Зачем в машине нужен катализатор?
Зачем в машине нужен катализатор? Каждый автовладелец знает, что к загрязнению окружающей среды в наше время относятся очень внимательно. Это одна из основных проблем современности. В машинах нужны катализаторы для очистки выхлопных газов. Каталитический нейтрализатор является неотъемлемой частью всех машин, которые выпускаются в развитых странах.
Его конструкция совсем не сложна, но входящие в него слои платины, родия или палладия делают его недешевым. Поэтому часто приходится выбирать – отремонтировать старый катализатор в машине или же купить новый. Разница, зачастую, совсем не велика.
Выяснив, зачем в машинах нужны катализаторы перейдем к более детальному их изучению.
Катализаторы могут различаться по типу носителя, непосредственно на который наносится каталитический слой. Он может быть представлен керамическим блоком, в виде сот, или блока, выполненного из металлической ленты. Керамические катализаторы получили большую распространенность, по сравнению с металлическими, и по цене они гораздо дешевле. Но у керамических катализаторов есть и значительный недостаток – хрупкость. Учитывая особенности российских дорог, даже при незначительном ударе о камень, рассыпавшиеся соты своим специфическим звуком сообщат водителю о том, что его ждут непредвиденные затраты. В этом момент автолюбители и задаются вопросом: «Зачем в машине нужен катализатор и подходит ли он для езды по российским дорогам?». Та же ситуация может произойти в случае если вода попадет на раскаленный катализатор (например, если на прогретом полностью автомобиле въехать в лужу). Разрушение керамики может произойти и по причине неполадки в системе зажигания. Соты могут рассыпаться по следующей причине: если сразу не происходит воспламенения топлива при попытке пуска двигателя, то бензин, который не сгорел, скапливается в емкости выпускного тракта, и при запуске мотора взрывается. Более надежным является металлический блок, он может достаточно долго выдерживать различного рода механические нагрузки. Но оба эти катализатора в равной степени «не любят» таких факторов:
— использование некачественного или же этилированного бензина;
— попадание антифриза или масла в камеру;
— попадание технических жидкостей непонятного происхождения, которые могут использоваться в качестве промывающей жидкости;
— топливная смесь, которая излишне обогащена;
— работа двигателя «вхолостую» достаточно длительное время.
При воздействии данных факторов, кроме того, что происходит потеря способности катализатора сжигать до конца вредные примеси, еще происходит засорение каналов. В результате происходит уменьшение общего проходного сечения, потеря мощности и перегрев самого каталитического нейтрализатора, у которого корпус может раскаляться до красна. Случалось так, что от раскаленного катализатора происходила плавка алюминиевой теплозащиты, и вследствие этого происходило возгорание антикоррозийного покрытия днища. Из-за того, что внутренняя температура катализатора поднимается до высокого уровня, происходит плавление керамики и засорение прохода для выхлопных газов. После этого ремонт двигателя неизбежен. Еще один из неприятных нюансов. В изношенном керамическом катализаторе, несмотря на то, что он выглядит целым и хорошо сохранившимся, происходит медленное разрушение. При этом образующаяся керамическая пыль забивается в камеру сгорания, а иногда, разобрав двигатель перед ремонтом, в цилиндре можно обнаружить маленькие кусочки керамики. Из-за попадания керамической пыли в камеру сгорания, происходит преждевременный износ стенок цилиндров, что в результате приводит к раннему износу самого двигателя. Вот что таит в себе на первый взгляд безвредная деталь. Недаром в Европе, не зависимо от того, в каком состоянии катализатор, уже через 100000 километров пробега, старый нужно заменить на новый.
Вторым отличительным признаком, который является важным для автолюбителя, является то, где расположен катализатор в выпускной системе. У многих машин каталитический конвертер расположен сразу за приемной трубой, либо совместно с ней, составляя тем самым одну деталь. В другом случае каталитический нейтрализатор может быть расположен непосредственно в выпускном коллекторе, иногда за ним, перед приемной трубой. Но этот вариант является самым неудачным с позиции ремонтопригодности. В конце XX века и в начале XXI века, катализаторы помещали в коллектор, ведь такая конструкция упрощала выполнение экологических норм ЕВРО4. При близком расположении каталитического конвертера выхлопных газов с камерой сгорания происходит более быстрое нагревание до рабочей температуры, и он сохраняется от внешних воздействий и резких скачков температуры. Сам же коллектор подвержен сильным повреждениям. Если произошел перегрев катализатора, то последствия необратимы – выпускной коллектор треснет. А стоимость коллектора вместе с катализатором превышает стоимость одного коллектора. Из-за такого расположения катализатора, при его поломке, владельцы машин выкладывают немалую сумму, как за саму деталь, так и за ее установку.
