Типы катализаторов в автомобиле
Какие бывают катализаторы в машине
Большинство неопытных автовладельцев узнают о наличии нейтрализатора только в сервисном центре, когда им сообщают, что эта деталь выхлопной системы неисправна. Однако такие устройства играют очень важную роль в управлении транспортным средством и защите окружающей среды. Сегодня мы расскажем, зачем нужны катализаторы в машине, из чего они состоят и почему так дорого стоят.
Принцип действия автомобильного катализатора
Современные производители регулярно улучшают качество автопродукции, изготавливая запчасти в соответствии с экологическими требованиями. Нейтрализатор, впервые выпущенный в конце 70-х годов прошлого столетия, стал настоящей находкой. Несмотря на простоту конструкции, эта деталь выполняет важнейшую задачу – очищение отработанных выхлопных газов от токсичных компонентов, негативно влияющих на состояние окружающей среды и здоровье человека.
Устройство представляет элемент из металла и керамики, заключенный в прочный стальной корпус, который позволяет избежать преждевременного износа конструкции, защищает нейтрализатор от ударов и перегрева. Внутренний блок имеет ячеистую структуру, обеспечивающую большую площадь соприкосновения выхлопов с рабочей поверхностью. Фильтрация газов выполняется благодаря покрытию из драгоценных металлов, обладающих каталитическими свойствами – ячейки катализатора обработаны тонким слоем родия, палладия и платины. Вступая в контакт с выхлопами, эти элементы преобразуют токсичные азотные оксиды, углеводород и другие вредные вещества в безопасные для живых организмов водяной пар, азот, углекислый газ. Кроме того, драгоценное напыление уменьшает образование мельчайших частиц сажи.
Что делать, если катализатор в машине сломался
Запчасти рассчитаны на пробег 50 000 – 100 000 километров, однако, как показывает практика, они редко «доживают» до таких показателей. К износу катализатора приводят различные факторы:
Даже после выхода из строя автокатализаторы не теряют ценности – отработанные изделия можно выгодно продать в пункт приема металлолома. Дело в том, что родий, платина и палладий относятся к группе редкоземельных металлов, которые практически не встречаются в природе в чистом виде. Сейчас основным источником этих дорогостоящих элементов служат нейтрализаторы. Особенно высоко оцениваются платиносодержащие детали, которые чаще всего устанавливаются на иномарках премиум-класса и автомобилях с дизельным двигателем.
Высокое содержание вредных примесей в выхлопных газах двигателей внутреннего сгорания способно нанести существенный вред окружающей среде. Для решения этой проблемы используют катализаторы. В этом материале мы расскажем о том, что такое катализатор на автомобиле, какие существуют его модификации и в чем заключаются основные их отличия.
Зачем нужен катализатор
Принцип действия катализатора
Основное назначение катализатора на автомобиле — это сокращение содержания в выхлопных газах окисей углерода (СО) и азота (NO и NO2), а также соединений углеводородной группы (CH). Это реализуется с помощью более полного сжигания топлива или с помощью изменения физических и химических свойств применяемого топлива.
Где находится катализатор
Виды катализаторов
Керамические катализаторы
Устройство катализатора
Данное устройство использует механический способ снижения концентрации вредных веществ. Катализатор имеет сотовую конструкцию, поверхность которой покрыта сплавом платины и иридия. Именно такое покрытие из дорогих металлов совместно с увеличенной площадью соприкосновения выхлопных газов и катализатора обеспечивают удаление вредных компонентов до установленных норм.
Химические катализаторы
Химические катализаторы или анамегаторы это большая группа катализаторов, которые можно отнести к разряду присадок. Данные катализаторы добавляются в топливо и позволяют изменить его структуру и свойства. Благодаря этому снижается токсичность выхлопных газов, обеспечивается более высокая степень сгорания, минимизируется возможность возникновения нежелательных детонационных процессов.
Принцип действия катализатора основан на изменении ориентации молекулы углеводородов, что позволяет улучшить условия для реакции окисления кислородом. Благодаря этому появляется возможность обеспечить более полное его сгорание. В результате небольших изменений химического состава топлива повышается мощность двигателя, а концентрация токсичных веществ в выхлопных газах падает.
Производители предлагают различные анамегаторы. При выборе учитывайте то, что эффективность применения будет зависеть от правильной концентрации катализатора в топливе, поэтому руководствуйтесь требованиями и рекомендациями производителей.
