в безвредные газы.com. Воры нацелены на каталитические преобразователи, потому что они содержат драгоценные металлы, такие как платина, палладий или родий, которые представляют ценность для торговцев металлами. По словам Эдмундса, они могут продать их на свалку металлолома за 200 долларов. Но как удалить каталитические нейтрализаторы?

По словам Эдмундса, воры обычно используют пилу или гаечный ключ, в зависимости от того, прикручен ли каталитический нейтрализатор болтами или приварен, а снятие может занять всего одну минуту. Итак, что вы можете сделать, чтобы предотвратить кражу каталитического нейтрализатора? Читайте дальше, чтобы узнать больше о том, что могут искать воры, и узнать, как защитить ваш автомобиль.

Качественное автоматическое покрытие

начинается здесь.

Когда вы едете с качественным покрытием, вы водите спокойно. Автострахование Allstate может помочь вам оставаться в безопасности, куда бы вас ни привела дорога.

Получить цитату Найти агента

Топливные автомобили, произведенные после 1974 года, имеют каталитические нейтрализаторы, согласно Списку Энджи, поэтому на дорогах много автомобилей, которые могут понравиться похитителям каталитических нейтрализаторов. Однако воры часто выбирают более высокие автомобили (например, пикапы или внедорожники), потому что они легко помещаются под автомобилем, чтобы получить доступ к каталитическому нейтрализатору, говорит The Spruce.Местоположение вашего автомобиля также может быть фактором — регулярная парковка в одном месте на длительный период времени, например, в торговом центре или пригородной парковке, может дать ворам больше времени, чтобы получить доступ к вашему автомобилю и украсть каталитический нейтрализатор, говорит Баланс.

Возможно, вы не сможете сказать, что ваш каталитический нейтрализатор был украден, посмотрев на свою машину, но вы узнаете об этом, как только запустите двигатель. Когда вы снимаете каталитический нейтрализатор, ваш автомобиль издает громкий рев, который становится громче, когда вы нажимаете на педаль газа, говорит The Spruce.Ваша машина также может издавать лязгающий звук, когда вы меняете скорость, или вы заметите, что она едет не плавно.

Жертва кражи может потратить до 2000 долларов на ремонт своего автомобиля, сообщает The Spruce. По данным Национальной конференции законодательных собраний штатов (NCSL), несколько штатов пытаются помочь сократить количество краж металла путем введения законов, регулирующих операции с металлоломом или дилеров. Некоторые из этих законов могут требовать от торговцев металлоломом документально подтверждать личность продавца перед приемкой металла или документировать описания транспортных средств и фотографии деталей, привезенных продавцом металлолома, сообщает NCSL.

Воспользуйтесь этими советами от The Spruce, чтобы защитить ваш автомобиль от кражи каталитического нейтрализатора:

  • По возможности паркуйтесь в хорошо освещенных местах и ​​недалеко от входов в здания.
  • Если у вас есть гараж, припаркуйте машину внутри и держите дверь гаража закрытой.
  • Приварите каталитический нейтрализатор к раме вашего автомобиля, чтобы его было труднее украсть.
  • Подумайте о том, чтобы выгравировать идентификационный номер вашего автомобиля (VIN) на каталитическом нейтрализаторе — это может помочь предупредить торговца металлоломом о том, что он был украден, и упростить идентификацию владельца.
  • Откалибруйте сигнализацию вашего автомобиля, чтобы она срабатывала при обнаружении вибрации.

Понимание того, когда ваш автомобиль может стать целью кражи каталитического нейтрализатора, является первым ключом к его предотвращению. Следуя этим защитным мерам, вы можете помочь удержать воров от нападения на ваш автомобиль.

5 способов избавиться от похитителей каталитического нейтрализатора

Воровство каталитического нейтрализатора растет по всей стране. Воры могут украсть это устройство за считанные минуты и продать его торговцам металлоломом за несколько сотен долларов за содержащиеся в нем драгоценные металлы.

Замена украденного каталитического нейтрализатора может стоить до 3000 долларов для Toyota Prius, на которую часто нацелены, — говорит Колби Сэндман, владелец компании Muffler Tech в Сакраменто, Калифорния, который заметил рост краж, когда начались ограничения. Теперь в его магазине каждый день заменяют от 15 до 20 украденных каталитических нейтрализаторов.

Такая кража является «преступлением при возможности», — говорит Сэндман, поэтому удаление этого легкого отверстия заставит этих кошачьих грабителей перейти к более легкой добыче.

Вот главные советы от механиков и правоохранительных органов, чтобы избежать мучительных трудностей и дорогостоящего ремонта.

Памятка по покупке автомобиля

Получите полезные советы о том, как упростить процесс покупки автомобиля, еще до того, как вы попадете в автосалон.

1. Знайте, если вы стали жертвой кражи каталитического нейтрализатора.

Позвоните в хороший местный магазин глушителей и спросите, какие автомобили стали мишенью в вашем районе, рекомендует Sandman. Я позвонил в магазин, и, конечно же, они разобрали много поврежденных автомобилей поблизости, таких как грузовики Ford, Honda Elements и Jeep Cherokees, которые часто приходилось видеть в магазине для замены каталитического нейтрализатора.

«Prius — автомобиль №1 для кошачьих краж» в районе Сакраменто, — говорит Сандман. Prius является автомобилем со сверхнизким уровнем выбросов и имеет каталитический нейтрализатор, содержащий больше родия, палладия и платины, которые обезвреживают загрязняющие вещества.

