Для чего нужен катализатор в выхлопной системе автомобиля: Для чего нужен катализатор в автомобиле — Лайфхак

Для чего нужен катализатор выхлопных газов

В настоящее время в мире насчитывается более полумиллиарда легковых автомобилей и где-то около 200 миллионов грузовиков. Такое огромное количество авто своими выбросами очень сильно влияют экологию во всем мире. Поэтому не удивительно, что крупнейшие автопроизводители еще в середине 20-го века задумались об этой проблеме и начали предпринимать активные действия по снижению вредных выбросов.
Технологическим прорывом в этой области можно считать появление каталитических нейтрализаторов. И хотя кое-какие наработки появилась еще в середине 50-х годов XX века, однако массовое распространение данная технология получила только в конце 70-х. Первоначально каталитический нейтрализатор был малоэффективным, а его стоимость была сравнима со стоимостью нового автомобиля. Со временем исходная конструкция катализатора была доработана, а большинство его недостатков было устранено. Это и позволило внедрить столь важное изобретение в выхлопную систему каждого вновь выпускаемого автомобиля.
В идеальных условиях двигатель должен эффективно сжигать все топливо, подаваемое в камеры сгорания. В таких идеальных условиях выхлоп будет состоять лишь из углекислого газа и водяного пара. К сожалению, даже современные моторы не идеальны. Топливо в моторе сгорает не полностью, а это приводит к образованию летучих органических соединений и различных окислов углерода. Такие химические соединения являются вредными. Так, окись углерода является причиной возникновения, так называемого, «парникового эффекта», а летучие органические соединения ядовиты для человека, так как могут спровоцировать появление раковых опухолей. Именно катализатор позволяет многократно снизить концентрацию вредных веществ в составе выхлопных газов автомобиля.
На сегодняшний день большинство стран регламентируют содержание вредных веществ, которые могут содержаться в выхлопе, жесткими экологическими нормами EURO.

Теперь давайте подробнее разберемся с принципом работы катализатора выхлопных газов.
Некоторые люди считают, что катализатор является разновидностью фильтра. Это в корне неверно. Согласно теории катализатор — это вещество, которое способствует ускорению химреакции, оставаясь при этом полностью нейтральным.
На сегодняшний день можно выделить 2 основных типа каталитических нейтрализаторов: катализатор уменьшения и катализатор окисления.
Оба варианта этих катализаторов состоят из керамической основы, выполненной в виде сот. Эти соты покрыты слоем металла, который и обладает каталитическими свойствами (платина, родий, палладий и т. д.). При этом форма керамической основы в форме сот выбрана не случайна. Именно такая форма позволяет обеспечить максимальную площадь контакта при прохождении выхлопа через катализатор. Керамическая основа с катализатором образуют, так называемый, блок-носитель, который устанавливается в стальной корпус. Из-за того, что каталитические реакции проходят при высоких температурах, то между блоком-носителем и металлическим корпусом устанавливается специальная термостойкая прокладка, которая значительно повышает КПД каталитического нейтрализатора.
Основная масса современных автомобилей оснащаются трехходовыми каталитическими нейтрализаторами. Данные катализаторы помогают уменьшить выбросы в три этапа:

• Первый этап – восстановительный. Катализатор (платина или родий) помогает сократить выбросы NOx. На этом этапе катализатор, по сути, вырывает атом азота из сложной молекулы. В результате сложное азотное соединение распадается на безвредные для человека кислород и азот.
• Второй этап – окислительный. На этом этапе уменьшается количество углеводородов, которые не сгорели в цилиндрах путем их окисления (сжигания) при помощи очень высоких температур и платинового или палладиевого катализатора.
• Третий этап можно охарактеризовать, как контрольно-управляющий. На этой стадии поток выхлопных газов непрерывно находится под контролем датчика кислорода. Он используют полученную информацию для управления системой впрыска топлива. Датчик кислорода, установленный перед каталитическим нейтрализатором, сообщает «электронным мозгам» автомобиля, какое количество кислорода находится в выхлопе в данный момент. По этим показателям блок управления сам подбирает оптимальное количество кислорода, регулируя соотношение воздуха и топлива.

