Зачем нужен катализатор в выхлопной системе – что такое? Зачем нужен катализатор на автомобиле?

Содержание

что такое? Зачем нужен катализатор на автомобиле?

Существует в современных автомобилях одна деталь, которая много лет является причиной очень жарких баталий автомобилистов. Но в этих спорах трудно понять аргументы каждой стороны. Одна часть автолюбителей «за», а другая «против». Деталь эта – каталитический нейтрализатор. Зачем нужен катализатор, что такое важное он выполняет в конструкции автомобиля, почему о нем вечно спорят? Попробуем в этом разобраться.

Каталитический нейтрализатор

Эта деталь отличается простой конструкцией, однако роль, которую она играет в автомобиле, очень большая и серьезная. Работа любого двигателя внутреннего сгорания сопровождается выбросом множества самых разных и очень вредных веществ (все эти вещества и токсичные газы через выходной тракт автомобиля выпускаются прямо в атмосферу). Нейтрализатор позволяет значительно снизить уровень токсичности выбросов, тем самым улучшая экологическую ситуацию.

Так, при помощи специальных химических реакций особо токсичные вещества, не самым лучшим образом влияющие на состояние атмосферы, превращаются в менее токсичные газы, которые затем и выводятся через выхлопную трубу.

В выхлопной системе кроме нейтрализатора также трудятся кислородные датчики. Они управляют качеством горючей смеси и влияют на работу каталитического нейтрализатора. Найти это устройство можно в выхлопном тракте между глушителем и двигателем. Устройство дополнительно защищено металлическим экраном, ведь при работе устройство нагревается. Посмотрите, как выглядит катализатор – фото его размещено ниже.

История создания

В 60-х годах в правительстве всех развитых стран мира обратили внимание на уровень экологии и озаботились количеством выбросов из выхлопных труб многочисленных автомобилей. А нужно сказать, что закон тогда уровни выбросов никак не регулировал.

В 1970 году были приняты самые первые стандарты, которые довели до сведения руководства автомобильных концернов. В этих стандартах был представлен список указаний по содержанию и количеству в выхлопных токсичных газах особо вредных веществ.

Данный стандарт указывал на то, чтобы в новых автомобилях обязательно использовали катализатор, что такое устройство позволит значительно снизить объемы угарного газа и продуктов сгорания углеводородов.

С 1975 года катализаторами стали оснащать все производимые автомобили. Эта деталь стала обязательной.

Устройство и принцип работы

Зачастую устанавливают этот прибор после выходной трубы двигателя либо же он может быть закреплен непосредственно на фланце выпускного коллектора.

Состоит устройство из специального блока-носителя, металлического корпуса и теплоизоляционных материалов.

Носитель состоит из множества ячеек, похожих на пчелиные соты. Он выполняет в устройстве практически всю работу. Эти соты имеют специальное покрытие – рабочий состав. Интересно, что деталь начитает работать не сразу, а лишь после того, как температура в выхлопном тракте поднимется до 200-300 градусов.

Нейтрализатор дожигает окись углерода, которая содержится в продуктах сгорания топлива, а также углеводороды. Также есть и другие вещества, которые нейтрализует катализатор. Что такое эти вещества? Это NOx. Газ очень токсичен и вреден. Он разрушает слизистые оболочки человека.

Ячейки-нейтрализаторы покрыты очень тонкой пленкой на основе уникального платино-иридиевого сплава. Те остатки токсичных веществ, которые не сгорели в двигателе, при касании горячей поверхности мелких ячеек мгновенно догорают. Для данного процесса катализатор забирает остаток кислорода, который остается в уже отработанных токсичных газах. В результате работы этой детали из выхлопной трубы выходят уже не токсичные вещества.

Виды

Картриджи катализатора могут быть изготовлены из керамических материалов или же из металла. Среди автомобилистов более распространены и популярны именно керамические изделия. Они отлично выдерживают высокие температуры, и на них не воздействует коррозия. Среди достоинств — невысокая цена на такой катализатор (что такое вещество, как керамика, имеет невысокую себестоимость, знают специалисты).

Есть у керамического катализатора и минусы. Это его хрупкость. Деталь абсолютно неустойчива к разного рода механическим повреждениям, а так как устройство расположено под дном машины, существует немалая вероятность встречи прибора с бордюром, камнем, с чем угодно. Тогда деталь сломается. Аналоги из металла гораздо крепче, но цена их очень высокая из-за платинового сплава. Например, катализатор ВАЗа в случае поломки не ремонтируется, а новый многие не покупают из-за высокой стоимости.

