что такое каталитический нейтрализатор в автомобиле
Катализатор в автомобиле: что это, его функции и можно ли его убирать
Все современные транспортные средства оборудованы каталитическим нейтрализатором. Большинство автолюбителей, убеждено, что без него машина не сможет исправно функционировать, однако экспериментаторы уверяют, что узел необходимо устранять. Так кто из них прав, а кто вводит окружающих в заблуждение? Разберемся к нашей статье.
Что такое «каталитический нейтрализатор»?
Катализатор – это часть выхлопной трубы, отвечающая за очищение отработавших газов. В процессе сгорания топливной смеси в цилиндрах двигателя образуются углеводороды, оксиды азота, окиси углерода и прочие соединения, которые пагубно влияют на окружающую среду и организм человека. В больших концентрациях они могут даже вызывать образование смога, но такое возможно только в городах-миллионерах.
Катализатор представляет собой расширенную часть глушителя. Внутри нее установлен специальный фильтр, выполняющий, собственно, основную роль. Фильтр состоит из полых и удлиненных ячеек, изготовленных либо из керамических, либо из металлических пластин. Строение каталитического нейтрализатора внутри напоминает пчелиные соты. Именно в этой полости и производится очистка выхлопных газов.
После катализатора на глушителе автопроизводитель устанавливает датчик – лямбда-зонд, который анализирует состав выхлопа после его очистки. Если уровень СО2 высокий, датчик пошлет информацию на ЭБУ, что приведет к информированию водителя о возможных проблемах.
Как работает катализатор?
Принцип работы данного узла достаточно прост:
Для того чтобы запустить процесс очистки, температура внутри катализатора должна быть не ниже 750°С. Горючие вещества покидают цилиндры с недостаточным количеством тепла – 500-550°С. Химические реакции, возникающие при поступлении газов в фильтрующее пространство, разогревают ячейки и приводят к выгоранию вредных веществ.
Почему каталитический нейтрализатор выходит из строя?
Ресурс данного узла достаточно велик – первые 120-150 тысяч километров о существовании катализатора водитель может и не догадываться. Проблемы начинаются тогда, когда на панели приборов загорается ошибка «Check engine». Эта ошибка появляется при выгорании «сот» устройства и невозможности дальнейшей фильтрации газов. При выгорании ячейки уменьшаются в размерах, утрачивают способность накаляться от выходящего из цилиндров тепла, поэтому становятся бесполезны в борьбе с загрязнениями.
Помимо длительной эксплуатации, еще одной причиной выхода из строя каталитического нейтрализатора является низкокачественное топливо. Как правило, ему искусственным путем повышают октановое число, разбавляя специальными добавками. В их составе содержится один из тяжелых металлов – свинец. Его попадание в фильтрующие элементы приводит к критическому повышению температуры внутри сот и их оплавлению. Таким образом, соты начинают загрязняться своими же отложениями, в связи с чем возникает падение эффективности каталитической очистки. Выход здесь один – менять сломанный узел.
Можно ли убрать катализатор и ездить без него?
Каталитические нейтрализаторы активно используются в автомобилестроении, однако их история не так уж стара – инновационная система очистки была изобретена в 90х годах прошлого века. Выпускаемые транспортные средства до этого периода катализатора не имели. Именно поэтому они выбрасывали в атмосферу разрушительное количество вредных примесей. С появлением нейтрализаторов повысилась экологичность моторов, и началась борьба производителей за «зеленое лидер ство». Как это часто бывает, у новой технологии оказалось две стороны – хорошая и плохая. Хорошая, конечно же, связана со сниженным количеством вредных выбросов, плохая, увы, – с потерей двигательной мощности. Проблема появилась из-за того, что отработавшие газы не могут беспрепятственно выходить из автомобиля, их «тормозит» фильтр нейтрализатора. От этого двигатель слегка «захлебывается», поэтому не может выдавать большую мощность. По сути, катализатор в машине не просто бесполезен, но и даже чуточку ей вредит.
