Катализатор автомобильный что это

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.

1. В первом случае он выполняет относительно простые функции окисления (дожигания) угарного газа и углеводородов до образования воды и двуокиси углерода.
2. Во втором – добавляется сложная способность устройства работать с окислами азота. Особенно много их образуется в современных дизельных и бензиновых моторах, в силу повышения экономичности, которых конструкторам приходится использовать обеднённые и бедные смеси на впуске.

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.

При этом катализатор способен нанести страшный ответный удар двигателю. Его близкое расположение к зоне выпускных клапанов привело к опаснейшему эффекту – раскрошенная керамика может попадать в цилиндры.

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.

Что такое катализатор в автомобиле?

Автомобили — один из основных источников загрязнения воздуха. При сгорании топлива в атмосферу выделяется практически вся периодическая таблица элементов плюс разнообразные соединения: азот, водяной пар, кислород, диоксиды и оксиды углерода, сажа, бензапирен. Жители мегаполисов успели испытать на себе все «прелести» пагубного воздействия на природу: головные боли, бронхит, рак органов дыхания, дыхательная и сердечная недостаточность. Страдают растения, животные, почва, грунтовые воды.

Решение проблемы существует: максимально снизить вредные выбросы. Для этого производителей автотранспортных средств обязали улучшить эффективность сгорания топливно-воздушной смеси, а в системе выхлопа установить каталитические конвертеры, катализаторы. Что такое катализатор, как он устроен, как его заменить — эти вопросы мы рассмотрим в сегодняшнем материале на портале vodi.su.

Каталитический нейтрализатор в автомобиле

Говоря простыми словами, катализатор — это устройство для фильтрации выхлопных газов. Но, в отличие от обычного фильтра, нейтрализатор очищает выхлоп путем химических реакций, в которые вступает активное вещество. Отметим, что даже нейтрализатор не справляется со стопроцентной очисткой, он рассчитан лишь на снижение содержания следующих компонентов выхлопных газов:

• углеводороды;
• окись азота;
• оксиды углерода.

Именно эти газы относятся к числу парниковых и приводят к самым страшным последствиям. Например, смог вблизи больших автотранспортных магистралей возникает по причине многократного превышения содержания углеводородов (сажи) в воздухе. Окись углерода и азота — ядовитые газы, из-за которых выхлоп имеет характерный запах. Их вдыхание на протяжении даже небольшого периода времени приводит к летальному исходу.

На каждый из этих трех компонентов выхлопа воздействует свой тип преобразователя:

Также в более совершенных типах каталитических конвертеров на поверхность сот, через которые проходит выхлоп, напыляют золото. Как видим, это все дорогие драгоценные металлы. По этой причине замена нейтрализатора — удовольствие не из дешевых.

Принцип же работы основан на химических реакциях: когда молекулы, например, оксида азота вступают в реакцию с родием, атомы азота связываются и оседают на пластинах, а высвобождается кислород. Также проводятся реакция окисления — за счет резкого повышения температуры выхлоп окисляется, а вредные элементы в нем попросту сгорают и оседают на сотах.

Отметим, что для нормальной работы каталитического нейтрализатора требуется, чтобы в топливно-воздушной смеси поддерживалась постоянная пропорция кислорода к топливной взвеси. На входе и на выходе из нейтрализатора установлены датчики кислорода, которые анализируют состав выхлопных газов. Если регистрируется превышение углерода или азота, на бортовой компьютер подается соответствующий сигнал.

Неисправности катализатора: чем это грозит двигателю?

Совершенно очевидно, что, как в любом фильтрующем элементе, со временем в нейтрализаторе накапливается слишком много продуктов сгорания и он требует замены. Также данный узел выхлопной системы может выходить из строя и по иным причинам:

• низкое качество топлива с высоким содержанием серы, парафина, присадок;
• неисправности двигателя, из-за чего топливо не сгорает полностью;
• механические повреждения.

Если каталитический конвертер функционирует нормально, то время от времени в нем происходит сжигание отложений сажи. Но со временем из-за высоких температур металлические или керамические соты оплавляются, блокируя выход продуктов сгорания. Двигатель, как говорят автомобилисты, начинает задыхаться.

Что происходит, если нейтрализатор полностью забит:

• пропадают тяга и приемистость;
• наблюдаются проблемы с запуском силового агрегата, особенно в зимний период «на холодную»;
• снижение оборотов — даже если дроссельная заслонка открыта по максимуму, на тахометре показывает всего 2,5-3,5 тысячи оборотов в минуту.