Катализаторы на разных марках автомобилей

Автомобили в зависимости от своего производителя могут существенно различаться. То же самое относится и к нейтрализаторам. Они также различны от модели к модели. Мы рассмотрим самые популярные марки автомобилей.

ВАЗ

Катализатор на ВАЗах ничем особенным не отличается. Они все металлические, часто выходят из строя ввиду различных повреждений. Найти устройство в автомобиле можно под дном, в районе выпускной трубы двигателя. Зачастую в случае выхода из строя ремонт катализатора невозможен.

«Форд»

В отличие от отечественных автопроизводителей, компания «Форд» позаботилась о водителях. Так, устройство для нейтрализации токсичных газов в машинах этой марки изготовлено на основе керамики.

Чтобы регулировать объем кислорода, для качественного прохождения химической реакции в устройстве используются лямбда-зонд, который интегрирован в ЭБУ.

Так, катализатор «Фокуса» состоит из одного каталитического коллектора и двух датчиков. С мощными двигателями работает два коллектора, а также 4 датчика. Последние можно отыскать и до и после устройства. Работу нейтрализатора можно контролировать с приборной панели.

Прибор рассчитан на 120 тыс. км пробега. Если использовать с двигателем некачественное топливо, эта деталь может выйти из строя значительно быстрее. При выходе из строя отремонтировать катализатор «Форда» невозможного. В этом случае выполняется только замена.

Проверку работоспособности можно выполнить очень просто, а понять, что необходима замена, также просто. С нерабочим катализатором мощностные характеристики существенно падают. Чтобы проверить работу устройства, необходимо выполнить замеры вредных веществ в выхлопе машины. Если фильтры забиты, тогда уровень вредных токсинов будет зашкаливать.

Также проверить работоспособность можно, удалив датчик, установленный до нейтрализатора.

Затем с помощью специального переходника необходимо подключить манометр и выполнить замеры давления при различной нагрузке на двигатель. Даже если устройство вышло из строя, ремонт катализатора не представляется возможным.

Если забился катализатор «Форда», в этом случае снимают старое устройство, а на его место устанавливают новый с увеличенными нормами. Также можно установить вместо катализатора пламегаситель либо универсальный нейтрализатор.

«Тойотовский» катализатор

«Тойота» в данном вопросе также не отличается ничем примечательным. Это те же соты с напылением золота или платино-иридиевого сплава. В новых автомобилях этой марки таких устройств три – они соединены друг с другом последовательно. Каждый из них предназначен для очистки газов от одного конкретного типа вредных веществ.

Правильная эксплуатация катализатора

Чтобы устройство как можно дольше берегло экологическую ситуацию, необходимо правильно его использовать. Так, первая и самая главная рекомендация, которая продлит оборудованию жизнь, – это качественное топливо от известных и популярных брендов. Некачественное горючее может содержать вещества, которые способны без труда уничтожить напыление сот. Особенно плохо влияет на катализатор («Калина» не исключение) такой металл, как тетросвинец. Это вещество уже давно запрещено во многих развитых странах.

Также необходимо помнить, что нейтрализатор работает под воздействием очень высоких температур, поэтому не следует парковать машину там, где валяются легковоспламеняющиеся предметы, листья, бумага или что-то другое.

Водитель при желании сберечь катализатор не должен часто включать стартер, если машина не завелась.

Лучше сделать паузу. Также не стоит вращать коленчатый вал, отключив при этом свечи зажигания. Не следует также производить запуск мотора с помощью буксира.

Как понять, что он сломался

Если, к примеру, на автомобиле установлен катализатор («Шевроле-Авео» в том числе) и необходимо понять, работает он или нет, то для этого существует несколько способов.

Когда машина нормально работает, тогда при любых режимах лампа на приборной панели, сообщающая о проблеме катализатора, не загорится.

Если деталь находится в полурабочем состоянии, тогда ощущается отсутствие тяги двигателя на высоких оборотах. Утром автомобиль хуже заводится. Также машина теряет обороты и увеличивается расход топлива. Все это сигналы того, что деталь требует замены.

Ремонт своими руками

На многочисленных СТО автолюбителям говорят, что ремонт этих устройств невозможен. На самом деле так и есть. Однако если деталь забилась, можно попробовать ее промыть. Если нейтрализаторов в машине несколько, тогда первый удаляют, а второй промывают. Вы можете видеть такой катализатор — фото его ниже.

Промывать рекомендуют смесью для очистки карбюраторов. Если в результате выводится слишком много отложений, то следует замочить деталь на одну ночь в ведро с дизельным топливом.

