Какая нормальная температура катализатора автомобиля

Какая нормальная температура катализатора автомобиля

• Главная
• Об автосервисе
• Удаление катализатора

Удаление катализатора

Стоимость удаление от 3000 рублей !

Для чего был придуман катализатор

В любом современном автомобиле, который соответствует стандартам евро 3 и выше, установлен каталитический нейтрализатор (катализатор). В выхлопной системе может быть как один так и несколько катализаторов в зависимости от типа двигателя и экологического стандарта ( евро 3, 4, 5, 6 )

Их назначение — это снижение количества вредных выбросов в выхлопных газах для соответствия нормам токсичности или евро-стандартам, которые регулярно ужесточаются.

Катализатор дожигает несгоревшее топливо, снижает содержание вредных веществ в выхлопных газах. Таких как CО (окись углерода), CH (углеводороды) и NO, NO2 (оксиды азота). Они являются одними из компонентов смога. В данном случае катализатор выполняет роль фильтрующего элемента, задерживая часть вредных составляющих. Катализатор является частью выхлопной системы и устанавливается после выпускного коллектора.

Структура катализатора

Внутри корпуса расположена либо керамическая, либо металлическая сотовая конструкция, на которую нанесен тонкий слой платиноиридиевого сплава. Сотовая конструкция в катализаторе необходима, чтобы увеличить площадь контакта выхлопных газов с поверхностью на которой нанесен каталитический слой. В результате происходит химическая реакция окисления CO и CH, и на выходе получаем вполне безобидные CO2 и N2.

Чем катализатор плох для мотора

Даже в своем первоначальном (исправном) состоянии катализатор оказывает дополнительное сопротивление выхлопным газам, снижая максимальные возможности двигателя, оказывает на него дополнительную нагрузку, и даже несколько снижая ресурс. Однако «Нормы» экологии обязывают автопроизводителей «душить» моторы для соблюдения стандартов. Даже в официальном автоспорте часто принуждают к использованию этих удушающих средств. Конечно, исправный катализатор лишает Ваш автомобиль небольшой долей мощности и в обычном режиме при умеренной эксплуатации Вы этого не заметите. Речь идет порядка 3% потерь мощности. Насколько важна данная цифра, каждый решает сам. Здесь все делятся на две группы. Кто за экологию, кто за возвращение заслуженных сил.

Что же будет в ходе эксплуатации

На этом плохие новости не заканчиваются : срок службы катализатора весьма ограничен. В значительной степени усугубляет ситуацию низкокачественное топливо — достаточно одной «удачной заправки «, следствием которой может стать детонация, что может привести так же к повреждению или разрушению катализатора.

Так же частой причиной выхода из строя катализатора могут послужить нарушения в температурных режимах работы, например , резкий перепад температуры — заехали в лужу, когда катализатор был раскален. Здесь стоит отметить, что нормальная рабочая температура катализатора — это от 350 до 650 градусов (возможно и больше). Именно при такой температуре возможна регенерация фильтрующего элемента, то есть, сжигание накопившейся сажи.

Катализатор не может нормально функционировать

Существует два способа регенерации:

— пассивная регенерация, когда накопившаяся сажа сгорает от высокой рабочей температуры
— активная, когда система управления двигателем осуществляет подачу дополнительного топлива для принудительного прожига катализатора

Не трудно предположить, что в условиях большого современного мегаполиса при частых коротких поездках на непрогретом моторе , температура катализаторов недостаточна для корректной работы и катализатор попросту забивается намного быстрее и вместо фильтра он превращается в пробку для выхлопных газов.

Выхлопные газы не могут свободно пройти через поврежденный или забитый катализатор и, как следствие, создается обратное давление, которое приводит к повышенной температуре двигателя (или его перегреву) к большему расходу топлива, попаданию части топлива в систему смазки двигателя, потери динамических характеристик автомобиля, а в конечном итоге может привести к поломке двигателя и дорогостоящему ремонту.

Для контроля качества выхлопных газов автомобиля используются так называемые лямбда-зонды до катализатора и после.
Неисправные лямбда-зонды так же могут привести к нарушениям в работе двигателя и повреждению сначала катализатора, а потом и других систем.

Как же тогда быть?

К сожалению, катализаторы не подлежат ремонту, но есть несколько способов решения проблемы:

Первый — это установка нового катализатора, однако новый катализатор стоит дорого и , что обидно, на российском топливе работать долго не будет.

Второй — установка пламягасителя или приемной трубы.
Стоит в разы дешевле и срок его эксплуатации намного больше,
Выхлопные газы без сопротивления смогут выходить на улицу, что снизит температуру, увеличит мощность и продлит срок службы двигателя.

Но есть важный нюанс: если удалить катализатор на автомобиле с двумя лямбда-зондами, диагностический лямбда-зонд ( второй зонд ) начнёт давать команды блоку управления двигателя на обеднение топливо-воздушной смеси, потому что отработавшие газы попадают на него, не проходя через катализатор. Часто к нам приезжают авто, у которых катализаторы удалены неправильно, а именно, на сервисах после механического удаления катализатора лямбда-зонды отключают (обрезают провода).Тогда двигатель начинает работать по аварийной программе. При работе двигателя в этих режимах происходит потеря мощности, увеличивается расход топлива, увеличивается количество вредных выбросов. Все это приводит к выходу из строя свечей зажигания, клапанов, прогаранию резонатора и глушителя, и в конечном счете к поломке двигателя.