Если своевременно не приступить к устранению данной неприятности, нас ожидают еще более серьезные проблемы: сажа начинает откладываться непосредственно на приемной трубе глушителя и в выпускном коллекторе, приходится загружать двигатель на полную мощность, что ведет к скорейшему износу поршней и цилиндров.

Замена каталитического нейтрализатора

Есть несколько вариантов решения данной проблемы, о которых мы ранее рассказывали на сайте vodi.su. Самый очевидный выход — отправиться в фирменный магазин вашего автопроизводителя и заказать установку нового оригинального катализатора. Услуга не из дешевых. Но в продаже уже можно найти сами картриджи (ремонтные блоки), которые стоят значительно дешевле. Еще один выход: если соты были керамические, купить блок с металлическими сотами. Стоимость будет в пределах от 4000 рублей и выше плюс установка.

Если же вы не желаете тратить такие деньги, вместо нейтрализатора ставят банку пламегасителя и обманку вместо Лямбда-зондов. Конечно же, экономия будет существенная, двигатель заработает еще более динамично. Но проблема заключается в том, что уровень токсичности уже не будет соответствовать нормам Евро 6, 5, 4. То есть на таком авто вы не сможете выехать за границу, а в скором времени даже в Москву и другие большие города. Поэтому мы не советуем выполнять такого рода «ремонт». Катализатор — великое изобретение, которое помогает улучшить экологическую обстановку во всем мире, и удаляя его помните, что воздухом дышите и вы, и ваши дети, а от его загрязненности зависит здоровье людей.

Катализатор в авто: Что это? Выбивать или ставить новый?

Катализатор является частью выхлопной системы автомобиля и служит для нейтрализации вредных для человека и окружающей среды оксидов азота и углеводорода. Полное название устройства – « каталитический нейтрализатор », так как его основное действие – осуществление каталитических химических процессов.

Устройство катализатора подобно устройству фильтров сажевых частиц – его основу составляет пористая керамическая или металлическая масса с небольшими канальцами, покрытая слоем драгоценного металла – как правило, платиной, палладием или родием, посредством которых при достижении температуры 300°С и выполняются каталитические процессы.

Катализатор лучше всего устанавливать после двигателя в самом начале выхлопной системы автомобиля, но на достаточном расстоянии от него, чтобы горячие газы не вызвали перегрева катализирующих веществ.

Катализатор начинает работать при достижении необходимой температуры, поэтому на его нагрев расходуется небольшое количество топлива, в противном случае эффективность его работы значительно снижается.

Катализатор защищает окружающую среду и является неотъемлемой частью любого современного автомобиля, без него машина не сможет пройти ежегодный технический осмотр.

В современных транспортных средствах катализатор преобразует вредные вещества в три химических соединения. Сначала он нагревается до температуры около 300°С, затем начинается реакция окисления вредных газов.

Вредные для человека и окружающей среды газы – углеводород и оксид азота – при добавлении кислорода преобразуются в безвредные углекислый газ (который входит в состав любого газированного напитка), азот (составляющий большую часть воздуха) и воду.

Проверка состояния катализатора заключается в измерении давления перед катализатором в режиме ожидания, при средней нагрузке и при полной нагрузке. На выходе с помощью газоанализатора определяется состав переработанных газов, и на основании полученных результатов делается вывод об эффективности химических процессов, проходящих в катализаторе.

Проверять катализатор необходимо через каждые 50 000 км.

Наиболее распространённые проблемы и повреждения катализаторов

Катализатор может разрушиться из-за газов, проходящих не через него, а вокруг него. Очень часто кусочки катализатора вращаются и встают перпендикулярно потоку газов, в результате этого выхлопная система двигателя засоряется, увеличивает расход топлива, мощность двигателя падает, и он начинает нагреваться. Перегретые газы, поступая в катализатор, могут чрезмерно повысить его температуру и затруднить работу.

Что снижает срок службы катализатора:

работа двигателя на топливе с несоответствующим октановым числом (слишком низким или слишком высоким); отсутствие искры в одном из цилиндров; в этом случае бензин, который не воспламеняется в цилиндре, попадает непосредственно на катализатор и разрушает драгоценные металлы на его поверхности; поэтому электроника современных автомобилей автоматически перекрывает поток топлива через соответствующий цилиндр, когда возникает проблема в его системе зажигания; механические удары глушителя автомобиля при его непрочном креплении могут привести к разрушению сотов катализатора; резкое охлаждение выхлопной системы автомобиля (например, при передвижении по глубокой воде) часто приводит к разрыву керамических катализаторов.

