Каталитический нейтрализатор устройство и принцип работы

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.

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.

https://www.youtube.com/watch?v=wPKFNgO7TCw

Чтобы исправить этот код неисправности, вам могут понадобиться несколько инструментов, чтобы сделать диагностику намного проще и качественней.

  • Сканер OBD2 — необходим для диагностирования кода ошибки, для просмотра данных в реальном времени и др. Мы рекомендуем одолжить или купить диагностический сканер, способный показывать сигналы в графиках, чтобы облегчить диагностику. Если будете покупать ELM327 — берите версию 1,5. Проверенные продавцы сканеров: здесь и тут.
  • Вы всегда должны иметь автомобильное зарядное устройство, когда будете диагностировать автомобиль. Низкое напряжение аккумуляторной батареи может вызвать другие ошибки, которые приведут к неправильным выводам. Низкое напряжение также может повредить блоки управления или другую электронику, если очень не повезёт.
  • Цифровой лазерный термометр необходим для проверки температуры каталитического нейтрализатора. Значение температуры, выдаваемое сканером OBD2, является расчётным, а не реальным. Термометр также полезен для многих других задач, когда вы ремонтируете автомобиль. Идеально подходит для устранения неисправностей системы охлаждения.
  • Цифровой мультиметр требуется для любых электрических измерений и является абсолютно необходимым. Вам понадобится мультиметр для поиска практически всех неисправностей электроники. Он не так уж и дорог. Купите мультиметр в зависимости от ваших потребностей — есть как очень дешевые, так и дорогостоящие.
  • Обманку датчика кислорода можно использовать для того, чтобы обмануть блок управления, и это может исправить ошибку P0420. Это нерекомендуемый метод.
  • Если вы считаете, что ваш каталитический нейтрализатор загрязнен или в нем есть масло от более ранних внутренних утечек масла, вы можете попробовать использовать очиститель катализатора. Он также используется для других задач при чистке выхлопной системы.

В некоторых автомобилях ошибка P0420 более известна, чем в других. Вот список наиболее распространённых причин для каждой марки. Эти автомобили, как известно, имеют проблемы с ошибкой P0420. Помните, что это только общие рекомендации, и вы должны сделать правильную диагностику, прежде чем менять какие-либо детали.

Toyota Corolla

Каталитический нейтрализатор устройство и принцип работы

Наиболее распространенной причиной ошибки P0420 на Тойоте Королла является неисправность катализатора. Но, это часто может быть вызвано маслом, проходящим через поршневые кольца, которое застревает в каталитическом нейтрализаторе.

Сначала проверьте наличие утечек на впуске и выпуске. Затем проверьте, есть ли серосиний дым из выхлопной трубы. Если вы видите его, значит это повод обратится в автосервис для поиска откуда поступает масло. Стандартной причиной может быть вентиляция картера.

Если вы не видите сизый дым при любых оборотах двигателя, скорее всего, ваш каталитический нейтрализатор изношен.

Ford Focus

У Форд Фокуса обычно есть подсос воздуха. Также это может быть любой сломанный соленоид, который вызывает неправильную топливно-воздушную смесь, активируя ошибку.

Проверьте память контроллера с помощью диагностического сканера, чтобы считать ошибки, связанные с воздушно-топливной смесью. Если всё выглядит нормально, проверьте наличие утечек выхлопных газов.

Замените каталитический нейтрализатор, если вы не можете найти никаких кодов неисправностей или других проблем со смесью.

Субару обычно имеет ту же проблему, что и Toyota Corolla. Проверьте наличие подсоса воздуха или других кодов неисправностей, связанных с топливной смесью.

Проверьте наличие утечек выхлопных газов перед каталитическим нейтрализатором. Самой распространенной проблемой на двигателях Subaru является сам катализатор.

У этих автомобилей VAG есть некоторые известные неисправности, вызывающие код P0420. Проверьте работу обратных клапанов на впуске. Убедитесь, что вентиляция картера не загрязнена, в результате чего двигатель сжигает масло, которое засоряет каталитический нейтрализатор.

