что такое катализатор горения
Катализатор горения топлива — реально ли помогает?
Посмотрев цены на бензин, задумался, как бы сэкономить. На ум пришла мысль про средства уменьшающие расход топлива, в частности катализатор горения. Поговорим, что такое катализатор горения топлива и реально ли помогает?
Идея меньше ездить и, соответственно, меньше тратить на бензин, как показывает опыт – наиболее эффективная. Но ограничивать себя в удовольствии от поездок очень не хочется. Повлиять на цену бензина тоже практически не могу… И тут вспоминаются выдержки из постоянно попадающихся на глаза рекламных объявлений о катализаторах горения топлива, которые обещают не только сказочные цифры экономии бензина, но и суперпоказатели по увеличению мощности двигателя, его «преемственности».
Может ли это чудо-средство помочь? Вопрос, конечно, интересный…
Что такое катализатор горения топлива?
Катализаторы горения – это присадки, которые изменяют скорость и механизм горения топлива, улучшая его базовые свойства.
Катализаторы добавляются в топливо в количествах, измеряемых десятыми или даже сотыми долями процента, поэтому практически не изменяют физические свойства топлива. Тем не менее, катализаторы снижают энергию активации окисления топлива, в результате чего оно успевает сгореть полностью, быстрее и при более низкой температуре. А так как уменьшается максимальная температура сгорания, соответственно и уменьшается жесткость работы двигателя плюс за счёт более полного сгорания уменьшается количество отработанных газов.
Наиболее часто применяются присадки, содержащие различные соединения металлов, например, на основе ферроцена (органическое соединение железа), а также меди, лития и других. Сейчас заговорили и об экологических присадках из энзимов растительных масел.
Когда начинаешь разбираться в механизме действия катализаторов горения, то несмотря на огромные и явно научные статьи, при объяснении причин чудесного действия постоянно натыкаешься на слова «вероятно», «гипотеза», «версия» — это не может не настораживать, в особенности если учесть факт, что первые катализаторы горения запатентованы ещё в 50-е года прошлого века (и за это время, насмотря на массовую рекламу, так и не завоевали популярности).
Катализаторов горения достаточно много – американский MPG BOOST, французский Энергия-3000, японский Eucozym, Envirotabs и множество других. Тем не менее, читая их рекламные материалы, замечаешь достаточную их похожесть:
— явно рекламное содержание с достаточно схожими и очень заумными описаниями
— распространение катализаторов по принципу MLM, с предложением и самому заработать.
Про высокую стоимость этих препаратов (например 230-граммовая бутылочка MPG BOOST стоит от 1600 рублей) мы говорить не будем, хотя 25-килограммовая ёмкость чистого ферроцена (который является основой этого катализатора) стоит порядка 500 рублей.
Но использование ферроцена, который действительно является антидетонационной присадкой с ярко выраженным эффектом повышения октанового числа топлива и содержит порядка трети чистого железа, может привести к уменьшению ресурса двигателя, отложению железа на его внутренних поверхностях, снижению эффективности свечей зажигания (на них появляется красный налёт от металла) и даже к появлению проблем с дорогостоящим катализатором (на этот раз я говорю о детали автомобиля).
Отзывы о работе катализаторов горения топлив
Если поискать в интернете отзывы о работе катализаторов горения топлива, то найти будет сложно. В основном, те отзывы которые находятся больше напоминают рекламу, созданную с целью ее продажи. Так что, стоит ли доверять рекламе катализатора горения топлива?
Да, эффект снижения детонации и уменьшения расхода топлива также присутствует, но стоит ли это возможных проблем с двигателем (о которых писали выше) – решать уже Вам.
Катализатор горения топлива-реально ли помогает
Катализаторы горения топлива- что это такое
Катализатором горения топлива называется присадка, которая оптимизирует процесс горения топлива, улучшает его воспламенение, делает более ровным процесс горения и, соответственно, уменьшает токсичность выхлопных газов. Добавки в бензин повышают его октановое число, добавки в дизельное топливо улучшают воспламеняемость. Такого рода присадки делают процесс горения более ровным, уменьшают задержку горения дизельного топлива.