В итоге можно сказать, что катализатор является одним из важнейших элементов выхлопной системы автомобиля. Именно он помогает добиться существенного снижения концентрации опасных соединений в составе выхлопных газов.

интересноеПохожие статьи

Для чего нужен катализатор в автомобиле

На сегодняшний день практически во всех автомобилях, сходящих с конвейера, есть один узел, который является причиной серьезных споров, как в среде экспертов, так и среди автолюбителей. Этим узлом является каталитический нейтрализатор или, как его сокращенно называют, катализатор. В этой статье мы постараемся разобраться необходим ли современному авто катализатор, и какую функцию он выполняет.
Для работы двигателя внутреннего сгорания необходимо топливо. В цилиндрах мотора топливо сгорает, а его остатки затем образуют различные газообразные химические соединения (выхлопные газы). Далее эти токсичные газы выбрасываются в окружающую среду. С ростом количества автомобилей на дорогах проблема выбросов выхлопных газов достигла критической отметки. Поэтому автопроизводителей обязали найти меры для уменьшения вредных выбросов. Одним из решений этой проблемы стал именно каталитический преобразователь, с помощью которого удалось многократно уменьшить уровень токсичности выхлопных газов, что позволило заметно улучшить экологическую ситуацию в мире.

Катализатор представляет из себя компактное устройство, которое устанавливается на выхлопную систему автомобиля для преобразования опасных газов, таких как углеводороды, окись углерода и оксиды азота, содержащиеся в выхлопе авто в почти безвредные соединения.
Катализатор обычно монтируется после выходной трубы двигателя, либо же он может быть закреплен непосредственно на фланце выпускного коллектора и выглядит как небольшая металлическая камера, которая собирает все газы, поступающие из выхлопной системы. Устройство катализатора состоит из специального несущего блока, металлического корпуса и теплоизоляционных материалов.
По определению «катализатор» — это вещество, ускоряющее химическую реакцию.
Именно внутри специального несущего блока находятся соты с покрытием из каталитического материала, благодаря которому и возникает каталитическая реакция. На сегодняшний день можно все катализаторы разделить на два типа:
Первый — это катализатор, который использует платину и иридий в сотах для сокращения выбросов NOx. Данный газ очень токсичен и вреден для человека, так как он разрушает слизистые оболочки человека.
Принцип работы катализатора: соты внутри несущего блока нагреваются (до 250 — 350 градусов Цельсия). При прохождении выхлопных газов через катализатор на основе платиново-иридиевого сплава все вредные примеси практически полностью выгорают. В следствии чего из выхлопной системы авто выпускается достаточно чистый по составу газ на основе кислорода и водорода.
Второй тип катализатора является катализатором окисления, в котором для осуществления каталитической реакции используется платина и палладий. Эти достаточно дорогие и редкие вещества необходимы для ускорения процесса окислительной реакции. Именно они помогают многократно ускорить горение углеводородов в корпусе катализатора.
Соты катализатора могут быть изготовлены, как из керамических материалов, так и из металлического сплава. У каждого материала есть и достоинства, и недостатки. Керамика отличный жаропрочный материал, который также не подвержен коррозии. При этом основным его недостатком можно считать – хрупкость. Поэтому не редки случаи, когда в процессе эксплуатации авто соты керамического катализатора просто рассыпаются даже от небольшого механического воздействия. Причиной разрушения катализатора может стать наезд на высокий бордюр, камень и т. д. даже на минимальной скорости.
Да, конечно катализаторы из металлического сплава гораздо крепче, но и их стоимость заметно выше, чем у керамических аналогов. Кроме того, соты катализатора из металлического сплава обладают худшими физико-техническими свойствами.

