Катализатор автомобиля, а если говорить правильно — каталити́ческий конве́ртер-нейтрализа́тор, один из важных элементов выхлопной системы. Сегодня им оснащаются все современные автомобили, выпускаемые с конвейера. Некоторые автолюбители, не понимая, что такое катализатор в машине, демонтируют его ради увеличения мощности мотора.
Для чего нужен катализатор в автомобилеНормами единого европейского стандарта регламентируется содержание CO (окиси углерода), CH (углеводородов) и NO в выхлопных газах. Катализатор в автомобиле служит для снижения концентрации вредных соединений, путём нейтрализации их.
Каждый, кто изучал курс химии в школе, должен помнить, «кто такие» катализаторы и что такое катализ. Схожие процессы происходят и в самом каталитическом нейтрализаторе.
Как это происходит?На картинке хорошо видно из чего состоит катализатор — многочисленные керамические либо металлические соты покрытые слоем сплава из радия, палладия и платины. Как раз при соприкосновении вредных соединений с этими химическими элементами под воздействием тепла и происходит процесс окисления (катализации), благодаря чему концентрация вредных веществ в выхлопных газах снижается. На выходе получаем безвредную воду, азот, и углекислый газ
Еще одна функциональная особенность катализатора – разбиение потока выхлопных газов. По сути, он является первичным резонатором и располагается в выпускном коллекторе – между двигателем и глушителем.
Какие же недостатки имеет конструкция?- быстрый выход из строя при использовании топлива низкого качества. В низкосортном бензине содержится ядовитое металлоорганическое соединение — тетраэтилсвинец. В основном применяется как антидетонирующая присадка, повышающая октановое число топлива. Со временем соты катализатора забиваются этим веществом, и пропускная способность снижается;
- хрупкость керамики: при езде по плохим дорогам катализаторы часто повреждаются. Иногда вместо керамических катализаторов устанавливаются металлические, они гораздо прочнее, но в большей степени подвержены коррозии и дороже
Снять катализатор и забыть о нём можно, но если вы проходите техосмотр, то прибор может выявить превышение концентрации вредных веществ. К тому же длительная эксплуатация без каталитического нейтрализатора приводит к прогоранию резонаторов глушителя и выпускного коллектора.
Однако есть и альтернативное решение – это пламегаситель. Для гашения колебаний устройство выполняется из двух слоёв нержавеющей стали. Это позволяет снизить вибрацию внутреннего слоя, за счёт наружного (если в конструкции используется толстые листы стали, то корпус выполняется однослойным).
Пламегаситель состоит из нескольких камер, а в некоторых модификациях для увеличения срока службы монтируется диффузор-рассекатель с наполнением или без. Преимущества пламегасителя налицо: соотношение цены и качества, высокая прочность.
При использовании пламегасителей степень концентрации вредных веществ всё же выше, поэтому не всегда можно уложиться в нормы EЕС.
Можно пойти другим путём – купить универсальный катализатор. Он стоит дешевле штатных аналогов (уложиться можно в 10 000 р., вместо 50 000р.). Плюс в том, что не придётся перестраивать работу автомобильного процессора.
Итак, мы выяснили, для чего нужен катализатор в автомобиле и сделали обзор альтернативных решений. Итог следующий: если устройство вышло из строя, то для экономии средств возможна установка пламегасителя или универсального катализатора.
Есть в современном автомобиле одна «деталь», которую мы долго обходили своим вниманием, хотя она уже много лет является причиной жарких споров среди автомобилистов. И чем оживленней разворачивается полемика, тем больше аргументов, причем зачастую весьма сомнительных, можно услышать и от тех, кто «за», и от тех кто «против». Виновником этих жарких дебатов является катализатор. Непонятно, зачем он нужен, есть ли от него какая-нибудь польза, и почему автопроизводители так яро его навязывают. И чтобы как-то «разрулить» эту напряженку, мы и решили сами разобраться в этих вопросах.