Добавляются присадки в незначительных объемах, в долях процентов от количества заливаемого горючего. Какого-либо изменения физических характеристик топлива не происходит, однако происходит увеличения скорости горения, снижается температура его возгорания и уменьшается время сгорания. То есть топливо сгорает более полно в цилиндрах автомобиля, при более низкой температуре и быстрее.
При уменьшении наивысшей температуры сгорания топлива работа двигателя становится более мягкой, количество выхлопных газов становится меньше и они становятся менее вредными за счет полноты сгорания горючего. Чаще всего используются катализаторы на базе соединений различных металлов, например, железа, меди, лития, применяются и другие металлы. Сейчас началось применение экологически чистых катализаторов из органических веществ, из растительных масел.
При попытке разобраться в реальности пользы широко рекламируемых катализаторов горения топлива, наталкиваешься на отсутствие результатов научных исследований и испытаний. Есть большие научные статьи, однако при объяснении механизма воздействия на процесс сгорания топлива в моторе автомобиля часто применяются термины предположительные, возможно, гипотеза, вероятно, не исключено. При том, что на эти присадки патенты были получены в пятидесятые годы двадцатого века, и при массированной рекламе все-таки массового применения не имеют. Рекламные материалы производителей по содержанию похожи, цены довольно высоки пи непонятном эффекте.
Какие преимущества дает применение катализаторов горения топлива, и какими недостатками обладает
Некоторые рекламные источники говорят об экономии горючего до двадцати процентов, однако результатов независимых исследований, подтверждающих эти цифры, нет.
Производители в рекламных материалах утверждают также о других положительных моментах применения катализаторов,
Некоторые добавки, например FluelEXx для дизельного топливо способствуют уменьшению количества воды в дизельном топливе, что препятствует его замерзанию в зимнее время, улучшает запуск двигателя при минусовых температурах, и конечно, снижает количество токсичных веществ в выхлопных газах за счет более полного сгорания топлива. Поэтому применение катализаторов горения топлива может быть для дизельных автомобилей в зимнее время и оправданным, чтобы не рисковать, что автомобиль замерзнет и не заведется. Однако применение этих присадок в европейских условиях, хорошего качества топливом, мягкими зимними температурами, разветвленной сетью автомобильных сервисов, вряд ли оправдает себя, учитывая уровень цен на эти катализаторы.
Применение ферроцена, являющегося антидетонационной присадкой, на треть состоящего из железа, повышает октановое число бензина, но применение его может вызвать осаждение железа на внутренних поверхностях двигателя, выходу из строя свечей зажигания опять же из-за отложения на них железа, к снижению ресурса двигательной системы автомобиля.
Возможности появления проблем с двигателем против повышения октанового числа, снижения детонации, стоит ли оно того, верить ли рекламе или отзывам в интернете, которые очень напоминают рекламу или поискать другие способы экономии без возможных серьезных расходов.
Катализаторы горения топлива могут и помочь водителю, они как биодобавки, лекарством не являются, но при правильном, сбалансированном применении могут оказать положительное влияние на человеческий организм, пополнить микроэлементный состав пищи, но все хорошо в меру, а то могут и навредить.
Катализаторы горения топлива
1. Общие принципы работы.
Было дело, собирался написать статейку про активаторы (они же катализаторы) горения топлива в ДВСах. Собрался, пишу:). Здесь не лишним будет своего рода «дисклеймер», или «отмазка» по-русски:). Так вот, я буду упрощать и обобщать (иногда сильно) действительность. Связано это с тем, что чем точнее описан любой сложный процесс, тем менее он понятен людям непосвящённым. А как раз для таких я и пишу, сведущие в топливной химии люди и без меня всё знают лучше меня:). Естественно, в результате могут возникать некоторые искажения против истины, но они будут в мелочах. Всё же основная цель статьи — дать общее представление о её предмете, объяснить суть катализаторов, так сказать, «на пальцах». Вот:).
Начну с того, что эти катализаторы вполне себе научно существуют и работают, что бы там про них ни писали в интернетах. Есть патенты на различные вещества, модифицирующие процессы горения различных топлив (от угля и дерева до газа). Вот (РУ 2705209С1), например, или вот (РУ 2639146С1), чтобы не быть голословным.