Почему же тогда при выходе катализатора из строя появляется ошибка «Check engine»? Все просто: засоренный фильтр теряет пропускную способность, отправляя часть выхлопного газа обратно в камеру сгорания. Уже отработавший газ соединяется с горючей смесью и делает последнюю менее эффективной. От этого машина перестает вести себя нормально: пропадает тяга, двигатель начинает троить, в некоторых случаях мотор и вовсе перестает запускаться.
Выход первый: убрать катализатор вообще. Выход второй: заменить его на новый. В первом случае владелец авто получит увеличенную мощность мотора и снижение расхода топлива. Но экологичность его встанет под вопрос.
Даже если вы не относитесь к сторонникам Greenpeace, просто выкинуть каталитический конвертер и поехать дальше не получится. В современных моделях наличие этого агрегата регулируется ЭБУ. И чтобы перестроить порядок работы моторного отсека, придется лезть в «мозги» автомобиля, а это уже «колхоз». Обращаться в сервисные центры с такой проблемой бесполезно, т.к. процедура занимает много времени, требует кропотливой работы и обладает повышенными рисками (при неправильной прошивке мотор и вовсе может больше не запуститься). Проще всего – заменить катализатор.
Цена вопроса
Т.к. конвертер состоит из пластин, имеющих напыления из благородных металлов (чаще всего иридия), его цена не может быть низкой. Для отечественных автомобилей ценник входит в пределы от 10 000 до 20 000 рублей, для иномарок – от 30 000 до 70 000 рублей. Устанавливать его целесообразно в сервисных центрах. Стоимость установки – 3 000-5 000 рублей.
Обратите внимание: на вторичном рынке автозапчастей присутствует огромное множество объявлений о продаже б/у нейтрализаторов. Приобретать их не стоит: чтобы не говорил продавец, это не гарантирует вам работоспособность устройства. А проверить состояние его фильтров без разбора невозможно.
Подведем итог…
Стоит ли снимать исправный катализатор? Нет, т.к. во-первых, от этого страдает окружающая природа и люди, во-вторых, потому что любое вмешательство в работу ЭБУ может превратить любимый автомобиль в безжизненный кирпич. При появлении проблем с катализатором разумно произвести его замену и забыть об этом на ближайшие 150 тысяч км пробега.
Устройство и принцип работы каталитического нейтрализатора
В составе выхлопных газов автомобиля содержится довольно много токсичных веществ. Для предотвращения их попадания в атмосферу используется специальное устройство, получившее название “каталитический нейтрализатор” (более известный как “катализатор”). Он устанавливается на автомобилях, оснащенных двигателями внутреннего сгорания, работающих как на бензине, так и на дизельном топливе. Зная принцип работы катализатора, вы сможете понять важность его работы и оценить последствия, которые может вызвать его удаление.
Конструкция и функции каталитического нейтрализатора
Нейтрализатор является частью системы выхлопа. Он располагается сразу за выпускным коллектором двигателя. Катализатор состоит из:
Главная функция каталитического нейтрализатора – это нейтрализация трех основных токсических компонентов отработавших газов, поэтому он получил свое название – трехкомпонентный. Вот эти нейтрализуемые компоненты:
Принцип действия катализатора
На практике трехкомпонентный каталитический нейтрализатор имеет следующий принцип действия:
Если в автомобиле установлен дизельный двигатель, то возле катализатора всегда находится сажевый фильтр. Иногда эти два элемента могут быть совмещены в единую конструкцию.
Рабочая температура катализатора играет решающую роль в эффективности процесса нейтрализации токсичных компонентов. Реальное преобразование начинается только после достижения 300°С. Идеальной, с точки зрения эффективности и срока службы, считается температура от 400 до 800°С. В диапазоне температур от 800 до 1000°С наблюдается ускоренное старение нейтрализатора. Длительная работа при температуре свыше 1000°С оказывает губительное воздействие на катализатор. Альтернативой керамике, выдерживающей высокие температуры, является металлическая матрица из гофрированной фольги. Катализаторами в такой конструкции выступают платина и палладий.