Грузовики и внедорожники часто становятся жертвами похитителей, потому что их легче проскользнуть под транспортным средством, чем поднять его домкратом. Иногда воры откручивают каталитический нейтрализатор, но чаще всего просто перерезают соединительные трубы пилой с батарейным питанием.

2. Установите противоугонное устройство на свой каталитический нейтрализатор.

Инвестиции в устройство блокировки троса намного дешевле, чем замена каталитического нейтрализатора, говорит Арантха Чаваррия, сотрудник отдела общественной информации полицейского управления Лонг-Бич, Калифорния. Интернет полон таких устройств для защиты каталитического нейтрализатора, который является частью выхлопной системы, проходящей вдоль днища вашего автомобиля. Стоимость противоугонных устройств, устанавливаемых в магазине Sandman, варьируется от 250 до 800 долларов.

Вот несколько популярных устройств:

  • Стальной экран, который надевается на каталитический нейтрализатор, для его удаления требуется время и дополнительные инструменты.

  • Клетки из арматуры или другой высокопрочной стали, которую трудно разрезать.

  • Тросы из нержавеющей стали, приваренные от каталитического нейтрализатора к раме автомобиля.

Некоторые магазины глушителей приваривают такое устройство к вашему автомобилю. Но Сэндман предупреждает, что установка каталитического нейтрализатора непосредственно на раму автомобиля может быть шумной, поскольку в противном случае выхлопная система подвешена к автомобилю с помощью амортизаторов.

3. Покрасьте каталитический нейтрализатор

Некоторые источники рекомендуют использовать высокотемпературную флуоресцентную оранжевую краску, например, распыляемую на грили для барбекю, на каталитический нейтрализатор, а затем вписать идентификационный номер вашего автомобиля на окрашенную поверхность. Это делает его отслеживаемым, и, по крайней мере, теоретически, авторитетный торговец металлоломом может отказаться его покупать.

4. Установите сигнализацию или камеру для поимки воров.

Вы можете увеличить чувствительность автомобильной сигнализации, чтобы она срабатывала, когда воры толкают вашу машину.Это нормально, но, как указывает Песочный человек, сигнализация срабатывает, когда ваша кошка запрыгивает на машину посреди ночи. Другие сигналы тревоги срабатывают, когда автомобиль наклонен, например, когда он поднят. Установка видеорегистратора, чувствительного к движению, может уведомить вас о краже или, возможно, записать номерной знак автомобиля для бегства.

В дополнение к сигналам тревоги, Чаваррия рекомендует по возможности установить чувствительные к движению огни и парковку на подъездной дорожке или в закрытом гараже.Она также предлагает познакомиться со своими соседями, чтобы вы могли узнать незнакомцев, которые могли подглядывать за припаркованными автомобилями. Я проверил свой местный Nextdoor.com и нашел почти дюжину сообщений о кражах каталитических нейтрализаторов за последние три месяца.

5. Страхование вашего автомобиля

Комплексное страхование распространяется на краденые автозапчасти.

Если у вас есть полное покрытие — страхование гражданской ответственности, а также страхование на случай столкновений и комплексные полисы по ремонту или замене вашего собственного автомобиля — вы застрахованы за вычетом вашей франшизы.Обычно это требуется, если у вас есть заем или аренда. Если ваш автомобиль подвергается высокому риску кражи каталитического нейтрализатора, вы можете подумать о снижении суммы франшизы.

Если вы несете только страхование ответственности, вы не застрахованы от кражи.

Что делать, если у вас украли каталитический нейтрализатор

Если вы выйдете утром и заведете машину, по громкому шуму выхлопных газов вы узнаете, что каталитический нейтрализатор украли. Вот несколько шагов, которые помогут вам снова начать работу:

  • Каталитические нейтрализаторы для вторичного рынка дешевле, но убедитесь, что они разрешены в вашем штате.Хороший магазин глушителей должен знать, что законно. В некоторых случаях послепродажный каталитический нейтрализатор будет менее желательным и предотвратит кражи в будущем.

  • Спросите своего механика, не приведет ли вождение автомобиля без каталитического нейтрализатора к дальнейшим повреждениям. Если нет, езжайте только в ремонтную мастерскую.

  • Обратитесь в свою страховую компанию и сфотографируйте поврежденную выхлопную трубу на месте каталитического нейтрализатора.

  • Подайте заявление в полицию, которое можно легко сделать онлайн во многих юрисдикциях.Это поможет полиции отслеживать такие преступления и может помочь в арестах.

  • Во время установки нового каталитического нейтрализатора попросите ремонтную мастерскую добавить противоугонное устройство для предотвращения краж в будущем.

Развитие каталитических нейтрализаторов | Особенность

Вкратце
  • Хотя проблема росла, потребовалось много лет, чтобы принять законы против загрязнения воздуха
  • Современное законодательство вынуждает усложнять конструкцию катализатора

Проблема смога

Еще в 1940-х и 1950-х годах качество воздуха во многих крупных городах мира ухудшилось до такой степени, что необходимо было найти решение.Основным источником этого загрязнения являются фотохимический смог и низкий уровень озона, вызванные загрязнителями, выбрасываемыми автотранспортными средствами.

Для решения этой проблемы в середине 1970-х годов, первоначально в Калифорнии, автомобили были оснащены каталитическими нейтрализаторами для удаления загрязняющих веществ и улучшения качества воздуха, несмотря на некоторое сопротивление со стороны автомобильной промышленности. Постепенно использование каталитических нейтрализаторов распространилось по всему миру.