Варианты замены катализатора
Что же делать, если катализатор вышел из строя? Поэтому поводу всегда мучают сомнения. Нужно ли ставить новую оригинальную деталь. Не для всех автовладельцев цена данной детали является приемлемой, другие считают «зачем выкладывать такую сумму денег за эту деталь, если можно ездить и без нее?». Тем более, что отношение водителей к экологическому контролю в России лояльное. Даже если владелец автомобиля всегда обращается к официальным дилерам, то в данном случае, лучше с проблемой каталитического нейтрализатора обращаться к специалистам, которые профилируются именно на этой системе выпуска.
Специалисты сервисных центров скажут, зачем ставить оригинальный каталитический нейтрализатор, если есть универсальный, который гораздо дешевле. И они будут отчасти правы. Если в автомобиле стоят дополнительные кислородные датчики (лямбдазонды), которые располагаются после катализатора, и тогда этот вариант является единственной альтернативой взамен оригинальной детали. А вот третий вариант – замена катализатора пламегасителем, здесь не подойдет. Ни универсальный каталитический нейтрализатор, ни универсальный пламегаситель, нельзя устанавливать на те машины, у которых коллектор с катализатором составляют единое целое, а так же, когда корпус катализатора чугунный и располагается сразу после выпускного коллектора. Как правило, бывают и исключения – если есть достаточно места, и коллектор сделан из нержавеющей стали, а не из чугуна. Для того, чтобы гарантировать, что катализатор не рассыплется и прослужит достаточно долгое время, специалисты рекомендуют ставить универсальный металлический катализатор, а не керамический. Но зачастую проблему решают простым способом, замена каталитического нейтрализатора пламегасителем. Много плюсов склоняет автолюбителей к данному выбору: зачем тратить деньги на катализатор, если его можно заменить пламегасителем? Тем более стоимость его гораздо ниже. Это очень актуально для машин с большим пробегом. Нет гарантии, что даже новый оригинальный катализатор прослужит долго. Если взвесить все варианты и учесть лояльность отечественных норм по содержанию в выхлопе вредных примесей, то конечно можно отдать предпочтение пламегасителю.
portalvaz.ru
Зачем нужны катализаторы? KupimKatalizator.ru , Москва
Многие начинающие автомобилисты не знают, зачем нужен катализатор в выхлопной системе машины.
Это устройство отвечает за очистку выхлопных газов, окисляя остаточные вредные вещества, содержащиеся в них. Конструктивно оно представляет собой контейнер, в котором размещено множество сот.
Существует 2 типа: керамические и металлические. Первые дешевле, вторые надежней и, соответственно, дороже.
Сотовая структура необходима, чтобы увеличить площадь соприкосновения выхлопных газов с поверхностью. Сверху соты покрыты платиноиридиевым составом – химическим катализатором. При контакте с ними СО, NO, NO 2 и СН, то есть окись углерода, оксиды азота и углеводороды, окисляются и превращаются в безвредные для экологии углекислый газ (CO2), воду (H2O) и азот (N2) с примесями. При этом выделяется большое количество тепла, которое благотворно сказывается на прохождении реакции. Рабочая температура каталитического нейтрализатора может достигать 800° С. Кроме того, он является еще и пламегасителем, так как разбивает струю выхлопных газов.
При нормальных условиях эксплуатации в автомобиле катализатор прослужит от 60 до 150 тыс. км пробега. После этого его необходимо менять, так как по сути это фильтр, который постепенно изнашивается. Старый прибор вы можете сдать нашей компании.
Возможные негативные последствия использования катализатора
Многие задаются вопросом, зачем нужен катализатор в выхлопной системе автомобиля, если он уменьшает мощность двигателя? На практике это оказывается не более, чем предположением. Общая площадь внутренних поверхностей рабочего нейтрализатора может достигать 2 тыс. км
Основные признаки неисправности катализатора:
- ослабление разгонной динамики;
- проблемы с запуском мотора;
- уменьшение максимальной скорости;
- выхлопные газы имеют запах сероводорода.
