Каталитический нейтрализатор

Принцип действия

Топливовоздушная смесь после сгорания в двигателе содержит в себе множество вредных для здоровья элементов, а именно окислов азота, группы углеводородов, окиси углерода и так далее.

Несмотря на то что объем этих веществ в составе выхлопа не превышает 1% (остальная часть — пар, двуокись углерода и азот), их влияние на человека крайне негативное.

Следовательно, одно из главных требований для устройства — нейтрализация вредных веществ.

Сегодня разработано несколько способов, позволяющих бороться с опасными газами, к примеру, обеднение горючего состава или рециркуляция выхлопа.

Но по своей эффективности они серьезно уступают каталитическому нейтрализатору. Внутри нейтрализатора находится специальное устройство, имеющее множество сот.

Как уже упоминалось выше, поверхность монолита катализатор укрыта слоем сплава палладия, родия и платины.

Преимущество данных драгметаллов — отличная эффективность в вопросе очистки. Так, выхлоп проходит через катализатор, прогревая изделие до температуры 270-300 градусов Цельсия.

Проходящая каталитическая реакция способствует превращению окиси углерода в CO2, а углеводородов — в H2O и CO2. В свою очередь, окислы азота «распадаются» на азот и воду.

В теории устройство отлично справляется с токсичностью выхлопных газов без особого вреда для двигателя и топлива.

На практике же установка каталитического нейтрализатора приводит к увеличению обратного давления, что становится причиной падения мощности на 2-3 лошадиные силы.

Есть у катализатора и еще ряд минусов — высокая цена и недолговечность. Хотя, в теории данное устройство должно служить практически вечно.

Как проверить катализатор на забитость

Конструкция

Каталитический преобразователь представляет собой металлический корпус из нержавеющей стали, в котором есть сердцевина с сотовой структурой. Она покрыта драгоценными металлами, такими как платина и родий. Эти металлы реагируют с выхлопными газами двигателя. Они уменьшают содержание токсичных газов, превращая их в углекислый газ и воду.

Керамическая конструкция дешевле в производстве, но у неё есть большой минус — хрупкость. Достаточно небольшого удара, чтобы керамические соты треснули и осыпались.

В первую очередь катализатор реагирует с окисью углерода, образующейся при сгорании бензина. Он также реагирует с углеводородами, образованными несгоревшим топливом и оксидами азота. Таким образом, нейтрализатор превращает эти газы в менее вредные побочные продукты, такие как диоксид углерода, водяной пар и азот.

Чтобы катализатор был эффективным, его температура должна быть около 400 °C. Вот почему они обычно соединены с выпускным коллектором. По этой же причине датчики кислорода имеют нагревательные элементы.

Можно ли обойтись без катализатора

Этот вопрос решает каждый для себя самостоятельно. Между автомобилистами существуют совершенно противоположенные мнения. Если подытожить все высказывания, можно отметить, что удаление катализатора несёт в себе и положительные, и отрицательные стороны:

Плюсы:

• двигатель работает в полную силу, ему ничто больше не мешает освобождаться от отработанных газов;
• заметно улучшается динамика транспортного средства;
• ощутимая экономия денег, особенно это касается оригинальных моделей.

Минусы:

• повышенное загрязнение окружающей среды;
• большое количество выделяемого дыма, это особенно заметно при прогревании автомобиля или при начале движения, что называется «на холодную»: в процессе прогревания двигателя дым из трубы становится практически незаметным;
• усиливается запах выхлопных газов, но это можно почувствовать только, если находиться непосредственно рядом с выхлопной трубой;
• шум – автомобиль, естественно, становится несколько шумнее – чётче слышен глушитель, но это совсем не критично.

Таким образом, удалять или не удалять катализатор – решать нужно самостоятельно. В нашей стране на сегодняшний день нет жёстких требований по содержанию вредных веществ в выхлопных газах. В том случае, если есть планы совершить автомобильную поездку в Европу на собственном автомобиле, решение может быть только одно – каталитический нейтрализатор устанавливать придётся обязательно, в противном случае вы просто не получите разрешение на въезд.

Неисправности катализатора и их причины

Среди симптомов, говорящих о неисправности прибора, можно отметить:

• глохнущий или даже не заводящийся двигатель;
• потеря мощности и динамики;
• активированный сигнал CheckEngine;
• повышенный расход топлива.

Произвести диагностику оборудования можно самостоятельно или с помощью специалистов автосервиса, осмотрев его на предмет деформации, измерив давление в выпускном коллекторе манометром, а также общее состояние – мотор-тестером.