Срок службы катализатора
Средний ресурс катализатора составляет 100 тыс. километров пробега, но при правильной эксплуатации он может исправно функционировать и до 200 тыс. километров. Основные причины раннего износа – неисправность двигателя и качество топлива (топливовоздушной смеси). При наличии обедненной смеси происходит перегрев, а при слишком богатой возникает засорение пористого блока остатками несгоревшего топлива, что препятствует протеканию необходимых химических процессов. Это приводит к тому, что срок службы каталитического нейтрализатора существенно снижается.
Еще одной распространенной причиной неисправности керамического катализатора являются механические повреждения (трещины), возникающие при механических воздействиях. Они провоцируют быстрое разрушение блоков.
При возникновении неисправностей работа каталитического нейтрализатора ухудшается, что фиксируется при помощи второго лямбда-зонда. В этом случае электронный блок управления сообщит о неисправности, выдав на приборной панели ошибку «CHECK ENGINE». Также признаками выхода из строя являются дребезжание, увеличение расхода топлива и ухудшение динамики. В этом случае его меняют на новый (оригинального производства или универсальный). Почистить или восстановить катализаторы невозможно, а поскольку это устройство имеет высокую цену, многие автомобилисты предпочитают просто удалить его.
Можно ли удалить катализатор
При удалении катализатора его очень часто заменяют на пламегаситель. Последний выравнивает поток выхлопных газов. Его установка рекомендуется для устранения неприятных шумов, которые возникают при удалении катализатора. При этом, если вы выбрали именно удаление, лучше полностью снять устройство и не прибегать к рекомендациям некоторых автомобилистов пробить в нем отверстие. Подобная процедура улучшит ситуацию только на время.
В автомобилях, соответствующих экологическим стандартам Евро-3, помимо удаления катализатора необходима перепрошивка электронного блока управления. Ее обновляют до версии, в которой отсутствует каталитический нейтрализатор. Также можно установить эмулятор сигнала кислородного датчика, который избавит от необходимости перепрошивать ЭБУ.
Наилучшим решением при поломке каталитического нейтрализатора будет его замена на оригинальную деталь в специализированном сервисе. Таким образом будет исключено вмешательство в конструкцию автомобиля, а его экологический класс будет соответствовать заявленному производителем.
Назначение каталитического нейтрализатора в автомобиле
Как известно, Закон сохранения, если перефразировать, гласит о том, что если в одном месте что-то прибывает, то в другом убывает. Именно так и обстоят дела с пользой и побочными последствиями использования многочисленного парка транспортных средств, эксплуатируемых в современном обществе.
Основная часть автомобилей в большинстве стран мира оснащена классическими силовыми установками — двигателем внутреннего сгорания (ДВС) и дизельным агрегатом. Доля транспортных средств оснащенных электрическими моторами еще крайне мала и не оказывает на общую картину существенного влияния.
ДВС и дизель в результате своей работы выделяют вредные выхлопы, содержащие оксиды азота, угарный газ и несгоревшие углеводороды. Это все токсические вещества, которые разрушают атмосферу Земли.
Для того, чтобы сохранить экологию планеты, был создан специальный фильтр — каталитический нейтрализатор (другие названия: каталитический преобразователь или просто катализатор).
Разберем подробнее, каково же основное назначение катализатора, и какие конструктивные особенности данного агрегата.
Так за что отвечает катализатор в автомобиле? Главная задача каталитического нейтрализатора (КН) как раз и заключается в обезвреживании упомянутых выше вредных составляющих выхлопов транспортного средства. Причем на автомобиль может быть установлено сразу несколько трехкомпонентных катализаторов, способных обезвреживать сразу несколько типов токсинов.
Задача катализатора осуществить разложение вредных компонентов еще до их попадания в земную атмосферу. Именно функциональное предназначение и обуславливает монтаж фильтра в выхлопную систему авто. Причем монтаж осуществляется сразу за выходным коллектором ДВС, что необходимо для качественной очистки.