Применение химических катализаторов так же способно увеличить расход топлива, примерно на 10%, что и считается главным его недостатком.
Магнитно-стрикционные катализаторы
Приборы данного типа считают наиболее перспективным видом катализаторов. Они позволяют улучшить характеристики топлива без корректировки его химического состояния. Принцип действия предполагает изменение ориентации углеводородной молекулы, все эти операции происходят под воздействием магнитного поля. То есть, изменению подвергается именно физические свойства горючего.
Катализаторы данного типа относятся к устройствам предварительной подготовки топлива. Благодаря правильной ориентации молекулы она получает способность соединяться с большим количеством кислорода. В результате топливо сгорает более полно, обеспечивая повышение мощности и снижение токсичности. Существует возможность снизить содержание вредных компонентов в 3-4 раза.
К преимуществам этого катализатора относят простую технологию его установки, которая занимает не более 20 минут времени. Монтируется прибор непосредственно перед карбюратором или инжектором, а для дизельных установок практикуется установка перед каждой форсункой и ТНВД.
Применение катализаторов любого типа позволит сократить количество выбросов токсичных веществ в окружающую атмосферу. Для обеспечения эффективности их работы, доверяйте установку профессионалам, именно ошибки при самостоятельном использовании снижают срок эксплуатации и качество очистки.
Также мы подробно разбирали, причины выхода из строя автомобильных катализторов. Обязательно рекомендуем изучить эту статью, чтобы не нанести вред своему автомобилю.
Удаление катализатора. Плюсы и минусы
Бывают моменты, когда приходится решать удалить катализатор или всё же искать ему замену. Поэтому давайте разберём плюсы и минусы решения удалить катализатор:
Видео что такое катализатор и как он работает:
Если Вы заметили ошибку, неточность или хотите дополнить материал, напишите об этом в комментариях, и мы исправим статью!
Типы автомобильных катализаторов
Прежде чем рассмотреть типы каталитических нейтрализаторов, для начала разберемся для чего нужен автомобильный катализатор. Не все автолюбители хорошо знают, как устроен автомобиль и тем более часть выхлопной системы. Но если однажды столкнуться с поломкой катализатора, то придется изучить, из чего состоит катализатор, как он устроен и почему старый катализатор стоит дорого.
Автомобильный катализатор – это элемент выхлопной системы, созданный для уменьшения количества отработанных токсичных газов двигателя внутреннего сгорания.
Благодаря такой технологической разработке автомобиль стал меньше загрязнять окружающую среду, но всё-таки не на все 100%, потому что катализатор может работать в полную мощь только при полностью разогретом двигателе. То есть первые минуты работы автомобиля после поворота ключа зажигания по-прежнему наносят урон атмосфере и всему живому на этой планете.
Работая по принципу фильтра, катализатор со временем забивается, и в итоге выходит из строя. Автомобилисты вынуждены удалять старый катализатор и взамен устанавливать новый.
А какой катализатор выбрать?
На сегодняшний день известны следующие типы катализаторов:
Остановимся на каждом подробнее.
Керамический катализатор
Содержащиеся внутри катализатора соты выполнены из керамики, поэтому они отличаются хрупкостью. Достаточно небольшого механического повреждения в виде удара о неровности дорожного покрытия, как катализатор ломается. Соты трескаются и от воздействия ледяной воды, если автомобиль сел в глубокую лужу.
Некоторые компании даже отказываются принимать разрушенные керамические катализаторы, если их корпус не в цельном состоянии.
Зато керамические катализаторы хорошо показывают себя в очистке выхлопных газов за счет внутреннего устройства сот в виде решетки и относительно доступная цена.
Но если вы решите сдать старый катализатор в компании, специализирующиеся на приеме и скупке б/у катализаторов, то будьте готовы, что их стоимость будет ниже, чем у металлических.
Металлический катализатор
За счет металлической конструкции такое устройство долговечно, прочно и устойчиво к различным механическим и физическим воздействиям в отличие от керамического катализатора. Из-за этих характеристик стоимость металлического катализатора гораздо выше.
Внутри металлического катализатора расположены металлические соты неправильной формы, закрученные в спираль.
Такие катализаторы выходят из строя чаще всего из-за некачественного топлива или из-за окончания срока эксплуатации, а неидеальные дороги ему не страшны.