Неполадки или поломка могут произойти вследствие подверженности высоким температурам свыше 1000 градусов и химическим реакциям, вследствие чего деталь может прогореть либо оплавиться.

Вторая по популярности причина – некачественное топливо, которое не может сгореть полностью, догорая в коллекторе или самом агрегате, засоряя ячейки и затрудняя проход воздуха. Аналогичная ситуация может произойти и с высоким расходом масла в двигателе, которое также способно активно загрязнять фильтры.

Установка неоригинальной конструкции чревата несоответствием диаметра ячеек, а, следовательно, они будут обладать более слабой пропускной способностью и засоряться в несколько раз быстрее.

Катализатор универсальный

Как работает каталитический нейтрализатор

На практике трехкомпонентный каталитический нейтрализатор работает по следующему принципу:

• Выхлопные газы двигателя достигают керамических блоков, где они проникают в ячейки и полностью заполняют их. Металлы-катализаторы — палладий и платина — запускают реакцию окисления, в которой несгоревшие углеводороды CH превращаются в водяной пар, а монооксид углерода CO — в диоксид углерода.
• Восстановительный металл-катализатор родий, превращает NOx (оксид азота) в нормальный, безвредный азот.
• Очищенные выхлопные газы выбрасываются в атмосферу.

Если автомобиль оснащен дизельным двигателем, рядом с каталитическим нейтрализатором всегда устанавливается сажевый фильтр. Иногда эти два элемента можно объединить в один элемент.

Рабочая температура каталитического нейтрализатора имеет решающее влияние на эффективность нейтрализации токсичных компонентов. Фактическое преобразование начинается только после достижения 300°C. Предполагается, что идеальная температура с точки зрения производительности и срока службы составляет от 400 до 800°C. Ускоренное старение катализатора наблюдается в интервале температур от 800 до 1000°C. Длительная эксплуатация при температурах выше 1000°C отрицательно влияет на каталитический нейтрализатор. Альтернативой высокотемпературной керамике является металлическая матрица из гофрированной фольги. Платина и палладий выступают катализаторами в этой конструкции.

Как проверить катализатор?

Не надо быть специалистом, чтобы догадаться о неисправности автомобильного катализатора. На его выход из строя и необходимость замены указывает ряд достаточно специфичных признаков:

• увеличенный расход топлива без видимых причин;
• автомобиль медленнее набирает скорость;
• возникли проблемы с тягой, упала мощность мотора;
• загорелась лампочка проверки двигателя;
• несколько увеличился расход масла;
• при нажатии на педаль газа мотор откликается не сразу;
• при запуске двигателя чувствуется неприятный запах.

Лучший способ диагностики неисправности нейтрализатора – осмотр. Также своего рода средством проверки является приборная панель, а именно лампочка «Check engine» и соответствующий поломке лямбда-зонда или катализатора код ошибки в бортовом компьютере.

ПРОВЕРКА КАТАЛИЗАТОРА, БЕЗ РАЗБОРА — БЫСТРО И ЛЕГКО. ЛАЙФХАК!

Еще один способ – измерить давление выхлопных газов с помощью манометра, после чего сравнить показания с нормативами. Так, нормой считается давление 0,3 кгс/см2. Если это значение больше, скорее всего с деталью есть проблемы, и нужна помощь специалистов из автосервиса.

Что делать, если возникли с ним проблемы?

Есть три пути развития событий:

1. Удаление, ;
2. Установка новой детали или ремонтного нейтрализатора;
3. Промывка, очистка, если его наполнитель не разрушился.

Первый вариант самый распространенный. Наши автолюбители предпочитают «вырезать» его из системы, чтобы в последствии не тратиться на его замену или не возникли другие проблемы из-за него. В случае корейского автопрома, боязнь «убить» двигатель подталкивает владельцев избавляться от него уже на пробегах 30 тыс. км, даже при его полной работоспособности.

Это связано с качеством керамики и особенностями расположения катализатора в выхлопном тракте. Он очень близко находится к блоку цилиндров, конструкция выхлопного коллектора способствует забросу керамической крошки в камеры сгорания. Последствия – задиры на стенках цилиндров и поршней. Это капитальный ремонт мотора.

В автомобилях других марок, керамический наполнитель более качественный, поэтому удалять его на коротких дистанциях пробега авто не нужно. Но со временем он выходит из строя. Стоимость новой детали большая, а срок службы ограниченный. Чтобы несколько раз не платить большие деньги за его замену, предпочитают его удалять, заменяя пламегасителем.

