что такое катализатор в машине и для чего он нужен
Так нужен ли катализатор в автомобиле?
Что такое каталитический нейтрализатор в выхлопной системе, и зачем он нужен, большинство автовладельцев узнаёт или вспоминает лишь после объявления мастера в автосервисе о сдохшем катализаторе. Насколько это опасно, можно ли с этой неисправностью бороться, и насколько это сложно?
Официальное название катализатора длинное, но смысл этой детали в нейтрализации вредных компонентов в выхлопных автомобильных газах. Катализатор является деталью выхлопной системы автомобиля, и отвечает за устранение из выбрасываемых газов опасных для окружающей среды и здоровья человека веществ.
Это не до конца прогоревшие углеводороды, угарный газ, оксид азота, сажа и так далее. Проходя через катализатор, эти вещества дополнительно дожигаются до состояния менее вредных веществ. Получаются азот (самое большое содержание в воздухе), вода и углекислый газ. Преобразование вредных веществ происходит благодаря специальным металлам-катализаторам: Pd и Ra. Также в дорогих моделях катализаторов используется платина (Pt).
Химическая реакция преобразования возникает во время прохождения выхлопных газов через мелкоячеистые своеобразные соты, выполненные из металла или керамики. Соты покрыты катализаторами, то есть редкоземельными металлами, которые и провоцируют реакцию.
Причины выхода из строя
Следует уяснить, что катализатор, сколько бы он ни стоил (а стоит он весьма недёшево), это расходник, и время жизни у него не очень продолжительное. Даже лучшие модели редко переживают пробег автомобиля в 120 тысяч. Но это не потому, что расходуются редкоземельные металлы, просто конструкция детали слишком хрупкая, и керамические соты довольно быстро разрушаются от езды по плохим дорогам. Катализатор банально не выдерживает тряски, тончайшие стенки сот начинают трескаться, постепенно откалываясь.
Также причиной выхода из строя катализатора могут служить неисправности в смазочной системе, проблемы с зажиганием, поршневой группой. Не до конца сгоревшее топливо со шлаками попадает прямо в катализатор, наглухо запечатывая все соты. Идентичный эффект получается, если водитель любит жать на педаль газа без надобности в любой ситуации. Так сказать, любитель порычать.
Всё было бы не так страшно, ну больше не нейтрализует вредные вещества, мало ли, кто за этим следит, если бы забытый или разрушенный катализатор не затруднял выход отработанных газов из двигателя. Последний заметно теряет мощность, начинаются проблемы с загазованностью салона и прочее. Как же поступить в случае поломки катализатора?
Заменить или удалить?
Безусловно, правильным вариантом будет замена катализатора на новый, однако это и самый дорогостоящий вариант. Качественный катализатор сейчас стоит около пятидесяти тысяч рублей. Можно приобрести и установить недорогой неоригинальный катализатор, китайский универсальный.
Это обойдётся примерно в десять тысяч рублей, и будет соответствовать действующим в стране экологическим нормам. Но не всем подъёмна и такая сумма, в этом случае катализатор можно попросту удалить, и вварить в тракт пустой пламегаситель (резонатор). Только обязательно нужно поправить программу блока управления движком, чтобы датчики не бомбардировали бортовой компьютер машины сообщениями о неисправности катализатора.
Для чего нужен катализатор в автомобиле: признаки неисправности и способы промывки устройства
Резкий скачок уровня автомобилизации общества в конце двадцатого века потребовал глобального усиления требований к экологичности двигателей внутреннего сгорания. Суровые законодательные меры вынудили производителей разработать и внедрить сложные технические комплексы очистки выхлопных газов, главными компонентами которых стали системы электронного управления впрыском топлива и специальные узлы дополнительной переработки продуктов выпуска – каталитические нейтрализаторы.
Зачем нужен в машине каталитический нейтрализатор
Большая часть выхлопных газов состоит из вполне нейтральных и безвредных веществ – азота, водяного пара и двуокиси углерода. Но обойтись только их наличием практически невозможно, такое случается лишь в идеально отрегулированном двигателе, работающем в предсказуемом стационарном режиме.
Во всех других случаях мотор начинает выделять крайне опасные для человека химически активные вещества, моноокись углерода, углеводороды и окислы азота.