Главной причиной выхода из строя является использование некачественного топлива. Высокое содержание в нем этила провоцирует выгорание каталитического слоя в конвекторе и циркониевого напылении в лямбда-зонде. При сгорании такого бензина выделяется тетраэтилсвинец, который практически сразу расплавляет соты. Проходимость выхлопных газов снижается, в результате чего и возникают неполадки.
Также керамические устройства часто ломаются из-за физических повреждений, полученных на дороге. Банальное попадание в выбоину или удар камнем, отброшенным колесом, может раздробить соты внутри. Кроме того, попадание влаги на разогретый керамический катализатор тоже повлечет разрушение сот.
Сбои в системе зажигания двигателя вызывают повреждения внутренней структуры. При неудачном зажигании бензин, который не сгорел, накапливается в выпускном канале. Когда двигатель запускается, то происходит топливный микровзрыв, силы которого достаточно для разрушения сот.
При попадании масла и охладительной жидкости в камеру сгорания, а значит в выхлопную систему, происходит забивание сот, что в итоге снижает проходимость к минимуму. Нельзя допускать, чтобы мотор длительное время работал на холостом ходу.
Как сохранить работоспособность катализатора надолго?
Чтобы снизить вероятность попадания топлива внутрь камеры катализатора нужно:
- при 2-3 неудачных попытках запуска двигателя сделать паузу в несколько минут, чтобы скопившееся топливо успело испариться;
- не использовать автомобиль, если одна из свеч зажигания не работает или высоковольтный кабель пробит;
- избегать запуска «с толкача»;
- отключать реле топливного насоса при необходимости проверить или починить электрическое оснащение машины.
Важно использовать только высококачественное топливо, а при выявлении неполадок обращаться за помощью к специалистам или решать проблему собственными силами. Стоит новый катализатор недешево из-за того, что в составе напыления редкие и дорогие материалы, а если его просто вырезать, то такая машина не пройдет ТО.
Езда без катализатора связана с повышенными выбросами вредных веществ, что противоречит действующим экологическим нормативам.
Если все же катализатор вашего автомобиля пришел в полную негодность, не выбрасывайте его, а свяжитесь с нашей компанией по указанным ниже контактам — мы сами его вывезем и утилизируем, а вам предложим за него хорошую цену.
kupimkatalizator.ru
Что такое катализатор и как он работает?
На протяжении многих лет автопроизводители создают много усовершенствований в автомобильных двигателях и топливных системах, чтобы идти в ногу со временем и, безусловно, с законами, направленными на улучшение экологической ситуации на фоне выбросов автомобилей. Одно из кардинальных таких усовершенствований произошло в 1975 году с интересным устройством под названием катализатор. По сути работа катализатора заключается в преобразовании вредных веществ в менее вредные выбросы, прежде чем они покинут выхлопную систему автомобиля.
Так выглядит каталитический нейтрализатор
Катализатор — это удивительно простое устройство, однако, оно оказывает невероятно большое влияние на экологию нашей планеты. В этой статье Вы узнаете, какие загрязняющие вещества производятся двигателем, что такое катализатор и как катализатор работает, имея дело с каждым из этих загрязняющих веществ, чтобы помочь уменьшить выбросы из транспортных средств.
Какие загрязнения производит автомобиль?
В целях сокращения выбросов, современные автомобильные двигатели тщательно контролируют количество сгораемого в нём топлива. Они пытаются сохранить соотношение воздух-топливо очень близким к стехиометрической точке, которая является идеальным соотношением воздуха к топливу. Теоретически, при таком соотношении, всё топливо будет сожжено, используя весь кислород из поглощаемого воздуха. Для бензина стехиометрическая точка составляет около 14.7:1 — это означает, что на каждый литр бензина будет сожжено 14,7 граммов воздуха. Смесь топлива на самом деле колеблется от идеального соотношения совсем немного во время работы двигателя. Иногда смесь может быть бедной (соотношение воздух-топливо выше, чем 14,7), а в других случаях смесь может быть обогащённой (соотношение воздух-топливо ниже, чем 14,7).
Основными веществами в выхлопных газах двигателя автомобиля являются:
- Азот (N2) — воздух на 78 процентов состоит из газообразного азота, и большая часть этого азота проходит прямо через двигателя автомобиля и выходит, не вступив ни с чем в химическую реакцию.
