Катализатор в автомобиле: проблемы, замена, демонтаж
Для чего нужен катализатор, и можно ли его вырезать?
В Европе обязанность оснащать все автомобили каталитическим конвертером (нейтрализатором выхлопных газов) появилась еще в середине 1990-х годов. Но, например, в США начали использовать катализаторы намного раньше, своевременно поняв, что с вредными веществами в выхлопных газах автотранспорта нужно что-то делать. В нашей же стране до конца 1990-х у автопроизводителей не было обязанности устанавливать катализаторы выхлопных газов. И только с появлением единых таможенных регламентов все начало меняться. В итоге сегодня на российском рынке практически все новые автомобили оснащены каталитическими нейтрализаторами.
Правильное название этого компонента – каталитический нейтрализатор, потому что его работа основана на реакции веществ, содержащихся в выхлопных газах, с катализатором. Каталитические вещества в нейтрализаторе вредных веществ в выхлопной системе транспортного средства чаще всего являются драгоценными металлами.
Для чего нужен катализатор?
Разумеется, для снижения вредности выхлопных газов, выделяемых двигателем внутреннего сгорания. Выхлопные газы включают в себя такие вредные для окружающей среды вещества, как углеводороды, оксиды азота, а также оксид углерода. Чтобы очистить дымовые газы, нужны соответствующие химические реакции, которые уменьшат количество этих соединений.
Лямбда-зонд (датчик кислорода) играет ключевую роль в работе этого устройства, которое обеспечивает правильный состав топливовоздушной смеси в процессе сгорания. В бензиновых двигателях используются трехфазные катализаторы (Трехмаршрутные катализаторы – TWC ), которые, помимо прочего, окисляют углеводороды до воды и углекислого газа и уменьшают количество оксидов азота в выхлопе.
В свою очередь, в дизельных автомобилях также используются реакторы окисления. Они окисляют частицы окиси углерода и углеводороды. Благодаря работе на бедной смеси катализаторы, применяемые в дизельных двигателях, к сожалению, не могут одновременно снизить выбросы других вредных веществ. Поэтому используются другие устройства, такие как сажевые фильтры (DPF).
Проблемы с катализаторами
В прошлом катализаторы выдерживали не очень долгий срок службы. Сейчас в современных автомобилях их срок службы может достигать 250-300 тысяч километров и даже больше.
Что убивает катализатор раньше времени?
Катализатор также может быть поврежден при въезде в глубокую лужу, когда он очень горячий, или если зацепить его об бордюр или ударить на неровной дороге.
Отказ каталитического нейтрализатора также может быть следствием неисправности системы зажигания двигателя. Вот почему так важно регулярно проверять, помимо прочего, состояние свечей зажигания. Дело в том, что отсутствие зажигания на одном из цилиндров двигателя заканчивается попаданием несгоревшего топлива в выхлопную систему машины, включая катализатор.
В том числе источником многих проблем может стать установка газового оборудования (особенно оборудования, использующего сжатый газ). Например, если газовое оборудование установлено неправильно или неправильно работает, катализатор автомобиля изнашивается быстрее. Так что фактически все, что связано с попаданием несгоревшего топлива в выхлопную систему, повреждает катализатор.
Вырезать катализатор – хорошая или плохая идея?
С технической точки зрения катализатор не является необходимым устройством. Двигатель будет работать правильно и без него, а при вырезке старого нейтрализатора двигатель будет работать еще лучше.
Но одной вырезкой не обойтись. Особенно когда речь идет о современных автомобилях, оснащенных несколькими лямбда-зондами (установленными до и после катализатора) экологическим классом не ниже Евро-3. После вырезки катализатора вам не просто придется вырезать катализатор, но и вмешаться в работу электроники. Например, необходимо установить так называемую электронную «обманку» лямбда-зондов. И чем новее автомобиль (значит, выше евростандарт экологического класса), тем больше сложностей после вырезки катализатора. Но инженеры-электронщики, которые занимаются демонтажем катализаторов, справляются с этим очень эффективно.
Главным плюсом вырезания катализатора является небольшой скачок мощности и крутящего момента двигателя. Также автомобиль с вырезанным нейтрализатором получит более приятный, но более громкий звук выхлопа. Но не переживайте, никаких проблем с выхлопной системой после демонтажа этого компонента не будет. Более того, вырезанный катализатор можно будет продать за немалые деньги из-за наличия в нем драгоценных металлов. Вбейте в поиск запрос «куплю катализатор» и вы будете удивлены, сколько контор занимаются скупкой старых катализаторов. Причем за приличные деньги.
Однако в удалении каталитического нейтрализатора выхлопных газов есть не только преимущества. Например, вмешательство в электронику автомобиля в конечном итоге может вызвать некоторые проблемы в процессе сгорания топливной смеси. Также будьте готовы, что спустя время ваш автомобиль без катализатора может начать потреблять больше топлива. Правда, этот эффект появляется не на всех автомобилях. Но главное – без катализатора ваш автомобиль будет выбрасывать в окружающую среду больше вредных веществ. А вот как раз из-за этого у автовладельца могут быть проблемы с законодательством.
Автомобиль, оснащенный катализатором на заводе, как правило, проходит перед началом продаж на рынке сертификацию, в рамках которой проверяются многие параметры безопасности и соответствие принятым в стране ГОСТам. В том числе производятся замеры вредных веществ в выхлопной системе, для того чтобы уровень СО2 соответствовал установленному в России экологическому классу.
Вырезав катализатор, вы рискуете, что уровень вредных веществ в выхлопе не будет соответствовать установленным нормам. В этом случае автомобиль не сможет пройти легально техосмотр. Правда, в нашей стране, где техосмотр можно просто купить, это, наверное, не проблема. Да, в скором времени в нашей стране ужесточится порядок прохождения техосмотра. Но мы не думаем, что в ближайшие годы что-то изменится в лучшую сторону. Скорее всего, техосмотр по-прежнему можно будет купить в любом пункте техосмотра. Если же вы сторонник соблюдения законодательства и всегда проходите техосмотр, как требует закон, то, вырезав катализатор, рискуете не получить диагностическую карту в связи с превышением в выхлопе уровня вредных веществ.
Есть ли другой способ заменить старый катализатор на новый и получить преимущества?
Конечно. Например, можно купить не оригинальный заводской катализатор, а универсальный или спортивный нейтрализатор выхлопных газов, которые для многих моделей автомобилей стоят гораздо меньше некоторых оригинальных катализаторов.
Некоторые могут быть удивлены сочетанием слов «катализатор» и «спорт», потому что хорошо известно, что катализатор со спортом имеет мало общего. Но это мнение дилетантов и любителей уличных гонок. В реальном автоспорте все спорткары также должны соответствовать действующему законодательству, а поэтому должны быть оснащены катализатором. Даже автомобили WRC, которые обычно не имеют ничего общего с обычными дорожными транспортными средствами, имеют катализаторы.
Мнение эксперта:
Артем Беркутов, эксперт компании по ремонту выхлопных систем AutoExx:
– Одна из более дешевых альтернатив оригинальному катализатору – это покупка универсального каталитического нейтрализатора. Правда, есть риски. Неоригинальный катализатор должен идеально подходить к выхлопной системе вашего автомобиля. К сожалению, установить неоригинальный катализатор не всегда возможно. Причем даже если размеры катализатора могут быть одинаковыми, он может не подойти, например, из-за неточных размеров (диаметров) труб выхлопной системы. Также не стоит забывать, что установка неоригинального катализатора может лишить автовладельца заводской гарантии.
Также нужно помнить, что датчики контроля расхода газа (датчики кислорода), которые идеально работали с оригинальным катализатором, могут начать неправильно функционировать в неоригинальном нейтрализаторе. Например, это может быть из-за различия в емкости аналогового катализатора. Также дополнительные проблемы могут появиться в двигателях с турбонаддувом.
Ну и, наконец, каталитический нейтрализатор должен соответствовать евростандартам выбросов (экологический класс), установленным для вашего автомобиля, а также иметь работающие лямбда-зонды, установленные в тех же местах, которые предусмотрены автопроизводителем. Если мы примем во внимание все условия, которые должны быть выполнены при установке неоригинального катализатора, чтобы процесс очистки выхлопных газов проходил правильно, возникает вопрос: не лучше ли заплатить больше, чтобы купить оригинальный катализатор, вместо приобретения аналогового компонента, с которым может быть куча проблем?
Однако, если расходы на покупку нового катализатора для вас неприемлемы, у вас два варианта: вырезать катализатор, установив вместо него простую трубу, заглушку и т. п., с оснащением выхлопной системы обманкой лямбда-зондов, или приобрести неоригинальный нейтрализатор. В этом случае без квалифицированной помощи вам не обойтись. Обратитесь к специалисту, который посоветует вам и расскажет, есть ли смысл вырезать или покупать неоригинальный катализатор для вашего автомобиля.
Как проверить катализатор на машине и определить его неисправность
Катализатор автомобиля является важной деталью выхлопной системы, которая выполняет две функции: очищает отработавшие газы перед выбросом в атмосферу и снижает дополнительное сопротивление для них. Он расположен на днище автомобиля между глушителем и выпускным коллектором. Устанавливается катализатор, как на бензиновые, так и на дизельные моторы, то есть используется в каждом автомобиле с двигателем внутреннего сгорания.