В последнее время рост популярности дизельных транспортных средств и введение законодательства, охватывающего более широкий спектр типов транспортных средств, привели к новым проблемам, и, поскольку мы смотрим в будущее, ожидаются новые проблемы.

Историческое загрязнение атмосферы

Загрязнение воздуха — не новая проблема для человеческой цивилизации. Фактически, в елизаветинские времена ведьмы Шекспира, помимо поощрения убийств Макбета, также прокомментировали качество воздуха:

ярмарка — это фол, а фол — справедливый: парить в тумане и грязном воздухе.

Еще до этого, в 1306 году, Эдуард I ввел закон о загрязнении воздуха, запрещающий сжигание определенных видов угля для улучшения качества воздуха, что привело к тому, что одна бедняга, нарушившая это правило, была казнена без промедления.

Совсем недавно, после промышленной революции, было зарегистрировано множество случаев загрязнения воздуха, серьезно сказывающегося на мировом населении и здоровье человека. Особо следует отметить эпизод смога в 1952 году в результате сжигания угля, в результате которого погибло около 4000 лондонцев, что привело к принятию парламентом Закона о чистом воздухе в 1956 году, эффективно сокращающего сжигание угля.

Современное загрязнение воздуха

Сегодня к основным источникам загрязнения во всем мире по-прежнему относятся электростанции, работающие на угле или природном газе.Наибольшую озабоченность вызывают продукты сгорания двигателей внутреннего сгорания, работающих на бензине и дизельном топливе.

Эти вредные загрязнители включают окись углерода, несгоревшие углеводороды и твердые частицы (ТЧ) от неполного сгорания топлива. Также присутствуют оксиды азота, образующиеся в цилиндре двигателя при высокой температуре и давлении, и некоторые оксиды серы из серы, содержащейся в топливе и смазочных материалах.

Некоторые из этих химикатов токсичны сами по себе, но в сочетании могут образовывать неприглядный, ядовитый и смертельный фотохимический смог, например, в результате реакции диоксида азота с кислородом и углеводородами.

Долгое ожидание постановления

Первое признание потенциальной потребности в катализаторе для удаления загрязняющих веществ из бензиновых автомобилей было представлено в 1909 году, когда французский химик Мишель Френкель выступил на 7-м Международном конгрессе по прикладной химии в Лондоне. Он предложил «дополнительное сгорание в выхлопной трубе с помощью катализатора». 1 Эта идея была примечательной, поскольку прошло всего год после того, как Ford Model T пошел в массовое производство.

Однако даже пророческому прозрению Френкеля предшествовал Закон о консолидации железнодорожных статей 1845 года, первые в мире правила, касающиеся выбросов от транспорта, в данном случае выбросов дыма от паровых двигателей в Англии.

Несмотря на эти ранние попытки привлечь внимание к влиянию транспортных выбросов на качество воздуха, мир ждал до 1975 года, когда США ввели правила, принудительно устанавливающие каталитические нейтрализаторы на бензиновые автомобили в попытке улучшить качество воздуха и ограничить образование фотохимических веществ. смог.

Ранние катализаторы

Первые устройства представляли собой относительно простые катализаторы окисления, состоящие из платины, нанесенной на мелкие частицы оксида алюминия, упакованные в металлический контейнер, приваренный к выхлопной трубе.Их роль заключалась в окислении несгоревших углеводородов и окиси углерода с помощью дополнительного воздуха, впрыскиваемого в выхлопные газы.

Высокоценная и дорогая платина была выбрана в качестве катализаторов после долгих экспериментов с более дешевыми альтернативами. Платина более устойчива в выхлопных газах и менее подвержена отравлению соединениями серы, образующимися из серы в топливе.

Отравление свинцом

Основной проблемой, с которой столкнулись в первые дни, было отравление катализатора свинцом, добавленным в топливо для обеспечения бесперебойной работы двигателя.Это была необходимость в катализаторах для транспортных средств, а также опасения по поводу воздействия свинца на здоровье человека, что привело к постепенному отказу от свинцовых добавок к топливу.

Позже катализаторы были нанесены на керамические сотовые монолитные конструкции ( рис. 1) . Теперь они обычно изготавливаются из силиката магния и алюминия, называемого кордиеритом (2MgO.5SiO 2 .2Al 2 O 3 ). Они сами по себе инертны в каталитическом процессе и представляют собой огромный технологический прорыв по сравнению с предложением Френкеля 1909 года о горном льне или картоне!

За счет очистки выбросов углеводородов из воздуха был немедленно удален один из ингредиентов фотохимического смога.Однако большинство автомобилей выделяют большие количества NO x , и это само по себе токсично.

Окисление CO над Pt / Pd:

2CO (г) + O 2 (г) → 2CO 2 (г)

Окисление углеводородов над Pt / Pd, например:

C 8 H 18 (г) + 12½O 2 (г) → 8CO 2 (г) + 9H 2 O (г)

NO снижения (CO) над Rh:

2NO (г) + 2CO (г) → N 2 (г) + 2CO 2 (г)

Работа с NO

x

Следующим шагом была борьба с выбросами оксида азота (NO x ).Последовательно были установлены два катализатора:

.
  • Восстановительный катализатор для удаления NO x
  • Катализатор окисления, как и раньше.

Двигатель был откалиброван для работы на богатой смеси (избыток топлива, чтобы обеспечить уменьшение подачи для удаления NO x ). Затем перед катализатором окисления был добавлен воздух — довольно громоздкий подход!