Что будет с расходом?

Расход в подавляющем большинстве случаев после удаления катализатора снижается!

Однако при этом важными являются следующие факторы:

• корректная настройка работы мотора после удаления катализатора (если эта обманка, то она должна быть качественной и правильно подключена, если новая программа управления, она так же должна быть написано специалистами имеющими опыт в данной области);
• степень износа катализатора (чем хуже было его состояние, тем выше падение расхода после его удаления).

У нас есть решение!

Наша компания предлагает различные варианты решения и данной проблемы после удаления катализатора:

1) Программный переход на Евро2 (блок управления двигателя перепрограммируется на стандарт «евро2», при котором второй зонд находится в «пассивном» режиме и не «ругается» на отсутствие катализатора.

2) Установка «обманки» второго зонда при котором автомобиль думает, что катализатор на месте и выхлопные газы соответствуют норме.

Любой из данных вариантов доступен среди услуг, предоставляемых нашим техническим центром на выбор владельца в зависимости от его предпочтений.

Мы оказываем полный спектр услуг по Выхлопным системам от удаления катализаторов до изготовления сложных «кастом» выхлопных систем под любые цели и задачи

Что такое катализатор и где используется?

Главная › Блог › Что такое катализатор и где используется?

Зачем нужен катализатор в автомобилях

Что такое катализатор (правильнее говорить каталитический нейтрализатор)? Это часть выхлопной системы, сквозь которую проходят выхлопные газы. Состоит из керамической основы, на которую нанесены драгоценные металлы.

При работе двигателя топливо сгорает не полностью. Несгоревшее топливо – это самая экологически вредная часть выхлопных газов. Именно для дожигания этих остатков используются катализаторы. Они делают выхлопные газы менее вредными.

Как работают катализаторы

Катализатор – это вставка в выхлопную систему автомобиля, которая расположена достаточно близко к двигателю. Когда она нагревается, внутри происходит химическая реакция и остатки топлива догорают (рис. 1).

После догорания выхлопные газы становятся относительно экологичными, так как после полного сгорания бензина, образуется сероводород и вода.

Эта вставка представляет собой керамическую сетчатую структуру. Состоит из множества мелких сот.

Катализатор имеет больший диаметр, чем выхлопной трубопровод для того, чтобы не снижать пропускную способность.

Откуда взялся «холодный старт»

Рабочая температура катализатора начинается примерно с 400-500°C. Такая температура необходима для эффективной работы. Именно для этого двигатели оснастили вторичной воздушной системой (рис. 2). При запуске холодного двигателя сначала повышаются обороты, и достаточное количество воздуха с богатой смесью поступает непосредственно перед катализатором (минуя двигатель), чтобы сгорание перешло из двигателя в выхлопную систему, и катализатор как можно быстрее прогрелся.

Именно этот процесс и называется «холодный старт». Чем быстрее катализатор прогреется, тем быстрее он начинает эффективно работать и тем меньше вреда экологии нанесет автомобиль.

Как катализатор выходит из строя

Чаще всего происходит разрушение катализатора, т.е сама керамическая структура нарушается, он начинает крошиться, появляются канавки или трещины. Катализатор может лопнуть и сместиться, бывают случаи запекания катализатора, когда внутри спекается комок, который не продувается и соответственно затрудняет проход выхлопным газам (рис. 3).

Естественным износом катализатора можно считать медленное прогорание керамики и покрытия сот. В отличии от разрушения, при таком износе упадёт эффективность работы, но не будет нарушения пропускной способности.

Почему катализатор выходит из строя

Катализатор может выйти из строя по нескольким причинам:

• перегрев;
• механическое повреждение;
• некачественное топливо.

Рассмотрим подробнее каждый пункт.

Катализатор может выйти из строя из-за перегрева, это происходит из-за неравномерного нагревания и, как следствие, он может треснуть.

В качестве примера – Audi RS5 первого поколения с двигателем 4.2 FSI (450 л.с.) и Audi S5 первого поколения рестайлинг с двигателем 3.0TFSI (333 л.с.). В этих автомобилях встречался перегрев левого катализатора, из-за чего он часто разрушался и полностью разлетался по выхлопной системе.

Механические повреждения встречаются достаточно редко. Это случается при наезде выхлопной системной на препятствие или неровность. Выхлопная система может погнуться, а катализатор совсем не пластичен.

Некачественное топливо также может привести к разрушению катализатора. Процесс сгорания может перейти в выхлопную систему и привести к перегреву или запеканию каталитического нейтрализатора. Либо выхлопные газы по своему составу будут такими, что приведут к разрушению, забиванию или оплавлению катализатора.

Чем опасен катализатор для двигателя

При постепенном разрушении катализатора появляется керамическая пыль. Эту керамическую пыль двигатель может затянуть в цилиндры. В процессе набора оборотов под полным газом при отпускании педали газа происходит торможение двигателем. В этот момент выхлопные газы поступают обратно в цилиндры и, таким образом, поднявшаяся пыль может попасть внутрь – в пару трения цилиндра и поршневых колец. Тогда образуются задиры, а после снизится и компрессия (прочитайте нашу статью про задиры — https://mintco.ru/scratches/). Из-за отсутствия сжатия перестанут работать повреждённые цилиндры.