Второй пункт можно опустить. Редко кто из владельцев современных автомобилей желает устанавливать новый каталитический нейтрализатор. Это дорого и не всегда оправдано. Зачем владельцу его менять на новый, если он покатается 2-3 года и продаст машину? Дешевле вырезать его, покататься и «спихнуть» другому владельцу. Но я против такого варианта.

Что такое катализатор?

Это компонент выхлопной системы. Роль катализатора — очистка отработанных газов до выброса в атмосферу. Его разработки начались в 1960-х годах, когда экологи озаботились состоянием воздуха.

Первые требования к уровню токсичных продуктов в автомобильных выбросах вынудили автопроизводителей задуматься об оснащении своих машин функцией снижения вредных продуктов сгорания. Уже к 1975 году автокатализатор вошел в комплект обязательного оснащения каждого производимого автомобиля.

В его основе – ячейки из керамики или металла, где стенки покрыты микрослоем из металлов с высокой химической активностью – смесью палладия с родием или иридия. Когда газы касаются этого напыления, они вступают в реакцию и становятся безопасными.

Те изделия, которыми оснащается транспорт, состоят из трех компонентов:

• первый – соединяет оксиды азота;
• второй – избавляется от доли несгоревшего топлива, в том числе окиси углерода;
• третий – это датчик, на выходе анализирующий степень безопасности выхлопов и передающий эту информацию на бортовой компьютер.

Катализатор,что это такое?

Как понять, что он вышел из строя?

В результате оплавления ячеек или разрушения керамики, крошка забивает следующие по ходу движения выхлопных газов «блинчики». Двигателю становится тяжело дышать, он не может выдуть выхлоп.

Из этого вытекают первые признаки выхода из строя катализатора:

1. Двигатель теряет мощность. Многие водители жалуются, что машина перестает ехать, пропадает динамика;
2. На приборной панели выпадает ошибка «Check Engine». При сканировании блока управления мотором это ошибка по второй лямбде;
3. Некоторые отмечают, что при поломке частично или полностью пропадает выхлоп их выхлопной трубы;
4. Увеличивается расход топлива.

Устройство катализатора

Каталитический нейтрализатор является частью системы выпуска отработавших газов. Он расположен сразу за выпускным коллектором двигателя. Каталитический нейтрализатор состоит из:

• Металлический корпус с впускным и выпускным патрубками.
• Керамический блок (монолит). Это пористая структура с множеством ячеек, увеличивающих площадь контакта выхлопных газов с рабочей поверхностью.
• Каталитический слой — специальное покрытие на поверхности ячеек керамического блока, состоящее из платины, палладия и родия. В последних моделях для напыления иногда используется золото — драгоценный металл с более низкой стоимостью.
• Кожух. Он служит теплоизоляцией и защитой каталитического нейтрализатора от механических повреждений.

Основная функция каталитического нейтрализатора — нейтрализация трех основных токсичных компонентов выхлопных газов, отсюда и название — трехкомпонентный. Это ингредиенты, которые следует нейтрализовать:

• Окиси азота NOx — компонент смога, вызывающий кислотные дожди, токсичны для человека.
• Окись углерода СО является смертельным для человека при концентрации в воздухе всего 0,1%.
• Углеводороды CH — компонент смога, некоторые соединения являются канцерогенными.

Принцип работы каталитического нейтрализатора

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

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

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

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

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

Важное условие, обеспечивающее работоспособности катализатора — достижение им высокой температуры. Вот почему устройство устанавливается в непосредственной близости около силового узла

Почему цена автомобильного нейтрализатора так высока?

Все каталитические нейтрализаторы имеют одно общее сходство: они содержат в своем составе высокое процентное соотношение ценных металлов — золота, платины, палладия, родия и т.д. Благодаря свойствам этих элементов реакция, протекающая при очищении выхлопных газов, значительно ускоряется

Самое важное значение в работе катализатора имеет минимальный расход ценных ресурсов устройства

Даже после выхода из строя автомобильного нейтрализатора в его составе сохраняется практически то же количество ценных компонентов, что и в начале работы. Именно это стало причиной популярности катализаторов на рынке вторсырья, переработки и извлечения палладия и платины.

Наша компания принимает все разновидности каталитических конвертеров:

• автомобильные;
• промышленные;
• для нефтеперерабатывающей индустрии.