Каталитический нейтрализатор

Проверьте наличие утечек выхлопных газов вокруг любых сгибов на выхлопной трубе (общая причина). Проверьте наличие любых кодов неисправностей датчиков O2.

Если никаких проблем не обнаружено, замените нейтрализатор. Это очень распространенная проблема как на 1.8 T, так и на бензиновых двигателях V6. Катализатор 1.8 T может быть довольно трудно заменить, если у вас нет опыта в этом.

V6 имеет два каталитических нейтрализатора, поэтому убедитесь, что вы устраняете неполадки и заменяете катализатор на правильной стороне.

У вас, вероятно, не будет никаких симптомов, кроме загорания лампы Check Engine с кодом P0420. У вас могут возникнуть другие проблемы с двигателем, в результате которых повреждается каталитический нейтрализатор. Это может быть неровный («грубый») холостой ход, проблемы с ускорением, пропуски воспламенения или резкое переключение передач. Всегда исправляйте эти проблемы в первую очередь.

  • Горит лампа Check Engine.
  • Пропуски зажигания.
  • Богатая смесь.
  • Бедная смесь.
  • Горит моторное масло / сизый (серосиний) дым из выхлопной трубы.
  • Медленное ускорение.

Среди симптомов, говорящих о неисправности прибора, можно отметить:

  • глохнущий или даже не заводящийся двигатель;
  • потеря мощности и динамики;
  • активированный сигнал CheckEngine;
  • повышенный расход топлива.

Произвести диагностику оборудования можно самостоятельно или с помощью специалистов автосервиса, осмотрев его на предмет деформации, измерив давление в выпускном коллекторе манометром, а также общее состояние – мотор-тестером.

Неполадки или поломка могут произойти вследствие подверженности высоким температурам свыше 1000 градусов и химическим реакциям, вследствие чего деталь может прогореть либо оплавиться.

Вторая по популярности причина – некачественное топливо, которое не может сгореть полностью, догорая в коллекторе или самом агрегате, засоряя ячейки и затрудняя проход воздуха. Аналогичная ситуация может произойти и с высоким расходом масла в двигателе, которое также способно активно загрязнять фильтры.

Установка неоригинальной конструкции чревата несоответствием диаметра ячеек, а, следовательно, они будут обладать более слабой пропускной способностью и засоряться в несколько раз быстрее.

Катализатор универсальный

Богатая или бедная топливная смесь может повредить ваш нейтрализатор несколькими способами. Из-за богатой смеси в катализатор попадёт слишком много топлива. Оно воспламенится и разрушит его. Бедная смесь может вызывать высокую температуру выхлопных газов. Это также может повредить каталитический нейтрализатор.

Тем не менее, катализатор не повреждается быстро из-за такого рода проблем. Но в долгосрочной перспективе, он изнашивается намного быстрее, чем если бы топливовоздушная смесь была правильной.

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

Устанавливается катализатор непосредственно после приемной трубы или соединяется через разветвленные трубы к головке блока цилиндров и называется такая конструкция катколлектором. Второй способ наиболее чаще стал применяться на автомобилях, так как происходит ускоренный нагрев элементов катализатора.

После катализатора на автомобилях, принадлежащих к экологическим нормам Евро-3, Евро-4 и Евро-5 устанавливается датчик кислорода, который выполняет функции диагностические. Иными словами, диагностируемый датчик кислорода выполняет контроль эффективности работы катализатора и в случае превышения норм выхлопа загорается на панели приборов ошибка, сообщающая о критической работе катализатора. В этом случае необходимо проверить параметры работы двигателя и установить причину превышения норм допустимого выхлопа токсичных газов.

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

Как уберечь катализатор от повреждений и раннего износа?