Другой вопрос, как правильно относиться к рекламным текстам продавцов подобных активаторов, не передёргивая слова, но и не понимая всё сказанное/написанное буквально.
Перво-наперво разберёмся с общим определением катализаторов не важно какого процесса.
Катализатор — химическое вещество, ускоряющее реакцию, но не расходующееся в процессе реакции.
Применяются практически во всех отраслях химической промышленности, т.е. везде, где найдены эти самые вещества, ускоряющие, модифицирующие, нормализующие и т.д., в общем, УДЕШЕВЛЯЮЩИЕ процесс производства.
Удешевляют они и процесс производства полезной энергии, чем и является горение топлива в двигателе.
Общая суть в том, что топливу, имея «под боком» катализатор, требуется меньше энергии для воспламенения, чем без него. Т.е. увеличивается разница между затрачиваемой и получаемой энергией, а это не что иное, как увеличение КПД, то, что в народе называют «увеличением мощности».
На вопрос «каким образом?» наука даёт довольно честный ответ — «а х… его знает». Т.е. в настоящее время многое из того, что мы имеем по теории процессов горения, находится в разделе гипотез и предположений. Фактически под наблюдаемые и повторяемые явления пытаются подогнать те или иные теоретические выкладки с переменным успехом. Кстати, эта «эзотеричность» и даёт повод для многочисленных квази-, псевдо- и лженаучных спекуляций как «за», так и «против». Поскольку однозначно доказать свои тезисы никто не может, то появляется возможность безнаказанно выстраивать любые умозрительные теории. Ну да бог с ними:)
Так вот, предполагается, что в процессе горения катализатор образует с топливом соединение на физическом уровне (т.е. не закрепляясь в химическом соединении, которое можно было бы заметить и зафиксировать) на очень малый промежуток времени (миллисекунды, наносекунды… очень быстро в общем.:)). Это соединение воспламеняется (т.е. окисляется) при меньших затратах энергии, в результате распадаясь на продукты горения и катализатор (помним, что он не расходуется в процессе реакции). Этот катализатор цепляет следующую порцию топлива, и процесс повторяется. Таким образом, в момент времени получаем кучу маленьких воспламенений. Эта теория объясняет, почему требуется так мало катализатора в объёме топлива (порядки от одной тысячной до одной сотой доли процента, или 0.001% — 0.01%, кому так понятнее:)). Просто одна и та же молекула (грубо говоря) «обрабатывает» много частиц топлива за много микроциклов во время одного процесса воспламенения.
Кстати, то, что он не расходуется в процессе реакции окисления, не значит, что он «бесконечен». Вылетает в выхлоп вместе с отработанными газами и становится потерянным для дальнейшего использования.
Ещё одним свойством, приписываемым катализаторам горения топлива является способность связывать кислород, исключая его таким образом из реакции горения. Дело в том, что в начале горения в камере сгорания наблюдается избыточное количество кислорода, а ближе к концу ощущается его нехватка. И именно в конце такта, на фазе дожига катализатор высвобождает связанный кислород для окисления несгоревших частиц топлива. Как человек, берущий то, что плохо лежит, но потом отдающий по требованию тех «кому нужнее».
Также существует обратная зависимость скорости горения топлива от температуры его воспламенения. Чем выше температура, тем ниже скорость. Значит, снижая температуру воспламенения катализатор повышает скорость горения. И ещё один вывод, не сразу осознаваемый: наибольший эффект (т.е. разницу между горением с катализатором и без него) катализаторы будут показывать при использовании с тяжёлыми топливами, имеющими большую температуру воспламенения (говоря об автомобилях подразумеваем дизельное топливо).
2. Эффект использования катализаторов.
При использовании активаторов горения возникает ряд положительных «побочных» эффектов, а именно:
Все эти эффекты являются следствием специфики процесса, то есть в той или иной степени присущи всем катализаторам. Естественно, заметность этих эффектов может варьироваться в зависимости от состава, дозировки, исходного топлива, конструкции камеры сгорания и двигателя в целом и т.д.