Рекомендации по эксплуатации катализатора

Если Вы желаете продлить срок службы своего авто и конкретно каталитического нейтрализатора, то Вы должны заправляться только качественным топливом. Топливо низкого качества зачастую содержит примеси, которые способны в короткие сроки уничтожить напыление сот.
Кроме того, Вы должны понимать, что в процессе работы катализатор сильно греется. Именно поэтому не рекомендуется оставлять работающее авто в местах, где находятся легковоспламеняющиеся вещества (сухая трава, промасленная ветошь, бумага и тому подобное).
Также не желательно интенсивно крутить стартер, особенно если не получается завести авто с первого раза. Стоит немного подождать и попробовать завести авто спустя некоторое время.
И последнее, не стоит пытаться запускать двигатель при помощи буксира. Так как это тоже негативно сказывается на сроки службы столь важного и дорогостоящего компонента автомобиля, как каталитический нейтрализатор.

интересноеПохожие статьи

Понимание пожароопасности автомобилей, оборудованных каталитическими нейтрализаторами – Техасская комиссия по качеству окружающей среды

Публикация Агентства по охране окружающей среды США «Обзор проблемы перегрева каталитических нейтрализаторов», март 1983 г.

• История
• Как каталитические нейтрализаторы нагреваются
• Меры предосторожности
• Пожары все еще могут случиться
• Что можно сделать в будущем
• Что вы можете сделать

История

Многие автомобили 1975 модельного года и позже оснащены каталитическими нейтрализаторами, которые служат основным средством снижения выбросов загрязняющих веществ в атмосферу этими автомобилями. Агентство по охране окружающей среды США (EPA) получило отчеты о проблемах с перегревом или пожароопасностью каталитических нейтрализаторов. Этот информационный бюллетень был подготовлен, чтобы эффективно отвечать на такие запросы.

Вернуться к началу

Как каталитические нейтрализаторы нагреваются

Катализаторы снижают выбросы за счет ускорения сгорания загрязняющих веществ, выходящих из двигателя. Выполняя эту работу, они разогреваются. Наружная температура металла преобразователей некоторых типов может достигать 800–1000 F в условиях чрезвычайно высокой нагрузки двигателя. Однако измерения, проведенные Лесной службой США, показали, что температура поверхности выхлопных систем автомобилей до 1975 года не менее высока при экстремальных нагрузках двигателя. Таким образом, с этим открытием температура поверхности каталитического нейтрализатора не представляет собой новую проблему для производителей и пользователей автомобилей, пока двигатель работает правильно.

Однако при частичном отказе системы зажигания, например пропуске воспламенения одной или нескольких свечей зажигания или неисправных проводах зажигания, температура поверхностей каталитического нейтрализатора и выхлопной системы после нейтрализатора может достигать 1200–1400 F. Это из-за ненормального количества несгоревшего топлива, подаваемого невоспламеняющимися цилиндрами. Кроме того, в горячем состоянии нейтрализатору потребуется больше времени для охлаждения, чем другим частям выхлопной системы, из-за его большей массы. Это указывает на необходимость внимательного отношения к техническому обслуживанию автомобиля и бдительности владельцев транспортных средств при любых признаках ненормальной работы двигателя.

Вернуться к началу

Меры предосторожности

Правила Агентства по охране окружающей среды требуют, чтобы любая система контроля выбросов, используемая производителями транспортных средств, «не должна в своей работе, функционировании или неисправности создавать небезопасные условия, подвергающие опасности автомобиль, его пассажиров или людей. или имущество, находящееся в непосредственной близости от автомобиля».

Производители транспортных средств осознают необходимость обеспечения защиты от возможных опасностей или дискомфорта, связанных с высокими температурами каталитического нейтрализатора, как для пассажиров, так и для компонентов автомобиля. Кроме того, защита также необходима для предотвращения возможных опасностей возгорания, связанных с вождением транспортных средств через высокую траву или другую растительность. Конкретные средства, используемые различными производителями для обеспечения защиты от высоких температур, различаются и включают такие подходы, как изоляция всего каталитического реактора, чтобы его внешние поверхности не были горячее, чем глушители, установка защитных металлических экранов между корпусом преобразователя и растительностью и использование более толстых ковровые покрытия внутри автомобиля, чтобы защитить пассажиров от воздействия высоких температур половиц. Кроме того, в некоторых автомобилях есть датчики температуры для деактивации каталитического реактора или предупреждения водителя об аномально высоких температурах, которые могут быть вызваны пропусками зажигания в свечах зажигания и т. д.