- Углекислый газ (CO2) — это один из продуктов сгорания бензина.
- Водяной пар (h3O) — и ещё один продукт сгорания.
Эти выбросы, в основном, доброкачественные и не вредят атмосфере и экологии, хотя выбросы углекислого газа, как полагают, способствуют глобальному потеплению. Поскольку процесс сгорания никогда не совершенен, также в автомобильных двигателях производятся некоторые меньшие количества более вредных выбросов. Катализаторы предназначены как раз для снижения содержания именно этих выбросов, а, точнее, трёх самых объёмных и самых вредных:
- Окиси углерода (СО) — это ядовитый газ без цвета и запаха.
- Углеводородов (HC) и летучих органических соединений (ЛОС) — они являются одними из основных компонентов видимого нами дыма, который выходит при работе двигателя из выхлопной трубы автомобиля и производятся в основном из испарившегося, несгоревшего топлива.
- Оксидов азота (NO и NO2, вместе называемые NOx) — они являются также «соавторами» белого дыма, а ещё оксиды азота нередко провоцируют кислотные дожди, которые вызывают раздражение слизистых оболочек человека.
Кстати, знаете ли Вы, что, согласно исследованиям, даже новые модели двигателей газонокосилок выбрасывают в воздух в 93 раза больше образующих смог выхлопов, нежели новые модели автомобилей в случае аналогично производимой работы? Это не удивительно, ведь законов, регулирующих выхлопы газонокосилок, не существует ни в России, ни во многих других странах. Тем не менее, введение таких законов только в США (именно там проводилось исследование) может снизить выбросы на эквивалент до 800 000 автомобилей в день, и это впечатляющие цифры.
Как работает катализатор?
Понятие «катализатор» пришло к нам ещё из химии школьной программы, давайте вспомним — катализатор представляет собой вещество, которое вызывает ускорение химической реакции, и при этом сам катализатор в этой реакции не участвует. Точнее, катализаторы прямо участвуют в реакции и влияют на время её течения, но не являются ни реагентом, ни продуктом реакции, которую они катализируют. В человеческом организме ферменты являются по аналогии естественным катализатором, отвечающим за многие необходимые биохимические реакции.
Вообще, каталитический нейтрализатор состоит из двух различных типов катализаторов в своей работе: катализатора восстановления и катализатора окисления. Оба типа состоят из керамической структуры, покрытой металлическим каталитиком, обычно платиной, родием и/или палладием. Идея заключается в том, чтобы создать структуру, которая предоставляет максимальную площадь поверхности катализатора в потоке выхлопных газов, а также свести к минимуму требуемое количество катализатора, поскольку материалы для него чрезвычайно дороги. Некоторые из новейших преобразователей даже начали использовать золото, смешанное с более традиционными катализаторами. Золото, кстати, стоит даже дешевле, чем другие перечисленные материалы, но может привести к увеличению окисления.
Большинство современных автомобилей оснащено трёхкомпонентными каталитическими нейтрализаторами. Это означает, что они помогают уменьшить количество выбросов трёх самых вредных веществ, перечисленных немного выше в содержимом выхлопов.
Катализатор восстановления является первым этапом каталитического нейтрализатора. Он использует платину и родий, чтобы помочь уменьшить выбросы NOx (оксидов азота). Когда молекулы NO или NO2 вступают в контакт с катализатором, то последний расщепляет его на два компонента, отщепляя атом азота из молекулы и освобождая кислород в известной нам формуле O2. Атомы азота, в свою очередь, вступают в связь с другими атомами азота, которые также производятся катализатором, образуя химический элемент N2 (абсолютно безвредная молекула азота). В виде химической формулы это можно проиллюстрировать таким образом:
- 2NO => N2 + О2 или 2NO2 => N2 + 2*O2
Катализатор окисления является вторым этапом каталитического нейтрализатора. Он уменьшает количество несгоревших углеводородов и окиси углерода при окислении их в катализаторе за счёт платины и палладия. Этот катализатор способствует реакции СО и углеводородов с кислородом в выхлопных газах. Например:
Как работает катализатор? (кликните для просмотра)
Есть два основных типа конструкций, используемых в каталитических нейтрализаторах — сотовые и керамические. Большинство автомобилей сегодня используют сотовую структуру.