Вибрация снижается из-за меньшего разброса мощности каждого цикла, процесс сгорания «зарегулирован» более ровным распределением кислорода во времени, т.е. топливо сгорает более «одинаково», или стабильно в разных цилиндрах движка во всех повторяющихся циклах.
Экономия топлива обусловлена более полным его сгоранием в камере, т.е. на выполнение той же работы его нужно меньше. И обратно, если давить на гашетку сильнее, экономия, естественно, будет меньше/совсем не будет, но увеличится мощность. В общем, при той же снимаемой мощности будет экономия, либо при том же расходе топлива будет больше мощности.
Снижение вредных выбросов происходит из-за, во-первых, всё того же более полного сгорания топлива в основном, в пристеночных областях камеры сгорания, где температура меньше, чем в центре. В то же время снижается образование окислов азота за счёт СНИЖЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ в центре КС. Чувствуете всё изящество момента? Изначально имеем «горячий» центр с бесполезным ударом по поршню и образованием вредного оксида азота и «холодные» окраины, где топливо не догорает и выкидывается в выхлоп (и частично в картер). Катализатор выравнивает эту ситуацию, снижая температуру в центре и увеличивая по краям. Такая вот дважды полезная штука.
Теперь по очищению. Здесь необходимо сказать, что существуют специальные очищающие присадки в топлива, которые заточены на снятие различных отложений в двигателе. Но речь сейчас не о них, а о помощи им со стороны активаторов горения, поскольку с ними уменьшается/прекращается образование этих самых отложений, так как то, из чего они образуются, в большем объёме сгорает в цилиндре. Кстати, интересный момент: при использовании моющих присадок часть отмытого нагара может участвовать в процессе горения с катализатором, добавляя мощности двигателю (естественно, совсем чуть-чуть и до тех пор, пока не отмоется совсем).
Продление срока службы масла происходит из-за того что, как уже говорилось, топливо полнее сгорает в пристенной зоне КС, вместо того, чтобы растворить масляную плёнку и увеличить износ ЦПГ (да-да, ещё один дополнительный плюсик), а потом стечь в картер, где оно активно начинает расходовать запас нейтрализующих присадок в масле, тем самым старя его.
3. Состав катализаторов горения топлива.
Практически все катализаторы горения топлива являются металлорганическими соединениями (можно ещё добавить «хелатного типа», но это уже будет перебор в терминах:)), причём основным активным элементом, собственно катализатором, является как раз металлическая составляющая. Это может быть железо, хром, медь, марганец… да куча металлов на самом деле. Тетраэтилсвинец помните? Тот, которым этилировали бензин, чтобы снизить детонацию… Так это тоже катализатор горения топлива, увеличивающий октановое число, как, кстати, и некоторые другие катализаторы, например, ферроцен, активно используемый для этой цели современной нефтеперерабатывающей промышленностью. А ещё металлы используются в качестве катализатора в каталитических нейтрализаторах автомобилей («катализаторы» в простонародье, те, из которых соты выбивают после того, как они забьются/оплавятся/покрошатся ). Там в основном напыляют платину, палладий, иридий, родий, может и золото… Принцип работы их в «катализаторе», кстати, тот же, что и в добавках в топливо. И в этих коробках металлическое напыление тоже не расходуется. Очередное «кстати» (ссылка из списка выше): в качестве одного из эффектов применения катализаторов горения топлива указывается восстановление каталитических нейтрализаторов. Происходит это как раз из-за того, что выносимые с ОГ металлы частично оседают в них, восстанавливая активную поверхность узла. Вопрос, насколько большой от этого эффект, особенно со спёкшимися сотами, но какая-то польза есть.
Органическая же часть молекулы содержит кислород, т.е. является тем самым оксигенатом, хотя и в микроколичествах (помните, сколько там надо катализатора?). Ведь не расходуется металл, а органика вполне себе реагирует и окисляется в конечном итоге. Для более существенного повышения содержания кислорода в присадке помимо металлорганических соединений добавляют и другие активаторы. О них ниже.
4. Активаторы горения топлива, не содержащие металлы.