Устройство катализатора и принцип работы
Конструкция каталитического преобразователя обусловлена его функциональными задачами и местом расположения. Учитывая, что монтируется агрегат в выхлопную систему под днищем авто, конструктивно катализатор представлен, в большинстве случаев, утолщенным бочонком, врезаемым в выхлопную трубу.
Внешний корпус, формирующий «бочонок» — это прочная стальная труба, задача которой предохранить внутренние компоненты фильтра от разрушения во время езды. Также корпус (иногда называемый кожухом) снабжен входным и выходным патрубками, через которые горячие отработанные газы поступают из двигателя и после преобразования попадают в выхлопную трубу и далее выводятся в атмосферу.
Внутренние элементы катализаторы — это особый наполнитель, монолит. Изготавливается из керамики или металла. Материал изготовления монолита формирует два основных класса КН: керамические и металлические катализаторы.
Керамический наполнитель — это мелкие, разной длины полые сотообразные ячейки. В случае применения металлического наполнителя используются стальные листы, которые волнообразным образом спирально сворачиваются внутри корпуса.
И в первом и во втором случаях такая конструктивная особенность монолита не случайна. Так в объеме, ограниченным внешним кожухом, достигается максимальная площадь поверхности наполнителя. На поверхности монолита напыляется специальный состав, содержащий ценные металлы (платина, палладий, родий).
Данные металлы являются катализаторами, способными ускорять реакцию разложения при соприкосновении с горячими выхлопными газами. Необходимым условием успешной работы фильтра является температура поступающих отработанных газов (от 400°С и выше). Этим объясняется монтаж КН сразу за выхлопным коллектором.
В современных автомобилях, как правило, еще на конвейерной сборке, в ТС монтируется катализатор с монолитом из трех ценных металлов, такие катализаторы называют трехкомпонентными. Это необходимо для универсальной очистки выхлопов.
Так, в частности родий и платина уменьшают количество азота (во время реакции атом азот отделяется от молекулы двуокиси азота). В результате освобождается кислород. Высвободившийся атом азота соединяется с другим атомом, превращаясь в безопасный газообразный азот.
Кроме того, платина и палладий сжигают (окисляют) объем несгоревшего топлива и окиси углерода. Эти же металлы связывают оксид углерода и несгоревший кислород, превращая их в углекислый газ.
Результатом работы такого тройного каталитического преобразователя является превращение токсичных выхлопов в углекислый газ, азот и обычную воду.
Цена на керамические модификации фильтра значительно меньше стоимости металлических изделий. Но такие КН обладают существенным недостатком — хрупкость материала наполнителя. Ячейки-соты из керамики могут достаточно легко повредиться, если на корпус будет сильное внешнее воздействие (попадание камня по время езды) или соприкосновение с холодной водой.
Помимо этого на срок службы катализатора, измеряемый 120-150 тыс. км автопробега, влияет еще несколько важных аспектов, а именно:
Все эти и еще ряд иных причин приводят к преждевременной поломке КН. Чтобы понять это, следует различать основные признаки, указывающие на то, что преобразователь находится в нерабочем состоянии. Что скоро предстоит вырезание катализатора из выхлопной системы авто.
Определить забитый катализатор можно по таким симптомам:
Все эти признаки указывают на частичное разрушение внутреннего наполнителя катализатора или забитость его сквозных ячеек. Как результат, проход по выхлопной системе авто отработанных газов затруднен, что тут же сказывается на работе всей силовой установки ТС.
В таком случае необходимо осуществить вырезание катализатора и замену его на новый фильтр. Проводить такую процедуру лучше не самостоятельно, а в нашей специализированной компании. Наши специалисты проведут комплексную диагностику отработанного катализатора. Учитывая, что в состав катализатора бу входят ценные металлы, стоимость даже отработанного фильтра будет существенной. Конечная цена забитого катализатора зависит от общего состояния, целостности монолита, его чистоты. Так же размер вознаграждения зависит от страны производителя КН (зарубежные изделия содержат больше ценных металлов, потому дороже) и текущих котировок на бирже.