Для этого необходимо знать причины, вызывающие ранний износ или его повреждение. Прежде всего необходимо обращать внимание к качеству заливаемого в бензобак топлива. В случае некачественного топлива, насыщенного искусственно ферритами, марганцем и другими инородными веществами, включая водяной конденсат, происходит засорение микроканалов, что приводит к противодавлению в выхлопной системе.

Обратный отскок выхлопных газов значительно нарушает работу газораспределительного механизма и в силу поступления в впускной тракт горячих отработанных газов усиливает износ поршневой группы и клапанов. Такое явление на некоторых типах автомобилей учитывается и устанавливается специальное устройство, называемое рециркулятором.

Читать далее:  Особенности работы и техническое обслуживание аккумулятора автомобиля

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

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

Назначение

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

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

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

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

Сам блок-носитель, обычно, размещен в металлическом корпусе, который предохраняет нейтрализатор от механических воздействий, например, ударов о неровности дорожного покрытия. Между блоком и корпусом прокладывается слой теплоизоляции, чтобы исключить передачу тепла на корпус. Применение теплоизоляции связано с особенностями работы нейтрализатора.

Дело в том, что для успешного окисления вредных веществ необходима большая температура. Самая минимальная температура для успешного дожигания отработанных газов должна быть в пределах 300 градусов Цельсия. Для спортивных автомобилей этот параметр может достигать 1500-3000 градусов Цельсия. Теплоизоляция позволяет поддерживать температуру в заданных пределах и обеспечивает нормальную работу каталитического нейтрализатора.

Внутри блока устанавливается датчик кислорода. Это электрическое устройство сообщает водителю о том моменте, когда катализатор необходимо заменить. Если соты забиваются или керамический слой становится меньше, датчик срабатывает и посылает сигнал на электронный блок управления двигателем, который переводит работу мотора в аварийный режим и сигнализирует лампой на панели приборов, что необходимо выполнить проверку исправности систем.

Часто, чтобы избавить от преждевременного и случайного срабатывания датчика, создают специальную обманку нейтрализатора, которая говорит датчику о том, что катализатор по-прежнему в норме. Это связано с тем, что замена каталитического нейтрализатора стоит очень дорого, и не каждый водитель может позволить себе такой ремонт. Так что, большинство водителей просто докатывают старую деталь до полного изнеможения и меняют нейтрализатор позже.

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

Нейтрализатор отработанных газов предназначен для нейтрализации вредных веществ, находящихся в отработанных газах выпускной системы.

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.

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.

Автомобильный катализатор встраивается в выхлопную систему транспортного средства. Он располагается сразу же после выпускного коллектора силового агрегата. В состав узла входят следующие основные детали:

  • стальной корпус;
  • термостойкая прокладка (утеплитель);
  • блок-носитель.
  1. Корпус каталитического нейтрализатора делается в виде стальной цилиндрической емкости, в которой имеется два отверстия для входа и выхода выхлопных газов. Соединение с трубами глушителя производится при помощи фланцев.
  2. Термостойкая прокладка применяется для предотвращения проникновения газов в обход нейтрализующего блока. Одновременно утеплитель препятствует быстрому охлаждению выхлопных газов. Высокая температура внутри катализатора ускоряет протекание реакции между отработанными газами и металлом. По этим же соображениям узел устанавливается максимально близко к мотору.
  3. Наиболее дорогостоящей и сложной частью автомобильного катализатора является блок-носитель. Основой блока становится керамическая вставка, которая изготовлена в виде сот. Такая форма позволяет увеличить площадь поверхности, где соприкасаются летучие вещества с катализатором.

Для каталитического разложения продуктов горения бензина и солярки используются такие драгоценные металлы, как родий, палладий или сплав платины и иридия. Некоторые производители делают блок-носитель из керамической ленты, которую в процессе производства сворачивают в компактный рулон цилиндрической формы.

Принцип работы автомобильного катализатора достаточно прост. Выхлопные газы попадают внутрь нейтрализатора, где соприкасаются с благородным металлом.