Будущие авансы

По-настоящему большой технологический прорыв произошел в 1980-х годах, когда было реализовано устройство, которое могло объединить все функции катализатора в одном катализаторе.Он был назван трехкомпонентным катализатором (TWC) и по сей день является основой контроля выбросов бензиновых автомобилей.

TWC включает платину или палладий для катализа реакций окисления и родий для восстановления NO x , и это стало возможным благодаря ряду крупных технологических достижений, которыми автомобильная промышленность смогла воспользоваться:

  1. Замена карбюраторов системами электронного впрыска топлива, позволяющая поддерживать более точные смеси воздуха и топлива
  2. измерение уровня кислорода в выхлопе с помощью кислородных датчиков
  3. микропроцессорное управление для передачи информации от кислородного датчика (двигатель работает на обедненной / богатой смеси) в систему впрыска.

Эффективное сгорание

Эти достижения означали, что теперь стало возможным запускать бензиновый двигатель с точной стехиометрической смесью воздуха, используемого в качестве топлива для реакции сгорания.

Ранее двигатели работали либо на богатой (избыток топлива, т. Е. В восстановительных условиях), либо на обедненной смеси (избыток воздуха, т. Е. В окислительных условиях). Таким образом, двигатель постоянно пытается работать с идеальным соотношением воздуха, но поскольку регулирование соотношения воздух-топливо зависит от контура обратной связи, небольшие и быстрые колебания происходят по обе стороны от стехиометрического отношения.Таким образом, выхлоп циклически меняется от слегка обогащенного до слегка обедненного.

Для улучшения характеристик TWC в этих изменяющихся условиях также добавляется оксид церия. Оксид церия легко может переключаться между состояниями окисления, обеспечивая кислород в слегка богатых условиях и способствуя восстановлению, когда выхлоп слегка обеднен.

2CeO 2 + CO → Ce 2 O 3 + CO 2

Ce 2 O 3 + ½O 2 → 2CeO 2

Помимо постепенных технических достижений, направленных на соблюдение ужесточающихся правил, это был бы почти конец истории, и за последние два десятилетия было написано много о трехкомпонентных каталитических нейтрализаторах. 3 Но в последние годы растет озабоченность по поводу экономии топлива и выбросов углекислого газа, а также растет популярность более эффективных транспортных средств с дизельным двигателем.

Дизель

Немец Рудольф Дизель изобрел дизельный двигатель в конце 19 века, но при жизни его изобретение не вызвало особого интереса. К сожалению, жизнь Дизеля закончилась, окутанная тайнами и теориями заговора, когда он пропал без вести во время плавания через Ла-Манш в Великобританию в 1913 году.Однако после значительных разработок в последующие десятилетия, направленных на то, чтобы преодолеть шумную и дымную репутацию дизельного двигателя, сегодня его двигатель используется в половине легковых автомобилей, продаваемых в Европе. Они обычно устанавливаются на корабли, поезда, автобусы, грузовики, сельскохозяйственную или строительную технику.

Новые вызовы

Состав выхлопных газов дизельных двигателей представляет собой совершенно новый набор проблем для химиков и инженеров по сравнению с обычными бензиновыми автомобилями.Поскольку сгорание происходит в избытке воздуха (обедненной смеси), все процессы контроля выбросов также должны работать в окислительных условиях.

Растущая популярность дизельных автомобилей также принесла с собой новое законодательство. Это касается тех же загрязняющих веществ, которые содержатся в выхлопных газах бензина, но теперь также включает PM, что является серьезной проблемой. Обычно он состоит из углеводородов и оксидов серы, адсорбированных на твердом углеродистом веществе.

Катализаторы для дизельного топлива

Как и в случае с бензиновыми автомобилями, катализатор снижения выбросов для дизельного топлива не новость.Самым простым устройством для установки на дизельный автомобиль является катализатор окисления дизельного топлива, который основан на нанесенном платиновом или палладиевом катализаторе. При этом избыточный воздух из двигателя используется для окисления окиси углерода и углеводородов до двуокиси углерода и воды. Первые такие устройства были установлены на вилочных погрузчиках в 1960-х годах, 2 , но сейчас их можно найти на большинстве дизельных дорожных транспортных средств.

Удаление окиси углерода и углеводородов из выхлопных газов дизельного двигателя представляет ряд проблем, в основном преобразование этих загрязняющих веществ, часто при низкой температуре, характерной для выхлопных газов дизельных двигателей.Однако наибольшую озабоченность вызывают NO x и PM как с точки зрения простоты удаления, так и с точки зрения их пагубного воздействия на здоровье человека. Все основные новые разработки были сделаны во внедрении устройств для удаления этих загрязнителей.

Селективное каталитическое восстановление

Для контроля NO x были предложены два решения. Первый известен как селективное каталитическое восстановление (SCR), при котором восстановитель, обычно раствор мочевины, распыляется в выхлопных газах для создания условий, необходимых для восстановления NO x .Мочевина испаряется и разлагается до аммиака, который затем реагирует с NO x над катализатором SCR, обычно нанесенным оксидом ванадия (V 2 O 5 ), или железом или медью, нанесенными на цеолит, который наносится на монолит (как для TWC). Эти реакции происходят при температурах выше 200 ° C.