Третий этап работы катализатора заключается в системе управления, которая контролирует поток выхлопных газов и использует эту информацию для управления системой впрыска топлива в двигатель. Существует кислородный датчик, установленный выше по потоку до катализатора (то есть он ближе к двигателю, чем катализатор). Этот датчик сообщает бортовому компьютеру двигателя, сколько кислорода содержится в выхлопе. Компьютер может увеличить или уменьшить количество кислорода в выхлопных газах, регулируя соотношение воздух-топливо, поступаемое в цилиндры двигателя. Эта схема управления позволяет компьютеру двигателя убедиться, что двигатель работает на близкой к стехиометрической точке, а также что в выхлопе остаётся достаточное количество кислорода, чтобы окисление катализатора позволяло сжигать несгоревшие углеводороды и окись углерода.
Каталитический нейтрализатор делает большую работу по снижению загрязнения, но он всё ещё может быть значительно улучшен. Тем не менее, одним из самых больших его недостатков является то, что он работает только при достаточно высокой температуре. Когда Вы только начинаете прогревать свой автомобиль в холодную или тёплую погоду, каталитический нейтрализатор практически ничего не делает, чтобы уменьшить загрязнение в выхлопных газах.
Есть простое решение этой проблемы, которое состоит в перемещении катализатора ближе к двигателю. Это означает, что более горячие выхлопные газы достигнут катализатора, и он нагреется быстрее, но это также может уменьшить срок службы нейтрализатора, подвергая его воздействию очень высоких температур. Большинство автопроизводителей позиционируют каталитический преобразователь под передним пассажирским сиденьем — достаточно далеко от двигателя, чтобы поддерживать температуру такого уровня, который не будет вредить ему.
Расположение катализатора в автомобиле
Также хорошим способом для сокращения выбросов является предварительный нагрев каталитического нейтрализатора. Самый простой способ для достижения такой цели заключается в использовании электрических нагревателей сопротивления. К сожалению, 12-вольтовые электрические системы на большинстве автомобилей не обеспечивают достаточно энергии или мощности для нагрева каталитического нейтрализатора достаточно быстро. Большинство людей не будут ждать несколько минут, пока каталитический нейтрализатор нагреется. А вот гибридные автомобили, которые имеют в наличии большие высоковольтные блоки батарей, могут обеспечить достаточно энергии, чтобы разогреть каталитический нейтрализатор очень быстро.
Катализаторы в дизельном двигателе работают гораздо хуже в сокращении выбросов NOx. Одной из причин этого является то, что дизельные двигатели имеют более низкую рабочую температуру, чем бензиновые двигатели, и катализатор в целом в дизельном двигателе работает хуже, поскольку он меньше нагревается. Некоторые из ведущих экспертов экологических авто придумали новую систему, которая помогает бороться с этим. Они используют мочевину в решении этой проблемы: прежде чем оксиды азота уходят в катализатор, их принудительно испаряют и смешивают с выхлопом и затем создают химическую реакцию, которая приведёт к сокращению выбросов NOx. Мочевина, также известная как карбамид, представляет собой органическое соединение, изготовленное из углерода, азота, кислорода и водорода. Мочевина содержится в моче млекопитающих и земноводных. Мочевина реагирует с NOx, производя в результате реакции азот и водяной пар и утилизируя более 90 процентов оксидов азота в выхлопных газах.
howcarworks.ru
Что такое автомобильный катализатор: о самом главном
Не секрет, что в современном мире автомобиль для большинства людей вышел на первую строчку в списке самых необходимых приобретений. Растёт число автомобилей с каждым днём, поэтому остро встал вопрос об экологической ситуации, которая в последнее время тревожит большинство экологов. Они сегодня бьют тревогу и говорят о глобальном потеплении.
Автомобиль существенно влияет на состояние окружающей среды. Выхлопные газы не так страшны для человека, как для атмосферы. Газообразный азот, диоксид углерода – продукты сгорания воздушно-топливной смеси, попадая в атмосферу, разрушают защитные слои атмосферы. С целью предотвращения дальнейшего осложнения ситуации связанной с ухудшением экологической ситуации, большинство автомобилестроительных компаний пересмотрели свой подход к совершенствованию выхлопных систем, в частности катализатора.