Благодаря высокой температуре в блок-носителе происходит несколько химических реакций. В результате опасные соединения (СО, СН, NO, NO2) превращаются в пары воды и достаточно безвредные газы N2, CO2. За процессом следят специальные датчики (лямбда-зонды), которые всю информацию передают в «мозги» машины.

Полностью обезвредить выхлопные газы не способен ни один каталитический нейтрализатор, но добиться существенного снижения концентрации опасных соединений удается благодаря этому изобретению.

Применение нейтрализаторов в дизельных двигателях стало не целесообразным. Дело в том, что температура работы дизеля ниже, чем у бензинового ДВС, а это значит, что катализатор не сможет справиться с поставленной задачей. Автомобильные эксперты разработали устройство, которое впрыскивает мочевину в систему выхлопа до того, как отработавшие газы достигнут катализатора.

Каталитический нейтрализатор устройство и принцип работы

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

Как уже было упомянуто, автокатализаторы – это детали выпускной системы, представляющие собой цилиндрический корпус с входным и выходным патрубками, прячущий покрытые ценными металлами ячейки-соты и помещенный позади выпускного коллектора. Если машина оснащена дизельным двигателем, дополнительно будет идти сажевый фильтр. Нередко оба элементы объединяют в единую комбинацию.

Его основная задача – нейтрализация токсических веществ в выхлопах, среди которых наибольшую опасность представляют:

  • окислы азота, выступающие причиной ядовитых кислотных дождей;
  • угарный газ, смертельно опасный при концентрации свыше 0,1%;
  • углеводороды, являющиеся частью смога.
Читать далее:  Система освещения автомобиля: устройство и принцип работы

Принцип работы катализатора и схема устройства

Постоянные усилия разработчиков по улучшению процессов сгорания, оптимизации управления системами двигателя достигли определённой точки, при которой требовались новые методы и способы для уменьшения выбросов вредных веществ в атмосферу многочисленными автомобилями. Разработаны и применяются т.н. нейтрализаторы отработанных газов, которые устанавливаются в выпускной системе. В настоящее время используются нейтрализаторы нескольких типов:

  • каталитические;
  • термические;
  • накопительные;
  • и др.

В каталитических процесс нейтрализации интенсифицируется за счёт применения катализаторов, а в термических — за счёт высокой температуры с добавлением воздуха к отработанным газам.

Каталитические нейтрализаторы называют окислительными, т.к. они предназначены для окисления СО и СН, находящихся в отработанных газах. За короткое время, пока газы проходят через нейтрализатор, все реакции должны завершиться при температуре 250 — 800 град.

При температуре менее 250 град, эффективность нейтрализатора мала, а при температуре выше 1 000 гр. происходит «спекание» мелких кристаллов платины и разрушение активной поверхности, т.е. дезактивация нейтрализатора.

На рисунке представлена конструкция каталитического нейтрализатора. 1 — керамическая пористая основа с нанесённым покрытием из платины и родия, 2 — изоляционные и теплоотводящие компоненты, 3 — датчик содержания кислорода в отработанных газах. Дезактивация катализатора особенно велика в первые 20 тыс.км.

Особенно быстро дезактивация наступает при использовании этилированного бензина. Повторим, что рабочая температура в нейтрализаторе 400-700 гр., поэтому для быстрого прогрева и эффективной работы нейтрализатор располагают ближе к выпускному коллектору. Такое расположение является положительным фактором при холодном пуске и прогреве двигателя — нейтрализатор быстрее начинает работать, но при этом повышается его эксплуатационная температура, а это может способствовать дезактивации катализатора.

Блок-носитель каталитического нейтрализатора делают из керамики сотовой структуры, гофрированной фольги из нержавеющей стали или в виде сферических гранул из оксида алюминия, которые укладывают в металлический цилиндр, закрытый по торцам сетками. На поверхность носителя наносится каталитический материал и помещают внутрь корпуса из нержавеющей жаропрочной стали.

