Каталитический нейтрализатор. Каталитический нейтрализатор
Катализатор — Энциклопедия журнала "За рулем"
Двухслойный трехкомпонентный каталитический нейтрализатор отработавших газов:1 — датчик концентрации кислорода для замкнутого контура управления;2 — монолитный блок-носитель;3 — монтажный элемент в виде проволочной сетки;4 — двухоболочковая теплоизоляция нейтрализатора
Каталитический нейтрализатор устанавливается в выпускной системе для уменьшения содержания вредных веществ в отработавших газах. Нейтрализатор содержит один восстановительный (родий) и два окислительных (платина и палладий) катализатора. Окислительные катализаторы способствуют окислению несгоревших углеводородов (СН) в водяной пар, а окиси углерода (СО) в углекислый газ. Восстановительный катализатор восстанавливает вредные оксиды азота NОx в безвредный азот. Так как эти нейтрализаторы снижают в отработавших газах содержание трех вредных веществ, они называются трехкомпонентными.Работа автомобильного двигателя на этилированном бензине приводит к выходу из строя дорогостоящего каталитического нейтрализатора. Поэтому в большинстве стран использование этилированного бензина запрещено.Трехкомпонентный каталитический нейтрализатор работает наиболее эффективно, если в двигатель подается смесь стехиометрического состава, т. е. при соотношении воздуха и топлива как 14,7:1 или коэффициенте избытка воздуха, равном единице. Если воздуха в смеси слишком мало (т. е. мало кислорода), тогда СН и СО не полностью окислятся (сгорят) до безопасного побочного продукта. Если же воздуха слишком много, то не может быть обеспечено разложение NOx на кислород и азот. Поэтому появилось новое поколение двигателей, в которых состав смеси регулировался постоянно для получения точного соответствия коэффициента избытка воздуха α=1 с помощью датчика концентрации кислорода (лямбда-зонда), встраиваемого в выпускную систему.
Зависимость эффективности действия нейтрализатора от коэффициента избытка воздуха
Более подробно с каталитическим нейтрализатором можно ознакомиться здесь
wiki.zr.ru
Каталитический нейтрализатор - структура и типы. Каталитические нейтрализаторы окислительного и восстановительного типа
Каталитический нейтрализатор имеет внутри корпуса носитель, на поверхность которого наносится покрытие из каталитического материала. В качестве носителя применяется гранулированная или монолитная керамическая основа. Монолитная структура характеризуется следующими преимуществами: максимальным использованием каталитической поверхности, долговечностью, физической прочностью, низкой тепловой инерционностью.
Каталитический нейтрализатор
Активный каталитический слой состоит из тончайшего покрытия благородными металлами (Pt, Rh, Pd), чувствительными к содержанию свинца в топливе, при отложении которого активность каталитического слоя быстро падает. Поэтому двигатели с каталитическими нейтрализаторами должны эксплуатироваться исключительно на неэтилированном бензине. Степень эффективности нейтрализатора является функцией рабочей температуры. Нейтрализатор начинает работать при достижении температуры приблизительно 2500С. Рабочие температуры в диапазоне 400…8000С обеспечивают оптимальную нейтрализацию отработавших газов и большого срока службы нейтрализатора.
При размещении нейтрализатора отработавших газов непосредственно вблизи двигателя ускоряется его прогрев до рабочей температуры, что приводит к оптимальной эффективности нейтрализатора, но одновременно – к высоким тепловым нагрузкам. Так как максимальная допустимая температура находится в диапазоне 10000С, нейтрализаторы обычно устанавливаются под полом автомобиля. Нарушения в работе двигателя, например пропуски воспламенения, могут приводить к увеличению температуры нейтрализатора и его разрушению. Для устранения этого эффекта должны использоваться надежные и не требующие обслуживания системы зажигания.
Каталитические нейтрализаторы окислительного типа осуществляют окисление CO и CH за счет использования избыточного воздуха в обедненных смесях или подачи дополнительных порций воздуха.
Нейтрализаторы восстановительного типа, с другой стороны, могут работать при дефиците воздуха, т.е. обеспечивают снижение выбросов NOx без подачи воздуха.
Каталитические нейтрализаторы восстановительного и окислительного типа могут также комбинироваться для получения двухсекционных нейтрализаторов. В таком устройстве применяется подача дополнительного воздуха между двумя секциями, что позволяет осуществлять снижение не только NOx, но также CO и CH. Его недостатками являются конструктивная сложность и необходимость работы двигателя в условиях высокого расхода топлива (λ = 0,9).