Принцип работы катализатора
Что такое автомобильный катализатор? Этим вопросом задаются многие владельцы автомобилей. Еще со школьных уроков мы помним, что катализатор вызывает химическую реакцию, либо способствует её скорости течения. Сами по себе они являются участниками реакции, но не являются в конечном итоге продуктом распада. Катализатор в выхлопной системе автомобиля призван сокращать количество выброса вредных веществ. Основное поле деятельности прибора: сокращать объёмы выброса окиси углерода и оксида азота.
Работа катализатора заключается в том, что необходимо под продукты сгорания топливно-воздушной смеси сформировать структуру, которая образовала бы максимально возможную площадь каталитического преобразователя. Сегодня распространения получили два типа таких устройств: окислительные и восстанавливающие. Керамическая оболочка покрывает катализатор из металла. Таким металлом может быть даже золото, которое увеличивает уровень окисления на 40%
На первом этапе выхлопные газы попадают в восстанавливающий катализатор, где родий и платина в значительной мере сокращают количество оксидов азота. Далее следует окислительная стадия, которая подразумевает под собой уменьшение количества окиси углерода и остатков топлива. Между двигателем и катализатором установлен датчик кислорода, который известен многим, как лямбда-зонд. Трудно переоценить значимость этого устройство, которое в значительной мере формирует уровень влияния катализатора на работу двигателя. Этот датчик сообщает количество кислорода в выхлопных газах, после чего бортовой компьютер регулирует подачу оптимального количество горючей смеси в двигатель.
Оптимизация работы
Большим недостатком этого устройства является то, что работа катализатора возможна только при высоких температурах в системе. Когда двигатель «холодный», на запуске мотора это устройство не принимает своего участия, что приводит к выбросу опасных веществ в атмосферу в большом количестве. Для того чтобы оптимизировать работу устройства на высокую продуктивность, его можно расположить как можно ближе к двигателю, это будет способствовать более быстрому нагреву «очистителя». Таким образом, препятствие выброса вредных веществ будет максимально быстрым.
Есть и другой вариант: установка электронагревателя, который будет нагревать «очиститель». Но такой вариант можно считать эффективным только современных гибридных автомобилях, в которых установлены высоковольтные аккумуляторы. Быстро нагревать керамическую структуру с помощью стандартной 12В электросети не получится.
Сегодня катализатор является важным составляющим в эффективной и экологически чистой работе двигателя. Но не смотря на то, что значимость устройство трудно переоценить, как и у большинства изобретений, у катализатора есть свои недостатки.
avtooverview.ru
Что такое катализатор в автомобиле? — виды и принцип действия | Моторное масло — ГСМ
Решение экологических вопросов в последнее время становится все более актуальным. Это связано не столько с усугублением возникающих проблем охраны окружающей среды, сколько с требованиями, которые диктуют специальные организации ЕС.
Одним из аспектов деятельности экологических организаций является контроль над токсичностью отработавших газов автомобилей. Эта проблема актуальна не только в Европе, но и в странах СНГ.
Методом минимизации токсичности выхлопных газов является применение на автомобилях устройств, именуемых катализаторами. Они призваны получить выхлопы с определенным содержанием СО, СН, NO, не превышающим установленных ЕС норм.
В настоящее время катализаторы можно подразделить на три вида: керамический катализатор, химический катализатор, магнитно-стрикционный катализатор.
Рассмотрим каждый из них с выделением некоторых характеристик.
Керамический катализатор в машине
Керамический катализатор дожигания (ККД) представляет собой керамическую сотовую конструкцию. Соты необходимы для того, чтобы увеличить площадь контакта выхлопных газов с поверхностью, на которую нанесен тонкий слой платиноиридиевого сплава. В состав данного напыления входят такие дорогие металлы как платина, палладий и радий. Недогоревшие остатки (CO, CH, NO), касаясь поверхности каталитического слоя, окисляются кислородом, присутствующим в выхлопных газах. В результате реакции выделяется тепло, разогревающее катализатор, и активизируется реакция окисления. В конечном итоге выхлопные газы имеют необходимую концентрацию СО2. Именно углекислый газ на выходе является следствием наличия катализатора в выхлопной системе.
Большинство иномарок сейчас комплектуются керамическими катализаторами дожигания сразу при сборке. Для завезенных ранее на территорию России бывших в употреблении автомобилей, а также для произведенных на территории СНГ можно приобрести импортные или отечественные ККД. Из поставляемых в страны СНГ катализаторов наиболее распространены устройства фирмы «Bosal».