На рисунке показана зона эффективной работы нейтрализатора. Заштрихованная область — зона «стехиометрической» смеси, по оси абсцисс (В) отображено отношение «воздух-топливо», по оси ординат (А)-эффективность работы нейтрализатора.

В зоне «богатых» смесей — от 10 до 14,6 преобладают высокие концентрации оксида азота(NОх) и низкие СО и СН. Нейтрализаторы, преобразующие СО, СН, N0, называют трёхкомпонентными или бифункциональными. Для нейтрализации смеси оксида азота, получающегося в процессе сгорания смеси, используются реакции его восстановления до азота N2 и аммиака NH3. В материалах, служащих катализатором при нейтрализации вредных веществ, используются платина, палладий, родий и др.

Трёхкомпонентные нейтрализаторы являются окислительными и восстановительными. В связи с тем, что состав вредных веществ резко меняется в зависимости от «обогащения» или «обеднения» топливовоздушной смеси, необходимо поддерживать работу двигателя в районе «стехиометрической» смеси.

Для выполнения такой задачи используется электронное управление работой двигателя с системой обратной связи (замкнутая система). Датчики, обеспечивающие работу обратной связи, называются: лямбда зондами (отношение «воздух-топливо») и устанавливаются до и после нейтрализатора, а также термометры газов в зоне процессов нейтрализации и окисления вредных веществ.

Термические нейтрализаторы представляют собой камеру, в которой при высокой температуре окисляются СО и СН. При работе двигателя на обогащенной смеси, требуется подача воздуха перед нейтрализатором. При работе на обеднённой смеси температура будет не высокой и требуется дополнительный прогрев нейтрализатора.

Что такое катализатор в автомобиле, и какие функции он выполняет

Ранее отмечалось, что нейтрализатор не работает на режимах прогрева двигателя, т.к. температура в нём не достаточно высока, кроме того, двигатель в это время работает на обогащенных смесях и в отработанных газах нет достаточного количества кислорода, необходимого для окисления СН в нейтрализаторе.

Для ускоренного прогрева нейтрализатора уменьшается угол опережения зажиганием, или электрическим подогревом нейтрализатора путём сжигания перед ним топлива в горелке, или подачи воздуха в, поток отработанных газов с помощью специального насоса.

В некоторых системах используют «стартовый» нейтрализатор, который устанавливается перед или параллельно основному При параллельном расположении весь поток отработанных газов направляется в стартовый нейтрализатор, который быстро прогревается и начинает эффективно работать.

После прогрева двигателя поворотом заслонки поток газов направляется в основной нейтрализатор. На рисунке приведена одна из схем построения системы с параллельным и основным нейтрализаторами.

При очистке отработанных газах дизельных двигателей внимание уделяется сокращению содержания твёрдых частиц и оксидов азота (NOx). Приведём краткое описание некоторых способов очистки ОГ, применяемых в дизельных двигателях.

Фильтр твёрдых частиц используется для сбора и их дальнейшей регенерации. Используется с окислительным нейтрализатором. Перед и после нейтрализатора и фильтра твёрдых частиц устанавливаются датчики давления и температуры, по которым косвенным способом определяется загрязнение элементов. Далее ЭБУ двигателем переводит работу двигателя на разные режимы для запуска системы регенерации твёрдых частиц.

Накопительный нейтрализатор NOx собирает на своей поверхности оксиды азота, а затем конвертирует их в азот (N2). При холодном пуске отработанные газы нагреваются для сокращения количества NOx. ЭБУ двигателем периодически обогащает, а затем обедняет рабочую смесь и, тем самым, создаёт условия для разложения оксидов азота.

Как устроен каталитический нейтрализатор

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».

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

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

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

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

Совместное использование драгметаллов обеспечивают реагирование с токсичными газами и производить на выходе из глушителя автомобиля безопасные продукты горения. Используемые драгметаллы (платина, родий, палладий) не подаются коррозии, но по ценовой политике – это самые дорогие материалы, используемые в катализаторах.