Далее устройство можно собрать и наслаждаться результатом. Однако для полноценной работы все-таки рекомендуют приобрести новое устройство. Существуют универсальные модели, подходящие на многие автомобили.

fb.ru

Что такое автомобильный катализатор? Для чего нужен?

Одной из систем очистки выхлопных газов автомобиля является каталитический нейтрализатор отработавших газов, который называют катализатором или нейтрализатором, хотя это то же самое. Расскажем что это такое и для чего нужен, рассмотрим основные причины, если он забит.

Что это такое?

Катализатор — устройство, которое располагается в выхлопной системе и нужно для очистки выходящих оттуда газов. С помощью химических реакций в данном устройстве вредные вещества превращаются в менее пагубные, которые выходят наружу. Т.е. из выхлопной трубы после его работы выходит воздух с минимальными загрязнениями. Катализатор начинает работать только после нагревания, т.е. при пуске холодного двигателя он бездействует.


Вместе с ним работают кислородные датчики, которые определяют состав смеси и соотношение воздуха с бензином в горючей смеси. Ведь от этого соотношения зависит, какая будет смесь: обогащённая или обеднённая. Кислородные датчики, в зависимости от показаний, управляют работой катализатора.

Располагается катализатор в выхлопной трубе между двигателем и глушителем, закрытое снизу (обязательно!) дополнительным экраном, потому что при сильном нагреве он раскаляется почти докрасна.

Как проверить: работает или нет?

У катализатора бывает ТРИ состояния: рабочее, полурабочее, нерабочее. Рассмотрим эти три состояния и как ведет себя машина при каждом из них. В рабочем состоянии машина работает нормально, лампочка ошибки на панели приборов не загорается при работе двигателя, претензий ни к чему нет.

В «полурабочем» состоянии начинаются проблемы. Машина ведет себя как-то не так:

  • Временами (или всегда) пропадает тяга и «приемистость» на больших оборотах; вчера «тянула» нормально, а сегодня ее вроде бы что-то «за зад держит».
  • По утрам и в состоянии «на горячую» машина стала заводиться хуже, двигатель приходится долго «гонять» стартером, чтобы завелся.
  • Иногда «куда-то пропадают обороты»: давите на педаль газа, а стрелка тахометра с трудом добирается до двух или четырех тысяч и там останавливается. Машина начинает чрезмерно потреблять бензин.

Возможна еще такая проверка — подтверждение «полурабочего» состояния. Когда у Вас начались подобные проблемы, надо завести двигатель и «утопить» педаль до упора. Если двигатель начнет медленно поднимать обороты и остановится где-то на двух-трех тысячах, а дальше — ни в какую — возможны проблемы с катализатором.

В «нерабочем» состоянии машина заводится долго, а когда заведется – то глохнет почти сразу же или не заводится, т.е. даже не «схватывает».

«Третье состояние» проверить просто: надо в момент пуска машины подойти к выхлопной трубе и посмотреть (почувствовать, например, приложенной рукой) – идут оттуда выхлопные газы или нет.

Как удалить катализатор?

Вопросы экологии и покупки нового не рассматриваем – 99% автолюбителей просто удаляют его, т.к. новый катализатор стоит дорого из-за содержания в нём платины.

Хочется предостеречь от распространенной ошибки: всегда удаляйте его полностью, а не пробивайте только отверстие. Кто даст гарантию, что время это отверстие не забьется? После удаления внимательно осмотрите внутренность той емкости, в которой находился катализатор и увидите «прикипевшую» к поверхности металлическую сеточку, одну или несколько. Ее удаляйте тоже.

Можно вырезать катализатор и вварить гофровую трубу. Это даст не жесткое соединение мотора и выпускной системы, а также дополнительное охлаждение газов.

Возможно ли почистить катализатор? Это зависит от степени и вида загрязнения. Если он забился серой и парафином после заправки плохим бензином — то ничего не поможет. В этом случае меняют на новый или ставят обманку. Другое дело, если забился серой. Специальная автохимия его может очистить.

Статьи по теме

amastercar.ru

прихоть экологов или действительно полезный элемент?

Вопрос: катализатор в машине что это? Зачем и как он устроен?

Сначала про борьбу за экологичность – это одна из модных фишек современного автомобилестроения.

И куда уж без специальных фильтров и прочих ухищрений, если мы говорим о самой грязной с точки зрения выбросов в атмосферу части машины – о выхлопной системе.

В угоду экологам практически все авто сейчас оснащаются так называемым каталитическим нейтрализатором или, как его ещё называют, катализатором. Ему и посвятим наш рассказ, друзья.

Катализатор в машине что это и где его искать?