Вернуться к началу

Пожары все еще могут происходить

Агентство по охране окружающей среды получило сообщения о возгорании транспортных средств и растительности, в которых были задействованы катализаторы, как от владельцев транспортных средств, так и от Национальной администрации безопасности дорожного движения (NHTSA), организации, которая осуществляет мониторинг частота таких инцидентов с отдельными производителями. В некоторых случаях оказалось, что на катализатор и другое оборудование выхлопной системы был нанесен горючий грунтовочный материал. В большинстве случаев также сообщалось о плохой работе транспортных средств с признаками невоспламенения свечей зажигания или других дефектов системы зажигания. Если на какой-либо катализатор подается ненормальное количество несгоревшего топлива, что происходит, когда в двигателе происходят пропуски зажигания в одном или нескольких цилиндрах, катализатор попытается «выполнить свою работу», сжигая это топливо, а не просто выбрасывая его из выхлопной трубы. дело в старых машинах. Когда это происходит, температура поверхности контейнера с катализатором и выхлопной трубы может стать ненормально высокой, что может привести к обугливанию или возгоранию грунтовки, непреднамеренно нанесенной на катализатор или выхлопную систему, обугливанию напольных ковриков в автомобиле или воспламенению сухой растительности. если автомобиль эксплуатируется на бездорожье. Инструкции по обслуживанию автомобилей предостерегают от нанесения грунтовки на катализатор выхлопной системы.

Следует отметить, что пожары растительности, вызванные горячими автомобильными выхлопными системами, происходили до появления автомобилей, оборудованных катализаторами, и будут происходить в будущем. Лесная служба периодически проводит испытания автомобилей на пожароопасность с 1967 года из-за давней озабоченности этого агентства по поводу пожаров, вызванных транспортными средствами, в национальных лесных рекреационных зонах.

Вернуться к началу

Что можно сделать в будущем

Агентство по охране окружающей среды и Национальное управление безопасности дорожного движения (NHTSA) внимательно следит за частотой и типом таких инцидентов. НАБДД, на основании обзора, завершенного 19 декабря76 пришел к выводу, что «частота и характер инцидентов с каталитическим нейтрализатором не представляют необоснованного риска для здоровья или травм населения». Агентство по охране окружающей среды по-прежнему будет требовать, чтобы производители конструировали свои автомобили таким образом, чтобы при правильной эксплуатации и обслуживании они не представляли опасности ни для жизни, ни для имущества.

Вернуться к началу

Что вы можете сделать

Если вы регулярно обслуживаете свой автомобиль в соответствии с рекомендациями в руководстве по эксплуатации, у вас обычно не должно возникнуть проблем. Если вы заметили, что двигатель работает с перебоями, возможно, у вас неисправна свеча зажигания. Обязательно своевременно проверяйте это не только во избежание перегрева катализатора, но и для восстановления хорошей производительности и экономии топлива.

Никогда не паркуйте автомобиль с катализатором или любой другой автомобиль на куче сухих листьев или другой сухой растительности. Обычная осторожность при использовании автомобиля — это все, что нужно, чтобы избежать возгорания катализатора.

Вернуться к началу

Когда менять каталитический нейтрализатор?

Ни один автовладелец не захочет ездить на шумной и маломощной машине. Всякий раз, когда каталитический нейтрализатор вашего автомобиля работает неэффективно, вам придется решать такие проблемы, как пропуски зажигания в двигателе и потеря мощности при ускорении.

Каталитический нейтрализатор в вашем автомобиле преобразует вредные выбросы в безвредный газ. Каталитический нейтрализатор обычно служит около 10 лет, поэтому его следует заменить. Вам также следует заменить преобразователь, если вы столкнулись с другими очевидными проблемами, такими как засорение или физические повреждения. Вы должны заменить каталитический нейтрализатор Если вы не отремонтируете или не замените каталитический нейтрализатор вашего автомобиля вовремя, вы рискуете полностью остановить двигатель. Команда Performance Muffler стремится обеспечить эффективную работу вашего автомобиля, ремонтируя или заменяя забитый каталитический нейтрализатор. Читайте дальше, чтобы узнать, когда пора заменить каталитический нейтрализатор.

