Главная функция катализатора в выхлопной системе автомобиля

Роль КН и зачем вырезают катализатор на автомобиле

Каталитический преобразователь в обязательном порядке устанавливается производителем в выхлопную систему каждого современного автомобиля и служит всего для одной цели — нейтрализовать токсичные компоненты, присутствующие в отработанных двигателем газах, выбрасываемых в земную атмосферу. Именно для того, чтобы не загрязнять окружающую среду ядовитыми компонентами автомобильного выхлопа и устанавливается КН (катализатор или каталитический нейтрализатор).

Какими по назначению бывают КН

По своему назначению каталитические конверторы бывают:

• двухкомпонентными устройствами, они дожигают CO и углеводороды до образования H₂O и двуокиси углерода;
• трехкомпонентными узлами, которые выполняют более сложную работу и нейтрализуют окислы азота, образующиеся в современных дизельных и бензиновых двигателях.

Трехкомпонентные преобразователи применяют для очистки выхлопных газов чаще и изделия отличаются конструкцией картриджа. Внешне они схожи, а вот внутренний фильтрующий блок (наполнитель) изготавливается из полых керамических либо металлических ячеек-сот.

Керамические узлы отличаются более доступной стоимостью. Они дешевле металлических нейтрализаторов, но хрупкие и не выдерживают механических воздействий. Именно поэтому такие модификации КН недолговечны, склонны к повреждениям и осыпанию, плохо реагируют даже на удары при попадании машины в яму или на кочку.

Раскаленная керамика боится даже воды и если на деталь, к примеру, попадет жидкости из лужи, то ячеистая структура может пострадать, что приведет к снижению пропускной способности блока и тогда владельцу машины придется узнать, зачем убирают катализатор в автомобиле.

Металлические преобразователи достаточно устойчивы к внешним воздействиям, поэтому не боятся механических ударов. Но снизить работоспособность блока могут внутренние процессы, которые возникают в процессе горения низкокачественного топлива, содержащего различные добавки, увеличивающие температуру горения до аномальных пределов.

Это разрушительно влияет на каталитически активное покрытие из ценных металлов, которое со временем попросту выгорает. Но металл также не спасет ячеистую структуру блока от попадания и накопления загрязняющих компонентов из мотора в виде рабочих растворов и всевозможных соединений кремния.

Каталитические нейтрализаторы устанавливают разными способами. Ранее их располагали в виде врезок в выхлопную трубу ТС. Чтобы работа блоков была более эффективной и они быстрее прогревались до необходимых температур (от 300 до 900 С), при которых происходят химические процессы, нейтрализаторы начали ставить за выпускным коллектором, как можно ближе к точке выхода раскаленных автомобильных газов.

Как устроен катализатор

Каталитические конверторы имеют относительно простую конструкцию, состоящую из корпуса (нержавеющая сталь), каталитически активного блока (металлический или керамический), защитной термической прокладки и двух кислородных датчиков расположенных на входе и выходе узла (лямда-зонд).

Внутренний картридж, собранный из большого количества мелких полых сот, покрыт напылением из драгметаллов платиновой группы. Это покрытие играет важную роль в очистке газов. На его поверхности под воздействием высоких температур проходят химические реакции, в результате которых вредные компоненты выхлопных газов принимают безвредную форму.

Производители КН закладывают ресурс на 100-150 тыс. км, но иногда катализаторы выходят из строя намного раньше и это случается по разным причинам.

Неисправный преобразователь не только перестает нейтрализовать опасные вещества, но и наносит вред двигателю и другим системам машины. Владельцы автомобилей не сталкивающиеся с такой проблемой и не знающие, зачем нужен катализатор в выхлопной системе автомобиля, обращаются в специализированные автосервисы, где диагностируют неисправность детали и рекомендуют удалить непригодный для работы узел.

Причины раннего износа нейтрализатора

На длительность работы каталитического преобразователя могут влиять ряд причин, а также особенности эксплуатации транспортного средства. В среднем деталь способна исправно проработать от 3 до 7 лет.

Самые распространенные поломки КН:

• деформация и осыпание керамической структуры активного блока;
• естественное выгорание покрытия из редких металлов;
• горючее низкого качества;
• неисправная система зажигания.

Каждый водитель современного автомобиля сможет узнать об износе нейтрализатора, если на панели бортового компьютера появиться ошибка «Check Engine», сигнализирующая о некорректной работе кислородных датчиков.

Собственникам более старых моделей ТС нужно принять во внимание проблемы транспорта, связанные с медленным разгоном и дерганьем авто — это может быть причина снижения пропускной способности преобразователя. И в этом случае водитель должен знать, зачем удаляют катализатор в машинеи какие последствия могут быть если оставить неисправный узел в выхлопной системе.