В некоторых ситуациях, например, в странах с холодным климатом зимой, эту температуру получить трудно. Установив катализатор окисления перед SCR, можно преобразовать некоторое количество NO в NO 2 .Если может быть достигнута стехиометрия 1: 1, реакция СКВ будет происходить при более низкой температуре, хотя в действительности возможно лишь небольшое температурное преимущество, поскольку разложение мочевины начинает становиться ограничивающим скорость ниже 200 ° C. Альтернативно, использование катализатора, который экструдирован из материала катализатора, а не нанесен на инертную структуру носителя, также может усилить реакцию. Эти каталитические материалы стали доступны для автомобильной промышленности только в последние несколько лет.

Разложение мочевины:

NH 2 CONH 2 → NH 3 + HNCO

Гидролиз:

HNCO + H 2 O → NH 3 + CO 2

НЕТ SCR:

4NH 3 + 4NO + O 2 → 4N 2 + 6H 2 O

НЕТ 2 SCR:

8NH 3 + 6NO 2 → 7N 2 + 12H 2 O

Быстрая SCR:

2NH 3 + NO + NO 2 → 2N 2 + 3H 2 O

Одной из основных проблем с SCR является проблема введения правильного количества мочевины для реакции, чтобы аммиак не выходил через выхлопную трубу.Резкий запах аммиака в воздухе точно не приветствуется. В качестве страховки может быть установлен катализатор для преобразования любого прорыва аммиака. Также необходимо обеспечить согласие оператора транспортного средства, который теперь должен покупать раствор мочевины исключительно в экологических целях.

Lean NO

x Ловушка

Вторая система контроля NO x известна как ловушка обедненного NO x , и это более сложный путь, чем SCR. Вероятно, это будет преобладать для небольших дизельных транспортных средств, таких как легковые автомобили, по крайней мере, в ближайшей перспективе, поскольку это более экономичное решение для этих транспортных средств, чем SCR.

В ловушке NO x компонент-накопитель NO x , обычно оксид щелочного или щелочноземельного металла, например оксид бария, добавляется к платиновому и родиевому катализатору. В нормальных условиях обедненного дизельного топлива в нем накапливается NO x в виде нитрата, но каждые 60-120 секунд или около того нитрат регенерируется при запуске двигателя с большим количеством топлива в течение нескольких секунд, так что некоторое количество монооксида углерода и углеводорода может снизить содержание нитрата до безвредного. азот.

Бережливое производство (рис. 2а)

NO окисления:

2НО (г) + O 2 (г) → 2НО 2

Хранение NO 2 в виде нитрата:

MO + 2NO 2 + ½O 2 → M (NO 3 ) 2

Регенерация (рис. 2b )

Снижение содержания нитратов с помощью CO (или H 2 ):

M (НЕТ 3 ) 2 + 3CO → MO + 2NO + 3CO 2

NO сокращения (CO):

2NO (г) + 2CO (г) → 2CO 2 (г) + N 2 (г)

NO редукции (H 2 ):

2НО (г) + 2H 2 (г) ⇋ N 2 (г) + 2H 2 O (г)

Конструкция двигателя

Это требует сложной конструкции и эксплуатации двигателя, а также приводит к тому, что для очистки выхлопных газов используется топливо, а не движущая сила, поэтому некоторые преимущества использования дизельного двигателя теряются.Технология также основана на топливе с очень низким содержанием серы, поскольку сера может храниться в виде сульфата на материале для хранения. Поскольку он очень стабилен, ухудшаются характеристики катализатора, что требует периодической стадии высокотемпературной десульфатирования. Это удаляет серу после накопления определенного уровня, тем самым регенерируя катализатор.

Ловушка непрерывного действия

Одним из наиболее успешных устройств для контроля ТЧ является система фильтрации, известная как ловушка непрерывной регенерации (CRT®), которая теперь установлена ​​на 100 000 автомобилей.Он включает катализатор окисления дизельного топлива для удаления монооксида углерода и углеводородов, а также для окисления некоторого количества NO до NO 2 . Уже было показано, что это может быть полезно для катализатора SCR, и это также имеет место здесь. В этом устройстве NO 2 реагирует с ТЧ, улавливаемыми вторым компонентом, сажевым фильтром (DPF), при температуре выше 200 ° C. Это называется пассивной регенерацией и представляет собой непрерывный процесс.

Обычно изготовленные из кордиерита, карбида кремния (SiC) или титаната алюминия (Al 2 TiO 5 ), эти устройства захватывают твердые частицы в их пористой структуре стенки, когда газ проталкивается через стенку из входного канала к выходу. канал ( рис 3 ).

Еще более высокая эффективность пассивной регенерации может быть достигнута путем добавления в фильтр платинового катализатора; это устройство CCRT® (Catalyzed CRT). В некоторых случаях использование пассивной регенерации невозможно.

Другой способ регенерировать DPF — периодически повышать температуру системы примерно до 500 ° C, чтобы кислород в выхлопных газах можно было использовать для окисления PM. Тепло обеспечивается за счет впрыска дополнительного топлива. Он окисляется на катализаторе, вызывая экзотермический эффект, который, в свою очередь, нагревает фильтр.В этом случае важно, чтобы управление регенерацией было тщательно настроено, поскольку опять же это дополнительное топливо частично сводит на нет преимущество дизельного двигателя. Если температура не контролируется должным образом и поднимается слишком высоко, это может привести к расплавлению, растрескиванию или разрушению фильтра, что дорого обходится владельцу.

Современные исследования

Для удаления NO x и PM две системы объединяют, например, CRT, за которой следует катализатор SCR, и это является основой системы SCRT® ( fig4) .