Мы производим скупку как новых катализаторов, так и тех, которые были в использовании, независимо от их технического состояния и внешнего вида.

ИЗ-ЗА КАКИХ МЕТАЛЛОВ ПОКУПАЮТСЯ КАТАЛИЗАТОРЫ

Драгоценные металлы катализатора. Сколько их и как можно отделить?

Что такое катализатор, и какой он бывает

Любой современный катализатор представляет собой металлическую часть выхлопной системы, которая предназначена для снижения количества вредных веществ в выхлопных газах. Внутри него располагается специальные керамические или металлические соты, на поверхность которых наносится слой сплава платины и иридия. В процессе работы двигателя, не все вещества полностью сгорают в цилиндре и проникают в атмосферу, разрушая ее озоновый слой. Попадая в выхлопную систему, которая снабжена таким устройством, эти вещества вступают в химическую реакцию с благородными металлами и полностью окисляются. Таким образом, выхлоп автомобиля становится менее вредным.

В зависимости от своего назначения, типа двигателя, а также других не менее важных характеристик, такие устройства могут быть разными.

1. Двусторонние. Практически ничем не отличается от обычного катализатор, за исключением того, что дожигает не только окисленный углерод, а также углеводород и угарный газ. В последствии, эта смесь превращается в самую обычную воду. Такой тип каталитических нейтрализаторов нашел широкое применение на дизельном двигателе.
2. Трехсторонний катализатор является дополнением к предыдущему и помимо двух основных задач, выполняет и третью – превращение всевозможных окислений азота в его начальный продукт и кислород.
3. Катализатор дизельного двигателя. Является самым эффективным, потому как использует в процессе дожигания не использованный кислород. Это позволяет сделать выхлоп без запаха, а специальная фильтрующая часть исключает появление сажи.

Принцип работы каталитического нейтрализатора

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

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

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

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

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

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

В дизеле

Катализаторы в дизельном двигателе работают гораздо хуже в сокращении выбросов NOx. Одной из причин этого является то, что дизельные двигатели имеют более низкую рабочую температуру, чем бензиновые двигатели, и катализатор в целом в дизельном двигателе работает хуже, поскольку он меньше нагревается. Некоторые из ведущих экспертов экологических авто придумали новую систему, которая помогает бороться с этим. Они используют мочевину в решении этой проблемы: прежде чем оксиды азота уходят в катализатор, их принудительно испаряют и смешивают с выхлопом и затем создают химическую реакцию, которая приведёт к сокращению выбросов NOx. Мочевина, также известная как карбамид, представляет собой органическое соединение, изготовленное ​​из углерода, азота, кислорода и водорода. Мочевина содержится в моче млекопитающих и земноводных. Мочевина реагирует с NOx, производя в результате реакции азот и водяной пар и утилизируя более 90 процентов оксидов азота в выхлопных газах.

Устройство автомобильного катализатора Устройство автомобильного катализатора

Очиститель каталитического нейтрализатора Hi-Gear HG3270

Чистка катализатора

Устройство и месторасположение обязательного элемента

Для чего нужен в автомобиле теперь известно, перейдем к изучению того, как устроен. Это своего рода подложка, помещенная в корпус и защищенная теплоизоляционным материалом. Внутренняя часть выполнена в виде сот — мелких ячеек, покрытых слоем сплава драгоценных металлов:

• платины
• родия
• палладия

За счет сот увеличена площадь контакта выхлопов с нейтрализующей поверхностью. Но из чего состоит эта нужная часть выхлопной системы? Основные составляющие идентичны, разве что могут быть разного исполнения:

• Корпус — имеет входные и выходные патрубки.
• Пористый блок — соты.
• Каталитический слой — напыление из сплава драгметаллов в сотах.
• Лямбда-зонд — датчика остаточного кислорода, который предоставляет сведения бортовому компьютеру, насколько хорошо выхлопы прошли очистку.
• Металлический кожух — выступает как теплоизолятор и позволяет уберечь корпус от механического воздействия.

Что касается локализации, то эта деталь ставится за выхлопной трубой, являясь частью глушителя. Как правило, (в 70% случаев) располагается сразу за выпускным коллектором подкапотного пространства.

Рядом с выпускным коллектором

ДА вот так вот просто — катализатор в 70% случаев находится именно за выпускным коллектором, в подкапотном пространстве автомобиля. То есть газы собираются из всех 4 цилиндров и заходят в катализатор для очистки. Вы его не перепутаете ни с одним коленом глушителя. Все дело в том, что это толстый «бачонок», по размерам превосходящий остальные части.