Засорённый катализатор

Если катализатор забивается продуктами переработки, это может привести к следующим отрицательным моментам в работе двигателя:

снижение мощности двигателя; увеличение потребления топлива; разогрев выше нормальной рабочей температуры.

Избежать подобных проблем поможет своевременное тестирование катализатора.

Поломка катализатора

При поломке катализатора наилучшим решением будет его полная замена. Но, как правило, автомобилисты предпочитают удалять катализатор (ориентировочная стоимость такой работы – 2000 руб.), так как новое устройство стоит очень дорого (ориентировочная стоимость с установкой – от 5000 руб.)

Полезные советы

Если вы решите удалить катализатор, то лучше установить вместо него пламегаситель, в противном случае перегретые продукты работы двигателя могут быстро разрушить части выхлопной системы и заднюю часть днища автомобиля.

Если транспортное средство имеет лямбда-зонд перед катализатором и после него, то после удаления катализатора и размещения пламегасителя должен быть установлен второй зонд-сигнал в компьютер двигателя, отличный от сигнала первого датчика. В случае, если из-за удаления катализатора оба датчика подают один и тот же сигнал в компьютер, то через 40 секунд компьютер зафиксирует неэффективность катализатора и включит предупреждающий индикатор.

Понравилась статья? Жми палец вверх и подписывайся на наш блог: Auto4sell чтобы не пропускать следующие.

Сколько в катализаторах драгметаллов и можно ли на них заработать

Главными из них являются палладий, платина и родий. Экологические нормы требуют от производителей выпускать все более “чистые” автомобили с низкими уровнями вредных выбросов. И палладий в этом процессе играет ключевую роль.

Этот металл, как и платина с родием, обладает поглощающими свойствами. Палладий, применяемый в бензиновых катализаторах, способен поглотить выхлопы, превышающие его собственную массу в 900 раз. Высокий спрос на этот редкий металл породил бурный рост рыночной цены.

С октября 2019 года цена палладия взлетела на 25% и преодолела 2100 долларов за унцию. И на этом фоне Европу и США захлестнула волна странных краж. Целые организованные группировки, вооруженные электрическими пилами, варварски вырезают катализаторы с автомобилей.

При этом опытные воры знают и производителей, и даже модели, в катализаторах которых содержится наибольшее количество драгоценных металлов. К примеру, в дизельных автомобилях используется платина, в бензиновых – палладий. В гибридных автомобилях содержание палладия выше, чем в обычных.

Это связано с тем, что у гибридов нет времени на прогрев катализатора для повышения его эффективности, поэтому требуется больше металла для поглощения большего количества вредных выхлопов.

В прошлом году Toyota даже начала предлагать владельцам Приусов специальные устройства Catloc, которые усложняют процесс насильственного демонтажа катализатора. По сути, это просто стальная пластина, посаженная на секретки, закрывающая часть днища автомобиля.

Большинство воров просто сдают катализаторы на драгметаллы, а не продают их как запчасти. Масса палладия, содержащегося в “сотах” одного катализатора, может достигать 1,5-2 граммов. Если учесть, что в некоторых премиальных автомобилях применяются парные катализаторы, то доход с одного автомобиля может достигать нескольких десятков тысяч рублей.

К примеру, в составе катализатора массой 1200 граммов одного известного немецкого производителя есть платина (0,12% массы), палладий (0,08% массы) и родий (0,008% массы).

Проблема заключается в том, что этот палладий из сплава еще надо как-то выделить. Способов есть несколько и все они довольно затратны и сложны, так что нет совершенно никакого смысла работать с единичными экземплярами. Но если процесс поставлен на поток, то в итоге получается металл, который можно заново где-то использовать или перепродавать. И все же маржинальность процесса очень низкая. Заработать на этом если и получится, то несерьезные средства.

По теме

Интересно, что крупнейшее месторождение палладия в мире находится в Норильске. Причем по иронии он является всего лишь побочным продуктом при добыче никеля.

На данный момент крупнейшие автопроизводители стремятся запастись палладием впрок, так как цена на него, согласно всем прогнозам, будет только расти. Но этот рост не может быть бесконечным. Он продлится ровно до тех пор, пока выгоднее и эффективнее не станет использовать другой металл – платину. Уже сейчас она в два с лишним раза дешевле палладия.

Тем не менее, сам переход с одного металла на другой невозможен в короткий срок – перестроение производства может занять несколько лет и много миллиардов евро. Именно поэтому одной из самых затратных статей в бюджете многих крупных автопроизводителей стал поиск замены палладию и платине. Экологичность автомобилей должна стать дешевле.