Вместо последовательного размещения катализаторов можно также включить регулирующий катализатор NO x на сам фильтр. Это является основной темой последних современных исследований, в которых катализаторы SCR или LNT наносятся на фильтр, что позволяет удалить загрязняющие вещества NO x и ТЧ на одном каталитическом устройстве. Теперь можно спроектировать систему, которая сэкономит ценное пространство на транспортном средстве и, возможно, также будет стоить. Они известны как четырехкомпонентные катализаторы.

Недавно была предложена еще одна идея — нанести катализаторы один на другой. Например, наслоение системы ловушки / SCR NO x дает катализатор с более широкими функциональными возможностями, но это исследование все еще находится в зачаточном состоянии.

Ждем вперед

Сейчас, во втором десятилетии 21-го -го века, и спустя более ста лет после презентации Френкеля в Лондоне, многие проблемы остаются или могут быть предвидены. Производители автомобилей и двигателей сталкиваются с проблемой одновременного повышения эффективности и выбросов загрязняющих веществ, поэтому технологии двигателей будут продолжать развиваться быстрыми темпами.В конечном итоге это приведет к созданию двигателя, сочетающего в себе преимущества бензиновых и дизельных двигателей.

Двигатели станут меньше и будут работать на новых транспортных средствах, которые будут включать топливный элемент или батареи в качестве второго источника движущей силы.

Будущее принесет гораздо более широкий спектр видов топлива, таких как синтетическое топливо и биотопливо, полученное из сельскохозяйственных культур или альтернативные ископаемые виды топлива, то есть уголь или природный газ, а также водород, природный газ в качестве топлива и смешанные виды топлива. Уровни содержания серы будут продолжать снижаться в соответствии с требованиями законодательства, общественности и индустрии катализаторов.Также будет необходимо разработать катализаторы, которые могут работать при более низких температурах, что является постоянной проблемой, чтобы загрязняющие вещества могли удаляться даже при холодных выхлопных газах, например, сразу после запуска двигателя.

По мере того, как дорожные выбросы продолжают улучшаться, основное внимание будет уделяться другим источникам загрязняющих веществ, таким как корабли и, что самое серьезное, самолеты. Законодательство будет продолжать ужесточаться и включать новые правила, например, по закиси азота, которая является сильным парниковым газом, в 300 раз более эффективным, чем диоксид углерода, а также по количеству твердых частиц, выбрасываемых из выхлопных газов.Фактически, последнее теперь включено в последнее законодательство, которое вступит в силу в 2014 году (законодательство Euro 6). Агентство по охране окружающей среды США в настоящее время предлагает особые правила N 2 O, также для реализации с 2014 года.

Для решения этих проблем больше, чем когда-либо прежде, требуется, чтобы химики и инженеры продвигали уже существующие технологии контроля выбросов и изобрели новые способы решения проблемы загрязнения автомобильным транспортом.

Эндрю работает в исследовательской группе по контролю выбросов в Технологическом центре Джонсона Матти в Рединге, а также является приглашенным научным сотрудником в Кембриджском университете.

Есть ли драгоценные металлы в каталитических нейтрализаторах?

Выберите страну / регион *

Выберите страну / regionUnited StatesCanadaAfghanistanAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBosnia и HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Индийского океана TerritoryBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCape VerdeCayman IslandsCentral африканского RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos (Килинг) IslandsColombiaComorosCongoCongo, Демократической Республика ofCook IslandsCosta RicaCote D’IvoireCroatiaCubaCyprusCzech RepublicDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEast TimorEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEthiopiaFalkland остров (Мальвинские) Фарерские острова, Фиджи, Финляндия, Югославская Республика Македония, Франция, Французская Гвиана, Французская Полинезия, Южные французские территории, Габон, Гамбия, Грузия, Германия, Гана, Гибралтар, Греция, Гренландия, Гренада, Гваделупа, Гуам, Гватемала, Гуин. eaGuinea-BissauGuyanaHaitiHeard и McDonald IslandsHoly Престол (Ватикан) HondurasHong KongHungaryIcelandIndiaIndonesiaIran (Исламская Республика) IraqIrelandIsraelItalyJamaicaJapanJordanKazakstanKenyaKiribatiKorea, Корейские Народно-Демократической RepKorea, Республика ofKuwaitKyrgyzstanLao Народный Демократической RepLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyan Arab JamahiriyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacauMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesia, Федеративные StatesMoldova, Республика ofMonacoMongoliaMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNetherlands AntillesNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorthern Mariana IslandsNorwayOmanPakistanPalauPanamaPapua Нового GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairnPolandPortugalPuerto RicoQatarReunionRomaniaRussian FederationRwandaSaint HelenaSaint Китс и НевисСент-ЛюсияСент-Пьер и МикелонСамоаСан-МариноСао-Томе и ПринсипиСаудовская АравияСенегалСейшельские островаS ierra LeoneSingaporeSlovakiaSloveniaSolomon IslandsSomaliaSouth AfricaSpainSri LankaSth Georgia & Sth Sandwich Институт социальных Винсент и GrenadinesSudanSurinameSvalbard и Ян MayenSwazilandSwedenSwitzerlandSyrian Arab RepublicTaiwan, провинция ChinaTajikistanTanzania, Объединенная Республика ofThailandTogoTokelauTongaTrinidad и TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanTurks и Кайкос IslandsTuvaluUgandaUkraineUnited Арабские EmiratesUnited KingdomUruguayUS Малые отдаленные IslandsUzbekistanVanuatuVenezuelaVietnamVirgin острова (Британские) Виргинские острова (U.S.) Острова Уоллис и Футуна Западная Сахара Йемен Югославия Замбия Зимбабве

Как очистить каталитический нейтрализатор

Drive и его партнеры могут получать комиссию, если вы покупаете продукт по одной из наших ссылок. Подробнее.