Также надо обратиться в автосервис, если слышен дребезжащий звук под днищем автомобиля, который появляется на высоких оборотах и говорит о том, что керамические соты разрушены, отколовшиеся частицы бьются о корпус КН под действием поступающего потока автомобильного выхлопа.

Еще нужно обращать внимание на то, как выводятся газы из выхлопной трубы. При исправном узле из глушителя поступает пульсирующий поток выхлопа, а если отработанные газы выбрасываются ровно или слабо, не исключено, что разрушилась ячеистая структура картриджа.

В том случае, если в автомобильном сервисе подтвердили неисправность устройства, владелец авто должен быть готов к замене старого КН и четко понимать зачем вырезают катализатор на автомобиле. Изношенную деталь нельзя оставлять, ее нужно удалять, чтобы она не нанесла вред двигателю и всей машине в целом.

Отработанный узел не выкидывают на свалку, так как в нем за время эксплуатации накопилось немало токсичных веществ, которые при попадании в землю наносят вред природе и человеку. Удаленный нейтрализатор нужно выгодно продать компании, которая занимается вторичной переработкой старых устройств и их утилизацией.

Для чего нужен катализатор в автомобиле: признаки неисправности и способы промывки устройства

Резкий скачок уровня автомобилизации общества в конце двадцатого века потребовал глобального усиления требований к экологичности двигателей внутреннего сгорания. Суровые законодательные меры вынудили производителей разработать и внедрить сложные технические комплексы очистки выхлопных газов, главными компонентами которых стали системы электронного управления впрыском топлива и специальные узлы дополнительной переработки продуктов выпуска – каталитические нейтрализаторы.

Зачем нужен в машине каталитический нейтрализатор

Большая часть выхлопных газов состоит из вполне нейтральных и безвредных веществ – азота, водяного пара и двуокиси углерода. Но обойтись только их наличием практически невозможно, такое случается лишь в идеально отрегулированном двигателе, работающем в предсказуемом стационарном режиме.

Во всех других случаях мотор начинает выделять крайне опасные для человека химически активные вещества, моноокись углерода, углеводороды и окислы азота.

Прямое уничтожение подобных ядов с большой скоростью и в требуемом объёме практически невозможно, поэтому инженеры были вынуждены прибегнуть к известным из химии каталитическим реакциям переработки вредных веществ в относительно нейтральные.

Катализатором в химии называется компонент реакции, который участвует в процессе, хорошо его ускоряет, но сам при этом не расходуется.

Что ценного в устройстве

К сожалению, ценного там оказалось много. В роли катализаторов пришлось применить благородные металлы, наиболее подходящие для этой цели.

Дошло до того, что самым дешёвым из них оказалось золото, но чаще приходится использовать платину, палладий и родий. Многим известно, что эти элементы существенно дороже всем понятного золота.

Одновременно с применением столь недешёвых компонент потребовалось создать геометрически непростую структуру, обеспечивающую контактирование каталитического вещества со всем объёмом выпускаемого цилиндрами газа. Это мельчайшие керамические или металлические соты, сквозь которые и продувается весь поток выхлопа.

В результате автомобиль приобрёл сложное, массивное и дорогое устройство в виде металлического корпуса, высокотехнологичной начинки, да ещё и обрамлённое контрольными датчиками с двух сторон, непрерывно следящими за его сохранностью и правильной работой.

Экологичность даром не даётся. Да и на этом прогресс не остановился, дальнейшее ужесточение требований законодателей продолжает влиять на появление дополнительных систем очистки выхлопа.

Виды катализаторов

По своему назначению нейтрализатор может быть двух- или трехкомпонентным.

1. В первом случае он выполняет относительно простые функции окисления (дожигания) угарного газа и углеводородов до образования воды и двуокиси углерода.
2. Во втором – добавляется сложная способность устройства работать с окислами азота. Особенно много их образуется в современных дизельных и бензиновых моторах, в силу повышения экономичности, которых конструкторам приходится использовать обеднённые и бедные смеси на впуске.

Трёхкомпонентые катализаторы, а именно такие чаще всего применяются, в свою очередь, могут отличаться по конструктивному признаку, изготавливаясь на базе керамических или металлических сотовых изделий.

Керамические относительно дешевле, но не обладают высокой механической прочностью и долговечностью, склонны к растрескиванию и разрушению, не терпят ударов при наезде на препятствия.

Металлические конструктивы обладают достаточной упругостью, поэтому лучше держат внешние и внутренние удары. Внутренние могут возникать при аномальных процессах горения и разрушительно воздействовать на тонкую сотовую начинку, где, как уже упоминалось, обычно нанесены такие непростые вещества, как платина, палладий и родий.

Но даже металл не спасает от предательского попадания на тонкие соты посторонних веществ из двигателя в виде компонент контрафактных рабочих жидкостей, слишком богатой смеси или всевозможных соединений кремния.