Прямое уничтожение подобных ядов с большой скоростью и в требуемом объёме практически невозможно, поэтому инженеры были вынуждены прибегнуть к известным из химии каталитическим реакциям переработки вредных веществ в относительно нейтральные.
Катализатором в химии называется компонент реакции, который участвует в процессе, хорошо его ускоряет, но сам при этом не расходуется.
Что ценного в устройстве
К сожалению, ценного там оказалось много. В роли катализаторов пришлось применить благородные металлы, наиболее подходящие для этой цели.
Дошло до того, что самым дешёвым из них оказалось золото, но чаще приходится использовать платину, палладий и родий. Многим известно, что эти элементы существенно дороже всем понятного золота.
Одновременно с применением столь недешёвых компонент потребовалось создать геометрически непростую структуру, обеспечивающую контактирование каталитического вещества со всем объёмом выпускаемого цилиндрами газа. Это мельчайшие керамические или металлические соты, сквозь которые и продувается весь поток выхлопа.
В результате автомобиль приобрёл сложное, массивное и дорогое устройство в виде металлического корпуса, высокотехнологичной начинки, да ещё и обрамлённое контрольными датчиками с двух сторон, непрерывно следящими за его сохранностью и правильной работой.
Экологичность даром не даётся. Да и на этом прогресс не остановился, дальнейшее ужесточение требований законодателей продолжает влиять на появление дополнительных систем очистки выхлопа.
Виды катализаторов
По своему назначению нейтрализатор может быть двух- или трехкомпонентным.
Трёхкомпонентые катализаторы, а именно такие чаще всего применяются, в свою очередь, могут отличаться по конструктивному признаку, изготавливаясь на базе керамических или металлических сотовых изделий.
Керамические относительно дешевле, но не обладают высокой механической прочностью и долговечностью, склонны к растрескиванию и разрушению, не терпят ударов при наезде на препятствия.
Металлические конструктивы обладают достаточной упругостью, поэтому лучше держат внешние и внутренние удары. Внутренние могут возникать при аномальных процессах горения и разрушительно воздействовать на тонкую сотовую начинку, где, как уже упоминалось, обычно нанесены такие непростые вещества, как платина, палладий и родий.
Но даже металл не спасает от предательского попадания на тонкие соты посторонних веществ из двигателя в виде компонент контрафактных рабочих жидкостей, слишком богатой смеси или всевозможных соединений кремния.
Катализаторы отличаются и по способу их установки. Раньше они располагались в виде врезок выхлопной трубы, подобно глушителям и резонаторам. Но оказалось, что так их очень трудно и затратно прогревать до рабочей температуры, при которой начинаются каталитические реакции.
Поэтому сейчас нейтрализаторы ставят непосредственно за выпускным коллектором, максимально близко к точке выхода раскалённых выхлопных газов. Уже не надо долго ждать выхода прибора на режим, меньше загрязняются кислородные датчики и сокращаются расходы топлива на поддержание температуры.
Причины и признаки неисправности
Теоретически катализатор должен работать вечно. Благородные металлы не окисляются и не расходуются в химических реакциях каталитического типа. Но реальность выглядит значительно хуже. Тонкие приборы оказываются бессильны перед нарушениями температурного режима и механическими ударами.
Почти все проблемы бывают связаны с нарушением работы систем питания и зажигания двигателя, а также с применением некачественного топлива. Всё это приводит к повышению температуры нейтрализатора, оплавлению и выкрашиванию его сотовой структуры с последующим закупориванием пути свободного прохода выхлопных газов.
Это не является парадоксом, дело в том, что импульсный характер движения газов на выпуске приводит к хаотическому перемещению частиц по коллектору и всасыванию их в двигатель перепадами давления.
Результат известен многим мотористам – царапины и задиры на поверхностях, которым это полностью противопоказано. Двигатель отправляется в капитальный ремонт.
Общим признаком неисправности станет потеря мощности двигателя, его неспособность развить большие обороты. В конце концов он просто перестанет запускаться. Это легко себе представить интуитивно, вообразив, что некто коварно заткнул выхлопную трубу. Результат абсолютно идентичен.
Как проверить
Симптомы слишком характерны, чтобы вызывать сложности с диагностикой забитого катализатора.