Однако наличие прибора данного типа при эксплуатации машины в России доставляет автовладельцу много проблем. Это можно объяснить несколькими факторами.
Во-первых, к нам в страну далеко не всегда прибывают только новые иномарки с минимальным пробегом. Срок же службы катализатора при правильной эксплуатации (имеется в виду использование качественных нефтепродуктов) сопоставим с 100-120 тыс. км пробега автомобиля, после чего рекомендуется замена ККД, что вполне естественно. Катализатор имеет фильтрующие свойства, а фильтры, как известно, нужно менять. Дальнейшее использование устройства вполне допустимо, что и делается у нас, однако нужно четко представлять, что в таком случае в выхлопной системе присутствует элемент далеко не со стопроцентной пропускной способностью. К этому сроку на стенках сот уже осела сажа и продукты недогоревшего масла, которые существенно препятствуют выходу выхлопных газов.
Во-вторых, заправляетесь вы на наших российских заправках. Не секрет, что до сих пор качество бензина на некоторых АЗС не вполне удовлетворительное, а ведь одним из основополагающих условий нормальной работы катализатора является качественный бензин. Для керамических сот с напылением некачественное топливо смертельно. Ведь в результате его попадания в устройство, соты оплавляются, залипают, и проходимость выхлопных газов практически прекращается. По сути, происходит то же самое, что и при забивании сот сажей и продуктами недогоревшего масла, только гораздо быстрее. Таким образом, некачественный бензин — основная опасность для катализатора.
Очень обидно бывает за владельцев автомобилей, которые даже не наездили 70-80 тыс. км, а катализаторы в их машинах уже испорчены. Естественно, у человека не возникает никакого желания покупать новые дорогостоящие детали, не имея никакой уверенности в том, что, поставив их и покатавшись непродолжительное время, он не столкнется с необходимостью повторной замены.
К третьей проблеме использования керамического катализатора дожигания по праву нужно отнести отечественные дороги. Как ни крути, а керамические соты — достаточно хрупкий материал, который при сильном ударе может треснуть и расколоться. В результате удара соты отходят от стенок прибора, начинают дребезжать и перемещаться внутри корпуса, из-за чего окончательно рассыпаются, разлетаясь по всей выхлопной системе.
Если в катализаторе накопился бензин, то машина долго не заводится. И когда, наконец, двигатель удалось запустить, внутри происходит мини-взрыв, который приводит к разрушению керамического катализатора дожигания. По этой причине нельзя, чтобы автомобиль «подъедал» масло.
Что касается неисправностей ККД, то их существует две разновидности. Первая состоит в том, что от времени катализатор «забивается» и у него уменьшается пропускная способность выхлопных газов. Признаком этого является ощущение того, что машина не «тянет», происходит ухудшение динамики разгона и снижение мощности автомобиля, иногда плавает стрелка оборотов на холостом ходу. Вторая — более критичная. Она проявляется в том, что катализатор уже разрушился, и вас беспокоит звук, дребезжание рассыпавшихся керамических сот или гудение «пустой бочки».
Недостатками катализаторов дожигания являются снижение оборотов и мощности двигателя, увеличение расхода топлива на 15 %. Чтобы избежать этого, некоторые автовладельцы «пробивают» блок ККД насквозь, а показания токсичности опять превышают норму.
Химический автомобильный катализатор
Второй тип катализаторов — химические, попросту говоря, присадки. Их сейчас существует бесчисленное количество разных марок, и призваны они улучшить некоторые эксплуатационные свойства топлив, масел, увеличить износостойкость узлов и агрегатов автомобилей. Разработанные присадки для улучшения процесса сгорания топлива (анамегаторы топлива) изменяют его химический состав, повышают полноту сгорания, снижают явление детонации и токсичность выхлопов.
Детонационное сгорание проходит две стадии. На первой происходит предпламенное (холоднопламенное) окисление, во время которого в рабочей смеси образуется значительная часть перекисей в процессе впуска в камеру сгорания топлива от соприкосновения с нагретыми деталями. На второй — горячий взрыв (видимое горение). После воспламенения рабочей смеси образование перекисей происходит более интенсивно; они концентрируются в ее несгоревшей части, суммируясь с образовавшимися на первом этапе, и по достижении критической концентрации распадаются со взрывом и выделением большого количества тепла.