Почему важен каталитический нейтрализатор?

Каталитический нейтрализатор (cat) — это компонент выхлопной системы вашего автомобиля, который предотвращает выброс вредных веществ в окружающую среду. Кошка преобразует вредные вещества, такие как токсичный угарный газ и углеводороды, в безопасные соединения, такие как двуокись углерода, оксиды азота и вода.

В идеале каталитический нейтрализатор обеспечивает бесперебойную работу автомобиля, сводя на нет вредные химические вещества в выхлопных газах. Вот почему важно заняться этим сразу же, как только вы обнаружите, что он выходит из строя.

Но когда вы знаете, что вам нужно заменить каталитический нейтрализатор?

Возможные проблемы с каталитическим нейтрализатором: почему он выходит из строя

Каталитические нейтрализаторы рассчитаны на длительный срок службы. Однако природа и время могут повлиять на эффективность преобразователя, особенно когда двигатель не работает должным образом. Например, отработавшие свечи зажигания и утечки охлаждающей жидкости (утечки выхлопных газов) могут привести к перегреву каталитического нейтрализатора.

В других случаях накопление сажи в выхлопных газах может мешать нормальной работе нейтрализатора. Если каталитический нейтрализатор не работает должным образом, рекомендуется отремонтировать или заменить его как можно скорее.

Обслуживание каталитического нейтрализатора: когда менять

Одной из причин, по которой в автомобилях устанавливаются каталитические нейтрализаторы, является уменьшение загрязнения воздуха. Хотя это само по себе является веской причиной для поддержания каталитического нейтрализатора в хорошем состоянии, есть и другие практические причины, чтобы исправить кошку вашего автомобиля всякий раз, когда у нее возникают проблемы. Например, если не исправить, преобразователь может перегреться и в конечном итоге привести к остановке двигателя.

Вот несколько случаев, когда вам необходимо заменить каталитический нейтрализатор:

• В случае кражи

Каталитический нейтрализатор необходим для снижения загрязнения окружающей среды и обеспечения бесперебойной работы двигателя вашего автомобиля. Если он отсутствует, значит, в воздух будут выделяться вредные химические вещества. Каталитические нейтрализаторы изготавливаются из небольшого количества палладия, родия и платины, которые являются ценными металлами среди торговцев металлоломом. В случае кражи вы должны как можно скорее заменить его, учитывая, что Закон США о чистом воздухе требует, чтобы все автомобили, произведенные после 19 лет,74 должны быть установлены каталитические нейтрализаторы.

• Пропуски зажигания двигателя

Работа вашего двигателя и автомобиля в целом зависит от полного сгорания топлива. Неисправный каталитический нейтрализатор приведет к неполному сгоранию в цилиндре. Этот сценарий влияет на эффективность двигателя и может затруднить запуск вашего автомобиля. Каждый раз, когда вы замечаете пропуски зажигания в двигателе, вам необходимо немедленно заменить каталитический нейтрализатор.

• Плохой запах из выхлопных газов

Когда каталитический нейтрализатор находится в хорошем состоянии, все химические вещества в выхлопной системе превращаются в безопасные соединения. Однако, если нейтрализатор не работает должным образом, вы почувствуете запах тухлых яиц или серы, исходящий из выхлопных газов. Это верный признак того, что ваш преобразователь следует заменить.

• Низкая производительность двигателя

Если производительность двигателя вашего автомобиля ухудшается, высока вероятность того, что преобразователь не работает должным образом. Когда преобразователь выходит из строя, это приводит к обратному давлению, которое ухудшает работу двигателя. Если вы не замените или не отремонтируете их преобразователь немедленно, это может повлиять на двигатель, заставив его заглохнуть.

Позвольте нам изменить вашу поездку

Правильно работающий каталитический нейтрализатор необходим не только для защиты окружающей среды, но и для производительности вашего автомобиля.