Помимо металлорганических соединений бывают и другие активаторы горения топлива. Слово «активаторы» здесь неслучайно, поскольку не каждый активатор является катализатором. Для оптимизации и улучшения процесса горения используются и различные органические соединения, например, спирты, эфиры и проч. Однако они не являются катализаторами, т.к. расходуются в процессе горения и, соответственно, требуются в гораздо больших количествах (примерно 5-15% от объёма топлива). Спирты, кстати, являются оксигенатами, поскольку содержат в себе кислород, высвобождаемый в процессе горения и используемый для дожига топливных фракций.
Кроме спиртов, которые имеют и недостатки (в частности, высокую гигроскопичность), применяются эфиры, также содержащие кислород и увеличивающие октановое число топливной смеси. В основном используют МТБЕ (метил-трет-бутиловый эфир) и ЕТБЕ (этил-трет-бутиловый эфир), причём последний имеет более высокие показатели детонационной стойкости (о.ч. 109-113 против 106-110 у МТБЕ) и может производиться из возобновляемого сырья (это я про этиловый спирт:)). Кроме этого эфиры имеют прекрасную испаряемость, поэтому их содержание в топливе облегчает холодный запуск двигателя (многие, наверное, зимой использовали «Быстрый старт» для того, чтобы завестись в мороз, впрыскивая его в воздуховод, так это и есть тот самый эфир).
5. Итого.
Краткие итоги статьи:
Катализатор горения топлива
Безусловно, каждый современный водитель хочет, чтобы его транспортное средство было мощным, экономным, но при этом не вредило окружающей среде своими выхлопами. Как известно в отработанных газах содержатся токсичные компоненты отравляющие воздух, которым дышит, в том числе и сам водитель автомобиля.
Если за мощность отвечает в основном силовой агрегат, то на уровень экономичности автомобиля может повлиять специальная добавка — присадка — или катализатор горения топлива.
Что же касается чистоты автовыхлопов, то тут без специального фильтра, вмонтированного в выхлопную систему машины не обойтись. Называется фильтр каталитический нейтрализатор автомобильных выхлопов или более коротко — просто катализатор.
Разберем чуть подробнее суть работы катализатора горения топлива и катализатора автомобильных выхлопов.
Катализатор горения топлива — это органическая смесь из группы металлов, которая призвана качественно улучшить топливо, при этом, не меняя ее физико-химические свойства. Присадка очень незначительна по своему объему, который измеряется сотыми и тысячными долями процента по отношению к общему объему топлива.
Однако даже такая ничтожная добавка позволяет топливу лучше сгорать и меньше выделять токсичных компонентов. Кроме того, наблюдается общее снижение потребления топливной смеси на 10%. Ресурс двигателя вырастает, смену свечей и топливного фильтра приходится делать значительно реже.
В отличие от присадок в виде смеси, заливаемой в бак, каталитический нейтрализатор — это специальный фильтр, который монтируется в выхлопную систему авто. Деталь предназначена для очистки выхлопов от вредных компонентов, превращая сгоревшие углеводороды в азот, воду и углекислый газ.
Размещается катализатора под днищем автомобиля, сразу за выпускным коллектором. Состоит катализатор из внешнего корпуса, внутреннего наполнителя и двух патрубков (входной и выходной) в которые встраиваются два лямбда-зонда (датчика). Каждая составная часть фильтра имеет свою функциональную задачу.
Внешний корпус, изготавливаемый из стали, защищает внутренние компоненты, во время езды автомобиля. Особенно это актуально при агрессивном перемещении транспортного средства по плохим дорогам или по лужам.
С помощью патрубков изделие монтируется в выхлопную систему автомобиля, а лямбда-зонды контролируют степень очистки отработанных газов от токсичных компонентов.
Сами газы очищаются во внутреннем блоке катализаторе — монолите (иное название наполнитель). Происходит это благодаря специальному напылению, которое наносится на поверхность мелких ячеек. Эти сквозные ячейки, через которые проходят выхлопы, и составляют конструктивную основу наполнителя. Ячеек очень много, общее количество может достигать 8000.