Как мы знаем, в результате работы двигатель внутреннего сгорания выбрасывает в атмосферу далеко не чистый альпийский воздух, а смесь вредных и даже опасных веществ.

На заре автомобилестроения и даже спустя десятилетия после рождения массового автопрома этот факт мало кого смущал, но со временем люди начали задумываться об экологии, тем более что растущий не по годам, а по дням парк частных машин превратился в серьёзную угрозу для окружающей среды.

С этим надо было что-то делать, и одним из способов уменьшить количество вредных веществ в отработавших газах стало внедрение в выхлопную систему автомобилей специальных фильтров, которые получили название каталитические нейтрализаторы.

Нужно отметить, что обязательным элементом он стал довольно давно, с 1975 года.

В подавляющем большинстве случаев нейтрализатор устанавливают после выпускного коллектора и перед резонатором (глушителем), причём встретить его можно и на бензиновых, и на дизельных автомобилях.

Секрет очищения выхлопа

Если на вопрос «Катализатор в машине что это?» мы уже дали ответ, то вполне логично, что у вас уже возник следующий: «Как ему удаётся очищать выхлопные газы?»

Для этого рассмотрим конструкцию устройства. Как правило, катализатор состоит из таких частей:

  • корпус;
  • элементы теплоизоляции;
  • блок-носитель.

Главным действующим лицом в этом элементе выхлопной системы выступает блок-носитель. Представляет он собой керамические соты-ячейки, расположенные по ходу движения газов.
Ячейки покрыты тончайшим напылением из веществ, которые вступают в реакцию с ядовитыми составляющими отработавших газов, дожигают их и доокисливают. А именно — угарный газ СО, оксид азота NOx и не сгоревшими углеводородами СН.

Кстати, этими волшебными веществами являются довольно экзотические представители таблицы Менделеева – платина, палладий и родий.

Первые два называют окислительными катализаторами, они борются с СО и СН, а последний – восстановительным катализатором, его стихия NOx. Данный блок находится в корпусе, а между ними прокладывают слой теплоизоляции.

Важный момент – для того чтобы нейтрализатор заработал в полную силу, его температура должна быть примерно 300 градусов.

Именно поэтому его монтируют поближе к выпускному коллектору, где погорячей.

Нейтрализатор и мощность мотора: друзья или враги?

Катализатор в машине что это: элемент снижающий мощность мотора или полезная деталь? Ну, о пользе нейтрализатора мы уже сказали. Что же касается первой части вопроса, то бытует мнение, что от этого элемента только вред.

На самом деле исправный катализатор практически не создаёт никакого обратного давления для выхлопных газов, а значит и не душит двигатель

Вашего автомобиля. Проблемы могут возникать, когда с устройством что-то не так.

Например, из-за механических воздействий керамический блок-носитель пришёл в негодность, забились ячейки нейтрализатора – такое случается при использовании бензина с присадками, плохого топлива, неисправности системы зажигания или неправильного смесеобразования.

Возможно и банальное естественное старение (обычно узел нормально ходит 100 – 250 тысяч км). В большинстве случаев неисправный катализатор ремонту не подлежит, выход – только замена.

Ну что ж, коллеги-автолюбители, мы, вроде бы, достаточно детально вникли в вопрос: «Катализатор в машине что это, зачем и как устроен?» Надеюсь, вам было интересно. Подписывайтесь на блог и изучайте автомобили вместе с нами!

auto-ru.ru

Что такое катализатор и зачем он нужен в выхлопной системе

Как правило все начинается банально просто — на панели автомобиля загорается значёк «Check Engine», делается диагностика, и вылазиет ошибка Р0420 или Р0430, что означает — не эффективная работа катализатора. В 99% случаев, это означает, что катализатор отработал своё и его пора менять. Что делать? Есть разные пути в том числе и всякого рода обманки и прошивки. Но Мы придерживаемся мнения, что не зачем уродовать автомобиль и всетаки поменять катализатор на новый, пусть и не оригинальный, тем более, что в настоящее время замена на качественный универсальный катализатор, по деньгам практически соизмерима с установкой пламегасителя вместо катализатора и прошивкой или обманкой.    

Что такое катализатор и зачем он нужен в выхлопной системе?

Катализатор – один из самых дорогих элементов входящий в выхлопную систему автомобиля(стоимость которой достигает 13% стоимости автомобиля), назначение которого дожигание отработанной топливной выхлопной смеси посредством каталитических химических процессов, а именно окислять вредные соединения смеси до менее вредных выхлопов. Катализатор располагается, как правило, в приемной трубе(на коллекторе), но в некоторых выхлопных системах его положение бывает после приемной трубы.