Водитель автомобиля должен контролировать работу катализатора, поскольку от него зависит мощность двигателя. Загрязненный или поврежденный катализатор приводит к повышенному расходу топлива и понижению динамики автомобиля. При первых симптомах необходимо проверить катализатор на машине, что можно сделать самостоятельно или в сервисе.
Признаки неисправности катализатора на машине
Водитель, даже с малым опытом, без проблем сможет определить наличие неисправности в системе выпуска, которая, чаще всего, связана с катализатором. Если отработавшие газы начали плохо проходить на выхлоп, это отразится следующим образом на «поведении» машины и мотора:
- Машина начнет с трудом набирать скорость. При этом проблема чувствуется до определенного момента, который зависит от степени загрязненности или повреждения катализатора. Например, при разгоне по загородной трассе автомобиль медленно будет увеличивать скорость на низких передачах, а при переходе на повышенную (и набор высокой скорости) он начнет работать в обычном режиме. Может сложиться ощущение, что сзади в автомобиле находится тяжелый груз, из-за чего разгон происходит медленно;
- Горит лампочка Check Engine. При сильном загрязнении катализатора некоторые электронные блоки управления зажигают лампочку с требованием проверки двигателя, чтобы водитель понимал о наличии неисправности. При этом на бортовом компьютере может загореться оповещение об ошибке P0420 – проблема с эффективность мотора;
- Повысился расход топлива. Из-за загрязненного катализатора увеличивается расход топлива. Обращайте внимание, что повышение расхода говорит о неисправности в системе выхлопа только в том случае, если имеется проблема с медленным набором скорости.
Если катализатор сильно поврежден или забит, двигатель может не заводиться. Или же мотор будет стартовать, но через несколько секунд работы глохнуть.
Почему выходит из строя катализатор
Как было отмечено выше, если имеются проблемы с катализатором, то это его забитость грязью или деформация. Чаще всего к выходу из строя катализатора ведут следующие причины:
- Использование низкокачественного топлива. Если топливо-воздушная смесь не успевает полностью сгореть в камере сгорания, она догорает в коллекторе или катализаторе. Это приводит к оплавлению элементов выхлопной системы, вследствие чего продукты сгорания застревают в катализаторе, тем самым мешая воздуху проходить с требуемой скоростью;
- Плохой катализатор. Если используется неоригинальный катализатор, то велик риск приобрести модель, в которой ячейки («соты») имеют маленький диаметр, из-за чего они быстро забиваются продуктами сгорания. Также такая проблема может наблюдать у автомобилей, разработанных для американского рынка, где качество топлива значительно выше, и от него остается меньше продуктов сгорания, в таких машинах устанавливают катализаторы с маленькими «сотами»;
- Проблемы в работе двигателя. Однозначно сказать, что приводит к увеличению продуктов сгорания в выхлопе при проблемах с двигателем, невозможно без проведения диагностики. При этом забитый катализатор часто является симптомом наличия неисправностей в моторе;
- Поездки по плохим дорогам. При регулярной неаккуратной езде по плохим дорогам катализатор может получить механическое повреждение. Удар по катализатору приведет к разрушению «сот» или их деформации. Также такая проблема может наблюдаться после неудачной попытки преодолеть препятствие (бордюр или «лежащего полицейского»).
Проблемы с катализатором способны привести к выходу из строя дорогостоящих элементов двигателя. Рекомендуется в кратчайшие сроки устранить проблему, предварительно ее диагностировав.
Как проверить катализатор на машине
Диагностировать неисправность катализатора водитель может самостоятельно, при наличии должных знаний и необходимого оборудования. Также практически любой автомобильный сервис выполняет платную проверку катализатора. Можно выделить 3 основных способа, как проверить катализатор.
Метод 1: Визуальный осмотр
Наличие проблем в работе катализатора можно определить «на глаз». Если корпус детали деформирован, велик шанс, что повреждены «соты» катализатора. При этом снаружи не получится осмотреть устройство на забитость грязью и продуктами сгорания, соответственно, потребуется снимать катализатор с автомобиля.
Проблема кроется в том, что снять катализатор с автомобиля довольно трудно. Для этого потребуется яма или подъемник, поскольку система выхлопа находится на днище машины. Кроме того, у каждой модели машины свой принцип демонтажа устройства, с которым можно ознакомиться в технической литературе по конкретному автомобилю. Также проблемой является «прикипание» фиксатора катализатора, из-за чего часто снять деталь удается только с использованием «болгарки».
Сняв катализатор, необходимо осмотреть его на наличие просветов. Забитый грязью катализатор можно почистить или заменить на новый.
Важно: Не на всех автомобилях конструкция катализатора позволяет осмотреть его внутренности и определить их чистоту.
Метод 2: Проверка на противодавление
Самый распространенный метод проверки катализатора на машине, который не требует его демонтажа. Суть проверки на противодавление заключается в том, что измеряется давление выхлопа машины, которое после сравнивается с идеальными показателями. Для диагностики автомобиля подобным способом потребуется манометр и импровизированный переходник для его подключения.
Как в первом методе, машину лучше поднять или загнать на яму. Далее необходимо снять первый лямбда-зонд (он же датчик кислорода), и на его место подключить манометр. Поскольку напрямую вкрутить его не получится, необходим переходник, которым может выступать резиновый шланг. Важно его соединить таким образом, чтобы создать полную герметичность. После этого двигатель заводят и поднимают обороты до 2500-3000 за секунду, поддерживая их 10-15 секунд. За это время необходимо зафиксировать показания манометра. Далее значения сравниваются со следующими данными:
- 0,3 кгс/см2 – катализатор в норме;
- 0,35 кгс/см2 – если двигатель не дорабатывался, значение повышенное. Для доработанных моторов показатель в норме;
- 0,5 кгс/см2 и выше – имеются явные проблемы с катализатором.
Выше названы средние цифры, которые могут быть применены, как ориентиры. В идеале, при диагностике лучше найти показания для конкретной модели машины.
Метод 3: Диагностика мотор-тестером
Мотор-тестер представляет собой комплект оборудования, которое позволяет определить состояние многих параметров машины на основе осциллограммы. При подобном способе проверки диагностическое устройство устанавливается вместо свечи зажигания, после чего двигатель стартует и снимаются осциллограммы. На их основе специалисты делают выводы о состоянии катализатора автомобиля.
Устранив вовремя проблемы с катализатором, можно избежать дорогостоящего ремонта двигателя и значительно снизить расход топлива.
Загрузка…Что такое автомобильный катализатор и как проверить (или удалить)
Одной из систем очистки выхлопных газов автомобиля является каталитический нейтрализатор отработавших газов, который называют катализатором или нейтрализатором, хотя это то же самое. Расскажем что это такое и как проверить самому, рассмотрим основные причины, если он забит.
Что это такое
Катализатор — устройство, которое располагается в выхлопной системе и нужно для очистки выходящих оттуда газов. С помощью химических реакций в данном устройстве вредные вещества превращаются в менее пагубные, которые выходят наружу. Т.е. из выхлопной трубы после его работы выходит воздух с минимальными загрязнениями.
Катализатор начинает работать только после нагревания, т.е. при пуске холодного двигателя он бездействует.
Вместе с ним работают кислородные датчики, которые определяют состав смеси и соотношение воздуха с бензином в горючей смеси. Ведь от этого соотношения зависит, какая будет смесь: обогащённая или обеднённая. Кислородные датчики, в зависимости от показаний, управляют работой катализатора.
Располагается катализатор в выхлопной трубе между двигателем и глушителем, закрытое снизу (обязательно!) дополнительным экраном, потому что при сильном нагреве он раскаляется почти докрасна.
Как проверить: работает или нет
У катализатора бывает ТРИ состояния: рабочее, полурабочее, нерабочее. Рассмотрим эти три состояния и как ведет себя машина при каждом из них. В рабочем состоянии машина работает нормально, лампочка ошибки на панели приборов не загорается при работе двигателя, претензий ни к чему нет.
В «полурабочем» состоянии начинаются проблемы. Машина ведет себя как-то не так:
- Временами (или всегда) пропадает тяга и «приемистость» на больших оборотах; вчера «тянула» нормально, а сегодня ее вроде бы что-то «за зад держит».
- По утрам и в состоянии «на горячую» машина стала заводиться хуже, двигатель приходится долго «гонять» стартером, чтобы завелся.
- Иногда «куда-то пропадают обороты»: давите на педаль газа, а стрелка тахометра с трудом добирается до двух или четырех тысяч и там останавливается. Машина начинает чрезмерно потреблять бензин.
Возможна еще такая проверка — подтверждение «полурабочего» состояния. Когда у Вас начались подобные проблемы, надо завести двигатель и «утопить» педаль до упора. Если двигатель начнет медленно поднимать обороты и остановится где-то на двух-трех тысячах, а дальше — ни в какую — возможны проблемы с катализатором.
В «нерабочем» состоянии машина заводится долго, а когда заведется – то глохнет почти сразу же или не заводится, т.е. даже не «схватывает».
«Третье состояние» проверить просто: надо в момент пуска машины подойти к выхлопной трубе и посмотреть (почувствовать, например, приложенной рукой) – идут оттуда выхлопные газы или нет.