Изменившийся звук выхлопа, сдавленное шипение в выпускной системе, иногда вообще крайне слабая реакция руки, подведённой к срезу выхлопной трубы. Обычно к тому же зажигается лампочка контроля состояния двигателя, ЭСУД заметит нештатные показания датчиков.
Окончательный диагноз будет поставлен после снятия катализатора с автомобиля. Запечённые, заполненные отложениями и раскрошенные соты невозможно не заметить.
Как почистить
В тех случаях, когда соты ещё не повреждены, но пропускная способность нейтрализатора уже снижена смолянистыми отложениями, его можно промыть.
Для этого лучше всего использовать жидкость, обычно применяемую для очистки карбюраторов или топливных форсунок. Только потребуется её значительно больше.
Катализатор заливается промывочной жидкостью, после чего ей предоставляется время на растворение загрязнений, затем её сливают, внутренности детали промываются горячей водой и просушиваются (продуваются).
Обычно процедура требует неоднократного повторения. Существуют также специально предназначенные для подобных промывок составы.
Зачем вырезают катализатор на автомобиле
Подобное удаление имеет негативные последствия в виде увеличения загрязнения окружающей среды.
Выполняется оно обычно по двум причинам – экономии на покупке новой детали, взамен пришедшей в негодность (изделие дорогое по описанным выше причинам) и мощностного тюнинга автомобиля.
Снижение сопротивления на выхлопе позволит мотору раскручиваться более уверенно. К тому не секрет, что экологичность и экономичность пока не могут существовать одновременно. На обслуживание хорошего катализатора требуется значительное количество дополнительного топлива, не несущего полезной нагрузки.
Тонкости удаления устройства из выхлопной системы
Выполнить это без значительных затрат времени иногда невозможно. Прошли времена, когда катализатор представлял собой удобный в обращении жестяной цилиндр с хрупкой керамической начинкой. Два крепких удара ломом — и дело сделано.
Сейчас приходится иметь дело с изделием замысловатой формы, без доступа к внутренностям, да ещё и с крепкими металлическими сотами. Приходится вскрывать корпус и потом его заваривать. В условиях СТО операция не самая дешёвая.
Завершиться процесс должен перенастройкой «мозгов» двигателя, иначе они сразу вычислят обман. Это делается различными способами, в зависимости от квалификации и привычек исполнителя. Могут применяться как программные, так и аппаратные «обманки» контролирующих датчиков.
Результат один – мотор адаптируется к новым условиям и перестаёт паниковать лампочкой «Check engine». Иногда ставят так называемый пламегаситель – специальную вварку, нормализующую звук, температуру и внутреннюю аэродинамику выхлопа.
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.
Катализатор: зачем нужен, можно ли ездить без него и как пройти техосмотр
Содержание:
Для чего нужен автомобильный катализатор
Катализатор или каталитический нейтрализатор — это деталь выхлопной системы, которая обеспечивает дожигание выхлопных газов, производимых машиной. По сути, катализатор отвечает за снижение вредных выбросов в атмосферу. То есть делает автомобиль более экологичным и соответствующим заявленным в документах нормам по выбросам — Евро-5 или Евро-6 и другим.
При этом катализатор — деталь дорогая, ее замена при выходе из строя требует серьезных вложений. Катализаторы бензиновых машин делятся на две группы: металлические и керамические. А для дизельных моторов в качестве катализаторов выхлопной системы устанавливают сажевые фильтры.
Внутри керамического катализатора расположен картридж из керамики, он не очень дорогой, но имеет хрупкую конструкцию, также как и сажевые фильтры — они могут сломаться от погружения в воду или сильного удара. Металлический катализатор считается более прочным и долговечным. Он более устойчив к воде и повреждениям, но и стоит дороже керамического аналога.
Зачем снимают катализатор
Некоторые автомобилисты уверены, что машина прекрасно функционирует и без дорогого катализатора. Потому что последний нужен только для снижения вредных выбросов и ни на что другое в конструкции машины, якобы, повлиять не может. А вот имеющийся и вышедший из строя катализатор, наоборот, способен нанести вред работе. Поэтому иногда автомобилисты решают избавиться от катализатора как от ненужной детали, а также заработать на этом.