Почему автомобили без катализатора имеют специфический запах

Если сравнить старый автомобиль, сделанный до появления катализатора и современный, но с удаленным катализатором, то последний будет иметь довольно специфический запах. Запах выхлопа будет режущий, от него могут начать слезиться глаза, и даже заболеть голова.

При этом выхлопные газы старого автомобиля будут не такие едкие. Казалось бы, должно же быть наоборот, мы не стоим на месте, двигаемся вперед, и технологии должны были позволить этого избежать, но нет – двигатели современных автомобилей настроены таким образом, чтобы на холостых оборотах смесь была обогащенная. Это позволяет поддерживать рабочую температуру катализатора. Если смесь не будет обогащенная, то катализатор начнет остывать и урон для экологии будет больше. После удаления катализаторов необходимо правильно изменить прошивку блока управления двигателем. Это сделать реально, но мало кто умеет делать это правильно.

Какие есть методы диагностики катализатора

Существует несколько методов диагностики катализатора, ниже рассмотрим каждый из них.

1. Все современные автомобили оснащены лампой «check engine». В случае неисправности катализатора эта лампочка загорается всегда. Данная неисправность считается одной из самых серьезных поломок, при которой нельзя продолжать движение даже до места ремонта.

2. Если звук выхлопа стал громче и появился характерный звон – это потенциально говорит о неисправности катализатора. Так как вставка катализатора расширена относительно диаметра выхлопной системы, вылет керамической вставки образует пустое металлическое расширение. Появляются резонансные волны, увеличивающие громкость выхлопа и добавляющие звон.

3. Следующий метод диагностики — проверка эндоскопом. Выкручивают лямбда зонды и сквозь технологические отверстия смотрят катализатор с двух сторон. Таким образом можно определить разрушения. Данный метод не защищает от случаев, когда внутри катализатора произошло спекание!

4. Компьютерная диагностика. На некоторых автомобилях (VAG группа), можно запустить процесс теста катализатора, который позволит поставить двигатель в подходящий режим работы, нагреет катализатор и, после этого, изменяя пропорцию топливовоздушной смеси, будет следить за составом выхлопных газов. На основании полученных данных блок управления делает вывод об эффективности работы катализатора.

Данный метод позволяет выявить проблемы даже если ошибки стерли недавно и ошибок по катализатору нет. У BMW, в свою очередь, есть система слежения за качеством топлива и за выхлопом.

5. Самый правильный и самый трудоёмкий метод проверки катализатора — это снять выхлоп и посмотреть катализатор на его просвет (рис 4). При такой проверке можно увидеть как торцы, так и просвет. Просвет будет говорить о состоянии центральной части.

Как проверить катализатор при подборе автомобиля или выездной диагностике

При подборе автомобиля, при выездной проверке всё сильно зависит от навыков эксперта при проведении компьютерной диагностики. Именно при помощи правильной компьютерной диагностики и, имея опыт осмотров, можно предвидеть проблемы с катализатором.

Вообще, нужно на месте выполнить все возможные проверки, кроме тех, что требуют снятия катализатора или выкручивания лямбда-зондов.

Если модель автомобиля попадает в зону риска, то мы рекомендуем проводить дополнительные проверки в сервисных условиях. Но далеко не каждый сервис правильно понимает, что такое эндоскопия катализатора, поэтому рекомендуется обратиться к профессионалам (список рекомендуемых автосервисов – https://mintco.ru/garages/).

На каких моделях катализатор разрушается быстрее

Преждевременным проблемам с катализаторами подвержены следующие модели:

Audi S4/S5/RS4/RS5 с двигателями 3.0TFSI и 4.2FSI;

BMW 3/5 с двигателями B48 (F30/F10 рестайлинговые);

Porsche с двигателями 4.8/4.8 turbo (cayenne, Panamera);

Volkswagen Teramont 3.6;

KIA/Hyundai с двигателями 1.6, 2.0 (все модели);

Nissan X-trail с двигателями 2.5 (T31);

Как продлить катализатору жизнь

В первую очередь необходимо заправляться качественным топливом и не снижать октановое число. Если на лючке бака написано 98 – значит необходимо заливать 98. Заливать топливо с меньшим октановым числом (или существенно меньшим) не желательно – это может повредить катализатор мгновенно.

Дополнительно катализатору поможет сохранить жизнь езда без полной нагрузки и без достижения максимальных скоростей. При езде на максимальной скорости нагрузка на двигатель очень высока и температура катализатора так же высока.

Температура выхлопных газов настолько высока, что её можно увидеть – выхлопная система вся краснеет, а соответственно и перегревается и катализатор. Поэтому снижение скорости позволит сохранить ему жизнь.

Надо следить за расходом масла. Расход масла может нанести сильный урон катализатору, так как выхлоп будет неправильный по составу. При сгорании масла выделяется образуется больше нагара, выхлопные газы «грязнее», и забивают катализатор.

Польза катализатора

Мировой автопарк всё расширяется и расширяется. Причём, электромобилей производят несравнимо меньше, чем автомобилей с обычными ДВС. В странах, где автопарк молодой и правительство жёстко контролирует техническое состояние каждого автомобиля, дышится намного легче, чем в Москве. Даже в мегаполисах.