Как удалить катализатор авто
Вопросы экологии и покупки нового не рассматриваем – 99% автолюбителей просто удаляют его, т.к. новый катализатор стоит дорого из-за содержания в нём платины. Хочется предостеречь от распространенной ошибки: всегда удаляйте его полностью, а не пробивайте только отверстие. Кто даст гарантию, что время это отверстие не забьется?
После удаления внимательно осмотрите внутренность той емкости, в которой находился катализатор и увидите «прикипевшую» к поверхности металлическую сеточку, одну или несколько. Ее удаляйте тоже.
Можно вырезать катализатор и вварить гофровую трубу. Это даст не жесткое соединение мотора и выпускной системы, а также дополнительное охлаждение газов.
Возможно ли почистить катализатор
Это зависит от степени и вида загрязнения. Если он забился серой и парафином после заправки плохим бензином — то ничего не поможет. В этом случае меняют на новый или ставят обманку. Другое дело, если забился серой. Специальная автохимия его может очистить.
Когда нужно менять катализатор на машине?
Каталитический нейтрализатор отработанных газов, его называют катализатор, применяется в автомобилях, соответствующих нормам токсичности выхлопа евро-2 и выше. Без применения подобных устройств добиться приемлемых параметров токсичности невозможно. Эксплуатация автомобиля, не соответствующего установленным нормативам, запрещается в экологических зонах многих стран. Нарушение карается большими штрафами. В России пользоваться такими машинами не запрещается, но их больше не выпускают.Принцип работы каталитического нейтрализатора
Катализатор — это вещество, которое ускоряет химическую реакцию, не взаимодействуя с реагентами. В качестве рабочего вещества используются платина, родий, палладий. Такие металлы имеют высокую стоимость. Для снижения расхода на металлическую или керамическую основу наносится тонкий слой драгоценного металла. Для увеличения площади применяется сотовая, ячеистая структура, что позволяет сделать устройство компактным.
Каталитический нейтрализатор устанавливается в выпускном тракте автомобиля, между приемной трубой и средним сегментом. Под действием горячих выхлопных газов катализатор разогревается до необходимой температуры, и происходит ускоренное окисление части вредных веществ, содержащихся в отработанных газах.
Как узнать, что катализатор вышел из строя
Установить, исправен нейтрализатор или нет, поможет диагностика двигателя, проводимая квалифицированными автомеханиками с применением современных диагностических средств. Автомобили с катализаторами оснащены встроенной системой самодиагностики, которая фиксирует неисправности включением лампочки Check Engine.
Неисправность катализатора не всегда обнаруживается этой системой, приходится судить по косвенным признакам, таким как:
• снижение мощности;
• увеличение расхода топлива;
• в запущенных случаях течь масла из сальников, затрудненный пуск.
Если не вмешаться вовремя, неисправный нейтрализатор может вызвать другие побочные эффекты.
Типичные неисправности катализатора
Существует несколько причин, по которым устройство отрицательно влияет на работу двигателя. В том числе:
• повышенное противодавление выхлопу;
• механические повреждения от ударов;
• оплавление ячеек;
• износ.
На отечественных автомобилях с исправным двигателем каталитический нейтрализатор выхаживает более 100 тыс.км. Несоблюдение условий эксплуатации, которое выражается в использовании суррогатных ГСМ и несоблюдении межсервисных интервалов, приводит к ускоренному износу устройства.
Пониженная пропускная способность
Повышенное сопротивление потоку газов вызывается нагаром, который в избыточном количестве образуется в камере сгорания и попадает в ячейки катализатора. К этому приводят:
• некондиционное топливо;
• переобогащенная топливо-воздушная смесь;
• попадание в камеру сгорания охлаждающей жидкости или масла, что сопровождается белесым или сизым цветом выхлопа;
• длительная работа на холостом ходу.
Забитый катализатор не диагностируется электронной системой управления, лампочка Check Engine не отреагирует. Прогретый автомобиль проявляет себя вялым разгоном, резко увеличенным расходом топлива. Машина с холодным мотором едет как обычно, если ситуация не зашла слишком далеко.
Самостоятельно установить, что причиной снижения эксплуатационных характеристик является катализатор, непросто. Можно поступить следующим образом:
• поднести руку к глушителю исправного прогретого автомобиля такой же модели на определенном расстоянии, чтобы не обжечься.
• проделать то же на тестируемой машине и сравнить напор выходящих газов.
При тактильно ощутимой разнице виновником является катализатор. В специализированных сервисах поступают следующим образом:
• демонтируют датчик кислорода (лямбда-зонд), установленный до нейтрализатора;
• в освободившееся гнездо вкручивают специальный манометр;
• запускают двигатель и измеряют давление газов.
Если оно повышено — нейтрализатор забит.
Оплавление катализатора
К нему приводят:
• работа двигателя на переобедненной топливно-воздушной смеси;
• пропуски зажигания, вызванные неисправными свечами, катушками, другими причинами. В этом случае несгоревший бензин догорает в выпускном тракте, из-за чего ячейки катализатора перегреваются и оплавляются;
• переоборудование автомобиля под ГБО. Газ горит при более высоких температурах, чем бензин, каталитический нейтрализатор перегревается и быстро выходит из строя.
Машина, у которой оплавились соты нейтрализатора, ведет себя как с забитыми ячейками, но иногда появляется дребезг от отвалившихся кусков, если ячейки сделаны на керамической основе. Ячейки могут расколоться и от удара. Маленький осколок при обратном потоке воздуха может засосать обратно в двигатель, и тогда возможны серьезные последствия. Вплоть до расколотого поршня.
Выгорание драгметаллов
К нему приводит физический износ устройства. Современные автомобили укомплектованы двумя лямбда-зондами. Они измеряют содержание кислорода в отработанных газах до катализатора и после. По соотношению сигналов определяется эффективность очистки. При недостаточной производительности нейтрализатора загорится лампа Check Engine с соответствующим кодом неисправности.
В этом случае работа двигателя будет сопровождаться повышенной токсичностью выхлопа, а ездовые свойства особо не изменятся. Система пытается помочь катализатору и переводит двигатель на слегка обедненную смесь, без существенного ущерба ездовым качествам.
Как устранить неисправности катализатора
Неработающий катализатор требует оперативного вмешательства. Ездить на автомобиле, потерявшем половину мощности, в условиях плотного транспортного потока небезопасно. Известно несколько способов устранения неисправностей.,
1. Демонтировать нейтрализатор, удалить внутренности и установить пустой корпус обратно. Вместо датчиков кислорода потребуется установить «обманки», имитирующие их сигнал. По сути, автомобиль переводится на стандарт токсичности Россия-83. Этот вариант наименее затратный, но имеет побочные эффекты.
Усилится звук выхлопа из-за нового резонатора. Корпус катализатора имеет такую форму, что акустические волны в нем накладываются друг на друга и резонируют, что вызывает вибрацию стенок. Из-за этого появляется неприятный звук. Быстро прогорают глушитель и резонатор, так как горячие выхлопные газы не остывают в отсутствующем катализаторе.
2. Установка пламегасителя. Это более разумный вариант решения проблемы. По-прежнему потребуются «обманки». Пламегаситель снижает температурные нагрузки на среднюю и концевую часть выпускной системы. При правильно подобранной геометрии незначительно повышается мощность, не возникает повышенный шум.
3. Замена неисправного катализатора новым. Если учитывать цену каталитических нейтрализаторов, это самый затратный, но правильный путь. В конструкцию автомобиля не вносятся изменения, сохраняются заводские настройки. Двигатель значительно меньше отравляет окружающую среду.
Автомобилисты считают экологичность второстепенным качеством, но мало удовольствия в том, чтобы стоять в пробке рядом с чадящим КАМАЗом.
О катализаторе, его неисправности и вариантах замены
Что это за такая деталь-автомобильный катализатор, из-за которого автомобиль может терять динамику, просто заглохнуть и даже не заводиться впоследствии??? Из-за которой может вырасти расход топлива, появиться дрожь и вибрация, посторонний неприятный дребезжащий звук под днищем или в моторном отсеке, неприятный запах сероводорода??? Да и в конце концов может выйти из строя турбина, выдавить прокладки двигателя и неожиданно настать кап.ремонт двигателя.
Катализатор, или точнее каталитический нейтрализатор очистки отработавших газов,-это деталь в составе выхлопной системы, которая чаще всего расположена после выпускного коллектора или турбины и перед средней частью глушителя(резонатора, гофры или глушителя основного).Катализатор ( их в выпускной системе может быть как один ,так и два и три и даже четыре) отвечают за функцию дожига отработавших газов до экологических норм ЕВРО-2,ЕВРО-3,ЕВРО-4,ЕВРО-5.Так как после сжигания топлива в двигателе автомобиля в атмосферу выбрасывается ряд загрязняющих веществ, каталитический нейтрализатор был разработан дня снижения их уровня и нейтрализации
А) окиси углерода (СО) –ядовитого бесцветного газа без запаха
Б) углеводородов- которые являются одними из главных составляющих так называемого «СМОГА»
В) оксидов азота (NO)
Катализаторы делятся на несколько видов
А) по структуре –керамические и металлические
Б) по экологическим нормам- ЕВРО-2,3,4,5
До 2000 года автомобили комплектовались катализаторами экологического стандарта ЕВРО-2,после 2000 года соответственно ЕВРО-3 и ЕВРО-4.А последние годы некоторые марки автомобилей идут уже ЕВРО-5.