Как работает катализатор в выпускной системе автомобиля?

Составные части катализатора – это стальной корпус, в котором располагается керамический цилиндр с множеством отверстий похожий на пчелиные соты. Каталитический нейтрализатор, так еще называют эту часть системы выхлопа, имеет покрытие на сотах в виде тонкого слоя платиноиридиевого сплава. Этот сплав и способствует окислению выхлопных газов при соприкосновении с его поверхностью. Соты добавляют большую площадь соприкосновения. При данной химической реакции выделяется тепло, которое способствует повышению температуры катализатора, при этом его работа становится еще эффективней. Концентрация выхода окисленных газов соответствует нормам ЕС.

Почему автокатализатор необходим автомобилям?

Автокатализатор – обязательный элемент каждой выхлопной системы автомобиля во всем мире. Потому, что экология планеты земля, мирового уровня важности. Кстати говоря, еще одно название у этого полезного элемента – каталитический конвертер. Конструктивность этой запчасти для выхлопной системы элементарна. Хотя цена катализатора иногда неоправданна, высока! А все потому, что в нем содержится драгметалы: соли платины, родия или палладия. И многие автовладельцы подержанных иномарок испытали это на собственном опыте. Ремонт катализатора дорогостоящая затея. Но современный автомобиль без катализатора просто не поедет как надо, из за сбившихса параметров подачи топлива, получается, замена автокатализаторапросто необходима? Несомнено ДА! Можно конечно вырезать его и поставить пламегаситель, можно бесконечно ездить с горящей лампочкой «Check-Engine», и не правильными параметрами работы двигателя и уродовать свой автомобиль. Но как показал опыт, в итоге дешевле поменять катализатор на новый, без вмешательства в электронику и ездить как и раньше. В настоящее время нашей компанией используются качественные универсальные катализаторы, установка которых будет дешевле в несколько раз оригинала, а по сроку службы превосходят многие установленные на заводе изотовителе. Сколько будет стоить замена катализатора? На этот вопрос могут ответить специалисты нашего центра установки «Мир глушителей». Обращайтесь к нам, и мы поможем сэкономить вам время и денежные средства!

 

www.katalizator.info

Каталитический нейтрализатор: устройство и принцип работы

В составе выхлопных газов автомобиля содержится довольно много токсичных веществ. Для предотвращения их попадания в атмосферу используется специальное устройство, получившее название «каталитический нейтрализатор» (более известный как «катализатор»). Он устанавливается на автомобилях, оснащенных двигателями внутреннего сгорания, работающих как на бензине, так и на дизельном топливе. Зная принцип работы катализатора, вы сможете понять важность его работы и оценить последствия, которые может вызвать его удаление.

Конструкция и функции каталитического нейтрализатора

Устройство каталитического нейтрализатора

Нейтрализатор является частью системы выхлопа. Он располагается сразу за выпускным коллектором двигателя. Катализатор состоит из:

  • Металлический корпус (монтажный мат), имеющий входной и выходной патрубки.
  • Керамический блок (монолит). Представляет собой пористую структуру с множеством ячеек, которые увеличивают площадь соприкосновения выхлопных газов с рабочей поверхностью.
  • Каталитический слой — специальное напыление на поверхностях ячеек керамического блока, состоящее из платины, палладия и родия. В последних моделях для напыления иногда используется золото — драгоценный металл, который имеет более низкую стоимость.
  • Металлический кожух. Выполняет функции теплоизоляции и защиты катализатора от механических повреждений.

Главная функция каталитического нейтрализатора — это нейтрализация трех основных токсических компонентов отработавших газов, поэтому он получил свое название — трехкомпонентный. Вот эти нейтрализуемые компоненты:

  • Окислы азота NOx – компонент смога, причина кислотных дождей, ядовиты для человека.
  • Угарный газ СО – смертельно опасен для человека при концентрации в воздухе от 0,1%.
  • Углеводороды CH – компонент смога, отдельные соединения канцерогены.

Принцип действия катализатора

На практике трехкомпонентный каталитический нейтрализатор имеет следующий принцип действия:

  • Выхлопные газы из двигателя попадают внутрь керамических блоков, где проникают в ячейки, полностью заполняя их.
  • Металлы-катализаторы палладий и платина провоцируют реакцию окисления, в результате которой несгоревшие углеводороды СН преобразуются в водяной пар, а угарный газ СО в углекислый.
  • Восстановительный металл-катализатор родий преобразует NOx (оксид азота) в обычный безвредный азот.
  • В атмосферу выпускаются очищенные отработавшие газы.