Окончание, начало в № 13.
Ну а о том, для чего нужен катализатор, возможные поломки и способы его удаления (или замены) мы детально обсудили в прошлом номере. Нам осталось лишь развеять мифы, которыми так плотно окутан, сей загадочный агрегат.
- Катализатор дожигает несгоревшее топливо.
Это, конечно же, не так. Катализатор работает по другому принципу. Он благодаря специальному покрытию на сотах и с помощью химической реакции, т. е. процесса окисления, разрушает вредные соединения, содержащиеся в выхлопных газах. В их состав входят: CO (угарный газ), CH (сажа), NO и NO2 (оксиды азота). На выходе же исправного катализатора получается относительно безобидная по эко-нормам смесь углекислого газа (CO2), воды (H2O) и азота (N2).
Напомним что «соты», это внутренняя структура катализатора, обеспечивающая большую площадь контакта с выхлопными газами. Они могут быть выполнены из керамики или металла. Напыление состоит из платино-иридиевого сплава - он и выполняет функцию химического катализатора. В ходе этой реакции высвобождается тепло, которое и позволяет работать катализатору продуктивно.
- Машина с катализатор требует особого топлива.
Это тоже неправда, хотя и есть в этом вопросе свои «но». Первое, это ни в коем случае не использовать этилированный бензин. Он практически мгновенно уничтожает каталитический слой в нейтрализаторе и циркониевое напыление лямбда-зонда. В итоге соты катализатора оплавляются, и проходимость выхлопных газов сквозь него прекращается.
Второе - некачественный («бадяжный») бензин. При его сгорании в выхлопных газах содержится большое количество сажи и остатков недогоревшего масла. Все это также забивает соты и препятствует свободному прохождению газов. Катализатор и в том, и в другом случае быстро придет в негодность, поэтому лучше использовать простой бензин более или менее приличного качества.
- Катализатор недолговечен и быстро выйдет из строя.
Ну, здесь все зависит от того, что подразумевается под словом «быстро». По сути, катализатор способен надежно и долго работать только с двигателем, оборудованным электронным зажиганием и системой впрыска с микропроцессорным управлением.
В среднем ресурс катализатора колеблется в пределах 80-150 тысяч км пробега. Это при условии исправной работы систем зажигания и питания, а также при использовании качественного топлива. Потом катализатор, который, по сути, выполняет функцию фильтра выхлопных газов, подлежит замене и это само собой разумеется. Нет вечных фильтров.
Но на его долговечность могут влиять и другие причины. Например, механические повреждения. В большинстве применяемых катализаторов соты изготавливаются из керамики, и поэтому они достаточно хрупкие. Удар по катализатору может легко его повредить.
Есть и второй враг керамики - это вода. Температура работающего катализатора достаточно высока. При попадании на него воды соты не выдерживают резкого перепада температур и приходят в негодность.
Металлические катализаторы в этом плане более надежны, но и они не устоят перед переобогащенной топливной смесью, вызванной неполадками в системе питания двигателя.
- Катализатор «подрезает» мощность двигателя.
Что касается совершенно исправных катализаторов, то это в корне не верно. Хотя он и имеет суммарную площадь поверхности сот примерно 20 тысяч м2, он не мешает прохождению выхлопных газов, и поэтому не может влиять на мощность двигателя.
А вот неисправный или забитый катализатор, в самом деле, снижает проходимость выхлопных газов, в результате чего автомобиль начинает лишаться мощности. Внутри неисправного катализатора температура может возрасти настолько, что керамика оплавляется и полностью перекрывает путь выхлопным газам. Естественно, ничего хорошего это двигателю не сулит. Поэтому и рекомендуется менять катализатор через каждые 100 тысяч км независимо от его рабочего состояния.
- Катализатор дорогой, потому что предназначен для «крутых» машин.