Сейчас много рекламы об удалении катализаторов с доплатой. Но прежде, чем соглашаться, подумайте об экологии – жить в загазованном городе и дышать этим, вредно для здоровья.

Заключение

В данной статье мы рассмотрели:

Общая информация о катализаторах

Катализатор — это элемент выхлопной системы. Он выполняет две задачи:

1. Окисление выхлопных газов с целью снижения содержания вредных для экологии примесей
2. Создание противодавления в выхлопной системе

Устройство катализатора и его разновидности

Существуют три вида катализаторов, разделяющихся по принципу работы:

• Фильтрующий (катализатор дожигания)
• Химический
• Магнитно-стрикционный (МСК)

В данной статье мы рассмотрим самый известный и популярный вид катализатора — катализатор дожигания.

Катализатор дожигания, в свою очередь, делится на два типа:

Внутренняя структура катализатора представляет собой соты, выполненные из керамики или металла. По функциональности они идентичны, но катализатор из металла более надежен, тогда как керамические соты довольно хрупки. Стоит металлический катализатор дороже керамического.

На соты наносится тонкий слой платино-иридиевого сплава, который и обеспечивает окисление выхлопных газов. Платина и иридий – дорогие металлы, отсюда такая высокая стоимость катализатора.

Сам катализатор помещается в корпус из нержавеющей стали.

Принцип работы катализатора

Выхлопные газы представляют собой смесь NO (оксид азота), CH (углеводород), CO (оксид углерода – угарный газ). Эти газы опасны как для окружающей среды, так и для самого человека. Смог, который еще недавно был визитной карточкой больших городов, образуется из-за взаимодействия этих и некоторых других соединений, в результате получается вредная для человека дымовая завеса.

Принцип работы катализатора основан на том, чтобы эти элементы до-окислять путем каталитической реакции между элементами газов и сплава катализатора, в результате на выходе получаются либо более низкие концентрации вредных веществ, либо чистые кислород и углекислый газ.

Реакция происходит из-за высокой температуры выхлопных газов (выше 300 градусов). Чем выше температура, тем быстрее протекает реакция. Температура выхлопных газов во многом зависит от заправляемого топлива. Топливо низкого качества может выдавать очень большую температуру отработанных газов, что уменьшает срок службы катализатора.

Стандарты

Экологическая политика привела к появлению норм содержания вредных веществ в выхлопных газах. В зависимости от конкретного стандарта, топливо и катализаторы разделяются по своему качеству (соответствию стандартам).

На данный момент существует 6 стандартов, принятых в Евросоюзе – Евро-1, Евро-2, Евро-3, Евро-4, Евро-5, Евро-6. Евро-6 ввели в 2013 году, тогда как в России максимальным стандартом на данный момент является Евро-5.

Сейчас в России введен закон на запрет эксплуатации транспортных средств со стандартом ниже Евро-3.

оксид углерода (CO) — не более 2,3г/км (грамм на километр пути)
углеводороды (СН) — не более 0,2 г/км
оксиды азота (NO) — не более 0,15 г/км

Выхлопная система

На современных машинах обычно ставится минимум два катализатора, один из которых ставится прямо на выпускной коллектор (катколлектор).

Для нормальной работы катализатора нужно обеспечить постоянное оптимальное соотношение воздуха и топлива в рабочей смеси, поступающей в камеру сгорания.

Этот параметр (количество кислорода) измеряется датчиком лямбда-зонд, который подает сигнал в блок управления, а тот, в свою очередь, соответствующим образом регулирует подачу топлива в двигатель.

После первого катализатора стоит второй лямбда-зонд, который регистрирует изменение содержания кислорода в выхлопе. Если разницы нет или она ниже допустимого значения, подается сигнал о неисправности катализатора.

После второго лямбда-зонда ставится второй катализатор, который располагается примерно под ногами человека на переднем сидении.

Если установлено 4 катализатора, то два других (нижних) располагаются на некотором отдалении от верхних катализаторов. Если из строя выходит один катализатор, то меняют как минимум два верхних, в противном случае возникает неправильное противодавление.

Из-за чего катализатор выходит из строя

Катализатор это фильтр, а фильтры со временем приходится менять.

Существует несколько причин неисправности катализатора.

1. Истек срок службы. В процесс работы катализатор забивается и превращается в пробку. В таком случае машина начинает «тупить», уменьшается мощность работы. Обычно катализатора хватает на 100-120 тысяч километров пробега. После этого катализатор необходимо менять.

2. Стерся платино-иридиевый слой катализатора. В принципе, забившийся катализатор возможно почистить, однако со временем каталитический сплав стирается и чистка становится абсолютно бесполезным занятием.

3. Керамический слой катализатора разрушился. Это либо вторая стадия после «забивки» катализатора, либо наличие чисто механических повреждений типа ударов. Такое чаще всего происходит у автомобилей, предназначенных для загородной езды. В этом случае частички керамики попадают в двигатель и нарушают его работу. Если это запустить, то можно дойти до капитального ремонта или замены двигателя. Если вы слышите странный треск и дребезжание под ногами, это может говорить в пользу разрушения катализатора.

4. Фильтрующая структура катализатора оплавилась. Это происходит, если температура выхлопных газов превышает допустимый порог. В норме катализаторы выдерживают температуру от 300 до 900 градусов. Причина заключается в некачественном топливе. Оплавленный катализатор так же превращается в пробку.