РЕСУРС КАТАЛИЗАТОРОВ. ПРИЗНАКИ НЕИСПРАВНОСТИ. ПОСЛЕДСТВИЯ НЕИСПРАВНОСТИ. ПУТИ РЕМОНТА И ЗАМЕНЫ.
В теории ресурс катализаторов рассчитан на 100-120 тыс.км пробега. Но на практике зачастую бывает что они выходят из строя и на более ранних сроках, как не банально говорить, чаще всего из-за плохого, некачественного топлива. Также он выжжет выйти из строя из-за сбоев в работе системы зажигания(когда выходит из строя либо катушка зажигания, либо свеча и идет неправильное смесеобразование и топливо полностью сгорает не в камере сгорания а в корпусе самого катализатора)Также он может забиться когда в него попадает масло из ДВС или турбины. Бывает что он выходит из строя из-за механического повреждения и резких перепадов температур(когда разогретый катализатор попадает в лужу или сугроб снега).
Вот некоторые признаки по которым можно выявить неисправность катализатора
1) Чаще всего на автомобилях после 2000 года на панели приборов загорается ошибка CHECK ENGIRE и при последующей диагностике кодов ошибок выявляется неисправность Р0420-Р0430(Эффективность ниже порога либо неэффективная работа)
2) Потеря мощности автомобиля (причем более заметно она проявляется на прогретом бвигателе, в пробках, при подъеме в горку)
3) Увеличение расхода топлива на 1,5-2 литра
4) Посторонние, дребежащие звуки в моторном отсеке либо под днищем машины (в зависимости от расположения катализатора)
5) Появление едкого запаха сероводорода
Эти признаки могут выявляться как по отдельности так и вместе. Может быть так что лампочка CHECK ENGIRE не горит и ошибок нет а машина не тянет и вырос расход. А бывает наоборот горит ЧЕК а машина чувствует себя хорошо.
Но в любом случае если присутствует какой-то из симптомов нужно провести диагностику и выявить причину. И если выявится неисправность катализатора то заняться ремонтом или заменой , т.к неисправный катализатор может привести к более серьезным поломкам, таким как
1) При забитом катализаторе за счет противодавления идет большая нагрузка на поршневую группу двигателя, на турбину и АКПП, что соответственно в разы уменьшает их ресурс.
2) Сама лампочка CHECK ENGIRE обозначает НЕИСПРАВНОСТЬ ДВИГАТЕЛЯ и отвечет за работу практически всех датчиков двигателя. И если у Вас уже горит лампочка по причине неисправности катализатора и появляется другая критическая неисправность-Вы уже об этом не узнаете т.к CHECK уже горит.
3) Самое же что плохое когда катализатор выходит из строя керамическая основа его начинает крошиться и за счет противодавления может попасть в поршневую группу и соответственно двигатель в скором времени нужно будет ремонтировать…
Если Вы столкнулись с этой проблемой и Вам требуется ремонт и замена катализатора то Вы можете обратиться с специализированный центр по ремонту и тюнингу выхлопных систем, в том числе ремонту и замене катализаторов, «АВТОВЫХЛОП»,где Вам все на профессиональном уровне объяснят, подскажут наиболее оптимальные и качественные пути решения этой проблемы и произведут весь необходимый спектр работ по ремонту и замене катализатора с гарантией и по разумным ценам в кратчайшие сроки.
Удаление катализатора: когда это действительно необходимо
Рано или поздно владельцы автомобилей сталкиваются с необходимостью удаления катализатора. Или думают, что сталкиваются. Или их просто в этом убеждают. Мы побеседовали со специалистом СТО «Mastery», специализирующейся на решении любых проблем с глушителем – выпускной системой двигателя.
– На самом деле, мало кто из владельцев автомобилей правильно представляет, когда нужно производить удаление катализатора. Другое дело, что не все автосервисы компетентны в этом вопросе и порой предлагают удалить катализатор в любой непонятной ситуации, – объясняет специалист. – Кроме того, на просторах интернета скопилось множество неверной информации, начитавшись которой, многие владельцы автомобилей чаще всего принимают неверное решение об удалении катализатора.
Когда действительно нужно удалять катализатор?
Ни для кого не секрет, что внутренность катализатора – это керамические или металлические соты, на стенки которых нанесены специальные элементы, выступающие катализаторами химических реакций, в ходе которых вредные соединения, такие как углеводороды (CH), окислы азота (NOx), угарный газ (CO), распадаются и окисляются до безвредных углекислого газа (CO2) и водяного пара (h3O). Таким образом, проходя через катализатор, отработавшие газы становятся чище и не так воняют.
Существует немало симптомов, указывающих на старение катализатора и его выход из строя. У бензиновых и дизельных автомобилей эти симптомы немного разные.
На бензиновых автомобилях с катализатором могут случиться две вещи:
● снижение эффективности;
● механическое разрушение.
На дизельных автомобилях с катализатором может произойти следующее:
● засорение сажей.
Рассмотрим все неисправности катализатора подробнее.
Снижение эффективности катализатора
Со временем катализатор постепенно теряет свою способность очищать выхлопные газы, и автомобиль по экологичности выбросов перестает соответствовать своей норме (например, Евро 4, Евро 5). И если автомобиль, оборудован вторым лямбда-зондом, расположенным после катализатора, и являющимся диагностирующим (примерно с 1999 года он уже стоит практически на всех машинах), то на панели приборов загорается ошибка, которая при компьютерной диагностике чаще всего имеет номер P0420 и расшифровывается как «Степень преобразования каталитического конвертера ниже порогового значения», «старение катализатора», «недостаточная эффективность катализатора» и т.п. Понятное дело, что эта ошибка также появится, если катализатор удалить. Что надо делать?
В большинстве случаев эта ошибка совершенно никак не влияет на работу двигателя и не отражается на езде машины, но многих автовладельцев вполне обоснованно не устраивает посторонняя «лампочка», постоянно горящая перед глазами, и они хотели бы сделать так, чтобы она не горела. Есть три способа убрать ошибку. Первый – установка нового оригинального или универсального катализатора, что, собственно, и предусмотрено автопроизводителями и законодательством во всем цивилизованном мире. Действительно, можно купить новый катализатор, но никто этого не делает из-за высокой цены нового катализатора. Новый оригинальный катализатор – недешевая деталь, которая обойдется в сумму от нескольких сотен долларов до тысячи и даже больше. Поэтому в нашей стране новый катализатор, тем более оригинальный, никто по своей воле не ставит. Но есть более бюджетная альтернатива «оригиналу» – новый универсальный катализатор. Правда, это решение подходит не всегда. В некоторых случаях, когда родной катализатор имеет слишком специфическую форму и расположение, подобрать подходящий по размеру универсальный может оказаться затруднительно. Кроме того, они, как правило, китайского производства, и их ресурс и прочность самой керамики существенно ниже, чем у оригинала. Поэтому в случаях, когда установка универсального катализатора является оптимальным решением, мы предлагаем его исключительно в металлическом исполнении, так как металлические соты по крайней мере не подвержены рассыпанию на куски в отличие от хрупкой керамики. Вообще следует понимать, что катализатор – это такая вещь, сохранность и срок службы которой в меньшей степени зависят от самого катализатора, а в основном определяются условиями, в которых он работает. Техническая исправность двигателя, в частности нормальная работа топливной системы и системы зажигания, позволяют катализатору служить долго. Именно поэтому, покупая катализатор, вы никогда не получите какой-либо серьезной гарантии на него, даже если берете оригинал у официального дилера. Слишком много внешних факторов способны оказывать негативное влияние на ресурс катализатора.
Второй способ убрать ошибку «по катализатору» – поставить под второй лямбда-зонд специальную проставку, которая также известна как «обманка лямбда-зонда». Эта обманка уменьшает количество выхлопных газов, поступающих к лямбда-зонду, а если она усовершенствованная, с маленьким катализатором внутри, то этот выхлоп еще и проходит некоторую очистку. В результате лямбда-зонд подает на блок управления сигналы, соответствующие исправно работающему катализатору, поэтому ошибка не загорается. Если обманка лямбда-зонда не помогает, есть третий способ – программное отключение второго лямбда-зонда. Эта процедура известна как «перепрошивка на Евро-2». Перепрошивка заключается в редактировании заводской настройки блока управления двигателем («мозгов») таким образом, что в ней второй лямбда зонд никак не фигурирует и не опрашивается, а в остальном двигатель работает так же, как и прежде. Однако такое решение применимо не для всех машин, очень много тут зависит от года выпуска и модели блока управления. Также в некоторых случаях программное устранение ошибки возможно лишь путем увеличения пороговых значений сигнала со второго лямбда-зонда, а сам датчик при этом должен оставаться на месте и быть исправным.
Механическое разрушение катализатора
Если двигатель всю свою жизнь работает идеально и без сбоев, то теоретически катализатор может оставаться целым весь срок службы автомобиля, даже если он уже давно утратил свою эффективность. Но, к сожалению, так бывает не всегда и не у всех. Катализатор – довольно уязвимая деталь, и любая неисправность топливной системы или зажигания может привести к его разрушению. Как это происходит? Очень просто.