Если в автомобиле установлен дизельный двигатель, то возле катализатора всегда находится сажевый фильтр. Иногда эти два элемента могут быть совмещены в единую конструкцию.

Рабочая температура катализатора играет решающую роль в эффективности процесса нейтрализации токсичных компонентов. Реальное преобразование начинается только после достижения 300°С. Идеальной, с точки зрения эффективности и срока службы, считается температура от 400 до 800°С. В диапазоне температур от 800 до 1000°С наблюдается ускоренное старение нейтрализатора. Длительная работа при температуре свыше 1000°С оказывает губительное воздействие на катализатор. Альтернативой керамике, выдерживающей высокие температуры, является металлическая матрица из гофрированной фольги. Катализаторами в такой конструкции выступают платина и палладий.

Срок службы катализатора

Разрушение керамического блока катализатора

Средний ресурс катализатора составляет 100 тыс. километров пробега, но при правильной эксплуатации он может исправно функционировать и до 200 тыс. километров. Основные причины раннего износа — неисправность двигателя и качество топлива (топливовоздушной смеси). При наличии обедненной смеси происходит перегрев, а при слишком богатой возникает засорение пористого блока остатками несгоревшего топлива, что препятствует протеканию необходимых химических процессов. Это приводит к тому, что срок службы каталитического нейтрализатора существенно снижается.

Еще одной распространенной причиной неисправности керамического катализатора являются механические повреждения (трещины), возникающие при механических воздействиях. Они провоцируют быстрое разрушение блоков.

При возникновении неисправностей работа каталитического нейтрализатора ухудшается, что фиксируется при помощи второго лямбда-зонда. В этом случае электронный блок управления сообщит о неисправности, выдав на приборной панели ошибку «CHECK ENGINE». Также признаками выхода из строя являются дребезжание, увеличение расхода топлива и ухудшение динамики. В этом случае его меняют на новый (оригинального производства или универсальный). Почистить или восстановить катализаторы невозможно, а поскольку это устройство имеет высокую цену, многие автомобилисты предпочитают просто удалить его.

Можно ли удалить катализатор

При удалении катализатора его очень часто заменяют на пламегаситель. Последний выравнивает поток выхлопных газов. Его установка рекомендуется для устранения неприятных шумов, которые возникают

techautoport.ru

Автомобильный катализатор и его роль в выхлопной системе

Катализатор имеет удивительно простое устройство, но воздействие его очень велико. Из этой статьи вы узнаете, какие загрязняющие вещества образуются в результате работы двигателя, и как каталитический преобразователь справляется с каждым из них, сокращая выбросы вредных выхлопных газов.

Автомобильные катализаторы

На дороги ежедневно выезжают миллионы автомобилей, и каждый из них — источник загрязнения воздуха. Особенно это чувствуется в крупных городах, где выхлопные газы автомобилей могут создавать большие проблемы.

Каталитический преобразователь или катализатор

Для решения этих проблем каждая страна издает свои законы, которые ограничивают допустимый уровень загрязнения, который может создавать каждая машина. За прошедшее время автопроизводители внесли много улучшений в конструкцию автомобильного двигателя и топливных систем, чтобы соответствовать этим требованиям. Одно из значительных изменений произошло в 1975 году — именно в этом году появилось новое устройство, называемое каталитическим преобразователем (конвертером) или просто катализатором. Работа каталитического преобразователя заключается в преобразовании вредных выхлопных газов в менее вредные прежде, чем они покинут выхлопную систему автомобиля.

Выбросы загрязняющих веществ

В целях сокращения выбросов, современные автомобильные двигатели тщательно контролируют количество сжигаемого ими топлива. Их задача — сохранить соотношение «воздух-топливо» как можно ближе к идеальной точке, называемой стехиометрической. Теоретически, при этом соотношении все топливо сгорит с использованием всего имеющегося в воздухе кислорода. Для бензина стоихиометрический коэффициент — около 14,7:1, что значит, что при сожжении одной единицы бензина будет сожжено 17,4 единицы воздуха. фактически во время езды сгорание топливной смеси немного отличается от идеального соотношения. Иногда смесь может быть бедной (при коэффициенте «воздух-топливо» выше, чем 14,7), или, наоборот, насыщенной (при более низком коэффициенте).

Основные загрязняющие вещества, вырабатываемые двигателем, это:

  • газообразный азот (N2) — воздух состоит на 78 процентов из газообразного азота, и большая часть его проходит сквозь автомобильный двигатель
  • диоксид углерода (СО2) — один из продуктов сгорания. Углерод из топлива соединяется с кислородом воздуха.
  • водяной пар (H2O) — еще один продукт сгорания. Водород из топлива соединяется с кислородом воздуха.