Как правило, при неисправном катализаторе вы увидите сигнал «Check Engine» или при сканировании – код ошибки P0420. Однако, для точного определения причин проблемы необходимо провести диагностику катализатора.

Что делать и кто виноват

Кто или что несет вину за сломанный катализатор – мы уже узнали выше. Возникает вопрос – что делать дальше?

В первую очередь, необходимо провести диагностику выхлопной системы. Если катализатор вышел из строя, вам предложат его заменить на новый. Вышедший из строя катализатор ремонту не подлежит.

Есть и другой вариант, более дешевый – вы убираете катализатор и ставите на его место пламегаситель. Пламегаситель не фильтрует выхлоп, но зато выполняет вторую функцию катализатора – разбивает поток газов, снижая, тем самым, нагрузку на резонатор. Ставить прямую трубу не рекомендуется — либо катализатор, либо пламегаситель.

Если вы решили поставить пламегаситель, то второй лямбда-зонд будет постоянно подавать сигнал ошибки, что довольно сильно раздражает. Но есть способ его обмануть. Здесь либо вам ставят механический контроллер лямбда-зонда, либо программный.

Механический контроллер представляет собой втулку. Втулка вставляется в выхлопную трубу, а лямбда-зонд уже в нее. В таком случае зонд находится на расстоянии от основного потока выхлопных газов и регистрирует норму.

Программный контролер надежнее. Он подает сигнал на бортовой компьютер, соответствующий нормальной работе катализатора.

Штатный или универсальный?

Это второй выбор, с которым вы сталкиваетесь при замене катализатора. Со штатным или оригинальным катализатором все понятно – его продает ваш дилер. Обычно дилер продает катализатор вместе с коллектором, что еще больше увеличивает цену.

Универсальный катализатор намного дешевле, что является очевидным плюсом, т.к. на катализаторы не дают гарантии. Функциональность такая же, как и у штатного, только штатный предназначен специально для марки вашей машины, а универсальный катализатор необходимо подбирать. Здесь большое значение уделяется сервису, который производит замену катализатора.

Кроме того, некоторые автосервисы, например наш автосервис «Глушак», предоставляют гарантию.

Катализатор подробно

Тре­бо­ва­ния по ог­ра­ни­че­нию то­к­сич­но­сти от­ра­бо­тав­ших га­зов дви­га­те­лей вну­т­рен­не­го сго­ра­ния по­я­ви­лись в 70-х го­дах про­шло­го сто­ле­тия в США и Япо­нии, а за­тем и в дру­гих стра­нах. В свя­зи с уве­ли­че­ни­ем ко­ли­че­ст­ва ав­то­мо­би­лей и их от­ри­ца­тель­ным воз­дей­ст­ви­ем на ок­ру­жа­ю­щую сре­ду эти тре­бо­ва­ния по­сто­ян­но уже­сто­ча­ют­ся. На про­тя­же­нии трех де­ся­ти­ле­тий ве­дет­ся ра­бо­та, на­пра­в­лен­ная на ре­ше­ние этой про­б­ле­мы. Все из­вест­ные спо­со­бы сни­зить ко­ли­че­ст­во вред­ных вы­бро­сов за счет ре­гу­ли­ро­вок или из­ме­не­ния кон­ст­рук­ции дви­га­те­ля не да­ли ожи­да­е­мо­го эф­фе­к­та. Кро­ме то­го, их ис­поль­зо­ва­ние при­во­дит к уве­ли­че­нию рас­хо­да то­п­ли­ва и су­ще­ст­вен­но­му сни­же­нию мощ­но­сти.
Не­пол­но­та сго­ра­ния в порш­не­вых бен­зи­но­вых дви­га­те­лях не по­з­во­ля­ет умень­шить ко­ли­че­ст­во ок­си­да уг­ле­ро­да, уг­ле­во­до­ро­дов и оки­слов азо­та в от­ра­бо­тав­ших га­зах до тре­бу­е­мо­го уров­ня 1 .
Нейт­ра­ли­за­ция то­к­сич­ных ком­по­нен­тов от­ра­бо­тав­ших га­зов с ис­поль­зо­ва­ни­ем хи­ми­че­ских ре­ак­ций окис­ле­ния и (или) вос­ста­но­в­ле­ния яв­ля­ет­ся наи­бо­лее эф­фе­к­тив­ным спо­со­бом сни­же­ния то­к­сич­но­сти вы­хло­па при со­в­ре­мен­ном уров­не раз­ви­тия тех­ни­ки. С этой це­лью в вы­пу­ск­ную си­с­те­му дви­га­те­ля ус­та­на­в­ли­ва­ют спе­ци­аль­ный тер­ми­че­ский ре­а­к­тор (ней­т­ра­ли­за­тор).
В от­сут­ст­вие ка­та­ли­за­то­ров пол­ное пре­об­ра­зо­ва­ние ок­си­да уг­ле­ро­да и не­сго­рев­ших уг­ле­во­до­ро­дов про­ис­хо­дит в ди­а­па­зо­не тем­пе­ра­тур от 700 до 850°С при ус­ло­вии из­быт­ка ки­с­ло­ро­да. Нейт­ра­ли­зо­вать окис­лы азо­та при этом не­воз­мож­но, так как обя­за­тель­ным ус­ло­ви­ем их вос­ста­но­в­ле­ния яв­ля­ет­ся не­до­с­та­ток сво­бод­но­го ки­с­ло­ро­да.
В при­сут­ст­вии ка­та­ли­за­то­ров — ве­ществ, ак­ти­ви­зи­ру­ю­щих хи­ми­че­ские ре­ак­ции, тем­пе­ра­ту­ра ней­т­ра­ли­за­ции сни­жа­ет­ся и обес­пе­чи­ва­ет­ся воз­мож­ность пре­об­ра­зо­ва­ния всех то­к­сич­ных ком­по­нен­тов.
Ка­та­ли­ти­че­ские ней­т­ра­ли­за­то­ры ос­но­ва­ны на ис­поль­зо­ва­нии “бла­го­род­ных” ме­тал­лов, что свя­за­но с вы­со­кой хи­ми­че­ской аг­рес­сив­но­стью от­ра­бо­тав­ших га­зов. При­ме­не­ние со­от­вет­ст­ву­ю­щих ка­та­ли­за­то­ров обес­пе­чи­ва­ет воз­мож­ность од­но­вре­мен­но окис­лять ок­сид уг­ле­ро­да и уг­ле­во­до­ро­ды, а так­же вос­ста­на­в­ли­вать окис­лы азо­та. Та­кие ней­т­ра­ли­за­то­ры до­с­та­точ­но дол­го­веч­ны, их при­ме­не­ние не при­во­дит к су­ще­ст­вен­но­му уве­ли­че­нию рас­хо­да то­п­ли­ва и сни­же­нию мощ­но­сти дви­га­те­ля. При оп­ти­маль­ном уп­ра­в­ле­нии про­цес­сом сго­ра­ния и ре­цир­ку­ля­ци­ей от­ра­бо­тав­ших га­зов мо­гут быть вы­пол­не­ны са­мые же­ст­кие эко­ло­ги­че­ские тре­бо­ва­ния, предъ­я­в­ля­е­мые к ав­то­мо­би­лям.