Если мотор работает нестабильно, троит или нарушены фазы газораспределения, то несгоревший в цилиндре бензин попадает в катализатор, воспламеняется там, мгновенно разогревая его до таких температур, при которых керамика перегревается (буквально светится красным), теряет свою прочность и впоследствии начинает крошиться на куски и толочься в пыль. А может и сразу оплавиться, превратившись в твердый сгусток, препятствующий свободному прохождению газов. Кстати, на многих свежих машинах (до 5 лет) катализатор может рассыпаться и без каких-либо явных причин. Видимо, это связано с общей тенденцией к снижению запаса прочности и ресурса деталей у новых машин.
Если произойдет разрушение катализатора, водитель наверняка почувствует соответствующие симптомы. В зависимости от того, насколько сильно поврежденный катализатор препятствует прохождению выхлопных газов, может снизиться тяга автомобиля (вплоть до полной неспособности передвигаться своим ходом), двигатель с трудом будет набирать обороты, так и не достигая высоких значений (вплоть до невозможности нормально работать даже на холостом ходу). Разумеется, разрушенный катализатор не должен оставаться на машине. Как его удалять, что вместо него ставить (трубу, пламегаситель, другой катализатор) – это в каждом конкретном случае решается индивидуально, исходя из технических возможностей, бюджета и целесообразности.
Катализатор на дизельных автомобилях.
Пожалуй, единственное, что может случиться с катализатором на дизельной машине – это его засорение сажей. Как скоро это происходит, во многом зависит от манеры езды и от состояния топливной аппаратуры. То есть чем хуже сгорает дизельное топливо, тем больше образуется сажи и быстрее забивается катализатор, опять же ухудшая динамику машины. Кроме того повышенное сопротивление выхлопу отрицательно сказывается на сохранности турбины.
Обычно в таких случаях катализатор удаляют, что, конечно, не идет на пользу экологии, но позволяет забыть о проблеме и в некоторой мере сберечь бюджет владельца в дальнейшем. Реже их промывают специальной химией, но нет уверенности в том, что это поможет надолго, особенно если не решена проблема с повышенным сажеобразованием, и из трубы валит черный, словно чернила каракатицы, дым.
Когда же действительно нужно удалять катализатор?
Катализатор действительно нужно удалять в случае его механического разрушения. Или если владелец автомобиля, понимая все, что изложено выше, хочет сделать это в любом случае, независимо от его состояния.
Вопреки распространенному заблуждению, появление ошибки P0420 не означает, что катализатор нужно удалять. Катализатор, утративший эффективность не обязательно разрушен. Он вполне может оставаться целым и не мешать машине ехать.
В свою очередь, самый верный способ продиагностировать катализатор на предмет разрушения – это заглянуть непосредственно внутрь него. Ошибки, указывающей на забитость, не существует, а потеря мощности может произойти и вследствие многих других неисправностей, не относящихся к системе выпуска.
Когда не нужно или бесполезно удалять катализатор?
Если из выхлопной трубы пошел дым, не спешите винить катализатор и звонить в ремонт глушителей. Катализатор здесь ни при чем. Токсичные газы, которые он нейтрализует бесцветны, а дым говорит о том, что в двигателе плохо сгорает топливо (например, из-за неисправности форсунок, плохих свечей или проводов) или кроме топлива сгорает что-то еще (например, масло или антифриз). Ищите проблемы там.
Когда приходится устанавливать катализатор?
Если автомобиль зарегистрирован в РБ, и в техпаспорте указано, какому классу экологичности соответствует автомобиль, то на техосмотре его будут проверять на соответствие этому классу. Так что если катализатор утратил эффективность, то владельцу все-таки придется купить катализатор (новый оригинальный или универсальный катализатор), чтобы пройти техосмотр своим ходом. Если в техпаспорте ничего такого не указано, то на машину распространяются общепринятые нормы по выбросам, которым будет соответствовать любая машина, независимо от того, есть у нее катализатор или уже удален. Но при условии, что двигатель и все его системы исправны. А если по двигателю есть проблемы, и выхлоп слишком токсичный, то никакой катализатор тут не поможет.
Пламегаситель – это не катализатор, он не выполняет функцию по очистке выхлопа, равно как и не гасит никакого пламени. По своей конструкции и сути это еще один прямоточный резонатор в системе, не допускающий повышения громкости выхлопа после удаления катализатора и устраняющий характерный неприятный звон, возникающий в пустом корпусе катализатора.
Благодарим за беседу специалистов СТО «Mastery».
autospot.by
Главная опасность удаления катализатора для автомобиля
Тюнинг может быть самым разным. Чаще всего после него автомобиль приобретает индивидуальность, технические характеристики улучшаются. Но есть и другой тюнинг, когда «модернизация» машины может стать опасной для него. К примеру, удаление катализатора из выхлопной системы.
На первый взгляд, избавление от катализатора никак не влияет на двигатель, наоборот, кажется, что машинка должна стать шустрее и мощнее. Поэтому катализатор вырезают болгаркой, выбивают спецприборами, или же вообще ставят прямоток. Какие же негативные последствия для двигателя могут последовать после такого тюнинга?
Катализатор устанавливается автопроизводителем в выпускном коллекторе или за ним. Некоторые автомобилисты уверены, что делается это лишь для того, чтобы можно было оснастить автомобиль дополнительными кислородными датчиками и снизить мощность машины. Естественно, это не так.
Если удалить катализатор, то на выходе получится выхлоп, который будет не только с ужасным запахом, но и опасным для здоровья. Как раз именно катализатор позволяет проводить очистку выхлопных газов в высокой степени, поэтому воздух при выхлопе получается практически без запаха. Кто помнит времена Советского Союза, расскажет, какой воздух вокруг создавали автомобили без каких-либо приборов в выхлопной системе… Более того, в закрытом помещении от угарных газов из выхлопной трубы можно даже задохнуться.
Еще одна сторона удаления катализатора — нанесение вреда окружающей среде. Конечно, можно думать, что от одной машины без катализатора воздух грязнее не станет. Но, а когда таких машин тысячи? Стоит ли ожидать улучшения экологической ситуации?
Могут возникнуть и определенные сложности с прохождением техосмотра. Скорее всего, при замере выброса СО показатель будет выше нормы. И необходимо будет устранить неисправность, для чего придется покупать новый катализатор и тратиться еще и на его установку.
Фото с интернет-ресурсов
Q&A: Как каталитические преобразователи в автомобилях выходят из строя и почему это важно
В современных автомобилях каталитические преобразователи используются для удаления окиси углерода, углеводородов и других вредных химикатов из выхлопных газов.
Для этого они полагаются на дорогостоящие металлы, обладающие особыми химическими свойствами, эффективность которых со временем снижается. Доцент Маттео Карнелло и докторант Эммет Гудман недавно возглавили команду, которая предложила новый способ снизить стоимость и продлить срок службы этих материалов, решив проблему, которая долгие годы беспокоила автомобильных инженеров.В процессе Карнелло и его коллеги сделали нечто замечательное: совершили прорыв в зрелой области, где изменения происходят медленно, если вообще происходят.
Что насчет каталитических нейтрализаторов?
Новый каталитический нейтрализатор может стоить 1000 долларов и более, что делает его одной из самых дорогих деталей в любом автомобиле. Они дороги, потому что в них используются дорогие металлы, такие как палладий, для ускорения химических реакций, очищающих выхлопные газы. Палладий стоит около 50 долларов за грамм — больше, чем золото, — и каждый катализатор содержит его около 5 граммов.Такие металлы, как палладий, являются катализаторами — особым классом материалов, которые ускоряют химические реакции, но не меняют сами себя химически. Теоретически катализаторы можно использовать снова и снова, бесконечно долго. Однако на практике характеристики катализаторов со временем ухудшаются. Чтобы компенсировать это, мы вынуждены заранее использовать больше этих дорогих металлов, что увеличивает стоимость. Наша цель — лучше понять причины этого ухудшения и способы борьбы с ним.
Почему катализаторы портятся?
В идеале катализаторы должны быть сконструированы так, чтобы иметь максимально возможную площадь поверхности, способствующую наибольшему количеству химических реакций.Поэтому производители обычно разбрасывают множество мелких частиц по поверхности нового каталитического нейтрализатора. Из прошлых исследований мы знаем, что со временем атомы металла начинают двигаться, образуя все более и более крупные частицы, которые имеют меньшую площадь поверхности и, следовательно, становятся менее эффективными. Мы называем этот процесс комкования «спеканием». Чтобы противодействовать спеканию, производители используют чрезмерное количество металла, чтобы преобразователь соответствовал нормам выбросов в течение 10-15-летнего срока службы автомобиля. Наша команда обнаружила, что спекание — не единственная причина дезактивации.Фактически, этот новый механизм дезактивации оказывается прямо противоположным спеканию. В некоторых случаях вместо того, чтобы увеличиваться в размерах, частицы распадаются на более мелкие частицы и в конечном итоге становятся отдельными атомами, которые по существу неактивны. Это новое понимание, которое, как мы полагаем, никто не представляло раньше, побудило нас искать совершенно новый способ увеличения срока службы и производительности металлов в каталитических нейтрализаторах.