Это выбросы в основе своей не опасны, хотя, как считается, выброс углекислого газа (СО2) способствует глобальному потеплению. Но так как процесс горения никогда не совершенен, небольшое количество гораздо более вредных выхлопных газов выделяется при работе двигателя автомобиля. Именно на снижение их уровня ориентированы каталитические преобразователи:

  • окись углерода (СО) — ядовитый газ без цвета и запаха
  • углеводороды, также известные как летучие органические соединения — один из главных компонентов смога, образуется за счет неполного сгорания топлива
  • оксиды азота (NO и NO2, которые часто объединяют под обозначением NOx) — также являются компонентом смога, а также кислотных дождей, оказывают влияние на слизистую человека.

В следующем разделе мы рассмотрим, какие именно процессы происходят внутри каталитического преобразователя.

Как катализаторы сокращают вредные выбросы в выхлопных газах

Если вспомнить химию, то катализатор — это вещество, которое ускоряет или вызывает химическую реакцию, само не входя в продукты реакции. Катализаторы участвуют в реакции, но не являются не реактивом, ни продуктом реакции. Так, для человеческого организма естественным катализатором многих важных биохимических реакций являются ферменты.

В каталитических преобразователях существуют два различных типа катализаторов: восстанавливающий катализатор и окислительный катализатор. Оба типа состоят из керамической структуры, покрытой металлическим катализатором (обычно это платина, родий и/или палладий). Идея заключается в том, чтобы создать структуру, которая подставляет под поток выхлопных газов максимальную площадь катализатора и свести к минимуму задействованное при этом количество самого катализатора, так как используемые материалы весьма дороги. В некоторых преобразователях даже стали использовать золото с примесью более традиционных катализаторов. Золото дешевле по сравнению с остальными катализаторами, и может повысить степень окисления на 40 процентов, что необходимо для снижения количества вредных газов.

Большинство современных выхлопных систем в автомобилях оснащены тремя каталитическими преобразователями, по одному для каждого из веществ, выброс которых необходимо уменьшить.

Восстанавливающий катализатор — первый этап каталитического преобразователя. Он использует платину и родий чтобы уменьшить выбросы NOx. Когда молекула NO или NO2 встречается с молекулами катализатора, от нее отделяется атом азота, высвобождая кислород — O2. Атом азота же связывается с другим атомом азота, образуя N2.

Окислительный катализатор — второй этап каталитического преобразователя. Он снижает количество несгоревшего топлива и окиси углерода в результате их сжигания (окисления) с помощью таких катализаторов, как платина и палладий. Этот катализатор также помогает СО вступить в реакцию с несгоревшим кислородом, образуя углекислый газ СО2.

Существуют два основных вида конструкций, используемых в каталитическом преобразователе — это конструкция по типу «соты» и «керамические бусины». Большинство автомобилей используют сотовые структуры.

Следующий раздел посвещен третьей стадии процесса преобразования, и тому, как добиться от своего каталитического преобразователя лучшего результата.

Контроль загрязнения и повышение эффективности выхлопной системы

Третьим этапом преобразования является система управления, которая контролирует поток выхлопных газов и использует эту информацию для управления системой впрыска топлива. Один датчик кислорода установлен выше автомобильного катализатора, то есть ближе к двигателю, чем сам преобразователь. Этот датчик говорит компьютеру двигателя, сколько кислорода содержится в выхлопе. Компьютер двигателя уменьшает или увеличивает количество кислорода в выхлопных газах за счет регулировки количества воздуха, поступающего к топливу. Эта схема позволяет контролировать двигатель компьютера, чтобы убедиться, что двигатель работает на соотношении, близком к стехиометрической точке, а также чтобы убедиться, что в выхлопных газах достаточно кислорода для работы окислительного катализатора для окисления несгоревших углеводородов и СО.

Каталитический преобразователь проделывает большую работу по уменьшению загрязнения окружающей среды, но его производительность может быть существенно улучшена. Одним из недостатков является то, что каталитический преобразователь работает только при достаточно большой температуре. Когда вы только заводите машину, каталитический преобразователь почти не работает.

Простое решение этой проблемы состоит в том, чтобы передвинуть каталитический преобразователь ближе к двигателю. Тогда выхлопные газы, поступающие в каталитический преобразователь, будут более горячими,и он нагреется быстрее, но это одновременно сокращает срок службы конвертера из-за воздействия чрезмерно высоких температур. Большинство автопроизводителей размещает каталитический преобразователь под передним пассажирским сиденьем, достаточно далеко от двигателя, именно для того, чтобы высокие температуры не вредили ему.