Ус­т­рой­ст­во ней­т­ра­ли­за­то­ра

В штам­по­ван­ном кор­пу­се, из­го­то­в­лен­ном из не­ржа­ве­ю­щей ста­ли, рас­по­ло­жен ка­та­ли­ти­че­ский но­си­тель и эла­стич­ная тер­мо­изо­ля­ци­он­ная про­клад­ка (рис.1).
Устройство автомобильного нейтрализатора выхлопных газов:
1 — штампованный корпус из нержавеющей стали;
2 — каталитический носитель;
3 — эластичная термоизоляционная прокладка. а — керамический носитель; б — металлический носитель из гофрированной фольги.

Ке­ра­ми­че­ский но­си­тель (рис. “а”) про­ни­зан про­доль­ны­ми по­ра­ми-со­та­ми, на по­верх­ность ко­то­рых на­не­сен ак­тив­ный ка­та­ли­ти­че­ский слой. По­ры об­ра­зу­ют мно­же­ст­во тон­ких ка­на­лов для про­пу­с­ка от­ра­бо­тав­ших га­зов. Бла­го­да­ря спе­ци­аль­ной под­лож­ке тол­щи­ной 20—60 ми­к­рон с раз­ви­тым ми­к­ро­рель­е­фом об­щая пло­щадь по­верх­но­сти это­го слоя мо­жет до­хо­дить до 20000 м2. Мас­са ка­та­ли­за­то­ров, на­не­сен­ных на эту ог­ром­ную пло­щадь, со­ста­в­ля­ет все­го 2—3 грам­ма.
Для умень­ше­ния га­ба­ри­тов ке­ра­ми­че­ской де­та­ли и сни­же­ния тер­ми­че­ских на­пря­же­ний в ней но­си­тель из та­ко­го ма­те­ри­а­ла ча­с­то из­го­та­в­ли­ва­ет­ся со­став­ным.
Ме­тал­ли­че­ский но­си­тель (рис. “б”) пред­ста­в­ля­ет со­бой тон­чай­шие со­ты, из­го­то­в­лен­ные из гоф­ри­ро­ван­ной фоль­ги. Это по­з­во­ля­ет уве­ли­чить пло­щадь ра­бо­чей по­верх­но­сти по срав­не­нию с ке­ра­ми­че­ским но­си­те­лем, сни­зить со­про­ти­в­ле­ние дви­же­нию га­зов и ус­ко­рить ра­зо­грев бло­ка до ра­бо­чей тем­пе­ра­ту­ры.

Эла­стич­ная тер­мо­изо­ля­ци­он­ная про­клад­ка слу­жит для ком­пен­са­ции раз­ли­чия тер­ми­че­ско­го рас­ши­ре­ния кор­пу­са и но­си­те­ля. Она так­же пред­на­зна­че­на для за­щи­ты от ви­б­ра­ции, уда­ров, дру­гих ме­ха­ни­че­ских воз­дей­ст­вий и мо­жет из­го­та­в­ли­вать­ся:
— в ви­де про­во­лоч­ной сет­ки из не­ржа­ве­ю­щей тер­мо­стой­кой ста­ли;
— как по­душ­ка из во­ло­кон си­ли­ка­та алю­ми­ния с до­бав­кой слю­ды.