Даже старые металлические катализаторы стоят дорого и охотно выкупаются профильными компаниями по приему катализаторов. Можно смело удалить вышедший из строя катализатор, сдать его и на заработанные деньги купить новый.
Сажевый фильтр
Это отдельная история для автомобилей, использующих дизельное топливо. Внешний вид сажевого фильтра напоминает керамический катализатор: у него тоже есть соты, покрытые сплавом из драгоценных металлов платиновой группы.
Дизельные катализаторы хуже очищают выхлопные газы из-за того, что дизельные двигатели работают на низких температурах, тогда как катализаторы работают на высоких. Срок эксплуатации сажевых фильтров короткий, поэтому автовладельцам нужно тщательно следить за моментом, когда расход топлива и масла увеличится – это будет симптомом начала разрушения катализатора.
Что делать с неисправным катализатором?
Если поломка катализатора уже произошла, то его нужно сдать. Если вы не знаете, куда сдать катализатор, переживаете, что его не примут, то компания Sdaykat принимает катализаторы в любом виде.
Для своих клиентов мы готовы осуществить бесплатный анализ вашего катализатора и в тот же день сообщить вам, сколько стоит ваш старый катализатор, рассчитав стоимость по курсу Лондонской биржи цветных металлов.
Сдать старый катализатор в Sdaykat очень просто. Достаточно позвонить или оставить заявку на сайте, и наш менеджер сам вам перезвонит.
Не упускайте возможность заработать на поломке катализатора, которая может помочь вам купить новый катализатор взамен старого.
Катализатор выхлопных газов. Мифы и заблуждения.
Катализатор (не котолизатор — это совсем другое устройство и для других целей…), он же каталитический нейтрализатор, каталитический преобразователь или каталитический конвертер — это устройство в выхлопной системе автомобиля направленное на снижение токсичных выбросов в атмосферу путем восстановления оксидов азота до азота и кислорода, дожига угарного газа и несгоревших углеводородов. В химии катализатор — это вещество ускоряющее или вызывающее химическую реакцию, но само при этом на расходующееся. Такими веществами являются медь, никель, золото, палладий, родий, хром и большинство драгоценных и редких металлических элементов. Принцип работы автомобильного катализатора как раз и основан на способности веществ-катализаторов к ускорению химических реакций. Чаще всего расположен катализатор сразу после приемной трубы, однако иногда его устанавливают прямо на приемной трубе, т.н. катколлектор. Делают это для более быстрого прогрева, так как эффективно работает он только при температурах свыше 300-400С. Однако большой минус такого расположения слишком высокие температуры в рабочем режиме и неприлично маленький срок службы катализатора.
Основные вещества, присутствующие в выхлопе, являются безвредными.
Однако процесс горения не совершенен и помимо безвредных веществ при работе двигателя выделяются крайне токсичные, канцерогенные и довольно вредные для людей вещества.
углеводороды (CHx)
оксиды азота (NOx)
окись углерода (CO)
Современные катализаторы являются трехкомпонентными, т.е. оснащены тремя каталитическими преобразователями, по одному на каждое вещество, которое необходимо снизить. Трехкомпонентный катализатор представляет собой металлический корпус из нержавеющей стали, в котором находится «сотовая» керамическая конструкция или реже конструкция типа «керамические бусины». Сотовая конструкция бывает металлической или керамической и покрыта веществами-катализаторами, обычно это платина, родий или палладий (в последнее время на некоторых моделях начинают применять золото, которое что удивительно дешевле других металлов-катализаторов). Керамическая конструкция более распространена, так как дешевле в производстве, однако у такой конструкции есть большой минус — хрупкость. Достаточно небольшого удара, чтобы керамические соты треснули и осыпались. В каталитических преобразователях используются два вида катализаторов: восстанавливающий и окислительный.
Восстанавливающий катализатор использует платину и родий, чтобы уменьшить выбросы оксидов азота. Когда молекула оксида или двуокиси азота встречается с молекулами катализатора, от нее отделяется атом азота, высвобождая кислород. Атом азота же связывается с другим атомом азота, образуя газообразный азот N2.
Окислительный катализатор уменьшает количество несгоревшего топлива СН и окиси углерода СО путем их сжигания (окисления) с помощью платины и палладия. Этот катализатор также помогает оксиду углерода вступить в реакцию с несгоревшим кислородом, образуя углекислый газ. В упрощенном виде эти химические реакции выглядят следующим образом:
Вследствие этих реакций токсичные, вредные вещества CO, CHx и NOx восстанавливаются или окисляются в безвредную воду H2O, азот N2 и углекислый газ CO2.