Катализаторы отличаются и по способу их установки. Раньше они располагались в виде врезок выхлопной трубы, подобно глушителям и резонаторам. Но оказалось, что так их очень трудно и затратно прогревать до рабочей температуры, при которой начинаются каталитические реакции.

Поэтому сейчас нейтрализаторы ставят непосредственно за выпускным коллектором, максимально близко к точке выхода раскалённых выхлопных газов. Уже не надо долго ждать выхода прибора на режим, меньше загрязняются кислородные датчики и сокращаются расходы топлива на поддержание температуры.

Причины и признаки неисправности

Теоретически катализатор должен работать вечно. Благородные металлы не окисляются и не расходуются в химических реакциях каталитического типа. Но реальность выглядит значительно хуже. Тонкие приборы оказываются бессильны перед нарушениями температурного режима и механическими ударами.

Почти все проблемы бывают связаны с нарушением работы систем питания и зажигания двигателя, а также с применением некачественного топлива. Всё это приводит к повышению температуры нейтрализатора, оплавлению и выкрашиванию его сотовой структуры с последующим закупориванием пути свободного прохода выхлопных газов.

При этом катализатор способен нанести страшный ответный удар двигателю. Его близкое расположение к зоне выпускных клапанов привело к опаснейшему эффекту – раскрошенная керамика может попадать в цилиндры.

Это не является парадоксом, дело в том, что импульсный характер движения газов на выпуске приводит к хаотическому перемещению частиц по коллектору и всасыванию их в двигатель перепадами давления.

Результат известен многим мотористам – царапины и задиры на поверхностях, которым это полностью противопоказано. Двигатель отправляется в капитальный ремонт.

Общим признаком неисправности станет потеря мощности двигателя, его неспособность развить большие обороты. В конце концов он просто перестанет запускаться. Это легко себе представить интуитивно, вообразив, что некто коварно заткнул выхлопную трубу. Результат абсолютно идентичен.

Как проверить

Симптомы слишком характерны, чтобы вызывать сложности с диагностикой забитого катализатора.

Изменившийся звук выхлопа, сдавленное шипение в выпускной системе, иногда вообще крайне слабая реакция руки, подведённой к срезу выхлопной трубы. Обычно к тому же зажигается лампочка контроля состояния двигателя, ЭСУД заметит нештатные показания датчиков.

Окончательный диагноз будет поставлен после снятия катализатора с автомобиля. Запечённые, заполненные отложениями и раскрошенные соты невозможно не заметить.

Как почистить

В тех случаях, когда соты ещё не повреждены, но пропускная способность нейтрализатора уже снижена смолянистыми отложениями, его можно промыть.

Для этого лучше всего использовать жидкость, обычно применяемую для очистки карбюраторов или топливных форсунок. Только потребуется её значительно больше.

Катализатор заливается промывочной жидкостью, после чего ей предоставляется время на растворение загрязнений, затем её сливают, внутренности детали промываются горячей водой и просушиваются (продуваются).

Обычно процедура требует неоднократного повторения. Существуют также специально предназначенные для подобных промывок составы.

Зачем вырезают катализатор на автомобиле

Подобное удаление имеет негативные последствия в виде увеличения загрязнения окружающей среды.

Выполняется оно обычно по двум причинам – экономии на покупке новой детали, взамен пришедшей в негодность (изделие дорогое по описанным выше причинам) и мощностного тюнинга автомобиля.

Снижение сопротивления на выхлопе позволит мотору раскручиваться более уверенно. К тому не секрет, что экологичность и экономичность пока не могут существовать одновременно. На обслуживание хорошего катализатора требуется значительное количество дополнительного топлива, не несущего полезной нагрузки.

Тонкости удаления устройства из выхлопной системы

Выполнить это без значительных затрат времени иногда невозможно. Прошли времена, когда катализатор представлял собой удобный в обращении жестяной цилиндр с хрупкой керамической начинкой. Два крепких удара ломом — и дело сделано.

Сейчас приходится иметь дело с изделием замысловатой формы, без доступа к внутренностям, да ещё и с крепкими металлическими сотами. Приходится вскрывать корпус и потом его заваривать. В условиях СТО операция не самая дешёвая.

Завершиться процесс должен перенастройкой «мозгов» двигателя, иначе они сразу вычислят обман. Это делается различными способами, в зависимости от квалификации и привычек исполнителя. Могут применяться как программные, так и аппаратные «обманки» контролирующих датчиков.

Результат один – мотор адаптируется к новым условиям и перестаёт паниковать лампочкой «Check engine». Иногда ставят так называемый пламегаситель – специальную вварку, нормализующую звук, температуру и внутреннюю аэродинамику выхлопа.