Нейт­ра­ли­за­то­ры для бен­зи­но­вых дви­га­те­лей

Окис­ли­тель­ные ка­та­ли­ти­че­ские ней­т­ра­ли­за­то­ры до­жи­га­ют в при­сут­ст­вии пла­ти­ны и из­быт­ке ки­с­ло­ро­да ок­сид уг­ле­ро­да и уг­ле­во­до­ро­ды.
Не­до­ста­ток за­клю­ча­ет­ся в том, что в этих ус­ло­ви­ях не­воз­мож­но ней­т­ра­ли­зо­вать окис­лы азо­та.

Двух­сту­пен­ча­тые ней­т­ра­ли­за­то­ры при­ме­ня­ют для пре­об­ра­зо­ва­ния всех трех то­к­сич­ных ком­по­нен­тов. Они со­сто­ят из двух ча­с­тей, ус­та­но­в­лен­ных по­с­ле­до­ва­тель­но. Пер­вая сту­пень вос­ста­на­в­ли­ва­ет окис­лы азо­та при де­фи­ци­те ки­с­ло­ро­да, а вто­рая окис­ля­ет ок­сид уг­ле­ро­да и уг­ле­во­до­ро­ды при при­ну­ди­тель­ной по­да­че в нее воз­ду­ха.
Двух­сек­ци­он­ные ней­т­ра­ли­за­то­ры име­ют от­но­си­тель­но слож­ную кон­ст­рук­цию. Ис­поль­зо­ва­ние сме­сей с из­быт­ком то­п­ли­ва, что не­об­хо­ди­мо для вос­ста­но­в­ле­ния оки­слов азо­та, при­во­дит к по­вы­шен­но­му рас­хо­ду то­п­ли­ва.

Трех­ком­по­нент­ные ней­т­ра­ли­за­то­ры спо­соб­ны од­но­вре­мен­но под­дер­жи­вать ре­ак­ции окис­ле­ния и вос­ста­но­в­ле­ния то­к­сич­ных ком­по­нен­тов, со­дер­жа­щих­ся в вы­хлоп­ных га­зах. В ка­че­ст­ве ка­та­ли­за­то­ров для пре­об­ра­зо­ва­ния оки­слов азо­та в азот при­ме­ня­ют пла­ти­ну и ро­дий. Для сни­же­ния тем­пе­ра­ту­ры до­жи­га­ния ок­си­да уг­ле­ро­да и уг­ле­во­до­ро­дов, кро­ме пла­ти­ны, ино­гда ис­поль­зу­ют ру­те­ний. Ре­ак­ции ней­т­ра­ли­за­ции в при­сут­ст­вии ка­та­ли­за­то­ров на­чи­на­ют­ся при тем­пе­ра­ту­ре 250°С. Пре­об­ра­зо­ва­ние наи­бо­лее эф­фе­к­тив­но в ди­а­па­зо­не тем­пе­ра­тур от 400 до 800°С.
Для обес­пе­че­ния ра­бо­ты трех­ком­по­нент­но­го ней­т­ра­ли­за­то­ра не­об­хо­дим сте­хио­мет­ри­че­ский со­став то­п­ли­во-воз­душ­ной сме­си. При этом на 1кг то­п­ли­ва долж­но по­да­вать­ся 14,7—14,9кг воз­ду­ха, что обес­пе­чи­ва­ет наи­бо­лее пол­ное сго­ра­ние.
Си­с­те­ма по­да­чи то­п­ли­ва с элек­трон­ным бло­ком уп­ра­в­ле­ния обес­пе­чи­ва­ет сте­хио­мет­ри­че­ский со­став го­рю­чей сме­си на всех ре­жи­мах ра­бо­ты дви­га­те­ля. Уп­ра­в­ле­ние осу­ще­ст­в­ля­ет­ся с ис­поль­зо­ва­ни­ем сиг­на­ла, ге­не­ри­ру­е­мо­го спе­ци­аль­ным дат­чи­ком ки­с­ло­ро­да (рис.5), ус­та­но­в­лен­ным в си­с­те­ме вы­пу­с­ка.

Лямбда-Зонд (Дат­чик ки­с­ло­ро­да) вы­да­ет элек­т­ри­че­ский им­пульс в за­ви­си­мо­сти от на­ли­чия или от­сут­ст­вия ки­с­ло­ро­да в от­ра­бо­тав­ших га­зах. Ес­ли ки­с­ло­род по­я­вил­ся, смесь со­дер­жит из­бы­ток воз­ду­ха (обед­не­на), ес­ли ки­с­ло­род ис­чез, смесь со­дер­жит из­бы­ток то­п­ли­ва (обо­га­ще­на). По сиг­на­лу дат­чи­ка элек­трон­ная си­с­те­ма уп­ра­в­ле­ния дви­га­те­лем по­сто­ян­но под­дер­жи­ва­ет смесь сте­хио­мет­ри­че­ско­го со­ста­ва.