Каталитические преобразователи дизельных двигателей плохо справляются с сокращением выбросов NOx. Одна из причин в том, что дизельные двигатели сами по себе функционируют в более низком температурном режиме, чем бензиновые, а преобразователи работают лучше при нагреве. Ведущие эксперты в области «зеленого» автомобилестроения придумали новую выхлопную систему, которая помогает исправить этот недостаток. Они впрыскивают водный раствор мочевины в выхлопную трубу до того, как газы достигнут преобразователя. При этом возникает химическая реакция, которая уменьшает количество NOx. Карбамид, также известный как мочевина — органическое соединение углерода, азота, кислорода и водорода. Его можно обнаружить в моче млекопитающих и земноводных, что и объясняет такое название. Мочевина реагирует с NOx с получением азота и водяного пара, снижая количество оксидов азота в выхлопных газах дизельных двигателей более чем на 90 процентов.
Причины выхода катализатора из строя.
Для керамических катализаторов:
-Удар, например, о камень (достаточно небольшого удара, чтобы керамические соты рассыпались).
-Попадание воды на раскаленный катализатор, например, если заехать в лужу на прогретой машине (также может привести к тому, что соты рассыпятся).
-Неисправность в системе зажигания. Если при пуске двигателя не происходит воспламенение, то топливо может попасть в приемную трубу, а затем и в катализатор и бензин может взорваться в катализаторе (что также может привести к тому, что соты рассыпятся), многократные пропуски зажигания быстро разрушают и даже оплавляют катализатор.
Для всех катализаторов:
-Некачественный (низкое октановое число, содержание смол, дизтоплива) и этилированный бензин.
-Попадание паров и частиц несгоревшего масла (зола не имеет значения) быстро забивают соты.
-Попадание в катализатор антифриза или «левых» жидкостей для промывки топливной системы.
-Переобогощенная топливно-воздушная смесь покрывает катализатор сажей и забивает его.
-Долгая работа двигателя на холостом ходу, пробочная езда, постоянные автозапуски и прогревы.
Признаки неисправного катализатора
-Автомобиль начинает «тупить», ухудшаются динамические характеристики, автомобиль перестает «тянуть», плавают обороты на холостом ходу, двигатель может не разгоняться выше определенных оборотов, катализатор может раскалиться докрасна и даже оплавиться кожух.
-Двигатель начинает «дизелить», громко и жестко работать (сильный подпор выхлопным газам).
-Характерный звон и дребезжание в районе катализатора (соты катализатора рассыпались).
-При перегазовке из выхлопа высыпается «крупа» или белая-серая пыль — частицы катализатора.
Катализаторы не подлежат ремонту, а только замене на родной, либо на универсальный аналог. Также возможна замена катализатора на пламегаситель, с ухудшением норм экологичности до Евро-0 с невозможностью въезда в города большинства цивилизованных стран.
Предпочтительней ставить универсальный катализатор:
-Если автомобиль младше 5-10 лет.
-Если вы не хотите загрязнять атмосферу.
-Если вы планируете выезжать за границу.
-Если вы самостоятельно проходите техосмотр.
-Если работа ДВС без катализатора имеет сложности.
В других случаях более предпочтителен недорогой вариант с пламегасителем и обманкой либо прошивкой.
Средний срок службы современных катколлекторов (находящихся в непосредственной близости к ДВС) около 100-150т.км., катализаторов который устанавливаются снизу авто, после «паука», не менее 250т.км. Нередки случаи жизни катализаторов более 500т.км., только у старых авто, разработки 90х годов, сейчас такое не встречается и считают за чудо, если катализатор прожил 250-300т.км. Все дело в толщине и прочности керамики — раньше не экономили…
Заблуждения и мифы по поводу катализаторов.