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

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

Читать далее:  Самостоятельная затяжка болтов гбц ваз 2108: инструкции, фото и видео

Неисправности каталитического нейтрализатора

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

Схема химических реакций, протекающих в блоках выглядят следующим образом:

  • CH O2 -{amp}gt; CO2 H2O;
  • NO CO -{amp}gt; N2 CO2;
  • CO O2 -{amp}gt; CO2;
  • NO H2 -{amp}gt; N2 H2O.

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

  • Удар, например, о камень (достаточно небольшого удара, чтобы керамические соты рассыпались);
  • Попадание воды на раскаленный катализатор, например, если заехать в лужу на прогретой машине (также может привести к тому, что соты рассыпятся);
  • Неисправность в системе зажигания. Если при пуске двигателя не происходит воспламенение, то топливо может попасть в приемную трубу, а затем и в катализатор и при пуске двигателя бензин может взорваться в катализаторе (что также может привести к тому, что соты рассыпятся);

Для всех катализаторов:

  • некачественный и этилированный бензин;
  • плохое состояние маслосъемных колпачков (попадание масла в катализатор);
  • попадание в катализатор антифриза или «левых» технических жидкостей для промывки топливной системы;
  • переобогощенная топливно-воздушная смесь;
  • долгая работа двигателя на холостом ходу.

Засоряется от некачественных (или несгоревших) топлив и масел. Разрушается при уларах. Обычно двигатель не запускается при правильности всех параметров, т.к. отработанным газам некуда выходить — выпускная система забита.

О поломке каталитического нейтрализатора водителю чаще всего сообщает сигнальная лампа на панели приборов «Check engine».

Это происходит в том случае, когда показания датчика перед катализатором сравнимы с данными лямбда-зонда, установленного на выходе нейтрализатора. Лампочка будет напоминать о неисправности до тех пор, пока автовладелец не заменит узел.

  • В среднем срок службы автомобильного катализатора ограничивается пробегом в 100-150 тыс. км. Каждая порция отработанных газов после нейтрализации уносит с собой тончайший слой металла. Когда керамические соты полностью выгорят, химические реакции в них уже не происходят.
  • Однако проблемы с узлом могут возникнуть гораздо раньше по целому ряду причин. Нередко виноват в гибели нейтрализующего устройства сам водитель. Достаточно пробить корпус и утеплитель при наезде на бордюр, чтобы катализатор вывести из строя.
  • Преждевременный выход из строя происходит, если в автомобиле неисправна система питания или зажигания. В этом случае в глушитель попадает много несгоревшего топлива, которое оседает на поверхности катализатора.
  • Негативно отражается на долговечности нейтрализатора и некачественное топливо. Оно не полностью сгорает в цилиндрах двигателя, поэтому соты блока-носителя быстро забиваются сажей.
  • Использование бензина с большим содержанием тетраэтилсвинца может привести к поломке катализатора. Тетраэтилсвинец образует пленку на поверхности драгоценного металла, которая препятствует нейтрализации отработанных газов.

Ford Focus

Оказывается, у катализатора есть несколько альтернатив, которыми часто пользуются автолюбители.

Установку универсального катализатора.

Данный прибор имеет вид обычной бочки, которая вваривается в систему выхлопа вместо основного устройства.

В случае выхода узла из строя производится замена только поломанного элемента, а не всей трубки сразу.

Преимущество такого варианта — доступность, ведь затраты будут составлять от 12 до 17 тысяч рублей (все зависит от характеристик и размеров).

Монтаж пламегасителя.

При установке такой замены катализатор убирается из системы полностью.

На его место ставится другое устройство — резонатор.

Задача изделия — не очистка выхлопа (как у «коллеги»), а стабилизация выхлопного потока и устранение необычных звуков.

Схема работы нейтрализатора газов

Обманка лямбда-зонда.

Преимущество «подмены» — доступность по цене. Только экологичным такой вариант назвать его не выйдет.