Нейт­ра­ли­за­то­ры для ди­зе­лей

Срав­ни­тель­но не­боль­шое со­дер­жа­ние вред­ных ком­по­нен­тов в от­ра­бо­тав­ших га­зах ди­зе­лей не тре­бо­ва­ло в про­шлом ус­та­нов­ки спе­ци­аль­ных уст­ройств. Од­на­ко уже­сто­че­ние норм то­к­сич­но­сти кос­ну­лось и их. По­я­ви­лись си­с­те­мы сни­же­ния то­к­сич­но­сти вы­хло­па, вклю­ча­ю­щие ре­цир­ку­ля­цию от­ра­бо­тав­ших га­зов, ка­та­ли­ти­че­ский ней­т­ра­ли­за­тор и спе­ци­аль­ный са­же­вый фильтр. Са­жа, со­дер­жа­ща­я­ся в вы­хло­пе, не­то­к­сич­на, но она ад­сор­би­ру­ет на по­верх­но­сти сво­их ча­с­тиц кан­це­ро­ген­ные по­ли­ци­к­ли­че­ские уг­ле­во­до­ро­ды, в том чис­ле бенз-а-пи­рен. Ка­та­ли­ти­че­ские ней­т­ра­ли­за­то­ры в этом слу­чае не тре­бу­ют по­да­чи до­пол­ни­тель­но­го воз­ду­ха, по­сколь­ку ди­зе­ли ра­бо­та­ют на очень бед­ных сме­сях и в вы­хлоп­ных га­зах все­гда при­сут­ст­ву­ет сво­бод­ный ки­с­ло­род. Кон­цен­т­ра­ция про­ду­к­тов не­пол­но­го сго­ра­ния в от­ра­бо­тав­ших га­зах зна­чи­тель­но ни­же, чем в бен­зи­но­вом дви­га­те­ле.
Са­же­вые фильт­ры из­го­та­в­ли­ва­ют в ви­де по­ри­с­то­го фильт­ру­ю­ще­го ма­те­ри­а­ла из кар­би­да крем­ния. Пе­ри­о­ди­че­ски фильт­ры очи­ща­ют от­ра­бо­тав­ши­ми га­за­ми, тем­пе­ра­ту­ру ко­то­рых для это­го по­вы­ша­ют пу­тем впры­ска то­п­ли­ва в ци­лин­д­ры с за­по­зда­ни­ем. Для сни­же­ния тем­пе­ра­ту­ры ре­ге­не­ра­ции при­ме­ня­ет­ся спе­ци­аль­ная при­сад­ка к то­п­ли­ву. Очи­ст­ка фильт­ра про­ис­хо­дит по ко­ман­де бло­ка уп­ра­в­ле­ния по­с­ле ка­ж­дых 400—500 км про­бе­га ав­то­мо­би­ля.

Ре­ко­мен­да­ции

Для обес­пе­че­ния эф­фе­к­тив­ной ра­бо­ты ней­т­ра­ли­за­то­ра не­об­хо­ди­мо ис­поль­зо­вать толь­ко ка­че­ст­вен­ное не­эти­ли­ро­ван­ное то­п­ли­во, так как со­дер­жа­щий­ся в бен­зи­не те­т­ра­этил­сви­нец (ТЭС) не­об­ра­ти­мо “от­ра­в­ля­ет” ка­та­ли­ти­че­скую по­верх­ность.
Во вре­мя и по­с­ле ра­бо­ты дви­га­те­ля кор­пус ней­т­ра­ли­за­то­ра име­ет до­с­та­точ­но вы­со­кую тем­пе­ра­ту­ру. В свя­зи с этим, во из­бе­жа­ние по­жа­ра, не сле­ду­ет пар­ко­вать ав­то­мо­биль над лег­ко вос­пла­ме­ня­ю­щи­ми­ся пред­ме­та­ми, на­при­мер су­хи­ми ли­сть­я­ми, тра­вой, бу­ма­гой и т.д.
Сле­ду­ет со­блю­дать ос­нов­ные пра­ви­ла, при­ве­ден­ные в ин­ст­рук­ции по экс­плу­а­та­ции ав­то­мо­би­лей. Они на­пра­в­ле­ны на пре­ду­пре­ж­де­ние си­ту­а­ции, ко­гда в ней­т­ра­ли­за­тор мо­жет по­пасть зна­чи­тель­ное ко­ли­че­ст­во не­сго­рев­ше­го то­п­ли­ва. В этом слу­чае воз­мож­ная вспыш­ка мо­жет при­ве­с­ти к его раз­ру­ше­нию. На­и­бо­лее об­щие ре­ко­мен­да­ции мож­но из­ло­жить сле­ду­ю­щим об­ра­зом:
· не сле­ду­ет бес­по­лез­но кру­тить дви­га­тель стар­те­ром дли­тель­ное вре­мя;
· в хо­лод­ное вре­мя го­да, ес­ли дви­га­тель не за­пу­с­тил­ся с пер­вой по­пыт­ки, не­об­хо­ди­мо из­бе­гать по­втор­ных вклю­че­ний стар­те­ра че­рез ко­рот­кие про­ме­жут­ки вре­ме­ни;
· нель­зя пу­с­кать дви­га­тель пу­тем бу­к­си­ров­ки;
· за­пре­ща­ет­ся про­ве­рять ра­бо­ту ци­лин­д­ров, от­клю­чая све­чи за­жи­га­ния.

1 Основным источником образования несгоревших остатков является гашение пламени в пристеночных зонах, в зазоре между поршнем и цилиндром, между поршневыми кольцами и канавками в поршне и т.д. Другая причина — неравномерность состава смеси по объему цилиндра, особенно у непрогретого двигателя и на переходных режимах.