С-Петербург, улица Тосина 3
+7 (812) 917-84-85
+7 (921) 316-27-00
Главная » Разное » Каталитический нейтрализатор что это такое

Каталитический нейтрализатор что это такое


Автомобильный катализатор - что это такое?

Дата публикации: 31 августа 2016.

В каждом автотранспортном средстве присутствуют детали и устройства, которые не попадаются на глаза автолюбителям, но при этом они отвечают за полноценную работу «жизненно необходимых» узлов АТС.

Каталитический нейтрализатор выхлопных газов или катализатор, известный также как нейтрализатор довольно часто становится причиной споров между автомобилистами. Одни из них считают, что эта деталь играет немаловажную роль в системе очистки выхлопных газов, другие придерживаются мнения, что использовать этот элемент необязательно и даже противопоказано.

Чтобы разобраться в необходимости или «ненужности» катализатора, в первую очередь стоит понять, что он из себя представляет и по какому принципу работает этот элемент.

Принцип работы каталитического нейтрализатора

Нейтрализатор – это составная часть выхлопной системы автомобиля, благодаря которой снижается концентрация вредных веществ, содержащихся в отработанных выхлопных газах. Среди них окись углерода, оксиды азота, а также углеводороды.

Современный катализатор автомобильный, фото которого представлены в статье, содержит в своем составе благородные металлы, которые нагреваются от выхлопных газов и провоцируют процесс «дожигания» вредных веществ до нормы, предусмотренной экологическими требованиями.

Конструкция нейтрализатора включает в себя корпус, внутри которого располагается керамическая или металлическая основа в виде сот. Сверху она покрыта тонким слоем специального платиноиридиевого сплава. Сотообразная конструкция позволяет значительно увеличить площадь соприкосновения выхлопов газа и поверхности, покрытой каталитическим слоем. В результате этого происходит окислительная реакция окиси углерода и углеводорода и на выходе в атмосферу попадают только практически «безобидные» вещества: азот (N2) и углекислый газ (СО2).

Устанавливать катализатор на автомобиль не обязательно, но желательно, особенно если:

  • вашей машине менее 5 лет;
  • вы сами проходите ТО;
  • вы собираетесь на автомобиле за границу (обязательно);
  • вы не желаете загрязнять окружающую среду.

Каталитические нейтрализаторы выполняют немного разные функции, в зависимости от типа изделия.

Виды катализаторов

Разделяют несколько типов катализаторов, в зависимости от их назначения:

Двусторонние

Устройство катализатора выхлопных газов двустороннего типа позволяет выполнять сразу несколько задач:

  1. Запустить процесс окисления угарного газа в углекислый;
  2. Окислить несгоревшие углеводороды (частично сгоревшее или несгоревшее топливо) в воду и углекислый газ благодаря реакции горения.

Такие катализаторы чаще всего применяются для дизельных двигателей.

Трехсторонние

Трехсторонний катализатор авто появился еще в 1981 году в целях снизить объемы вредных веществ, попадающих в атмосферу. Этот тип нейтрализатора позволяет выполнять более обширный спектр задач, а именно:

  1. Превращать окиси азота в кислород и азот.
  2. Окислять угарный газ в углекислый газ.
  3. Окислять несгоревшие углеводороды в воду и углекислый газ.

Также существуют дизельные катализаторы и нейтрализаторы для моторов, работающих на бедных смесях.

Помимо этого катализаторы отличают по материалу, из которого изготавливается картридж устройства. Исходя из этого, выделяют:

Керамические нейтрализаторы

Это стандартные модели оснащенные конструкцией в виде сот. Сам керамический элемент в этом случае покрыт платиноиридиевым сплавом.

Если говорить о недостатках таких моделей, то практически все автолюбители выделяют хрупкость керамического устройства, которое достаточно ударить об камень, чтобы соты рассыпались. Также изделие может повредиться если на прогретом авто заехать в лужу, капли воды попавшие на раскаленный нейтрализатор приведут к его поломке.

Помимо этого соты могут распасться в случае неполадок в системе зажигания машины. Например, если топливо воспламеняется не сразу после запуска двигателя, а с небольшой задержкой. В этом случае несгоревшее топливо будет собираться в резервуаре выпускного тракта (то есть в катализаторе) и как только скопившийся бензин взорвется, все соты разрушатся.