Трехкомпонентный или селективный нейтрализатор с лямбда-зондом является наиболее эффективной системой очистки отработавших газов. Он обеспечивает требуемый уровень всех трех основных токсичных компонентов отработавших газов двигателя, работающего на стехиометрической смеси.
Системы контроля токсичности отработавших газов
В США, Европе и Японии только каталитическая очистка отработавших газов с использованием трехкомпонентных нейтрализаторов и системой с обратной связью обеспечивает удовлетворение существующим нормам по предельным концентрациям CO, NOx, и CH в отработавших газах.
Коэффициент избытка воздуха λ используется для определения пропорций воздуха и топлива в рабочей смеси и отношений между действительным и стехиометрическим составами смеси.
Система с обратной связью для λ = 1
Эта система обеспечивает снижение до минимума концентрации токсичных компонентов в отработавших газах. Двигатель должен работать в узком диапазоне значений λ = 1 ± 0,005 («окно» каталитического нейтрализатора). Такая точность достигается использованием системы с обратной связью по составу рабочей смеси с лямбда-зондом, установленным перед нейтрализатором. Второй аналогичный кислородный датчик располагается за нейтрализатором, что еще более увеличивает точность формирования состава смеси.
Система с обратной связью при λ > 1 (обедненная смесь)
Основным преимуществом такого контроля является снижение расхода топлива в результате сгорания обедненной смеси (качественное регулирование без дросселирования). Эффективность системы определяется использованием нейтрализаторов, которые могут снизить выбросы NOx во время сгорания обедненной смеси. Для двигателей с искровым зажиганием пределом обеднения смеси является λ ≈ 1,7. Превышение этого значения ведет к возникновению пропусков воспламенения, несмотря ни на какие конструктивные меры.
carspec.info
Особенности удаления катализатора
Катализатор – неотъемлемая часть выхлопной системы современного автомобиля. Рассматриваемый элемент системы выпуска отработанных газов, выполняет важную функцию снижения уровня примесей перед выходом сгоревшей топливной смеси в атмосферу. Данный результат достигается путём догорания остатков топливной смеси в катализаторе. Каталитический нейтрализатор получил широкое распространение в автомобилестроении относительно недавно. Поскольку нормы экологии к выпускаемым транспортным средствам постоянно ужесточались, сегодня в состав системы каждого автомобиля входит каталитический нейтрализатор.
В зависимости от производителя и марки транспортного средства, расположение катализатора в выхлопной системе и его конструкция могут различаться. Большинство современных машин имеет в своем составе катализатор с тремя фильтрующими элементами. Такая конструкция каталитического нейтрализатора позволяет максимально снизить уровень содержания трёх, наиболее токсичных веществ. Путём того, что выходящая смесь содержит в себе минимум остатков углерода, оксидов азота и углерода, современные продукты автомобилестроения стали наиболее точно отвечать требованиям экологии.
В составе оболочки катализатора находится специальная пористая структура, расположенная на металлической или керамической подложке. Пористая структура предназначена для увеличения контактной площади, взаимодействующей с выхлопными газами. Остатки азота и углерода, окисляются кислородом в результате взаимодействия с пористой поверхностью катализатора. В результате, смесь выходящая из выхлопной системы транспортного средства содержит в себе CO2, что отвечает требованиям экологии.Основные признаки, указывающие на неисправность катализатора системы отработавших газов:
- Более резкий запах отработавших газов.
- Замедленная реакция транспортного средства при наборе скорости.
- Также, одним из характерных симптомов неисправного катализатора является возобновление продуктивности двигателя только при холодной системе выпуска газов. Если при продолжительной эксплуатации транспортного средства ДВС утрачивает свою продуктивность, это также может свидетельствовать о поломке катализатора.
Наиболее уязвимым считается каталитический нейтрализатор, изготовленный из керамики. В случае если ваш автомобиль укомплектован керамическим элементом системы выхлопа, то стоит остерегаться даже малейших механических повреждений.
В ситуации, когда совокупность выхода отработавших газов снизила свою продуктивность из-за поломки нейтрализатора, существует несколько вариантов решения проблемы. Наиболее серьезные повреждения катализатора приводят к глобальным сбоям в работе двигательной системы.
Менее экономичным является способ замены повреждённого катализатора на исправный. Тем не менее нередко автолюбители принимают такое решение из-за его оперативности. Восстановить производительность двигателя путём демонтажа старого элемента и установки нового можно достаточно быстро при наличии соответствующих навыков и хорошего знания устройства вашего авто.