Для нормального горения бензина концентрация перекисных соединений не должна превышать определенных показателей. Анамегатор, как и ТЭС, препятствует образованию гидропероксидов. Тетраэтилсвинец работает как антидетонатор только на первой стадии детонационного горения.
Введение этиловой жидкости приводит к повышению токсичности выхлопа, снижению мощности двигателя (повышению расхода топлива), увеличивает нагароотложения и, следовательно, количество абразива в цилиндро-поршневой группе.
Анамегатор ориентирует молекулы углеводорода таким образом, что они гораздо легче входят в реакцию окисления. В результате горение происходит с большей энергоотдачей, повышается мощность двигателя (снижается расход топлива), создаются препятствия нагарообразованию, из камеры сгорания удаляются продукты распада тетраэтилсвинца.
Антидетонационное действие анамегатора и тетраэтилсвинца суммируются. Повышение мощности происходит за счет более полного сгорания углеводородов топлива. Это снижает количество несгоревших продуктов в выхлопных газах, которые являются источником токсичности.
Мощность и расход топлива — две связанные между собой величины. Если вы на своем автомобиле до применения анамегаторов ездили со скоростью, скажем, 70 км/ч, а после применения, почувствовав прибавку мощности, стали ездить быстрее, то экономии вы можете не обнаружить. Сэкономленное топливо, образно говоря, «ушло» на повышение скорости движения, то есть на выполнение дополнительной работы. Но если скорость и другие факторы останутся неизменными, то экономия будет очевидной.
Действие анамегаторов в топливе изменяется в зависимости от их концентрации. Если в бензине необходимо предотвращать образование гидропероксидов для обеспечения детонационной стойкости, то в дизельном топливе их наличие повышает способность к самовоспламенению. Неодинаковая концентрация по-разному ориентирует молекулы углеводородов, придавая им различные свойства. Поэтому очень важно соблюдать рекомендованные пропорции.
Во фракционном составе дизельного топлива углеводороды более тяжелые, чем у бензина. Энергоотдача такого топлива выше. Поскольку анамегаторы высвобождают энергию из изначально заложенного большего количества сконцентрированной энергии, то и отдача их будет выше.
К недостаткам химического катализатора можно отнести, в первую очередь, постоянную необходимость его замены. К тому же при неправильной концентрации анамегатора с топливом может возникать коррозия металла топливного бака и других агрегатов. По той же причине может возрасти расход топлива до 10 %. Наиболее усовершенствованные анамегаторы — Т-4, Т-6.
Магнито-стрикционный (МСК) катализатор
Третий тип катализаторов — магнито-стрикционные (МСК), которые в настоящее время являются самыми современными и лежат в основе автотехнологии будущего. Самому этому методу уже около 40 лет. Экспериментальные разработки велись еще в 70-х годах, но не нашли широкого применения из-за несовершенства стабилизации процесса. Суть метода заключается в магнитно-стрикционной обработке молекулы углерода, присутствующей в любом ГСМ. При этом химический состав топлива не изменяется, а меняются только его физические свойства. «Правильно» сориентированная молекула способна свободной парой присоединить большее количество кислорода, что, естественно, отражается на полноте и теплоемкости горения. Сам катализатор представляет собой устройство предварительной обработки топлива. Он устанавливается в топливную систему автомобиля в зависимости от вида топлива. На бензиновые, карбюраторные и инжекторные двигатели МСК устанавливают перед карбюратором (инжектором), просто отсоединив топливный шланг и вставив устройство между ними. На дизельные автомобили, у которых объем цилиндров превышает 1 800 см3, прибор рекомендуется устанавливать перед каждой форсункой плюс еще один перед насосом высокого давления (НВД).
За счет наиболее полного сгорания смеси в двигателе его мощность увеличивается, следствием чего является снижение расхода топлива. Экологические показатели при этом улучшаются в 3-4 раза. Также уменьшаются нагароотложения на рабочих поверхностях двигателя, что приводит к существенному продлению срока его эксплуатации, более бесшумной и бездетонационной работе (что ощущается сразу после установки), повышению пробега между заменой масла.
Установка данных катализаторов занимает от 5 до 20 минут. Предварительно проводится диагностика топливной системы. У карбюраторных двигателей корректируется зажигание, у инжекторных — лямбда-зоны, а у дизельных — винт холостых оборотов.
Магнито-стрикционные автомобильные катализаторы производятся во многих странах: Венгрии, Польше, Китае, Великобритании, России и др.
motornoe.com