Что мы можем сделать, чтобы катализаторы прослужили дольше?
Наши исследования показывают, что если мы тщательно контролируем и размер, и расстояние между металлическими частицами, частицы палладия не будут спекаться в большие сгустки и не распадаться на отдельные атомы.Раньше многие люди в сообществе катализа думали, что если вы хотите сделать частицы стабильными, вы должны держать их как можно дальше друг от друга, чтобы предотвратить миграцию частиц. Мы опровергли это понятие, объединив команду, которая изучила деградацию по-новому. Аарон Джонстон-Пек из Национального института стандартов и технологий использовал передовую микроскопию, чтобы визуализировать присутствие отдельных атомов. Саймон Бэр из Национальной ускорительной лаборатории SLAC использовал рентгеновские методы, чтобы доказать, что каталитические материалы начинаются как частицы и заканчиваются как отдельные атомы.Чтобы поместить эти экспериментальные результаты в теоретическую основу, мы работали с Фрэнком Абильдом-Педерсеном из Центра изучения интерфейсов и катализа и SLAC SUNCAT и Филиппом Плессоу из Технологического института Карлсруэ в Германии. У них были вычислительные ресурсы, чтобы помочь нам смоделировать механизм деактивации в атомарном масштабе. В конце концов, мы предоставили научную основу, которая могла бы позволить поддерживать сокращение загрязнения, используя меньше драгоценных металлов и снижая стоимость каталитических нейтрализаторов.Если автомобильные инженеры в конечном итоге подтвердят и осуществят эти выводы, это станет огромной победой для потребителей в долгосрочной перспективе.
Эта работа была поддержана Министерством энергетики США, Центром изучения интерфейсов и катализа SUNCAT, Стэнфордским источником синхротронного излучения и Национальной ускорительной лабораторией SLAC.
Маттео Карнелло, доцент кафедры химического машиностроения и материаловедения и инженерии.
Каталитические преобразователи | Давайте поговорим о науке
Есть ли у вас друзья, которые готовятся к экзамену по вождению? Или, может быть, вы тот, кто усвоил правила дорожного движения.Но как много вы на самом деле знаете о своей машине? Например, вы говорили, что благородные металлы помогают очищать выхлоп двигателя?
Предупреждение о заблуждении
Благородные металлы и драгоценные металлы — это не одно и то же. Драгоценные металлы имеют высокую денежную ценность. Благородные металлы обладают высокой устойчивостью к коррозии и окислению. Однако некоторые драгоценные металлы также относятся к благородным металлам.
Что выходит из выхлопной трубы автомобиля?
Выхлоп автомобилей также называют выхлопными газами автомобилей.В нем много веществ. Некоторые из них более вредны, чем другие.
В двигателе вашего автомобиля, вероятно, используется бензин в качестве топлива. Бензин — это углеводород . Ваша машина смешивает это топливо с воздухом перед тем, как сжечь его. Этот процесс называется сжиганием , и он дает множество побочных химических продуктов.
Некоторые из этих побочных продуктов совершенно безопасны. Например, воздух на 78% состоит из газообразного азота (N 2 ). Часть этого азота реагирует с кислородом во время горения.Однако большая его часть попадает в выхлоп двигателя под обозначением N 2 . Выхлоп двигателя также включает воду (H 2 O). Зимой вы часто будете видеть, как из выхлопных труб капает вода.
Автомобильные двигатели также выделяют много вредных веществ. Некоторые из них могут вызвать кислотное осаждение. Это случай с диоксидом углерода (CO 2 ), оксидами азота (NO x ) и оксидами серы .
Другие выбросы от транспортных средств могут вызвать проблемы со здоровьем, такие как сердечно-сосудистые заболевания и рак.Так обстоит дело с несгоревшими углеводородами, твердыми частицами (частицами углерода) и летучими органическими соединениями (ЛОС) .
Автомобильные двигатели также выделяют оксид углерода (CO) . Этот ядовитый газ может заменить кислород в вашем кровотоке. Если вы вдыхаете его достаточно, он может даже задохнуться!
Звучит очень опасно, не так ли? К счастью, каталитические нейтрализаторы помогают снизить вредные выбросы двигателя. Вот как.
Что такое каталитический нейтрализатор?
Каталитический нейтрализатор был изобретен около 1950 года Эженом Удри.Он был французским инженером-механиком. Он разработал каталитический нейтрализатор для очистки выхлопных газов автомобилей.
Каталитические нейтрализаторы начали широко использовать примерно в 1975 году. В то время правительства начали попытки уменьшить загрязнение воздуха от автомобилей. Но тогда многие автомобили использовали этилированный бензин. Свинец (Pb) может препятствовать нормальной работе каталитического нейтрализатора. Это потому, что свинец может покрывать поверхность, которая обычно вступает в реакцию с выхлопными газами.
Знаете ли вы?
Представьте, что вы использовали одинаковое количество топлива в внедорожнике с каталитическим нейтрализатором и в газонокосилке без него.Газонокосилка будет выделять примерно в 100 раз больше загрязняющих веществ!
Как работают каталитические нейтрализаторы?
На автомобиле каталитический нейтрализатор прикреплен к выхлопной трубе. Металлический корпус содержит керамические соты. Соты покрыты смесью платины (Pt), палладия (Pd) и родия (Rh). Эти благородные металлы хорошо сопротивляются окислению, коррозии и кислоте. Это означает, что они могут противостоять плохой погоде и всем химическим веществам, выделяемым автомобильным двигателем.
Благородные металлы в каталитических нейтрализаторах действуют как катализаторы .Катализаторы — это соединения , которые могут запускать химическую реакцию, не будучи затронутыми ими. Сотовая структура внутри каталитического нейтрализатора увеличивает площадь поверхности, на которой могут происходить реакции.
Каталитические преобразователи используют в качестве катализаторов такие элементы, как платина (Pt), палладий (Pd) и родий (Rh) (Давайте поговорим о науке с использованием фотографий Periodictableru [CC BY], Изображения химических элементов в высоком разрешении [CC BY и Alchemist-hp ( talk) www.pse-mendelejew Производная работа: Purpy Pupple [CC BY-SA 3.0] Wikimedia Commons (Pt, Pd, Rh)).Знаете ли вы?
Сегодня около 98% всех продаваемых в мире новых автомобилей содержат каталитический нейтрализатор.
Какие химические реакции происходят в каталитическом нейтрализаторе?
Каталитические нейтрализаторыиспользуют реакции восстановления, и окисления , (окислительно-восстановительные) для снижения вредных выбросов.
Они используют катализатор восстановления , состоящий из платины и родия. Он помогает уменьшить количество оксидов азота (NO x ), удаляя атомы азота из молекул оксида азота (NO и NO 2 ).Это позволяет свободному кислороду образовывать газообразный кислород (O 2 ). Затем атомы азота, прикрепленные к катализатору, вступают в реакцию друг с другом. В результате этой реакции образуется газообразный азот (N 2 ).
Реакции восстановления азотной кислоты и диоксида азота (© Let’s Talk Science, 2019). Изображение — текстовая версияАзотная кислота и диоксид азота восстанавливаются с образованием газообразного азота и газообразного кислорода.
В каталитических нейтрализаторахтакже используется катализатор окисления , состоящий из платины или палладия.Это помогает снизить содержание углеводородов (HC) и оксида углерода (CO). Начнем с того, что окись углерода и кислород соединяются с образованием двуокиси углерода (CO2). Затем несгоревшие углеводороды и кислород объединяются с образованием диоксида углерода и воды.
Реакции окисления монооксида углерода и несгоревших углеводородов (© Let’s Talk Science, 2019). Изображение — текстовая версияОкись углерода и кислород соединяются с образованием двуокиси углерода. Несгоревшие углеводороды и кислород соединяются с образованием диоксида углерода и воды.
В современных каталитических нейтрализаторах также используются датчики кислорода . Иногда их называют лямбда-датчиками. Они контролируют, сколько дополнительного кислорода закачивается в выхлопной поток. Поддержание правильного количества кислорода делает реакции восстановления и окисления более эффективными.
Знаете ли вы?
Двигатель автомобиля производит наибольшее количество загрязнений сразу после его включения. Это потому, что каталитическим нейтрализаторам может потребоваться несколько минут, чтобы сработать.Это отличный повод прогуляться, если вам нужно проехать лишь небольшое расстояние!
Исследователи изучают, можно ли использовать золото в каталитических нейтрализаторах. Это может показаться дорогим. Но на самом деле золото дешевле многих других благородных металлов. И это еще не все! Фактически, в ближайшие пару десятилетий у нас могут закончиться такие металлы, как платина. В некоторых местах люди даже воруют каталитические нейтрализаторы, чтобы добраться до драгоценных благородных металлов внутри!