Второй способ заключается в демонтаже каталитического нейтрализатора и удалении его содержимого. В случае если выбить внутренние составляющие каталитического нейтрализатора, функция двигательной системы возобновится, но только на непродолжительный период времени. Это связано с тем, что при изменении конструкции катализатора возникает повышенная нагрузка на остальные элементы совокупности отработавших газов. Возникновение избыточной нагрузки на элементы выхлопной системы неизбежно приводит к их преждевременному износу. Учитывая то, что сэкономив на нейтрализаторе можно обзавестись новыми затратами на ремонт выхлопной системы стоит избегать данный метод решения проблемы.
Также одним из способов восстановления производительности двигательной системы является замена каталитического нейтрализатора на пламегаситель. Как известно, пламегаситель обойдётся автолюбителю гораздо дешевле чем рассматриваемый элемент системы выпуска отработанной смеси.
Данный метод устранения неисправности вполне разумен в том случае если транспортное средство прошло большое количество пробега и исправный катализатор быстро подвергается износу. Незначительный расход моторного масла, плохое качество используемой топливной смеси, износ форсунок и совокупности зажигания — все это приводит к преждевременному износу каталитического нейтрализатора. В связи с этим на автомобиль раннего года выпуска вполне разумно поставить пламегаситель вместо изношенного элемента совокупности выпуска сгоревшего топлива.
Способ восстановления функции авто, заслуживающий отдельного внимания — удаление катализатора. Большая часть владельцев транспортных средств неоднократно слышала об удалении катализатора, но далеко не каждый из нас понимает зачем это делать и какие последствия ожидают в результате данной операции.
Удаление одного из важнейших компонентов совокупности вывода отработанных газов достаточно сложная и ответственная процедура. Поэтому перед тем как решится на удаление каталитического нейтрализатора стоит подробно ознакомиться с преимуществами и недостатками данного метода. Рассмотрим ответы на распространённые вопросы, связанные с удалением катализатора из системы выхода сгоревшей топливной смеси.
Одной из наиболее распространённых причин удаления элемента из выхлопной совокупности заключается в износе. Как правило, на большинстве современных автомобилей имеются датчики, которые принимают сигнал о нарушении функции системы выхлопа. В результате специальный индикатор, расположенный на приборной панели в салоне автомобиля предупреждает водителя о неисправности. Всё же, нередко владелец транспортного средства диагностирует поломку самостоятельно. О повреждении совокупности выхода отработанной смеси свидетельствует снижение производительности ДВС, а также повышение топливного расхода. Данные симптомы говорят о критическом износе элемента выхлопной системы и необходимости замены катализатора. Нередко, в целях экономии автолюбители попросту удаляют элемент из состава транспортного средства или оставляют совокупность вывода в таком виде до покупки нового нейтрализатора.
Второй причиной удаления катализатора, является стремление увеличить мощность двигательной системы авто. В таком случае для совершенствования технических характеристик транспортного средства из выхлопной системы удаляют даже действующий катализатор.
В чем заключается результат удаления катализатора из выхлопной совокупности?
Как становится ясно, при неисправности катализатора, его удаление из выхлопной системы позволяет вернуть работоспособность двигателя и восстановить оптимальный расход топливной смеси.
Если же катализатор удаляется из состава транспортного средства по собственной инициативе, то это, как правило, связано с глобальной модернизацией всей системы выхлопа. В большинстве случаев, удаление катализатора сопровождается установкой прямоточного глушителя и перенастройкой электронного блока управления двигателем. Данный вид тюнинга авто осуществляется для совершенствования технических характеристик транспортного средства и в частности для увеличения мощности двигателя. Как известно, при более высокой мощности мотора необходимо удалить большее количество преград на пути выхода отработанный смеси.
Несмотря на кажущуюся продуманность, данный вид модернизации все же по праву считается любительским. При модернизации двигательной системы и выходной совокупности важно учитывать множество параметров, что довольно сложно выполнить в условиях обычного гаража. Похожий вид модернизации практикуется на спортивных автомобилях, но в ходе выполнения тюнинга принимают участие опытные специалисты, использующие все необходимое профессиональное оборудование.
Как выполняется удаление катализатора?