Также в таких катализаторах накапливается керамическая пыль, которая попадает в камеру сгорания, а в некоторых случаях даже в цилиндры двигателя.

Единственное преимущество керамического нейтрализатора – это его низкая стоимость.

Металлические нейтрализаторы

Конструкция этого типа отличается повышенной надежностью и прочностью, благодаря чему такой катализатор может выдерживать механические нагрузки на протяжении довольно долгого времени. Соты, установленные в изделии, отличаются своей упругостью, добиться этого удалось благодаря их спиралевидной форме и металлу.

Однако, несмотря на надежность такого нейтрализатора, он также как и керамический «боится»:

  • Некачественного или этилированного топлива.
  • Масел или антифриза, которые попадают в камеру сгорания.
  • Некачественных технических жидкостей для промывки систем, купленных «с рук» или от непроверенного производителя.
  • Переобогащенных топливных смесей.
  • Долгой работы на холостом ходу.

Спортивные

Такие катализаторы также выполнены из металла, однако их пропускная способность намного выше стандартных металлических и керамических изделий. Благодаря этому нейтрализаторы этого типа придают автомобилю дополнительную мощность (от 7% до 20%). Правда, такого результата можно достигнуть только при условии, что в машине установлена прямоточная система выхлопа. При этом катализаторы отвечают экологическим требованиям Евро 4 и 5.

Спортивные модели самые надежные, но их стоимость самая большая.

Исходя из такого большого количества недостатков стандартных моделей, и появились теории о том, что нейтрализаторы приносят больше вреда для самого автомобиля, нежели пользы для экологии. Однако избежать большинства неприятностей можно, если своевременно менять изделие. К слову, катализатор автомобильный ремонт не предполагает, поэтому вышедший из строя элемент необходимо менять.

Варианты замены нейтрализаторов

Существует несколько вариантов замены нейтрализатора:

  • На оригинальный. Такая замена логична, если вы эксплуатируете автомобиль, у которого еще не вышел срок гарантии. Это самый дорогостоящий вариант.
  • На универсальный. В этом случае вы заплатите в два раза меньше и получите прибор, который позволит значительно снизить объем токсичных выхлопов.
  • На пламегаситель (своего рода резонатор). Это самый дешевый вариант замены, однако, такое устройство нельзя устанавливать в машины с нормами токсичности Евро 4, это означает, что пламегаситель не снижает уровень токсичности газов.

Менять нейтрализаторы рекомендуется каждые 100 – 120 тысяч километров пробега. Однако может потребоваться и более ранняя замена.

Как определить, что катализатор нуждается в замене

Как правило, катализатор считается вышедшим из строя, если его каталитический слой сгорел в процессе эксплуатации. В автомобилях с современной бортовой системой при поломке нейтрализатора загорается ошибка. Если же автомобиль не новый, то определить приближающийся выход из строя нейтрализатора можно по следующим признакам:

  • Тяга на больших оборотах временно или постоянно пропадает.
  • Автомобиль стал хуже заводиться «на горячую». По утрам, при этом, мотор долго не заводится.
  • Начали пропадать обороты. Например, когда вы давите на газ, а тахометр еле-еле доходит до 2 – 4 тысяч оборотов, но выше стрелка не идет. При этом автомобиль начал потреблять больше топлива.

Эти признаки свидетельствуют о том, что катализатор находится в «полурабочем» состоянии, то есть еще работает, но уже пора менять. А если нейтрализатор вовсе «приказал долго жить», то вы заметите, что машина начала слишком долго заводиться, но даже если мотор и начинает работать, но почти сразу он глохнет. Либо автомобиль и вовсе не заводится. Убедиться что причина в этом случае именно в катализаторе довольно просто: нужно завести мотор и подойти к выхлопной трубе, если выхлопные газы не идут (вы их не чувствуете рукой), значит пришло время менять составную часть выхлопной системы.

В заключении

Устанавливать катализатор или нет – дело каждого автовладельца. Пока что в России не предусмотрено строгих требований к объему вредных веществ в выхлопных газах. Однако если вы решите отправиться на автомобиле в путешествие по Европе, вам обязательно придется установить каталитический нейтрализатор.

Что такое каталитический нейтрализатор

Все современные выхлопные системы автомобилей включают в себя каталитический нейтрализатор. Это устройство предназначено для снижения уровня выброса вредных веществ с отработанными газами в атмосферу. Каталитический нейтрализатор применяют как на дизельных силовых агрегатах, так и на бензиновых. Устанавливают его или сразу за выпускным коллектором, или непосредственно перед глушителем. Нейтрализатор выхлопных газов состоит из блока-носителя, теплоизоляции, корпуса.

Устройство

Основным элементом считается блок-носитель. Он изготавливается из огнеупорной керамики. Конструкция такого блока состоит из большого количества продольных ячеек, существенно увеличивающих площадь соприкосновения с отработанными газами. Поверхность их покрывается специальными веществами-катализаторами (палладий, платина и родий). Благодаря этим элементам, происходит ускорение протекания химических реакций.

Палладий и платина являются окислительными катализаторами. Они обеспечивают окисление углеводородов и, соответственно, способствуют превращению их в оксид углерода, углекислый газ и водяной пар. А родий является восстановительным катализатором. Он применяется для восстановления оксидов азота в безвредный азот. Получается, что три вида катализаторов понижают в отработанных газах содержание трех разных вредных веществ. Поэтому подобное устройство получило название трехкомпонентный каталитический нейтрализатор.

Блок-носитель размещается в металлическом корпусе. Между ними располагается теплоизоляционный слой. В корпусе катализатора находится кислородный датчик.

Эффективная работа рассматриваемого устройства достигается при температуре 300о Цельсия, в таком случае задерживается около 90 процентов вредных веществ (для этого каталитический нейтрализатор устанавливается сразу же за выпускным коллектором).

Катализаторы довольно эффективно снижают токсичность выхлопных газов и при этом практически не влияют на мощность двигателя и расход топлива. При наличии этого устройства незначительно возрастет обратное давление, в результате которого силовой агрегат автомобиля теряет 2-3 л. с. Теоретически катализатор выхлопных газов может служить вечно, ведь драгоценные металлы во время химических реакций не расходуются. Однако, как показывает практика, срок службы этих приборов имеет свой предел.

Например, одна из ходовых причин выхода из строя нейтрализаторов - это хрупкая керамика ячеек, которая от резкого сотрясения (если автомобиль на скорости ударится, попадет в выбоину или даже чиркнет корпусом катализатора по чему-либо) может разрушиться, что и приводит к выходу из строя упомянутого прибора. Сейчас начали появляться конверторы, у которых вместо керамики – металлический монолит. Они более устойчивы к разрушениям. Еще одна причина поломки каталитического нейтрализатора – это топливо. Этилированный бензин богат тетраэтилсвинцом, который «засаливает» поверхность ячеек. В результате все реакции прекращаются. Следующим врагом катализатора является неправильный состав горючего. Так, смесь, содержащая повышенное количество углеводородов, просто гробит устройство, а слишком бедная вызывает резкий перегрев, что может привести к разрушению монолита. Не менее опасны и резкие перепады температур, например, когда автомобиль въезжает в лужу. Это также может привести к повреждению керамики.

В целом, на каталитический нейтрализатор, как и на любой другой механизм, влияют условия эксплуатации.

Что такое каталитический нейтрализатор?

Современные требования, предъявляемые к машинам, включают нормы токсичности выхлопных газов. Так как транспортное средство — это чуть ли не основной источник загрязнения окружающей среды, во многих странах вводятся экологические стандарты. Для соответствия этим требованиям, в выхлопной системе стали устанавливаться каталитические нейтрализаторы. Что представляет собой каталитический нейтрализатор отработанных газов, что это такое? Модернизировать двигатели, чтобы создать условия полного сгорания топлива, вне зависимости от режима, уменьшить токсичность выхлопов могут позволить себе не все автопроизводители. Большинство пользуется недорогим и действенным способом, заключающимся в использовании каталитического нейтрализатора выхлопных газов. Этим устройством нейтрализуются вредные вещества, содержащиеся в выхлопных газах, и уменьшается токсичность.

Как устроен каталитический нейтрализатор?