-Вопреки расхожим мнениям гаражных, диванных аналитегов и автомастеров, осыпающийся катализатор не может навредить двигателю, вызвать абразивный износ, даже с фазовращателями на впуске и выпуске и катколлектором. Подсос керамической пыли в двигатель попросту НЕВОЗМОЖЕН, особенно если углубиться и посмотреть диаграммы работы двигателя. Выпускные клапана на этапе впуска закрыты ВСЕГДА, когда давление в выхлопной системе превышает давление в камере сгорания. Поэтому керамическая пыль не может попасть в камеру сгорания и наделать задиров на юбках поршня и хоне цилиндров. Тем более при разборках таких двигателей (которые имеют явные задиры и разрушенный катализатор) никакие впрессованные частицы или частицы в масле или фильтрах нигде обнаружены не были. Максимум что может сделать катализатор — постепенно разрушиться и улететь в атмосферу, а вот последнее совершенно не полезно для людей, микрочастицы катализаторной пыли, попадая в легкие (вместе с сажей от дизельных двигателей и пылью выбитой шипами из асфальта) навсегда остаются там и постепенно, накапливаясь — вызывают СИЛИКОЗ, с рубцеванием и разрушением тканей легких и провоцированием развития рака. Как вам такой расклад — любители «псевдозеленых» технологий? Небольшое количество окисей азота и углеводородов покажутся просто страшилкой. Поэтому при малейших признаках разрушения — удаляйте катализатор, меняйте на пламегаситель, спасите жизни окружающих от керамической пыли.
-Вопреки все зеленеющим технологиям, при прогреве двигателя (особенно в мороз) катализатор не работает вообще, а для более быстрого прогрева комп начинает жутко богатить смесь. Адская углеводородная вонища с утра у стоянок (у некоторых богатит аж до черного коптящего дыма в самом начале прогрева — что там про безвредный выхлоп с катализатором?) от только что заведенной машины не только от того что катализатор не работает (если он еще есть…), но и от богатой смеси, предназначенной для прогрева этого самого катализатора. Выходит что авто, комп которых рассчитан на быстрый прогрев катализатора при запуске — загрязняет атмосферу гораздо сильнее, чем те, у которых катализатора нет изначально!
—Правильно рассчитанный инжекторный двигатель, с широкополосной лямбдой, а также двигатель с непосредственным впрыском в катализаторе не нуждаются совершенно. Их выхлоп в нормальных режимах работы, а также при прогреве не содержит ничего вредного (высоких температур нет — окиси азота отсутствуют, смесь чуть бедная или нормальная, поэтому СО и СН в выхлопе тоже не будет), исключая режим работы с «прогревом» катализатора. Особенно бесполезен катализатор ДВС с непосредственным впрыском, т.к. их режимы работы предполагают почти постоянное обеднение смеси с разным соотношением воздух/топливо, вредные выбросы таких двигателей — минимальны.
-Наличие катализатора в системе приводит к росту расхода топлива (при прогреве и при низких температурах — к существенному росту, т.к. катализатор греется несгоревшим топливом), снижению момента и мощности (из-за дополнительного сопротивления в выхлопе), снижению надежности всей системы в целом и добавляет дополнительных расходов на поддержание всей систем в работоспособном состоянии — дополнительные дорогие лямбда-зонды, собственно сами катализаторы, усложнение конструкции выхлопной системы, вместе с ее утяжелением. Думаю многие заметили, что чем «экологичней» автомобиль — тем он дороже…
Вместо того, чтобы правильно настраивать двигатели и исключать появления в выхлопе окисей азота, углеводородов и моноксида углерода (таких способов сейчас существует огромное количество), производители навешали болванок с керамикой, которые еще и нужно прогревать несгоревшим топливом и повышенной температурой выхлопных газов. Т.е. мы жертвуем расходом топлива и ресурсом всей системы лишь ради того, чтобы катализатор всегда был нагрет как минимум до 300-400С, чтобы он мог дожигать несгоревшее топливо, которое подается с избытком для прогрева этого самого катализатора! Идиотизм, да и только…
Т.о. катализатор выхлопных газов был бы очень полезен во времена карбюраторных двигателей с постоянно богатой смесью и плавающей стехиометрией, из-за отсутствия нормальной обратной связи. Но в современных двигателях, очень точно регулирующих смесь до десятых долей %, имеющих широкополостные лямбда-зонды, высокоточные форсунки, а то и непосредственный впрыск применение катализаторов единственное — получение сертификата Евро с все возрастающей цифрой…к сожалению, все современные «экологичные и зеленые» системы и нормы придуманы лишь для одного — извлечения прибыли, из потребителей, организаций, автопроизводителей и всех остальных…все это не борьба за экологию…это борьба ЗА БАБЛО.