Катализатор автомобильный, что это такое, признаки поломки
Катализатор – это составляющая выпускной системы автомобиля, главная задача которой заключается в снижении концентрации вредных соединений в выпускных газах. Деталь присутствует на всех машинах экологичностью Евро 3 и выше. Так, обеспечивается задержание оксидов азота, окиси углерода, углеводорода.
Повышается экологичность, безопасность транспортного средства. Выход из строя узла сопровождается многочисленными неполадками. При необходимости проводится замена или удаление.
Устройство и принцип работы каталитического нейтрализатора
Рассматривая катализатор автомобильный, что это такое, признаки поломки, рекомендуется изучить конструкцию и принцип работы. Основной составляющей является матрица – керамические или металлические соты со специальным напылением – платиноиридиевым.
Нейтрализатор является сменной запчастью. Его срок службы достигает 100 000 – 150 000 км, при использовании качественного топлива и регулярного проведения регенераций. Но чаще происходит преждевременное засорение, что сопровождается сигналом – активацией Check Engine на панели управления.
Другие признаки неисправности:
Такие признаки неисправности указывают на необходимость обращения к специалистам. Дальнейшая эксплуатация транспорта приведет к росту противодавления, нарушениям в работе силовой установки, капитальному ремонту.
Как работает засоренный нейтрализатор
Заполнение фильтрующего элемента – неизбежный процесс, признаки забитого катализатора появляются постепенно.
Оценивая имеющиеся неполадки, можно выделить три этапа работоспособности:
Если катализатор засорен, требуется замена или удаление. Выбор оригинальной запчасти не всегда целесообразен, учитывая стоимость.
Сложность конструкции и использование драгоценных металлов определяет цену – около 1000 евро за один нейтрализатор. А их в конструкции авто может быть несколько.
Как проверить катализатор
Иногда появляются не все признаки неисправности, а только некоторые из них. Сигнальная лампочка на панели также не всегда загорается. Обычно это происходит при серьезных механических повреждениях, при износе каталитического покрытия или при проблемах с электропроводкой. В остальных ситуациях сигнал загорается и тухнет. Поскольку дальнейшая эксплуатация наносит урон автомобилю, стоит задуматься, как проверить катализатор на забитость, не снимая.
На что обратить внимание:
Точно убедиться в засорении матрицы можно, осмотрев деталь на просвет. Но для этого потребуется ее демонтировать. Процедура сопряжена со сложностью, так как деталь находится на днище – требуется яма, подъемник. Сам процесс изъятия отличается для разных автомобилей, крепления часто прикипают.
Другие методы оценки работоспособности нейтрализатора
Проверка на противодавление – еще один метод диагностики без демонтажа. Это наиболее распространенный и простой способ, предполагающий измерение давления выхлопов, последующее сравнение показателей. Задумываясь, как проверить катализатор, нужно подготовить манометр и переходник для подсоединения.
Тонкости диагностики:
При показателях в 0,3 кгс/см 2 можно утверждать, что система исправна. Более высокие значения – до 0,35 допускаются в случае доработок, тюнинга мотора, иначе это свидетельствует о неполадках. При данных в 0,5 кгс/см 2 отмечаются явные неполадки.
В сервисе используются и другие методики, позволяющие точно выявить неисправность. В распоряжении специалистов имеется специальное оборудование, позволяющее оценить состав выхлопов, выполнить диагностику мотор-тестером, провести сканирование, что дает наиболее точные результаты.
Варианты восстановления
При выходе из строя каталитического нейтрализатора нельзя просто изъять деталь, так как воздействие горячих выхлопов приведет к прогоранию остальных элементов выпускной системы. Для замены обычно используется универсальная запчасть или пламегаситель.
Преимущества установки аналога:
Стоит обратить внимание, что универсальный катализатор не обладает большим сроком службы, вскоре потребует замены. Эффективность работы устройства зависит от выбора модели.
Преимущества пламегасителя:
Предварительный резонатор не очищает выхлопы, он лишь обеспечивает их обработку. Поэтому снижается экологичность авто. На машинах, где используется второй датчик кислорода, необходима обманка для нормального образования топливной смеси.