Каталитический нейтрализатор включает в себя корпус, блок-носитель и теплоизоляционный слой. На блоке-носителе основан весь процесс нейтрализации вредных веществ, содержащихся в выхлопных газах. Блок-носитель является главным элементом нейтрализатора, в котором происходят химические процессы, заметно снижающие токсичность выхлопа. Внутри него имеются особые чешуйки, на поверхность которых напылено вещество-катализатор, например это может быть платина, палладий или родий. При взаимодействии химических элементов с горячими газами происходит нейтрализация их вредного воздействия за счет превращения в менее токсичные соединения.

Неисправности нейтрализатора

Если на панели приборов начинает гореть индикатор CHECK, многие специалисты СТО сразу заявляют, что неисправен каталитический нейтрализатор (сокращенно — катализатор). Однако не совсем правильно говорить о перегреве или неисправности катализатора. То же самое относится к неисправностям воздушного фильтра. Каталитический нейтрализатор является таким же расходником, хотя более дорогим и сложным в исполнении. Это связанно с тем, что вещество нейтрализатор, распыляемое в средней части блока-носителя, улетучивается или покрывается отходами, возникающими при использования бензина плохого качества. Вот почему со временем происходит снижение эффективности нейтрализации газов и таким катализатором уже нельзя пользоваться, так как им не очищаются выхлопные газы. Единственным выходом из ситуации является замена катализатора. Старые элементы ремонту не подлежат. Каталитический нейтрализатор является эффективным способом сохранения экологии и защиты природы от выхлопных газов, однако для этого нужно своевременно менять эту деталь.

Устройство каталитического нейтрализатора: признаки поломки

Что такое автомобильный катализатор, какие признаки говорят о его поломке? Все современные автомобили изначально оснащаются катализатором (другое название, более правильное – каталитический нейтрализатор). Это деталь выхлопной системы, которая находится под днищем и окисляет вредные газовые примеси (СО, NOx, CxHy) до углекислого газа и чистого азота. Внутри катализатора используется сплав палладия, платины и родия, которые служат катализаторами процесса окисления. Это важная деталь автомобиля, в случае неисправности, теряется мощность и двигатель просто не заводиться.

Химическая часть процессов, которые происходят в нейтрализаторе, довольно сложная. Например, в момент старта двигателя образуется огромное количество СО (угарного газа). Он полностью поглощается палладием и родием, в результате образуются сложные углекомплексы.

После прогрева двигателя температура выхлопных газов возрастает до степени, достаточной для освобождения поглощенного угарного газа и его окисления кислородом. Внутри бочонка катализатора выхлопных газов предусмотрена система сот для увеличения КПД окисления. После катализатора устанавливается лямбда-зонд, который контролирует концентрацию вредных газов в выхлопе.

Каталитический нейтрализатор: виды, особенности конструкции

Нейтрализатор бывает нескольких видов:

  1. Керамический.
  2. Химический.
  3. Магнитострикционный.

Керамическая конструкция располагается внутри металлического корпуса и имеет множество керамических сот, покрытых сплавом драгоценных металлов. Такой трехкомпонентный нейтрализатор достаточно хрупкий, боится ударов, зато КПД достигает 95% при рабочей температуре в 300 градусов. Керамикой укомплектованы практически все иномарки и отечественные автомобили, он сложен в ремонте, практически не восстанавливается, в большинстве случаев выбрасывается. Гарантийный срок службы при использовании качественного топлива – до 100 тыс. км пробега. Работает по принципу прямого окисления, при этом сильно нагревается и медленно остывает.

Химический нейтрализатор — это обычные присадки, они добавляются в топливо и позволяют увеличить мощность двигателя за счет более полного сгорания топлива. Используется в гоночных автомобилях, только на эффективность работы основного катализатора влияют плохо и снижают ресурс работы. Использование химических добавок – решение самого владельца автомобиля, заводы-производители использовать их не рекомендуют.

Магнитострикционный нейтрализатор пока используется редко в автомобилях, процесс связан с связыванием молекул углерода и кислорода в правильной цепочке. В результате, топливо сгорает на 98%, вредных газов практически не образуется. Отличается устройством, ведь топливо предварительно подготавливается перед непосредственным сгоранием. В дизельных двигателях объемом от 1,8 л система scr устанавливается перед каждой форсункой. В инжекторах – перед входом в инжектор. Каталитический нейтрализатор отработанных газов этого типа довольно дорогой, но универсальный и отлично подходит для большинства моделей отечественных и иностранных машин. Считается отличным решением при замене поврежденного заводского катализатора.