Влияние катализаторов на реакции
КАТАЛИЗАТОР — это вещество, которое может ускорить реакцию, но катализатор не изменяется этой реакцией
Катализаторы обычно используются в катализаторе
… Каталитический нейтрализатор Random Technology | Каталитический нейтрализатор — специальное устройство, ускоряющее выход из строя вредные химические вещества (такие как несгоревшее топливо и окись углерода), которые обычно вызывают загрязнение автомобильные выхлопы. Внутри каталитического нейтрализатора находится катализатор . Это вещество используется для покрытия губчатого материал. Когда выхлоп автомобиля проходит через губку, катализатор вызывает ядовитый газы вступают в реакцию с кислородом воздуха…. делая их безопасными. Катализатор в каталитическом нейтрализаторе ускоряет реакцию, разрушающую ядовитые газы … но катализатор не израсходован в химической реакции. | Преобразователь STIHL для двухтактных двигателей бензопил |
Используйте вышеприведенный отрывок, чтобы заполнить эти пропущенные слова …
Катализатор — это вещество, вызывающее химическую реакцию.Это единственное, что не изменилось после того, как реакция закончилась.
Обычно катализаторы используются в нейтрализаторах. Катализатор в каталитическом нейтрализаторе меняет ядовитые на менее вредные. Например, газовый углерод превращается в углекислый газ, когда он реагирует с кислородом в.
Катализатор в катализаторе используется для покрытия губки. Когда пары двигателя проходят через губка происходит реакция, которая разрушает их.
Каталитический нейтрализатор, затем, реакция между кислородом и выхлопными газами автомобиля.
Выхлопные газы меняют в нейтрализаторе, а внутри — нет.
У вас были попытки исправить это
Катализаторы очень полезны … потому что они ускоряют химические реакции и никогда не расходуются.
Так почему бы нам не использовать их все время?
Основная причина заключается в том, что многие катализаторы изготовлены из очень дорогих веществ, таких как платина.
Теперь ответьте на эти вопросы …
Как называется вещество, ускоряющее реакцию?
Катализаторы меняются в результате реакции, которую они ускоряют (да / нет) ?
Какой преобразователь разрушает выхлопные газы автомобилей?
В какой другой газ переходит окись углерода? Углерод
Катализатор внутри каталитического нейтрализатора используется для покрытия чего?
Через что проходят выхлопные газы автомобильных двигателей? Каталитический
С каким газом (находящимся в воздухе) реагируют выхлопные газы?
Катализатор в катализаторе заменен во время процесса (да / нет) ?
Катализаторы в основном дешевые или дорогие ?
Какой металл часто используют в качестве катализатора?
Вы набрали из 10 баллов в этом тесте
Каталитические преобразователи: их назначение и значение
Хотя нет никаких сомнений в том, что изобретение автомобиля сделало мир более удобным, оно также сделало его более загрязненным.
Во время движения автомобили выбрасывают загрязнения , которые могут привести к почерневшим зданиям и ухудшить качество воздуха. Независимо от того, насколько удобными могут быть автомобили, это загрязнение наносит вред окружающей среде и снижает качество жизни людей, которые живут в крупных городских районах с большим количеством автомобилей на улице.
К счастью, технология нашла решение: каталитический нейтрализатор.
Вот все, что вам нужно знать об этих удобных инструментах и о том, как они выполняют свою работу:
Двигатели и загрязнение 101
Чтобы понять, почему каталитический нейтрализатор на двигателе так важен, важно сначала понять, почему и как двигатели создают загрязнение.
Вот разбивка:Автомобильные двигатели работают на дизельном или бензиновом топливе. Нефть, в свою очередь, состоит из углеводородов. Когда углеводородное топливо горит кислородом воздуха, оно выделяет большое количество энергии. Поскольку бензин содержит около 150 различных химикатов (включая присадки), он производит больше, чем просто энергию: он производит загрязнение.
Загрязнение, создаваемое сжиганием бензина, создает окись углерода, летучие органические соединения и оксиды азота, которые вместе образуют смог и дымку.Это, в свою очередь, вредит окружающей среде и ухудшает качество жизни людей, живущих в густонаселенных районах.
Что такое каталитический нейтрализатор?
Хотя загрязняющие газы состоят из вредных молекул, эти молекулы состоят из атомов. По этой причине лучший способ разложить газы — разделить частицы после того, как они покинут двигатель, но до того, как попадут в воздух.
Это то, что делает каталитический нейтрализатор .Хотя это может показаться сложным процессом, это довольно просто.Катализаторы — это химические вещества, которые ускоряют химические реакции без изменения их общего процесса. Каталитический нейтрализатор — это металлический инструмент, прикрепленный болтами к днищу автомобиля. Он состоит из входного и выходного патрубков. Входная труба вытягивает горячие пары из двигателя, а выходная труба выталкивает пары наружу. Когда газы из двигателя обдувают катализатор, он вызывает серию химических реакций, предназначенных для изменения газов и превращения их в газы, которые не причинят вреда окружающей среде.
Хотя каталитические преобразователи не устраняют загрязнение воздуха, они могут сыграть важную роль в сокращении непосредственного локального загрязнения воздуха, включая загрязнение с дорог. Каталитические нейтрализаторы также лучше всего работают, когда они теплые, что занимает около 10-15 минут езды или на холостом ходу . Это означает, что ваш автомобиль может по-прежнему выделять выхлопные газы в течение первых нескольких минут поездки.
Чемодан для каталитических нейтрализаторов
Хотя каталитические нейтрализаторы не на 100% эффективны в сокращении выбросов, они являются важным шагом на пути к снижению загрязнения от автомобилей.К сожалению, они работают хорошо только тогда, когда работают хорошо. Если вам нужно обслуживание глушителей или выхлопных систем, свяжитесь с нашей командой . Мы предлагаем широкий спектр услуг по ремонту автомобилей, чтобы вы в целости и сохранности ездили по дороге.
Что такое каталитический нейтрализатор?
Если вы не знаете, что такое каталитический нейтрализатор, не теряйте из-за него сон. Технология не нова, и сегодня она присутствует практически в каждом автомобиле, но нет реальной причины, по которой каталитические нейтрализаторы должны быть в центре внимания любого автомобилиста большую часть времени.Они работают в фоновом режиме, используя химические реакции для очистки выхлопных газов вашего автомобиля от вредных газов. Если ваша не сломается или, как это становится все более распространенным в последние годы, кто-то не попытается ее украсть, беспокоиться не о чем.
• Бензин или дизель: что выбрать в качестве следующей машины?
В этом руководстве мы объясняем все, что вам нужно знать о каталитических нейтрализаторах — от того, как они работают, до материалов и драгоценных металлов, используемых в них — и как защитить ваш автомобиль от кражи каталитического нейтрализатора…
Как работают каталитические нейтрализаторы?
Каталитические нейтрализаторы превращают вредные вещества в выхлопных газах автомобиля, такие как оксид углерода, оксид азота, диоксид азота и углеводороды, в менее вредные вещества, такие как диоксид углерода и водяной пар, посредством химических реакций.
Внутренняя часть «кошки» обычно заполнена сотовой структурой, на которую нанесено покрытие, содержащее катализатор — вещество, которое вступает в реакцию с выхлопными газами, изменяя их химическую структуру.
Драгоценные металлы, такие как палладий, родий и платина, обычно используются в качестве катализаторов, и они имеют внутреннюю ценность, а это означает, что их стоит утилизировать и утилизировать, когда автомобиль утилизируется. К сожалению, эти драгоценные металлы также делают каталитические нейтрализаторы мишенью для воров.
Каталитические нейтрализаторы должны работать при высоких температурах до 400 градусов, чтобы максимально повысить их эффективность. Чтобы достичь этой оптимальной рабочей температуры, первые блоки были расположены близко к двигателю автомобиля, но это вызвало свои собственные проблемы, и кошка постепенно перемещалась дальше по выхлопной системе, подальше от источника тепла двигателя.
В современных автомобилях каталитический нейтрализатор находится под автомобилем по направлению к выпускному отверстию выхлопа, в таком месте, где он доступен для воров, которые могут вырезать весь блок из-под автомобиля.
Типы каталитических нейтрализаторов
Существуют различные типы каталитических нейтрализаторов. Простая «двусторонняя» катализатор окисления превращает оксид углерода (CO) в диоксид углерода (CO2) и углеводороды, которые в основном представляют собой частицы несгоревшего топлива, в диоксид углерода и воду. Более совершенные трехкомпонентные каталитические нейтрализаторы устанавливаются на современные автомобили, и они делают то же самое, а также снижают выбросы оксида азота (NO) и диоксида азота (NO2), которые вместе более известны как NOx, основная причина локального образования воздуха. загрязнение.
• Что такое AdBlue?
Дизельные автомобили обычно оснащены специальными каталитическими нейтрализаторами, которые справляются с определенными выбросами от дизельных двигателей с воспламенением от сжатия. Эти установки с катализатором окисления дизельного топлива обычно сочетаются с дополнительными технологиями очистки выхлопных газов, такими как рециркуляция выхлопных газов, дизельные фильтры твердых частиц для улавливания сажи и селективное каталитическое восстановление, в котором для удаления NOx используются инъекции раствора мочевины AdBlue.
Кража каталитического нейтрализатора
Количество случаев кражи каталитического нейтрализатора из автомобилей в 2019 году резко увеличилось, при этом общее количество случаев кражи за год примерно в 10 раз выше, чем в 2018 году.
Отчеты предполагают, что рост может быть отнесен на счет проблем с цепочкой поставок, из-за которых дилерам стало труднее обеспечить замену каталитических преобразователей через официальные каналы, что привело к возникновению черного рынка. Однако исторически самой большой движущей силой краж были зарубежные рынки драгоценных металлов внутри единиц. Каталитические нейтрализаторы, украденные в Великобритании, часто незаконно вывозятся за границу, а металлы перерабатываются.