Почему снимают катализатор:
Автомобиль действительно может эксплуатироваться без катализатора, на его ходовые характеристики и мощность это не влияет. При утилизации данной детали машина продолжает ездить, однако ее выхлоп уже не соответствует заявленным в документах нормам. Для атмосферы автомобиль становится грязнее и вряд ли сможет пройти проверку на соответствие своему экологическому стандарту. Такая проверка возможна только на специальном стенде при прохождении техосмотра.
Что поменялось в техосмотре в 2021 году
С марта 2021 года автомобильный техосмотр ужесточили — пункты осмотра закупили оборудование и подготовились к реальным проверкам. Выдачу диагностических карт перевели в электронный вид. Кроме того, теперь мастер техосмотра должен заносить в диагностическую карту фотографию автомобиля с номерным знаком на стенде, на снимке также должны быть указаны GPS-координаты сервисного центра. За нарушения в системе техосмотра ввели крупные штрафы и уголовное наказание, а контроль за системой отдали МВД. Все это было сделано для того, чтобы водители больше не могли купить техосмотр без проверки.
Но реформа техосмотра, запущенная в этом году, все еще не заработала в полную силу. ГИБДД выступила с инициативой отметить техосмотр для личных машин. Кабинет министров также высказался за отмену обязательного техосмотра. Документ об отмене обязательного техосмотра уже поступил в Госдуму. Но процедуру в любом случае не отменят для всех.
В обязательном порядке получать диагностическую карту придется в случае смены владельца автомобиля, изменения конструкции или замены основного компонента машины. Это касается только транспортных средств старше четырех лет. Во всех остальных случаях процедура техосмотра для личных машин должна стать добровольной. А вот автобусы, машины такси и другие перевозчики пассажиров, а также грузовой транспорт должны будут, как и раньше, проходить техосмотр ежегодно и чаще в зависимости от возраста.
Техосмотр без катализатора — можно ли пройти
Если в автомобиле отсутствует катализатор, то он не сможет пройти проверку на соответствие выброса отработанных газов в атмосферу. А такая проверка с использованием специального оборудования является обязательной при прохождении техосмотра. При этом все данные о выхлопе будут занесены в электронную диагностическую карту. Дело в том, что после удаления катализатора блок управления двигателем чаще всего перенастраивают под более низкие экологические нормы Евро-2. А в документах автомобиля может быть указан другой класс — например, Евро-4 или Евро-5.
Новые правила техосмотра исключают получение диагностических карт нелегальным путем без проверки на стенде. Поэтому если автомобиль старше четырех лет приедет на техосмотр без катализатора, он его не пройдет. Для того, чтобы получить диагностическую карту, собственнику придется купить работающий катализатор и установить его на прежнее место.
Штраф за езду без катализатора
Обнаружить отсутствие катализатора в системе выхлопа можно только специальным оборудованием, которое есть в сервисных центрах и лабораториях. Увидеть отсутствие катализатора сможет и инспектор ГИБДД во время постановки автомобиля на учет. Машина без катализатора непременно получит отказ в регистрации. Дело в том, что любое изменение в конструкции автомобиля собственник должен проверить в лаборатории на безопасность — только после этого он сможет поставить машину на учет. Но если вместо реального катализатора в системе выхлопа будет висеть обманка, инспектор никак не сможет это проверить. Также если собственник автомобиля решит снять катализатор уже после регистрации, то обнаружить это сможет только мастер техосмотра.
Если катализатора нет, и инспектор это увидел, то за внесение изменений в конструкцию автомобиля водителю выпишут штраф в 500 рублей и попросят устранить нарушение. В техническом регламенте Таможенного союза есть требования к двигателю и его системам. Согласно пункту 9.10, не допускается внесение изменений в конструкцию системы выпуска отработавших газов. Внесения изменений в конструкцию автомобиля регулируется Постановлением правительства 413, у которого есть несколько приложений. Одно из них — перечень неисправностей, при которых запрещена эксплуатация транспортных средств. В нем есть аналогичный пункт об изменениях в системе выпуска отработанных газов.
Можно ли ездить без катализатора
Действующие правила Таможенного союза и подписанный Россией Техрегламент запрещают вносить изменения в систему отработанных газов, а снятие катализатора именно таким изменением и является. Кроме того, нужно иметь в виду, что автомобиль без катализатора точно не сможет получить диагностическую карту по результатам техосмотра.