Напыление называется каталитическим слоем и в его составе содержаться ценные металлы-платионоиды. Главное свойство платины, палладия, родия или иридия — это провоцирование (ускорение) процесса протекания химической реакции окисления вредных компонентов выхлопных газов.
Горячие отработанные газы заполняя ячейки катализатора входят в контакт с каталитическим слоем и если температура выхлопов не ниже 350°С, то начинается процесс разложения на безвредные компоненты.
Катализатор горения топлива. Есть ли экономия топлива?
Посмотрев цены на бензин, задумался, как бы сэкономить. На ум пришла мысль про средства уменьшающие расход топлива. Поговорим, что такое катализатор горения топлива и реально ли помогает?
Идея меньше ездить и, соответственно, меньше тратить на бензин – наиболее эффективная. Но ограничивать себя в удовольствии от поездок не хочется. Повлиять на цену бензина тоже практически не могу… И тут вспоминаются выдержки из постоянно попадающихся на глаза рекламных объявлений о катализаторах горения топлива, которые обещают не только сказочные цифры экономии бензина, но и супер показатели по увеличению мощности двигателя, его «преемственности».
Может ли это чудо-средство помочь? Вопрос интересный…
Что представляет из себя горения топлива?
Катализаторы горения – это присадки, которые изменяют скорость и механизм горения топлива, улучшая его базовые свойства.
Катализаторы добавляются в топливо в количествах, измеряемых десятыми или даже сотыми долями процента, поэтому практически не изменяют физические свойства топлива. Тем не менее, катализаторы снижают энергию активации окисления топлива, в результате чего оно успевает сгореть полностью, быстрее и при более низкой температуре. А так как уменьшается максимальная температура сгорания, соответственно и уменьшается жесткость работы двигателя плюс за счёт более полного сгорания уменьшается количество отработанных газов.
Наиболее часто применяются присадки, содержащие различные соединения металлов, например, на основе ферроцена (органическое соединение железа), а также меди, лития и других. Сейчас заговорили и об экологических присадках из энзимов растительных масел. Когда начинаешь разбираться в механизме действия катализаторов горения, то несмотря на огромные и явно научные статьи, при объяснении причин чудесного действия постоянно натыкаешься на слова «вероятно», «гипотеза», «версия» — это не может не настораживать, в особенности если учесть факт, что первые катализаторы горения запатентованы ещё в 50-е года прошлого века (и за это время, несмотря на массовую рекламу, так и не завоевали популярности).
Катализаторов горения достаточно много – американский MPG BOOST, французский Энергия-3000, японский Eucozym, Envirotabs и множество других. Тем не менее, читая их рекламные материалы, замечаешь достаточную их похожесть:
Про высокую стоимость этих препаратов (например 230-граммовая бутылочка MPG BOOST стоит от 1600 рублей) говорить не будем, хотя 25-килограммовая ёмкость чистого ферроцена (который является основой этого катализатора) стоит порядка 500 рублей.
Но использование ферроцена, который является антидетонационной присадкой с ярко выраженным эффектом повышения октанового числа топлива и содержит порядка трети чистого железа, может привести к уменьшению ресурса двигателя, отложению железа на его внутренних поверхностях, снижению эффективности свечей зажигания (на них появляется красный налёт от металла) и даже к появлению проблем с дорогостоящим катализатором (на этот раз говорю о детали машины).
Что говорят люди об использовании катализаторов горения?
Если поискать в интернете отзывы о работе катализаторов горения топлива, то найти будет сложно. В основном, те отзывы которые находятся больше напоминают рекламу, созданную с целью ее продажи. Так что, стоит ли доверять рекламе катализатора горения топлива?
Да, эффект снижения детонации и уменьшения расхода топлива также присутствует, но стоит ли это возможных проблем с двигателем (о которых писали выше) – решать Вам. Стоит помнить, что любые изменения в топливной системе могут поменять её итоговые свойства не в лучшую сторону. И надёжно экономить топливо можно только с помощью уменьшения пробега и меньшего нажатия на педаль «газа».
На информационном сайте для автолюбителей «FORAM» вы сможете найти много полезной информации, касающейся ремонта и обслуживания автомобилей.