Стоимость, связанная с заменой украденного каталитического нейтрализатора, может достигать 2 000–3 000 фунтов стерлингов, и эта цифра завышена из-за того, что воры обычно наносят автомобилю ущерб при снятии устройства.Хотя кражи каталитических нейтрализаторов по-прежнему редки, есть несколько простых шагов, которые вы можете предпринять, чтобы защитить свой автомобиль …
Припаркуйте свой автомобиль в закрытом гараже или на хорошо освещенном месте на виду у публики с закрытой задней частью к стене или забору.
Нанесите номер VIN вашего автомобиля на корпус каталитического нейтрализатора.
Попросите местный гараж приварить болты к каталитическому нейтрализатору или используйте другие коммерческие противоугонные устройства, которые затруднят его удаление.
История каталитического нейтрализатора
Каталитические нейтрализаторы существуют с 19 века, когда металлические цилиндры, содержащие фильтры, покрытые платиной, иридием и палладием, устанавливались на ранних французских легковых автомобилях в попытке убрать дым, идущий оттуда. из их выхлопов. Технология была впервые запатентована французом Юджином Гудри, который переехал в Лос-Анджелес в 1930-х годах и основал компанию под названием Oxy-Catalyst, которая установила каталитические преобразователи в промышленных дымоходах для борьбы со смогом.
• Стандарты выбросов Euro 6 и их значение для вас
Уже установив свои фильтры на складские вилочные погрузчики, к 1950-м годам Гудри начал исследовать технологию каталитических нейтрализаторов для использования на автомобилях и получил патент на свою конструкцию в 1956 году. Использование этой технологии на серийных автомобилях не получило широкого распространения до тех пор, пока свинец, блокирующий химические реакции, происходящие в каталитических нейтрализаторах, не был удален из бензина, и производители не были вынуждены ужесточить правила выбросов автомобилей.
Сегодня подавляющее большинство автомобилей с двигателем внутреннего сгорания на дорогах имеют каталитический нейтрализатор, и для разных моделей используются различные типы. Многие автомобили также имеют дополнительные системы, такие как рециркуляция выхлопных газов, дизельные сажевые фильтры и технология селективного каталитического восстановления на основе AdBlue, которые работают с «кошкой» для дальнейшей очистки выхлопных газов автомобилей.
Вы стали жертвой кражи каталитического нейтрализатора? Дайте нам знать в комментариях ниже…
TWC — Трехкомпонентный каталитический нейтрализатор
ИСТОРИЯ ВОПРОСА — CATCONКаталитический нейтрализатор (или catcon) в вашем автомобиле, на самом деле, очень важный элемент выхлопной системы автомобиля, поскольку он удаляет вредные оксиды азота (NO X , x = 1,2,3) и окись углерода (CO). от остатков сгорания до того, как они попадут в окружающую среду. Он называется каталитическим нейтрализатором, потому что он превращает CO в повсеместно распространенный CO 2 и NO X в N 2 и O 2 посредством химических реакций на твердом катализаторе.Катализатор — это химическое соединение, которое помогает реакции протекать быстрее за счет снижения энергетического барьера активации реакции. Во время реакции не расходуется. В случае каткона катализатор представляет собой твердую поверхность платины (Pt) или палладия (Pd), на которой адсорбируются и реагируют реагенты из газовой фазы. Этот процесс реакции, которому способствует катализатор, который находится в фазе, отличной от фазы реагентов, известен как гетерогенный катализ. (Узнайте больше о катализаторах на этом веб-сайте.)
Каталитический нейтрализатор — демонтированный
На рисунке выше показаны основные компоненты каталитических нейтрализаторов. Основными компонентами являются два сотовых монолита, покрытых тонким слоем Pt / Rh (первый монолит) и Pd / Rh (второй). Они обеспечивают поверхность, на которой происходит реакция. Как упоминалось ранее, реакции окисления происходят на поверхности металлического катализатора. Поскольку реакция зависит от поверхности, на которой частицы могут адсорбироваться и реагировать, чем больше площадь поверхности, тем больше будет конверсия.Другими словами, скорость реакции и конверсия прямо пропорциональны площади поверхности катализатора.
Роль сотовой структуры монолитов заключается в увеличении открытой площади поверхности, покрытой слоем катализатора. По мере увеличения количества каналов в монолите увеличивается площадь поверхности. Как показано, поверхность монолитов покрыта тонким слоем из довольно аморфного силикатного материала, который увеличивает площадь поверхности за счет придания ей шероховатости.
Чтобы узнать больше о площади поверхности катализатора, посетите этот веб-сайт.
Дальнейшие детали его конструкции можно проиллюстрировать на следующем видео:
Химические реакции в TWC
Как видно на видео, наиболее очевидные реакции, происходящие внутри каткона, следующие:
Тем не менее, в этой небольшой части вашего автомобиля происходит по крайней мере 15 реакций одновременно.Их можно разделить на четыре основные категории: окисление, преобразование воды в газ и пар, восстановление закиси азота и хранение кислорода. Вы можете найти больше об этом в разделе кинетики.
Материально-энергетический баланс
Скорость химических реакций также зависит от температуры, как показано уравнением Аррениуса. Следовательно, мы также должны учитывать передачу энергии (тепла) через наш реактор, потому что каталитический нейтрализатор, по сути, является реактором.Кроме того, каждый канал монолитов служит мини-реактором, поскольку реакции происходят в каналах. В этой системе есть три основных механизма теплопередачи:
1) Теплопроводность по монолиту
2) Конвекционная теплопередача от газообразных компонентов к стенкам монолита.
3) Выделение тепла в результате химических реакций (эти реакции окисления являются экзотермическими)
Величина каждого вида скорости теплопередачи будет зависеть от параметров реактора, таких как теплопроводность материалов, из которых изготовлен реактор.Кроме того, скорости реакции являются функцией концентрации реагентов, поэтому очень важно учитывать их транспортировку и расход вдоль реактора. Это также будет зависеть от параметров реактора, таких как коэффициент диффузии, который определяет, насколько быстро частицы могут перемещаться по материалу.
Катализаторы | Химия для неосновных
Цели обучения
- Определите катализатор.
- Объясните, как катализаторы влияют на скорость химической реакции.
Куда ушло солнце?
Смог в Нью-Йорке. Любезно предоставлено доктором Эдвином П. Юингом-младшим, CDC / Викимедиа.
Транспортные средства с бензиновым двигателем выделяют много вредных веществ. Оксиды азота образуются, когда атмосферный азот реагирует с кислородом при высоких температурах, характерных для автомобильного двигателя. Окись углерода является побочным продуктом неполного сгорания углеводородов. Испаренное и неиспользованное топливо выбрасывает в атмосферу летучие углеводороды, способствуя образованию смога. Наличие каталитического нейтрализатора в выхлопной системе автомобиля заставляет эти материалы вступать в реакцию и превращаться в менее вредные продукты.
Катализаторы
Иногда в химическую реакцию может быть добавлено вещество, и скорость этой реакции резко возрастет. Перекись водорода используется в качестве дезинфицирующего средства для удаления царапин и порезов и содержится во многих аптеках в виде 3% -ного водного раствора. Перекись водорода естественным образом разлагается с образованием воды и кислорода, но реакция идет очень медленно. Бутылки с перекисью водорода хватит на несколько лет, прежде чем ее нужно будет заменить. Однако добавление небольшого количества оксида марганца (IV) к перекиси водорода приведет к ее полному разложению всего за несколько минут.Катализатор представляет собой вещество, которое увеличивает скорость химической реакции за счет снижения энергии активации без использования в реакции. После того, как реакция происходит, катализатор возвращается в исходное состояние, и катализаторы можно использовать снова и снова. Поскольку он не является ни реагентом, ни продуктом, катализатор показан в химическом уравнении над стрелкой выхода.
Катализатор работает, изменяя конкретный способ протекания реакции, называемый ее механизмом.Важным результатом использования катализатора является снижение общей энергии активации реакции (см. рисунок ниже). При более низком энергетическом барьере активации больший процент молекул реагентов может иметь эффективные столкновения, и скорость реакции увеличивается.
Рис. 1. Добавление катализатора в реакцию снижает энергию активации, увеличивая скорость реакции. Энергия активации некаталитической реакции обозначена Ea, тогда как каталитическая реакция обозначена Ea ’.Теплота реакции (ΔH) не изменяется в присутствии катализатора. Изображение из фонда CK-12 — Кристофер Ауён.
Катализаторы — чрезвычайно важные части многих химических реакций. Ферменты в вашем теле действуют как природные катализаторы, позволяя важным биохимическим реакциям протекать с разумной скоростью. Химические компании постоянно ищут новые и лучшие катализаторы, чтобы ускорить реакцию и, таким образом, сделать компанию более прибыльной.
Сводка
- Описана функция катализатора.
Практика
Посмотрите видео по ссылке ниже и ответьте на следующие вопросы:
- Какая краска используется для синих джинсов?
- Что ферменты делают для синих джинсов?
- Перечислите три проблемы, которые существуют для некаталитических реакций.