Несмотря на кажущуюся простоту, данный процесс требует определённых навыков и хорошего знания автомобильного устройства. В случае, если вы столкнулись с ремонтом автомобиля своими руками впервые, стоит доверить эту работу опытным специалистам. При обращении в специализированный сервис, как один из наиболее экономичных вариантов, вам предложат замену повреждённого элемента выходной системы на пламегаситель. Если же вы всё-таки уверены в своих силах и решаете удалить катализатор своими руками, важно соблюдать несколько основных правил.
В ходе выполнения работ необходимо обязательно соблюдать все меры техники безопасности при ремонте транспортного средства.
Технология удаления каталитического нейтрализатора.
Учитывая уязвимость анализатора – лямбда-зонд, стоит удалить его из системы авто перед началом работ. Во избежание повреждения уязвимых элементов, рекомендуется удалять датчики парно, для того чтобы предотвратить повреждения хрупкой керамической структуры.
При демонтаже анализаторов важно избегать резкого перегиба проводников, во избежание нарушения их герметичности
.Во время демонтажа нейтрализатора важно сохранить его геометрию, для того чтобы не оставить его небольших частей в составе других элементов системы. Для профилактики, можно обработать рабочую поверхность промышленным или домашним пылесосом. Во избежание рецидива неисправностей, катализаторы удаляются парно. При покупке и установке пламегасителя, необходимо внимательно подходить к выбору его размера для того, чтобы восстановить прежнюю геометрию выхлопной совокупности.
Для правильного и удобного проведения работ всё же лучше загнать автомобиль на смотровую яму или эстакаду, после чего можно приступать к правильному удалению катализатора своими руками.
Первым делом, необходимо демонтировать элемент на котором установлен каталитический нейтрализатор. Далее, можно приступать к удалению самого нейтрализатора. Данную процедуру удобнее всего осуществлять на твёрдой земле. В таком случае, уменьшается вероятность остатков удаляемого элемента в выхлопной системе. В качестве рабочего инструмента лучше всего использовать длинную отвертку и молоток. Как альтернативный инструмент, можно применить узкую монтировку. Если демонтаж компонента выхлопной системы на котором установлен каталитический нейтрализатор усложнён, можно выбить его без дополнительно снятия. Такая технология удаления пригодна для керамического элемента совокупности выхлопа. Если же каталитический нейтрализатор изготовлен из металла, придётся воспользоваться газовой горелкой и болгаркой.
После успешного удаления необходимого элемента совокупности вывода отработанной смеси, необходимо приступить к перепрошивке электронного блока управления двигателем. Как известно, перепрошивка электронного блока управления двигателем требует наличия профессионального электронного оборудования и соответствующих навыков. В большинстве случаев настройка электронного блока производится квалифицированным специалистом в условиях профессиональной мастерской.
Также существует метод, позволяющий избежать обновления прошивки. Данный метод известен автолюбителям как обманка лямба зонда. При применении такого метода, будет достаточно устранить ошибку путём отключения питания бортовой сети для того чтобы продолжить эксплуатацию транспортного средства.
Удаление каталитического нейтрализатора весьма ответственная процедура, приступать к которой стоит только с полным пониманием процедуры и ее последствий. К тому же эта процедура неизбежно приведет к снижению экологичности транспортного средства. Наиболее простым и разумным решением будет установка обычного пламегасителя, который отличается доступной ценой и весьма простой технологией монтажа.
Несмотря на доступную цену, пламегаситель позволяет в значительной мере уменьшить шумность работы совокупности выхлопа отработанных газов. Сам по себе пламегаситель является одной из разновидностей резонатора. Основная функция данного элемента выхлопной системы заключается в уменьшении скорости потока выходящей смеси.
Пламегаситель осуществляет частичное охлаждение газа и отправляет его на поверхность. Установка пламегасителя вместо катализатора позволит восстановить производительность двигательной системы и снизить уровень шума, который создается при эксплуатации мотора. Одним из основных требований к современному гасителю является наличие двухслойного корпуса. В качестве устанавливаемого элемента лучше всего выбрать прочный пламегаситель, изготовленный из стального сплава. Такой материал обладает хорошими антикоррозийными свойствами и характеризуется долгим сроком эксплуатации. Поскольку технология установки пламегасителя достаточно проста, большая часть автолюбителей успешно выполняет данную работу своими руками. При отсутствии необходимого желания или времени заниматься данной работой, можно обратиться к профессионалам.
Исключать каталитический нейтрализатор полностью или устанавливать на его место более дешевый пламегаситель личное дело каждого автомобилиста. Выбор за вами!
Успешной модернизации вашего автомобиля!
Похожие статьи
carmend.ru