Подогрев каталитического преобразователя — хороший способ снижения выбросов. Самый простой способ подогреть катализатор — использование электрических нагревателей. К сожалению, 12-вольтовая электрическая система, установленная на большинстве машин, не может нагреть каталитический преобразователь достаточно быстро. Большинство людей не будет ждать несколько минут, пока нагреется каталитический преобразователь. Гибридные машины имеют большие, высоковольтные батареи, которые могут достаточно быстро нагреть автомобильный катализатор.

Каталитические преобразователи дизельных двигателей плохо справляются с сокращением выбросов NOx. Одна из причин в том, что дизельные двигатели сами по себе функционируют в более низком температурном режиме, чем обычные, а преобразователи работают лучше при нагреве. Некоторые ведущие эксперты в области «зеленого» автомобилестроения придумали новую выхлопную систему, которая помогает исправить этот недостаток. Они впрыскивают водный раствор мочевины в выхлопную трубу до того, как газы достигнут преобразователя. При этом возникает химическая реакция, которая уменьшает количество NOx. Карбамид, также известный как мочевина — органическое соединение углерода, азота, кислорода и водорода. Его можно обнаружить в моче млекопитающих и земноводных, что и объясняет такое название. Мочевина реагирует с NOx с получением азота и водяного пара, снижая количество оксидов азота в выхлопных газах более чем на 90 процентов.

Источник: Авто Релиз.ру.

autorelease.ru

Зачем нужен катализатор в глушителе машины?

 

Многие не слишком сведущие автолюбители часто сталкиваются  с информацией о катализаторе, его важности или, наоборот, необходимости убирания из выхлопной системы автомобиля. В этой статье мы расскажем, что собой представляет катализатор, а какая в нем существует необходимость у современных автомобилей.

Катализатор или каталитический нейтрализатор осуществляет очистку выхлопных газов от вредных примесей. Он стал неотъемлемой частью выхлопной системы всех современных автомобилей, которые проходят международную сертификацию. Сам по себе катализатор – не сложная деталь системы выхлопа. Однако стоимость достаточно высока, по сравнению с другими деталями для выхлопа автомобиля. Все дело в составляющих катализатора. Он состоит из слоев родия, платины или палладия. Эти редкоземельные металлы и делают катализатор дорогой деталью. Однако катализаторы подвергаются ремонту, так что не обязательно их менять на новые в случае неисправности.

 

 

Европа каждые пять лет пересматривает нормы экологичности моторов транспортных средств, делая их все жестче и жестче.. соблюдать эти нормы любому двигателю помогает катализатор. Он делает выхлоп мотора более чистым, снижая выпуск вредных газов и СО2 в атмосферу. В Евросоюзе нельзя поставить автомобиль на учет, если он не пройдет техосмотр, на котором проверяют катализатор и нормы выброса СО2 у мотора. Именно поэтому в европейских странах важно поддерживать катализатор в отличном состоянии. На постсоветском пространстве к нормам экологичности относятся попустительски. Поэтому при появлении при выходе из строя катализатор не меняют, а пытаются наладить работу системы выпуска мотора вообще без него.

Основой катализатора может быть керамический блок или металлическая лента. Керамический катализатор будет стоить дешевле металлического, да и распространен он на новых автомобилях больше. Но у керамических катализаторов существует один большой недостаток – их хрупкость. А учитывая состояние российских дорог, этот недостаток может перерасти в большую проблему. Кроме того разогретый керамический катализатор боится воды. Если вы наедите на разогретом двигателе в большую лужу, его керамика может разрушиться.

Катализаторы могут приходить в неисправность по множеству факторов:

—        постоянная заливка в топливный бак этилированного бензина;

—        попадание антифриза в камеру сгорания;

—        применение излишне обогащенной топливной смеси;

—        длительная работа двигателя на холостом ходу.

Подобные факторы являются причиной засорения каналов катализатора. В итоге проходное сечение сужается, катализатор перегревается. От этого может расплавиться алюминиевая термозащита, и создастся пожарная ситуация в моторном отсеке. Но чаще всего это приводило к ремонту самого мотора.

 

 

В Европе существует общепринятый регламент замены старого катализатора на новую деталь. Каждые 100 000 километров во всех автомобилях там меняют катализаторы.

Изъятие катализатора из системы выхлопа возможно не на всех автомобилях. Существуют такие модели моторов, у которых коллектор и катализатор составляют одно целое. Такую систему выхлопа нельзя оставить без катализатора.

motormania.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о