Почему выходит из строя керамический нейтрализатор

А причина единственная – неправильные условия эксплуатации. Учитывая, что устройство керамического нейтрализатора отработанных газов подразумевает использование керамических сот, которые довольно слабые. Поэтому, можно четко определиться с рядом причин, по которым выходит из строя нейтрализатор:

  1. Механическое воздействие – удар. Катализатор не защищен защитой, расположен прямо под днищем, поэтому любой сильный удар или желание прокататься по бордюрам с низким клиренсом приведет к его разрушению. А ремонт будет очень даже дорогим.
  2. Снижение полезной каталитической площади поверхности. Возникает из-за использования бензина с большим содержанием тетраэтилсвинца. Он не сгорает в двигателе, забивает поры и блокирует нормальное окисление продуктов горения.
  3. Поломка системы зажигания или инжектора, когда катализатор просто не может быстро окислить продукты горения, не нагревается должным образом.

Когда степень повреждения каталитического нейтрализатора дойдет до критической метки, на панели приборов загорится индикатор CHECK и ошибку «Неэффективная работа катализатора».

Если поломался нейтрализатор по механическим причинам, тогда можно визуально определить поломку. Когда заводится двигатель и после прогрева запустить его на высоких оборотах, то четко будет слышно дребезжание, иногда вибрация. Это возникает из-за того, что запчасти с катализатора попадают на резонаторы и забивают их. Если резонаторы будут забиты полностью, тогда мотор просто не запустится. А в таких случаях определить причину поломки будет технически очень сложно – компьютерное сканирование не запустится.

О большинстве поломок топливной системы сигнализирует лямбда-зонд, установленный после катализатора. Он управляется борт-компьютером, в случае поломки или повышенной концентрации вредных газов сразу сигнализирует появлением индикатора ошибка «CHECK ENGINE». Недостаток в том, что в инжекторных двигателях этот индикатор также укажет на недостаточный заряд батареи, нарушение работы топливного насоса, прочие поломки. В этом случае без компьютерной диагностики не обойтись.

Диагностировать поломку каталитического конвертера не просто сложно, а очень сложно, если двигатель перестал запускаться. Это уже режим «тихого хода». Диагностика ничего не даст, особенно когда второй кислородный датчик еще работает и передает сигнал на борт-компьютер. А если будет сильный удар по корпусу катализатора, то датчик просто не успеет передать сигнал поломки и сразу выйдет из строя. Можно проверить поломку катализатора отсоединив кислородный датчик и запустив двигатель. Если он не заведется, тогда причина в системе подачи топлива или в катализаторе.

Замена каталитического нейтрализатора

Заменить катализатор не проблема, нужно иметь подъемник и набор необходимого инструмента. Вот только стоит ли это делать? И вот почему нужно задуматься:

  1. Новый катализатор с набором фланцев, трубок, соединительных элементов и каталитического бачка стоит очень дорого. Не каждый захочет выбрасывать около 1,5-2 тыс. долларов на замену. К тому же придется заменить еще и лямбда-зонд.
  2. Замена бачка на пламегаситель. Оправдана, если машина старая и не гарантийная. Тогда работа займет максимум день и расходы минимальные (до 1000 долларов вместе с пламегасителем). Но это устройство не работает как катализатор, оно просто равномерно перемешивает и выравнивает поток выхлопных газов.
  3. Замена самого каталитического бачка. Тут нужна сварка и определенная сноровка мастера. Бачок стоит около 1000 долларов, нужно аккуратно вырезать поврежденный бак катализатора и приварить к трубам новый.
  4. Замена поврежденного лямбда-зонда. А вот тут возникнет проблема. Все лямбда-зонды имеют свою калибровочную прошивку и прописываются в борт-компьютере. Без повторной прошивки платы управления не обойтись, а это можно сделать только на сервисной станции.

Автомобиль, особенно старый, может спокойно ездить без каталитического нейтрализатора. Но мощность будет потеряна, увеличивается потребление топлива. Срок службы катализатора часто можно увеличить, если аккуратно, не сильно, простукивать корпус. Но силы прикладывать нельзя, иначе замена будет дорогой и болезненной.

Смотрите также

 

"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453

Новости