Выбор оптимального варианта для замены катализатора определяется в зависимости от модели, года выпуска, характеристик, условий эксплуатации.
Высокое содержание вредных примесей в выхлопных газах двигателей внутреннего сгорания способно нанести существенный вред окружающей среде. Для решения этой проблемы используют катализаторы. В этом материале мы расскажем о том, что такое катализатор на автомобиле, какие существуют его модификации и в чем заключаются основные их отличия.
Зачем нужен катализатор
Принцип действия катализатора
Основное назначение катализатора на автомобиле — это сокращение содержания в выхлопных газах окисей углерода (СО) и азота (NO и NO2), а также соединений углеводородной группы (CH). Это реализуется с помощью более полного сжигания топлива или с помощью изменения физических и химических свойств применяемого топлива.
Где находится катализатор
Виды катализаторов
Керамические катализаторы
Устройство катализатора
Данное устройство использует механический способ снижения концентрации вредных веществ. Катализатор имеет сотовую конструкцию, поверхность которой покрыта сплавом платины и иридия. Именно такое покрытие из дорогих металлов совместно с увеличенной площадью соприкосновения выхлопных газов и катализатора обеспечивают удаление вредных компонентов до установленных норм.
Химические катализаторы
Химические катализаторы или анамегаторы это большая группа катализаторов, которые можно отнести к разряду присадок. Данные катализаторы добавляются в топливо и позволяют изменить его структуру и свойства. Благодаря этому снижается токсичность выхлопных газов, обеспечивается более высокая степень сгорания, минимизируется возможность возникновения нежелательных детонационных процессов.
Принцип действия катализатора основан на изменении ориентации молекулы углеводородов, что позволяет улучшить условия для реакции окисления кислородом. Благодаря этому появляется возможность обеспечить более полное его сгорание. В результате небольших изменений химического состава топлива повышается мощность двигателя, а концентрация токсичных веществ в выхлопных газах падает.
Производители предлагают различные анамегаторы. При выборе учитывайте то, что эффективность применения будет зависеть от правильной концентрации катализатора в топливе, поэтому руководствуйтесь требованиями и рекомендациями производителей.
Применение химических катализаторов так же способно увеличить расход топлива, примерно на 10%, что и считается главным его недостатком.
Магнитно-стрикционные катализаторы
Приборы данного типа считают наиболее перспективным видом катализаторов. Они позволяют улучшить характеристики топлива без корректировки его химического состояния. Принцип действия предполагает изменение ориентации углеводородной молекулы, все эти операции происходят под воздействием магнитного поля. То есть, изменению подвергается именно физические свойства горючего.
Катализаторы данного типа относятся к устройствам предварительной подготовки топлива. Благодаря правильной ориентации молекулы она получает способность соединяться с большим количеством кислорода. В результате топливо сгорает более полно, обеспечивая повышение мощности и снижение токсичности. Существует возможность снизить содержание вредных компонентов в 3-4 раза.
К преимуществам этого катализатора относят простую технологию его установки, которая занимает не более 20 минут времени. Монтируется прибор непосредственно перед карбюратором или инжектором, а для дизельных установок практикуется установка перед каждой форсункой и ТНВД.
Применение катализаторов любого типа позволит сократить количество выбросов токсичных веществ в окружающую атмосферу. Для обеспечения эффективности их работы, доверяйте установку профессионалам, именно ошибки при самостоятельном использовании снижают срок эксплуатации и качество очистки.
Также мы подробно разбирали, причины выхода из строя автомобильных катализторов. Обязательно рекомендуем изучить эту статью, чтобы не нанести вред своему автомобилю.
Удаление катализатора. Плюсы и минусы
Бывают моменты, когда приходится решать удалить катализатор или всё же искать ему замену. Поэтому давайте разберём плюсы и минусы решения удалить катализатор:
Видео что такое катализатор и как он работает:
Если Вы заметили ошибку, неточность или хотите дополнить материал, напишите об этом в комментариях, и мы исправим статью!