Пока мы не живем в мире самоподдерживающихся автомобилей на солнечном водороде с нулевым уровнем выбросов (мы можем мечтать, да?), Мы застряли с кучей пластырей из-за созданных нами экологически вредных проблем. Каталитический нейтрализатор, очищающий от до токсичных выбросов, создаваемых двигателями внутреннего сгорания, является одним из таких «исправлений».”

Каталитический нейтрализатор — это часть вашей выхлопной системы, которая поглощает вредные пары от двигателя и выделяет меньше вредных паров. Их функциональность имеет решающее значение не только для обеспечения бесперебойной работы автомобиля, но и для прохождения испытаний на выбросы и поддержания чистоты воздуха для потребления.

Современные каталитические нейтрализаторы OEM рассчитаны на срок службы примерно 10 лет, плюс-минус несколько, или примерно 100 000 миль. Однако некоторые из них могут прослужить годы сверх их ожидаемого срока, и их долговечность может заставить некоторых владельцев задуматься, требуют ли эти устройства обслуживания или чистки.Короткий ответ — нет, но все гораздо сложнее. Опытная информационная команда Drive ответит на все ваши вопросы о каталитических нейтрализаторах ниже. Давай перейдем к делу.

Что такое каталитический нейтрализатор и для чего он нужен?

Каталитический нейтрализатор, являющийся неотъемлемой частью выхлопной системы автомобиля, регулирует и снижает выбросы, когда они выходят из двигателя в открытый воздух. Каталитический нейтрализатор, расположенный между выпускным коллектором и задней трубой, использует встроенные катализаторы для преобразования углеводородов, оксида углерода и оксидов азота в менее вредные побочные продукты, такие как водяной пар, диоксид углерода и азот.

Как работает каталитический нейтрализатор?

Внутри каталитического нейтрализатора находится металлическая или керамическая подложка или поверхность, на которой происходят химические реакции. Подложка покрыта драгоценными металлами, такими как платина, палладий. и родий. При правильном уровне нагрева углеводороды, оксид углерода и оксиды азота проходят через подложку, вступают в реакцию с драгоценными металлами и преобразуются в менее вредные газы, которые выходят через глушитель и выхлопную трубу.

Признаки неисправного каталитического нейтрализатора

Современные каталитические нейтрализаторы подключены к бортовой диагностической системе (OBD) автомобиля с датчиками. Если каталитический нейтрализатор не работает с максимальной эффективностью, датчик выдаст код ошибки, который предупредит водителя сигнальной или предупреждающей лампой. Наиболее распространенный код P0420 гласит: «Эффективность системы Catalyst ниже порога». Хотя название предполагает проблему с преобразователем, скорее всего, это результат проблемы на входе, которая приводит к снижению эффективности преобразователя.Другие симптомы включают:

  • Запах тухлого яйца
  • Жесткий запуск
  • Приглушенное ускорение
  • Потеря мощности
  • Низкая экономия топлива

Возможные причины повреждения или засорения каталитического нейтрализатора

Каталитические нейтрализаторы не выходят из строя сами по себе , поэтому крайне важно устранить проблемную проблему, прежде чем определять необходимость замены преобразователя. Многие вещи могут вызвать проблемы с каталитическим нейтрализатором, поскольку он напрямую связан с процессом сгорания.Вот наиболее распространенные:

Бедная или богатая топливно-воздушная смесь

Если соотношение топливно-воздушной смеси не настроено до надлежащего, результаты могут повлиять и / или повредить ряд связанных деталей автомобиля. Поскольку каталитический нейтрализатор находится ниже по потоку от камеры сгорания, бедные или богатые условия могут создать избыток топлива или накопление углерода. Если топливо попадет в каталитический нейтрализатор, оно может сгореть и расплавить внутренности устройства.

Плохие датчики лямбда / кислорода

Датчики расположены по всему двигателю и подключенной к нему выхлопной системе.Эти датчики проверяют уровень кислорода, чтобы убедиться, что автомобиль работает в нормальных пиковых условиях. Если у одного из этих датчиков плохое соединение, плохая проводка или он сам вышел из строя, он не будет делать необходимые показания, чтобы держать ситуацию под контролем. Без сторожевых таймеров уровни могут быть отключены, что может привести к перегреву и повреждению преобразователя.

Физическое повреждение

Преобразователь может быть физически поврежден такими вещами, как лежачие полицейские, движение по бездорожью, движение по веткам, ненадежные шины для шоссе или множество других препятствий.Повреждение внешней оболочки и / или внутренних компонентов может привести к неправильной работе или буквально падению.

Работают ли аэрозоли для очистки каталитического нейтрализатора?

Присадки и чистящие средства, такие как Cataclean, утверждают, что очищают каталитический нейтрализатор автомобиля, кислородные датчики, топливные форсунки и головки цилиндров. Отзывы клиентов рекламируют разные результаты, но мы еще не видели убедительных доказательств того, что эти спреи в лучшем случае являются чем-то большим, чем просто затяжные маркетинговые меры, а в худшем — змеиное масло.

Да, Cataclean одобрен EPA, но лучше найти настоящие проблемы и исправить их правильным способом.

Можно ли очистить каталитический нейтрализатор водой с мылом?