Это полная чушь. Для современных - да, для «крутых», пожалуй, нет (в дорогих спортивных версиях катализаторы не предусмотрены). Нельзя забывать о том, что наряду с повышением мощности, улучшением комфорта и безопасности пассажиров, конструкторов не менее волнует вопрос повышения экологичности двигателей. И катализатору в этом деле отведено особое место, ведь он, по сути, очищает отработанные газы.
Дороговизна же этого агрегата объясняется его производством. Это достаточно дорогой и сложный в техническом плане процесс. Кроме того, в качестве катализатора используется дорогостоящая платина, которая способна противостоять соединениям серы, а для большей эффективности работы в каталитический слой нейтрализатора к платине добавляют палладий и редкоземельный элемент родий. Поэтому когда мастер вам предложит «почти задаром убрать эту ненужную штуковину», помните, что у него в этом деле есть свой пиковый интерес, он «наварится» и на вас, и на драгметалле с вашего катализатора.
- После удаления катализатора нужно перепрограммировать «мозги» автомобиля.
Ну, начнем с того, что удалять исправный катализатор - это просто глупость, т. к. ни на что кроме очистки ваших же выхлопных газов не влияет. Ну, если уж вы по какой-то причине решили…
Для автомобилей с системой уровня выхлопных газов Евро-2 ничего перепрограммировать ненужно. Катализатор в них является независимой частью системы и не связан с блоком управления. А вот с системами уровня Евро-3 все несколько сложней. Катализатор просто так удалить не получится. Блок управления нужно перестроить под Евро-2. В противном случае у вас будет постоянно загораться ошибка«Низкая эффективность катализатора».
Но бывают случаи, когда «борт» специально настраивают на спортивный режим. Тогда действительно лучше снять катализатор, так как, если в настройках отключена диагностика пропусков зажигания, недогоревший в цилиндре бензин начнет поступать в катализатор и догорать там. Это чревато большим перегревом катализатора, который может привести к пожару автомобиля.
- Катализатор напрямую связан с кислородным датчиком.
Это конечно полная чушь. Просто иногда мастера рекомендуют после удаления катализатора немного подрегулировать контроллер. Делается это для того, чтобы немного обогатить смесь за счет увеличение лямбда-фактора (0,8-0,9). Это дает небольшую прибавку в мощности. При наличии катализатора подобные «шалости» невозможны.
Правда, есть у них и кое-что общее - они оба «умирают» от тетраэтилсвинца. Поэтому мнение, что с удаленным катализатором можно ездить на этилированном бензине не совсем справедливое. Если в системе управления применяется кислородный датчик, то нельзя.
***
Ну что ж, если со всеми «непонятностями» мы более или менее разобрались, дадим напоследок несколько полезных советов.
Проверка катализатора на исправность
Проверить катализатор, насколько он работоспособен, можно таким способом:
на холостом ходу выдавите педаль газа до предела, контролируя при этом обороты по тахометру. Если двигатель спокойно раскручивается до максимальных оборотов и срабатывает ограничитель - катализатор исправен. Если же стрелка тахометра не доходит до красной зоны и ограничитель оборотов не включается, то очевидно, что пропускная способность катализатора понижена, и он требует замены. Правда, подобный способ эффективен лишь в том случае, когда работа других систем в норме.
Падение давления выхлопа или полное его отсутствие тоже свидетельствует о неисправности катализатора, но это уже верный признак того, что он «умер».
На СТО существуют свои методы проверки. Как правило, все начинается с проверки лямбда-зонда. В случае его поломки на блок управления подачей топлива подается сигнал об избытке или нехватке кислорода, что соответственно вызывает обогащение или обеднение горючей смеси. Если же лямбда-зонд и другие датчики двигателя полностью работоспособны, то значит проблема именно в катализаторе.
Есть и еще один довольно простой способ проверки - на просвет. Так как соты рабочего элемента катализатора прямые, а стенки весьма тонкие, то его легко можно просветить фонарем. Те области, которые останутся темными, являются забитыми. Недостаток в этом способе один - катализатор нужно снять с автомобиля.
Как избежать проблем с катализатором
Чтобы избежать проблем с катализатором, нужно придерживаться следующих правил эксплуатации:
Заправлять автомобиль только качественным бензином;
Не запускать двигатель с «толкача», так как попадающее в катализатор несгоревшее топливо может привести к его перегреву и соответственно выходу из строя (поверьте, дешевле купить новый аккумулятор);
Если двигатель не запустился после двух-трех попыток, необходимо сделать паузу, чтобы скопившееся на поверхности устройства топливо успело испариться;
Если при устранении неисправностей электрооборудования требуется включить зажигание, во избежание попадания топлива в выхлопную систему и катализатор необходимо отключить реле питания топливного насоса;
На работающем двигателе нельзя проверять наличие подачи тока высокого напряжения на свечи зажигания, снимая с них наконечники высоковольтных проводов, так как топливо из неработающего при этом цилиндра попадает в катализатор;
Вероятность выхода из строя катализатора повышается из-за выброса в систему выпуска порции несгоревшего топлива при перебоях в работе двигателя из-за отказа одной из свечей зажигания или пробоя высоковольтного провода.
Замена катализатора
Самый простой способ - это дилерская станция техобслуживания. Тут вам с великим удовольствием проведут замену, если конечно они есть в наличии. Подобная услуга обойдется вам от 3 до 10 тысяч гривен за агрегат плюс работа. При этом часто катализаторов нет на складе и надо ждать несколько недель. Да и гарантию на новый оригинальный катализатор, как ни странно, не дают.
Можно найти родной катализатор и «под заказ». На этом вы сможете сэкономить до 30%, но вопрос установки все равно остается открытым.
В сервисных центрах специализирующихся на ремонте глушителей, вам могут предложить установить «универсальный» катализатор. Он конечно работает почти вдвое меньше, чем «родной», и стоит аналогично. Сегодня многие фирмы выпускают «универсальные» катализаторы. Среди них и известные бренды выхлопа, такие как Walker, Bosal, Magnaflow, и, разумеется, Китай.
Не нужно забывать, что катализатор в плане производства вещь высокотехнологичная, а бесплатный сыр бывает только в мышеловке, и если стоит он (т. е. катализатор) дешево, значит чего-то в него «не доложили». Поэтому ставить такие катализаторы - это всегда лотерея. Он может проработать и полтора года, а может «загнуться» и через две недели. Гарантии на него все равно никто не дает.
Можно пойти и «обманным» путем. Современный рынок сейчас изобилует всевозможными «обманными» устройствами: эмуляторы, контроллеры, корректоры лямбда-зонда, «глушилки ошибок», симуляторы LSU и т. д. и т. п. Некоторые из них работают достаточно долго и добросовестно, иные не работают вообще. Тут без специалиста лучше не соваться.
Встречаются «правильные» обманки, которые преобразуют сигнал второго кислородного датчика, для того чтобы ЭБУ двигателя видел, что катализатор в норме. И есть вредоносные «глушилки ошибок». Машина не едет, а датчик показывает, что ошибок нет, и все хорошо. Поэтому основная задача «обманки», это не допускать появления ошибки по неэффективности катализатора, и ни в коем случае не вмешиваться в остальные функции блока управления.
Здесь совет только один - найдите специалистов, которым вы сможете доверять, и пусть они занимаются не только установкой «обманки», но и проверкой ее работоспособности. В противном случае ваша экономия может обернуться против вас.
P.S. Конечно, каждый загрязняет природу в меру своей распущенности. И аргумент, что мимо проехавший Камаз делает это в сто раз больше меня, ничуть не оправдывает ваши действия. Не забывайте, что на этой планете после нас жить еще нашим детям и внукам. И поэтому беречь экологию - долг каждого цивилизованного человека.
Ну а для тех, кому светлые идеалы человечества - лишь пустые слова, есть и другие доводы. Во-первых, согласно новым требованиям, за изменение конструкции автомобиля любой инспектор имеет все права наложить на вас штраф, а в худшем случае вообще поставить машину на штрафстоянку. И, во-вторых, даже если внешний корпус катализатора будет вами сохранен, то любая проверка на токсичность быстренько выявит ваш обман, а это дополнительные и, увы, систематические расходы.
И заметьте, что мы не берем в расчет прохождения техосмотра, который давно превратился в вид налога на бесхозяйственность. Но ведь ситуация и тут может поменяться…
Поэтому, как говорится, берегите природу!
Подготовила Сана Шильдик.
Для чего нужен катализатор в автомобиле? Этот вопрос волнует многих владельцев машин, ведь для некоторых моделей стоимость этой детали доходит до 13 % от общей стоимости, а без него автомобиль не перестанет ездить. Разберемся, так ли необходим этот компонент и какой от него прок простому водителю.
Назначение и устройство катализатораМожно, не углубляясь в теорию автомобильной техники, с уверенностью сказать, что двигатель автомобиля при работе выделяет вредные для здоровья людей вещества. Чтобы минимизировать вред для окружающей среды, практически все, даже самые дешевые машины, комплектуются катализатором или каталитическим нейтрализатором, который находится в глушителе, на пути выхлопных газов. Катализатор практически полностью избавляет выхлопные газы от:
- Угарного газа CO, который в больших концентрациях вызывает кислородное голодание организма.
- Углеводороды, несгоревшие частицы топлива, при вдыхании обладают канцерогенным действием.
- Оксиды азота, большие концентрации этого вредного вещества во вдыхаемом воздухе вызывают удушье.
Хотите узнать что лучше: Ответ на этот вопрос вы найдете в нашем материале.
Подробности о чип-тюнинге Нивы Шевроле можно узнать
Что такое катализатор на автомобиле и из чего он сделанКонструкционно каталитический нейтрализатор представляет собой керамическую подложку в виде сот, на которую нанесены драгоценные металлы. Именно они и являются катализаторами химической реакции. Обтекая соты с катализатором, выхлопные газы после двигателя избавляются от вредных веществ и направляются через глушитель в атмосферу. Все это устройство располагается вертикально, сразу после двигателя, либо горизонтально перед глушителем.
Для наибольшей эффективности и наименьшей стоимости конструктора стараются установить нейтрализатор как можно ближе к двигателю, где температура выхлопных газов выше. Это позволяет несколько уменьшить площадь сот, что снижает стоимость детали.
Обратной стороной медали является снижение срока службы из-за повышенной температуры керамической подложки.
Подробности об устройстве автомобильного катализатора вы узнаете из этого видео:
Признаки неисправностиРасчетный срок службы катализатора в лучшем случае составляет не более 120 тысяч км. Но его могут сильно уменьшить некачественный бензин и масло, неисправности в двигателе, связанные с впрыском топлива, подачей воздуха или иные, иногда даже механические, повреждения. Вышедшая из строя деталь не только перестает выполнять свою функцию, но и шумит, дребезжит и вибрирует. В случае вертикального расположения нейтрализатора возможно осыпание разрушенных элементов непосредственно в двигатель.
Признаки неисправности катализатора в автомобиле легко заметить. Загорается желтый значок «проверьте двигатель». Значит датчик содержания кислорода, установленный сразу после нейтрализатора, фиксирует выход этой величины из нормальных значений. Спустя какое-то время появляются посторонние шумы в районе этой детали, металлический лязг, грохот, вызванный остатками керамической подложки, которая постепенно разрушается. Повышенное содержание вредных веществ в выхлопе автомобиля точно укажет на разрушение катализатора.
При появлении тяжелых отложений на катализаторе, из-за механических повреждений двигателя, вышедших из строя свечей, прогоревших масляных колец керамическая подложка может оплавиться из-за повышенной температуры. После этого сопротивление этой детали многократно возрастает, что мешает двигателю нормально работать. Фактически автомобиль перестает ездить или даже заводиться.