Такое крепление продиктовал опыт эксплуатации автомобилей. Раньше эту часть, зачастую крепили под днищем машины, то есть не в подкапотном пространстве, а под днищем. Однако выступающий большой бак (особенно на наших дорогах), зачастую цеплял прелести наших дорог, его банально отрывали! А стоит он недешево, это же не просто труба или резонатор. Поэтому сейчас практически все производители, переходят на крепление именно рядом с коллектором, это практичнее. Хотя справедливости ради, стоит отметить – сейчас до сих пор некоторые производители устанавливают под днищем машины. Это связано с узким подкапотным пространством.

Если открыть капот, то вы не всегда сможете определить место нахождения. Зачастую на многих иномарках, он закрыт защитным металлическим кожухом, так что сверху просто лист и уже под ним и находится катализатор.

Если поднять машину на подъемниках, или заехать на яму, разглядеть его куда проще.

Как проверить катализатор?

На видео, ниже, есть несколько лайфхаков по проверке каталитического нейтрализатора.

https://www.youtube.com/watch?v=RcvEdfisc_Y

Понять, почему машина стала хуже ездить, а на приборной панели горит «чек», могут в сервисе после детальной компьютерной проверки всех систем. Но и самостоятельно можно провести элементарную диагностику работы катализатора.

1. Посмотреть на цвет выхлопа: черный цвет указывает на то, что катализатор не работает, поскольку пропускает вредные углеводороды наружу.
2. Оценить давление выходящих выхлопных газов «наощупь» – приложить руку к отверстию выхлопной трубы. Низкий напор говорит о том, что катализатор пора менять.
3. Заглянуть под машину после длительной поездки: если корпус катализатора раскален, это говорит о снижении его пропускной способности.
4. Следующая диагностика уже делается в сервисе: проверка давления выхлопа и сравнение показателя с эталонными данными. Манометр для определения давления устанавливается на место лямбда-зонда.
5. И, наконец, визуальный осмотр демонтированного нейтрализатора выхлопных газов на предмет засорения, выгорания или оплавления.

Замена катализатора делается после того, как будет установлено, что в проблемах виноваты забитые или оплавленные соты. Однако и причину оплавления или засорения катализатора нужно найти и устранить, иначе новый нейтрализатор постигнет та же участь. Именно поэтому в современных автомобилях настолько взаимосвязаны все системы и установлено множество контролирующих датчиков.

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:

1. При средней степени засорения падает пропускная способность. Если нажать на педаль, двигатель начнет работать, поднимая обороты. При наличии неисправности процесс будет медленным, показатель не превысит более 2 000 – 3 000.
2. Когда мотор запущен, стоит подойти к выхлопной трубе – запах выхлопов становится химическим.
3. Приложив руку к трубе, легко заметить, что давления практически нет – выхлопы не выходят нормально.
4. Вмятины на защитном корпусе – свидетельствуют о механических повреждениях, которые часто приводят к разрушению матрицы, фильтрующего элемента.

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.

Конструкция катализатора

А теперь более подробно об устройстве катализатора. Располагается он зачастую за выпускным коллектором. Состоит он из корпуса, утеплителя и блок-носителя – той самой бобины.

О корпусе особо говорить нечего – герметичная жестяная емкость с двумя выходами для установки ее в систему отвода выхлопных газов. Утеплитель предотвращает просачивание газов мимо блок-носителя. Помимо этого, он сохраняет температуру, необходимую для протекания реакций. Дело в том, что быстрее всего реакции, при которых нейтрализуются вредные вещества проходят при температуре не менее 300 град. Поэтому зачастую нейтрализатор и располагается сразу за коллектором.

Принцип работы катализатора

А вот сами блок-носители по конструкции довольно интересны. Указанные металлы являются очень дорогостоящими, поэтому сделать один блок-носитель полностью из этого металла – удовольствие невыгодное. Поэтому основой для блок-носителя выступает керамика, сделанная в виде сотов. На поверхность этих сотов и наносится слой нейтрализующих металлов. Такая конструкция позволяет не только снизить расход дорогих металлов, но еще и по максимуму увеличить площадь контакта металла с газами.

Некоторые блок-носители состоят из свернутой в рулон керамической ленты с сотами, поэтому в разрезе она похожа на бобину. Но это не всегда так, есть и блок-носители, похожий на сигаретный фильтр, но только значительно увеличенный в размерах.