Нет. Знание того, что мыло для посуды Dawn достаточно безопасно для мытья маленьких уток, может заставить вас поверить в то, что его безопасно использовать для очистки каталитического нейтрализатора. На это я отвечаю: кошка похожа на утку?

Можно ли очистить каталитический нейтрализатор разбавителем для лака?

Не делайте этого. Независимо от того, сколько пользователей YouTube говорят о том, как они это пробовали, ни один производитель, с которым мы разговаривали, никогда не одобрял использование этого метода.

Получите помощь в очистке каталитического нейтрализатора от механика на JustAnswer

Drive распознает, что даже с помощью наших пошаговых инструкций ржавый болт, скрученный компонент двигателя, масло утечка или множество других проблем могут быстро сорвать проект. Вот почему мы сотрудничаем с JustAnswer, который связывает вас с сертифицированными механиками по всему миру, чтобы помочь вам справиться даже с самыми сложными задачами.

Итак, если у вас есть вопрос или вы застряли, нажмите здесь и поговорите с ближайшим к вам механиком.

Катализаторы контроля выбросов

Катализаторы контроля выбросов

W. Адди Маевски

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Abstract : Катализаторы контроля выбросов, представленные в 1970-х годах, в настоящее время используются во всех типах двигателей внутреннего сгорания, а также в ряде стационарных приложений.Каталитические реакторы для мобильных приложений, известные как каталитические конвертеры, используют монолитные подложки с покрытием из катализатора. Термины, которые используются для характеристики характеристик катализатора, включают эффективность преобразования, температуру зажигания и объемную скорость.

Фон

Технологии экологических катализаторов уходят корнями в проблемы загрязнения воздуха легковыми автомобилями, работающими на бензине. Выбросы бензиновых автомобилей были первоочередными целями ранних законодательных актов о загрязнении воздуха, начиная с 1970-х и 1980-х годов.В США федеральные нормы выбросов основаны на четырех законах: Закон о чистом воздухе (CAA) 1967 года, CAA 1970 года и две поправки к нему, принятые в 1977 и 1990 годах [406] .

После принятия CAA и вытекающих из этого стандартов выбросов для транспортных средств в середине 1970-х годов в США были начаты коммерческие поставки катализаторов окисления (первое коммерческое применение в автомобилях 1975 модельного года) для контроля выбросов CO и HC из бензина с искровым зажиганием (SI). приложения двигателя. Технология трехкомпонентного катализатора, представленная в 1980-х годах, также позволила контролировать выбросы NOx из двигателей SI на уровнях, которые значительно ниже, чем выбросы NOx из дизельных двигателей.Наконец, в 1990-х годах катализаторы окисления были внедрены в автомобили с дизельным топливом в Европе, а также в двигатели для дизельных автобусов и (в ограниченном масштабе) грузовых автомобилей в США. Еще с 1970-х годов дизельные катализаторы также использовались в некоторых профессиональных средах, например, в подземных горных выработках. В большинстве катализаторов во всех перечисленных выше областях применения в качестве активных компонентов используются благородные металлы платиновой группы.

Рисунок 1 . Каталитический нейтрализатор на бензиновом автомобиле

Вслед за успехом в области применения мобильных двигателей для стационарных применений были внедрены каталитические технологии для контроля летучих органических соединений (ЛОС) и выбросов NOx.Список применений катализаторов включает такие источники выбросов, как химические заводы, процессы окраски и нанесения покрытий, печи, полиграфия, химчистка, производство электроэнергии и, наконец, что не менее важно, стационарные двигатели. Примеры каталитических технологий для стационарных двигателей включают неселективное каталитическое восстановление (NSCR) NOx из двигателей, работающих на обогащенном природном газе, и селективное каталитическое восстановление (SCR) NOx аммиаком из дизельных двигателей.

Рисунок 2 . Каталитическая система SCR на стационарном дизельном двигателе

Широкое распространение и популярность катализаторов для контроля выбросов из двигателей внутреннего сгорания можно объяснить рядом преимуществ, а именно:

  • простота и пассивность большинства каталитических систем,
  • Незначительное отрицательное влияние на двигатель или экономию топлива (низкий перепад давления),
  • необслуживаемая или не требующая особого обслуживания операция,
  • доказала свою надежность и
  • относительно невысокая стоимость.

Катализаторы также имеют ряд недостатков и потенциальных проблем, которые необходимо тщательно учитывать при проектировании систем контроля выбросов. Некоторые из проблем включают:

  • Зависимость производительности от температуры. В случае двигателей внутреннего сгорания это означает зависимость производительности от условий работы двигателя и рабочего цикла.
  • Потеря активности из-за отравления и термической деактивации.
  • Возможность нежелательных реакций.В некоторых случаях над катализатором могут образовываться вторичные выбросы.
  • Недостаточное наличие на рынке некоторых каталитических материалов, таких как некоторые благородные металлы, может вызвать непредсказуемые колебания цен и дефицит предложения.
  • Металлы платиновой группы — в основном платина, палладий и родий — выделяемые каталитическими преобразователями в результате истирания, могут накапливаться в почве и растениях вдоль шоссе [1087] и были обнаружены в дорожной пыли и городских отходах, таких как сожженная зола сточных вод [2468] ] , а также в атмосферных твердых частицах в городской среде [1343] , экологические последствия которых остаются неясными.
  • Некоторые неблагородные металлы могут быть потенциальным источником вредного воздействия на здоровье и окружающую среду, если они выбрасываются из каталитического нейтрализатора в результате истирания или других процессов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *