Какие бывают катализаторы

Какие бывают каталитические нейтрализаторы и чего они боятся ?!

Катализатор. Каталитический нейтрализатор выхлопных газов или каталитический конвертер, а сокращённо просто катализатор, стал сейчас уже обязательной опцией для всех выпускаемых автомобилей в развитых странах. Предназначение катализатора — окислять вредные соединения, содержащиеся в выхлопных газах.

Конструкция его достаточно проста, но содержание солей платины, родия или палладия сказывается на стоимости катализатора не лучшим образом. Поэтому многие владельцы подержанных иномарок хоть один раз, но стояли перед выбором — покупать ли новую, достаточно дорогую деталь или же искать способы решения проблемы «умершего» каталитического нейтрализатора более приемлемые для своего кошелька.

Что же необходимо знать для того, что бы принять самое оптимальное решение в выборе того или иного варианта? Сейчас мы и попробуем в этом разобраться.

alt

Во-первых нейтрализаторы различаются по типу носителя, на который непосредственнонаносится каталитический слой.
Это может быть керамический блок, в виде сот, или блок, выполненый из металлической ленты. Керамические катализаторы более распространены, чем металлические, и менее дорогие. Основной недостаток керамического катализатора — его хрупкость. Достаточно даже несильного удара об камень на дороге, что бы рассыпавшиеся соты своим дребезгом подсказали автовладельцу, что его ждут очередные финансовые затраты на ремонт своего автомобиля.

То же самое может произойти, если на полностью прогретом автомобиле заехать в лужу и вода попадёт на раскалённый катализатор. Ещё одной причиной разрушения керамики могут быть неполадки в системе зажигания. Когда при попытке пуска двигателя сразу не происходит воспламенение топлива в камере сгорания, то несгоревший бензин скапливается в ближайшей ёмкости выпускного тракта, а это почти всегда и есть катализатор, и когда, наконец, мотор заводится, то этот скопившийся бензин взрывается, а соты, естественно, рассыпаются.

Металлический блок более надёжен и может длительное время выдерживать различные механические нагрузки. Но и керамический и металлический каталитические нейтрализаторы одинаково боятся следующих вещей: некачественный или этилированый бензин, попадающие в камеру сгорания масло или антифриз, «левые» технические жидкости, используемые в целях промывки топливной системы, переобогащённая топливная смесь, долгая работа двигателя на холостом ходу.

В результате воздействия вышеназваных факторов , помимо потери способности катализатора дожигать вредные примеси, происходит засорение каналов, что приводит к уменьшению их общего проходного сечения, потере мощности и к перегреву самого нейтрализатора, корпус которого может раскаляться даже до красного цвета. Известны случаи, когда от раскалённого катализатора расплавлялась аллюминевая теплозащита и загоралось антикоррозийное покрытие днища.

alt

Внутреняя температура неисправного каталитического конвертера настолько велика, что керамика может сплавляться и полностью забивать собой проход для выхлопных газов.
Ремонт двигателя после этого почти неизбежен. Ещё один неприятный момент — это керамическая пыль. Керамический блок стареющего катализатора, невзирая на его внешнюю целостность и сохранность своих основных свойств, понемногу разрушается, и появляющаяся при этом керамическая пыль попадает в камеру сгорания, а иногда, при разборе двигателя для ремонта, в цилиндрах находят и небольшие кусочки керамики. Нахождение в камере сгорания керамической пыли приводит к преждевременному износу стенок цилиндров и, соответственно, к более раннему ремонту двигателя.

Такие вот неприятности могут быть от детали, которая на первый взгляд вроде бы отрицательно себя никак не проявляет. Не зря в Европе катализаторы меняют через 100000 км. пробега, невзирая на то, рабочий он или нет.

alt

Место расположения катализаторов в выпускной системе — второй отличительный признак, важный для автовладельца.
У большинства автомобилей каталитический нейтрализатор расположен или же сразу за приёмной трубой глушителя или совместно с ней, составляя одну деталь. Другой вариант расположения нейтрализатора — это когда он находится непосредственно в выпускном коллекторе, реже после него, перед приёмной трубой. Это самый неудачный вариант с точки зрения ремонтопригодности.

На автомобилях конца 1990х годов и начала 21 века, катализатор, как правило, находится в коллекторе — такая конструкция облегчает выполнение экологических норм ЕВРО 4. Близкое расположение каталитического нейтрализатора выхлопных газов к камере сгорания обеспечивает более быстрый его прогрев до рабочей температуры и лучше сохраняет его от внешних воздействий и резких перепадов температуры, но сам коллектор при этом очень часто страдает.