Хорошо проведенная диагностика двигателя перед установкой нового катализатора поможет выявить проблему и исправить ее, чтобы не допустить повторного выхода из строя дорогостоящей детали.
Ремонт нейтрализатораПри полном или частичном разрушении дорогостоящего каталитического нейтрализатора существует несколько путей решения этой проблемы:
Иногда бывает, что использование не совсем качественного топлива или масла вызвали загрязнение поверхности керамических сот, или повреждения двигателя вызвали появление нагара или отложений на них. Если при этом катализатор перегрелся, то происходит оплавление керамической подложки и выход из строя детали. В данном случае никакая промывка катализатора автомобиля не поможет. При сохранении целостности конструкции необходимо устранить причины загрязнения. После починки двигателя нейтрализатор сам очиститься за счет потока дымовых газов и температуры, поэтому в промывке также не будет необходимости.
Специфика эксплуатации автомобилей в России при низком качестве топлива и долгом сроке использования приводит к массовому переходу на пламегасители или использованию лома для удаления внутренностей нейтрализатора. Это плохо сказывается на состоянии окружающей среды и попросту вредит людям на закрытых подземных паркингах. До повсеместного перехода на качественный бензин эта практика будет общераспространена, потому что многие автолюбители не могут покупать оригинальный или даже универсальный катализатор несколько раз в год.
О том, что еще может привести к быстрому износу катализаторов, узнайте из этого ролика:
Замена нейтрализатора на оригинальный оправдан только на новом автомобиле, при уверенности владельца в исправной работе двигателя. После нескольких лет активной эксплуатации или на поддержанных машинах катализатор лучше заменять на универсальный. Через еще несколько лет поможет только установка пламегасителя или удалению внутренностей нейтрализатора, т.к. соты будут постоянно забиваться.
Одной из систем очистки выхлопных газов автомобиля является каталитический нейтрализатор отработавших газов, который называют и катализатором и нейтрализатором, хотя это одно и то же. Расскажем что такое автомобильный катализатор и для чего нужен , рассмотрим основные причины, если он забит.
Автомобильный катализатор - что это такое?Катализатор - это устройство, которое располагается в выхлопной системе для очистки выхлопных газов. С помощью химических реакций вредные вещества, которые загрязняют атмосферу, превращаются в менее пагубные, которые и выходят наружу. Катализатор начинает работать только после нагревания, т.е. при пуске холодного двигателя нейтрализатор бездействует.
В паре с катализатором работают , которые определяют состав смеси и соотношение воздуха и бензина 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 катализатора он раскаляется почти докрасна.
Как проверить: работает катализатор или нет?У катализатора бывает ТРИ состояния: рабочее, полу рабочее и нерабочее. Рассмотрим эти три состояния и как ведет себя машина (двигатель) при каждом из них.
В рабочем состоянии машина работает нормально, лампочка перегрева катализатора на панели приборов не загорается при работе двигателя, претензий ни к чему нет.
В «полу рабочем» состоянии начинаются проблемы. Машина ведет себя как-то не так:
- Временами (или всегда) пропадает тяга и «приемистость» на больших оборотах; вчера вот «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, что бы 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 катализатора - подтверждение «полу рабочего» 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 ведёт себя таким образом:
- Заводится долго, а когда заведется – то глохнет почти сразу же или не заводится вообще, т.е. даже не «схватывает».
«Третье состояние» проверить просто: надо в момент заведения 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 катализатора мы не рассматриваем – 99% автолюбителей просто удаляют его, а не покупают новый , т.к. новый катализатор стоит дорого из-за содержания в нем платины.
Хочется предостеречь от распространенной ошибки при удалении катализатора: 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 двигателя и выпускной системы, а также дополнительное охлаждение газов.
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 . 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.