Устройство имеет вид проставки, отдаляющей датчик от выходящих из системы газов.

В ряде случаев прибор имеет вид небольшой схемы из резистора или конденсатора.

Задача — исказить параметры, передаваемые на блок управления, чтобы последний видел чистый выхлоп. При этом в самом катализаторе уже нет никакой нужды.

Ремонт

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.

Нейтрализатор отработанных газов ремонту не подлежит. Пробивать отверстие в нейтрализаторе нельзя, можно разрезать и удалить все внутренности, что не приветствуется по причине нарушения экологических норм выброса отравляющих веществ. Лучше заменить на новый, как обычный сменный элемент со своим сроком службы (примерно 150 тыс.км.).

Методика проверки

Если возникли подозрения на неисправность нейтрализатора, необходимо проверить давление газов перед нейтрализатором. Холостой ход — не более 0,9 bar и режим нагрузок (примерно 3000 оборотов) не более 2,5 bar. Если нет измерительного манометра — просто выкрутить кислородный датчик для выпуска отработанных газов.

Срок службы катализаторов

Сколько может составлять срок службы этих изделий? Производители рекомендуют менять деталь через 100 – 150 тыс. км, по истечении которых сотрудники автосервисов могут указать на износ, что подтвердит ошибка check engine.

Во многом же срок службы зависит от его вида – более надежные металлические приборы способны отходить от 150 000 до 300 000 км, тогда как керамические нуждаются в осмотре уже через 50 000 км. По истечении этого периода покрытие будет изнашиваться, а ячейки полностью забьются сажей и перестанут выполнять свои функции.

Помимо ухудшения динамики и роста расхода топлива, ремонт обойдется в большую сумму, которая вместе со стоимостью работ составит порядка 50 тысяч рублей. Даже если просто избавиться от этого оборудования, эта процедура будет стоить не менее 12 тысяч рублей. Поэтому рекомендуется разумно расходовать ресурс, используя качественное топливо, не применять агрессивные присадки, следить за расходом масла и не подвергать его механическому воздействию.

Как правильно удалить катализатор и зачем это делать?

Для чего же удаляют катализатор? Если водитель примет решение удалить из машины этот фильтр, он нанесет урон окружающей среде, но избавит себя от ряда трудностей. Машина без неисправного элемента снова обретет должную мощность, избавится от чрезмерного расхода горючего, а автомобилист – от горящего оповещения о проблеме. Кроме того, не находящие выхода отработанные газы перестанут возвращаться в камеру сгорания, негативно влияя на деятельность силового агрегата.

Алгоритм удаления этого компонента из выхлопной системы выглядит следующим образом:

  1. Если диагностика и осмотр однозначно показали проблему в автокатализаторах, необходимо демонтировать выхлопную систему в месте его нахождения.
  2. Изъять внутренности путем пробивания необходимого количества отверстий перфоратором со сверлом диаметром 20-23 мм.
  3. Разрезать прибор по длине или ширине и тщательно вычистить всё содержимое. Некоторые автомобилисты в вырезанный участок вставляют гофру, убирая механическую и тепловую нагрузку на выхлопную систему.
  4. Финальным этапом станут сварочные работы, так как без содержимого наличие катализатора в выхлопной системе будет провоцировать шум от паразитных вихревых потоков и повышенную температурную нагрузку. Поэтому после удаления его часто заменяют пламегасителем, который снижает шумы и регулирует температурный режим в системе.

Перфораторы

Признаки неисправного катализатора

  • Автомобиль начинает «тупить», ухудшаются динамические характеристики, автомобиль перестает «тянуть», плавают обороты на холостом ходу, катализатор может раскалиться докрасна (катализатор забился, т.е. снижена пропускная способность отработавших газов);
  • Характерный звон и дребезжание (соты катализатора рассыпались).

Катализаторы не подлежат ремонту, а только замене на «родной», либо на универсальный аналог. Также возможна замена катализатора на пламегаситель. 

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
AutoJiza
Adblock
detector