Треснутый выпускной коллектор — одно из последствий перегрева катализатора, а стоимость коллектора с катализатором обычно намного выше, чем стоимость коллектора простого. Поэтому владельцы автомобилей с таким расположением катализатора вынуждены, в случае его выхода из строя, платить больше и за саму деталь и за работу по её установке.

Варианты замены катализатора

alt

Катализатор вышел из строя — что же делать? Далеко не для всех ответ на этот вопрос ясен как белый день — например купить и поставить новую оригинальную деталь. Для некоторых стоимость такой детали выглядит просто нереальной, а другие не видят смысла выкладывать некоторую сумму на то, что не является такой уж необходимостью. Тем более, что отношения автовладельцев с экологическим контролем в России достаточно лояльные. Поэтому даже те, кто обслуживается только у оф. дилеров, с «катализаторной» проблемой часто обращаются в фирмы, специализирущиеся на системе выпуска.

Другой вариант — установить не штатную, оригинальную деталь, а универсальный катализатор, который существенно дешевле. Для автомобилей с дополнительными кислородными датчиками — лямбда-зондами, расположенными после катализатора, такой вариант является чаще всего единственной альтернативой оригинальной детали, т.к. если нет возможности перепрограмировать мозги на безкатализаторный режим, то третий вариант — замена катализатора на пламегаситель — здесь не подойдёт.

Универсальный каталитический нейтрализатор, так же как и универсальный пламегаситель, нельзя установить только на те машины, где коллектор с катализатором составляют одно целое или когда корпус нейтрализатора чугунный, что обычно бывает у нейтрализаторов, расположенных сразу после выпускного коллектора. Бывают и исключения — если есть достаточно места, и коллектор не чугунный, а из нержавеющей стали. Универсальный катализатор рекомендуется ставить не керамический, а металлический, только тогда есть гарантия, что катализатор снова не рассыпется, а прослужит долгое время.

Самый же распространённый вариант — это всё-таки замена на пламегаситель.
Основные его плюсы — более низкая стоимость и исключение возможности повтора возникновения проблемы с вновь установленным катализатором. Особенно это актуально для моторов с большим пробегом, где даже новый оригинальный нейтрализатор прослужит совсем недолго.

Весомость этих плюсов достаточно велика для того, что бы подавляющее большинство автовладельцев выбрали именно этот вариант, а мягкость отечественных норм по содержанию в выхлопе вредных примесей является дополнительным стимулом для принятия решения в пользу пламегасителя. Дополнительно про пламегасители можно прочитать в одноимённой статье.

Немного про катализатор

alt

Почему бы не подшутить над соседом по стоянке? Если плотно заткнуть выхлопную трубу картошкой, то мотор заведется и тут же заглохнет. После того, как ваш сосед, потратив время, все-таки найдет и удалит затычку, двигатель заработает снова как ни в чем не бывало. Иное дело каталитический нейтрализатор: при неумелом обращении он может успешно сыграть роль «картошки», удалить которую значительно труднее.

Как правильно эксплуатировать автомобиль с экологически чистым выхлопом?

Обычно, видимо, для краткости, каталитический нейтрализатор называют просто катализатором. Последуем этому «правилу» и мы.А теперь реальная ситуация. У моего знакомого двигатель «Мерседеса» потерял мощность, вяло реагировал на педаль газа.
Чего только не поменял незадачливый владелец! Бензонасос с фильтром, расходомер воздуха системы впрыска (по чьей-то настоятельной рекомендации) и кое-что еще обошлись ему чуть ли не в половину стоимости «Жигулей». Улучшений не последовало.

Разгадка же оказалась до обидного простой: владелец грубо нарушал правила обращения с такой нежной и дорогостоящей системой, как катализатор. В результате один из его элементов полностью разрушился, закупорив все сечение выхлопа, что хорошо видно на фото внизу. Это — результат эксплуатации двигателя на этилированном бензине и вдобавок — при повышенном расходе масла на «угар»: основательно изношенный «Мерседес» нуждался в дополнительных 2-2,5 литра масла на тысячу километров пробега. Так вот — любую иномарку с катализатором может ожидать такая беда.

Сегодня вряд ли нужно доказывать полезность и эффективность катализатора. Не оснащенный им двигатель выбрасывает в атмосферу букет вредных веществ, отравляя все окружающее.
Назовем хотя бы три — окись углерода СО, углеводороды СН, окислы азота NОх. При этом добиться, чтобы содержание СО в выхлопных газах такого мотора было меньше 0,5%, трудно: уменьшение содержания одного компонента может оборачиваться увеличением содержания другого.

Задача катализатора, если ее определить в самых общих чертах, сводится к тому, чтобы «дожечь» СО и СН (на что требуется некоторое количество кислорода, содержащегося в выхлопных газах до их поступления в катализатор), а окислы азота восстановить до безвредного азота, что связано с выделением некоторого количества кислорода.

Чтобы катализатор мог нормально выполнять эти функции, состав выхлопных газов, покидающих цилиндры двигателя, должен быть строго определенным — появление в них, например, несгоревшего бензина из-за сбоев в работе зажигания (избыток СН) или отсутствие кислорода (богатая смесь) нарушают работу устройства.

Ну и самое главное: если на него попадают соединения свинца после заправки этилированным бензином, это быстро оборачивается полным отказом катализатора. При нормальной же его работе состав выхлопных газов, выбрасываемых автомобилем, с экологической точки зрения почти «чист». Например, содержание окиси углерода не превышает 0,03%.

Полезно будет познакомиться с правилами их эксплуатации.

Для того, чтобы не вывести из строя катализатор и кислородный датчик (лямбда-зонд), запомните следующее:

  • — пуск мотора с «толчка» или на буксире не разрешается: несгоревшее топливо, попадающее в катализатор, может привести к его перегреву и выходу из строя (для пуска двигателя с отказавшим аккумулятором используйте специальный стартовый кабель);
  • — если мотор не удалось пустить с двух-трех попыток, необходимо сделать длительную паузу, иначе несгоревшее топливо соберется в сетке катализатора и, воспламенившись, выведет его из строя; вообще при затрудненном пуске двигателя не «гоняйте» его подолгу стартером, а выясните причину неполадок и устраните ее, дабы избежать печальных последствий;
  • — если возникли неисправности электрооборудования, устранение которых требует включить зажигание, отключите реле электрического топливного насоса, чтобы предотвратить попадание горючей смеси в выхлопную систему и в катализатор;
  • — не проверяйте работу свечей, снимая с них наконечники высоковольтных проводов, так как не сгорающее при этом топливо дополнительно попадает в катализатор (помимо того, что уже попало туда из-за отказа конкретной свечи);
  • — если двигатель работает нечетко из-за неисправности в системе зажигания, не давайте ему большой нагрузки и как можно скорее устраните неисправность (при повышенной нагрузке доля несгоревшего бензина больше).

Таким образом, катализатор — это еще и своеобразный индикатор состояния двигателя, весьма точно показывающий, что пришло время регулировки или ремонта мотора. На этот «индикатор» нельзя не обратить внимания и ездить, как это делают некоторые, канистрами доливая масло в практически убитый мотор или закрывая глаза на сумасшедший расход топлива.
При работе катализатор — с учетом реакций в нем — нагревается от 300 до 800° С. Отсюда еще одно предостережение: после быстрой езды по шоссейной дороге не ставьте машину на поляну с сухой травой или листвой. Они могут вспыхнуть под днищем автомобиля.

Как проверить, работает ли катализатор?

Прежде всего найдите кислородный датчик: он ввернут в выхлопную трубу. Наличие его — свидетельство того, что автомобиль оборудован катализатором. Правда, в начале восьмидесятых устанавливали нерегулируемые катализаторы без такого датчика. Но эффективность их была невысока, и от них отказались довольно быстро. А вот определить, стоит ли у вас нерегулируемый катализатор, не так-то просто. Это можно делать по табличкам под капотом, но разобраться в них в состоянии только специалисты фирменных станций техобслуживания.

Сейчас нас больше интересует регулируемый катализатор. Найдя датчик, надо проверить, подключен ли он к проводке автомобиля. По специальной методике мастера СТО определят, исправен ли датчик. Водитель же может быть уверен в нормальной работе катализатора, если двигатель хорошо тянет и расход бензина в норме.

Кислородный датчик — это электрический прибор, измеряющий содержание кислорода в выхлопных газах и передающий эту информацию на электронику системы питания. Последняя постоянно контролирует состав горючей смеси, поддерживая оптимальное соотношение бензина и воздуха. Неисправный датчик дает команду топливной системе на максимальное обогащение рабочей смеси. (То же происходит, если датчик отключен.) Если в этот момент измерить СО, прибор показывает до 9%. Ухудшения работы двигателя и возросшего на 30-50% расхода топлива вы вряд ли не заметите.

Итак, на машинах с катализатором в выхлопной системе постоянно работает прибор, измеряющий СО. Поэтому для корректировки состава смеси не нужно других приборов: отрегулировать мотор с каталитическим нейтрализатором можно абсолютно автономно.
Катализатор в разрезе Внутри корпуса с двойной оболочкой и жаропрочной прокладкой находятся «соты» катализатора. Они сделаны из керамического материала и покрыты внутри тонким слоем напыленного металла — платины или родия.

Подписывайтесь на RemRai.ru в Telegram

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *