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

Катализатор в машине что это


Что такое катализатор в автомобиле? — виды и принцип действия

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 бензин. 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.

Принцип работы катализатора в автомобиле

Машины являются одним из самых крупных источников загрязнений атмосферы, так как они выбрасывают в атмосферу около 15 000 химических соединений, к которым относится газ и пыль. Компании по производству автомобилей постоянно стараются уменьшить количество вредных выбросов, именно это и привело к созданию автомобильного каталитического нейтрализатора системы выхлопа или как его еще называют катализатор.

Катализатор входит в состав выхлопной системы автомобиля и предназначается для понижения уровня выбросов вредоносных веществ вместе с продуктами горения.

Катализатор автомобильный

В представленной статье мы более подробно поговорим о катализаторе, а именно обсудим такие вопросы:

  • Что такое автомобильный катализатор?
  • Конструкция автомобильного катализатора;
  • В чем заключается принцип работы?
  • Распространенные поломки каталитического нейтрализатора, при которых необходима его полная замена;
  • Признаки неисправности, указывающие на то, что необходима замена;
  • Как правильно проводится замена каталитического нейтрализатора выхлопной системы?

Основная информация о каталитическом нейтрализаторе

Большинство автолюбителей даже не имеют представления о том, что такое автомобильный катализатор и в чем заключается принцип его работы. Именно поэтому сегодня мы попытаемся рассказать основную информацию о каталитическом нейтрализаторе. Итак, автомобильный нейтрализатор это элемент выхлопной системы транспортного средства, снижающий температуру выхлопных газов, очищающий выхлопные газы и обеспечивающий догорание топливной смеси.

Каталитический нейтрализатор используется на бензиновых и дизельных двигателях автомобиля. Представленное устройство чаще всего располагается за коллектором выпускной системы или же перед глушителями.

Схема катализатора автомобильного

Основными элементами катализатора являются: теплоизоляция, корпус и блок-носитель. На сегодняшний момент существует несколько видов нейтрализаторов, которые соответствуют разному содержанию выхлопных газов в автомобильном двигателе.

К основным типам автомобильного катализатора выхлопной системы относятся: восстановительный, окислительный и окислительно-восстановительный.

Для правильной замены каталитического нейтрализатора должны соблюдаться некие условия, для соблюдения этих условий применяется лямбда-зонд. Благодаря данному устройству посылается обновленная информация и регулируется состав топливной смеси.

Признаки неисправности, указывающие на то, что необходима замена

При нормальном функционировании катализатор ломается только после полного сгорания каталитического слоя. Такое формулирование даже не совсем правильно, так как он не ломается, а просто из-за уменьшения каталитического слоя он не может полностью сжигать выхлопные газы. То есть эффективность работы уменьшается, а токсичность продуктов горения повышается. Автомобильный катализатор достаточно редко выходит из строя, но все же каждый автолюбитель должен знать, как поступать в таком случае. Поэтому давайте рассмотрим, как проводится самостоятельная замена каталитического нейтрализатора.

Для начала давайте рассмотрим основные признаки неисправности каталитического нейтрализатора выхлопной системы:

  • Снизилась мощность автомобиля, это свидетельствует о том, что нейтрализатор забит.
  • Во время передвижения транспортного средства на холостых оборотах двигателя заметно плаванье стрелочки тахометра.
  • И выхлопной трубки чувствуется запах аммиака.

Итак, как же правильно проводится замена катализатора?

  1. Открутите болтики, закрепляющие устройство на дополнительном глушителе;
  2. Снимите болтики вместе с шайбой;
  3. Открутите болтики, которые закрепляют устройство на приемной трубке;
  4. Достаньте болтики вместе с пружинными шайбами;
  5. Достаньте устройство под днищем автомобиля;
  6. ПРоведите замену и соберите все в обратном порядке.

Как видите, замена катализатора системы выхлопа довольно проста и с ней сможет справиться даже не очень опытный автолюбитель. Обратите внимание на то, что в момент функционирования он может нагреваться до температуры около 600 градусов. Поэтому прежде чем перейти к замене катализатора дождитесь полного его охлаждения.

Вам понравилась статья? Она была полезной?

Похожие статьи:

Катализатор автомобильный - что это такое?

С увеличением числа автомобилей все актуальней становилась необходимость снижения ядовитых выбросов в выхлопных газах. Переход с карбюратора на инжектор позволил немного улучшить ситуацию, но требовались более серьезные меры. В 1975 году появилось первое устройство, названное автомобильным катализатором (каталитическим нейтрализатором), которое позволяло преобразовывать угарный газ и различные оксиды азота в водяной пар, газообразный азот и двуокись углерода.

Что такое автомобильный катализатор

Катализатор – это деталь выхлопной системы, которая предназначенная для очистки отработавших газов от вредных примесей, в частности, от окислений углерода, углеводородов и продуктов сгорания азота. Катализатор, имея специальную структуру, вступает в реакцию с этими веществами и, в результате, получается дым, который соответствует экологическим нормам

Как работает автомобильный катализатор

Каталитический нейтрализатор (КН) выполняет две операции – разлагает оксиды азота на водяной пар, кислород и азот и дожигает остатки углеводородов, в том числе оксид углерода (угарный газ). Разложение азота происходит с помощью платины и родия. Катализатор разрушает структуру молекулы, отделяя от нее азот и кислород. После чего атомы азота связываются друг с другом, превращаясь в газообразный азот. Выделившийся кислород смешивается с выхлопными газами и проходит через второй элемент катализатора платиновые и палладиевые элементы. В результате химической реакции угарный газ превращается в безвредную двуокись углерода.

Наиболее эффективно КН работает после того, как двигатель полностью согрелся. Поэтому эффективность традиционных КН на дизельных двигателях заметно ниже, чем на бензиновых. Ведь температура выхлопных газов дизельного мотора намного ниже, чем бензинового двигателя. Частично эту проблему удается решить, установив КН ближе к двигателю, но чрезмерное приближение к мотору снижает ресурс катализатора.

Плюсы и минусы КН

Единственный плюс – снижение токсичности автомобильного выхлопа. Машину без КН с большой долей вероятности не пустят в страны ЕС. Из минусов – снижение мощности и приемистости мотора, ведь катализатор по сути керамическая сетка (сота) с маленьким размером ячеек. Поэтому даже чистый и не забитый сажей КН оказывает существенное сопротивление движению газов, поэтому часть энергии двигателя расходуется на то, чтобы продавить выхлоп наружу. Еще один минус – небольшой срок службы (даже в ЕС редко превышает 80 тысяч километров, а в России чаще всего не больше 50 тысяч) при немалой цене (от 100 тысяч рублей). К тому же, автомобили, где КН предусмотрен, но не установлен, не смогут официально пройти техосмотр.

Что влияет на состояние катализатора

Любая неисправность двигателя, систем питания и зажигания, снижает ресурс КН. Если мотор хоть немного «ест масло», срок службы катализатора сразу же сокращается минимум на четверть. А при сильном потреблении масла (свыше 200 грамм на 1000 километров) срок службы сокращается минимум вдвое. Любое отклонение настроек зажигания приводит к неполному сгоранию топливовоздушной смеси, в результате чего в ней увеличивается содержание ядовитых веществ и сажи из недогоревших углеводородов. Сажа забивает соты фильтра, увеличивая сопротивление движению газов. Любое отклонение состава топливовоздушной смеси от идеального (14,7:1 для бензинового двигателя) приводит к неполному сгоранию топлива, понижению или наоборот, повышению температуры выхлопных газов. Поэтому любое отклонение от идеального соотношения снижает ресурс КН.

Диагностика катализатора

Первый признак неисправности КН – потеря мощности на высокой скорости. Причем скорость, на которой падает мощность двигателя, постоянно снижается. Причина этого в забитых каналах (сотах). Если такое произошло, необходимо снять катализатор с автомобиля, и проверить его на просвет. Для этого необходимо сквозь него посмотреть не солнце. Полностью исправный катализатор хоть чуть-чуть, но будет пропускать свет.

Для более точной диагностики КН необходимо выкрутить датчик кислорода (лямбда-зонд) расположенный перед катализатором и вкрутить туда переходник манометра. После этого включить нейтральную передачу и разогнать двигатель до 2 тысяч оборотов в минуту. Если давление в трубе превышает 0,2 кг/см3, то катализатор забит и его необходимо прочистить или заменить.

Если мотор не заводится, но все системы в порядке, выкрутите лямбда-зонд перед КН и попробуйте завести еще раз. Если получилось, катализатор полностью забит и его необходимо заменить. Осмотрите катализатор, если на его корпусе обнаружены вмятины или трещины, а также во время движения автомобиля в нем раздается треск или грохот, КН необходимо заменить, потому что керамическая начинка повреждена.

Как прочистить забитый катализатор

Единственный способ прочистки забитого катализатора – езда на максимальных оборотах и полной нагрузке. При таком режиме температура выхлопных газов максимальна, поэтому процесс дожига остатков углеводородов проходит более интенсивно. А сажа, которая забивает соты катализатора, состоит из остатков недогоревшего топлива. На максимальных оборотах двигателя возрастает давление в выхлопной системе, скорость движения газов через КН увеличивается. Благодаря этому происходит очистка, ведь газы срывают с внутренней поверхности КН сажу и очищают нейтрализатор.

Что делать, если не удалось прочистить катализатор

Если позволяют финансовые возможности, желательно установить новый катализатор. Не важно, оригинальный, импортный не оригинальный или российский, ведь устроены и работают они одинаково. В этом случае не возникнет проблем с прохождением техосмотра и выездом за границу. Если финансовые возможности не позволяют произвести такую замену, вместо КН можно установить пламегаситель. Для этого не придется переделывать выхлопную систему, ведь оба устройства устанавливаются в одинаковые крепления. Но, на таком автомобиле вас не впустят в страны ЕС.

Как снять или заменить катализатор

Работы по снятию или замене катализатора необходимо проводить на подъемнике, эстакаде или смотровой яме. Если у вас нет ни ямы, ни подъемника, обратитесь в ближайший автосервис. Потому что использовать для этих работ домкраты смертельно опасно, машину придется поднимать очень высоко.

Закатите машину на эстакаду, смотровую яму или подъемник и дождитесь, когда выхлопная система остынет. В зависимости от типа крепления катализатора потребуется или раскрутить болты и гайки фланецев или открутить хомуты крепления КН к трубам выхлопной системы. После чего осторожно, не допуская ударов катализатора, снимите его и уберите в сторону. Если для замены вы используете катализатор с другим типом крепления, то потребуется изготовить переходники. На трубы выхлопной системы их крепят с помощью сварки или хомутов. Устанавливают новый катализатор в обратной последовательности – вставляют на место и закрепляют хомутами или болтами.

Видео - Удаление катализатора

Последствия удаления катализатора

В результате удаления каталитического нейтрализатора повысится содержание оксидов азота и углерода в выхлопных газах. Оба вещества очень ядовиты. Из положительных последствий – снизится расход топлива, увеличится мощность и приемистость мотора. Поэтому каждый самостоятельно решает, устанавливать ли новый каталитический нейтрализатор или обойтись обычным пламегасителем. 

Зачем нужен катализатор в автомобиле

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

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

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

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

Катализаторы могут приходить в неисправность по множеству факторов:

—        постоянная заливка в топливный бак этилированного бензина;

—        попадание антифриза в камеру сгорания;

—        применение излишне обогащенной топливной смеси;

—        длительная работа двигателя на холостом ходу.

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

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

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

Смотрите также

 

"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453

Новости