катализатор автомобильный для чего служит

Автомобильный катализатор: описание,устройство,принцип работы. Умер катализатор. Что будет, если вырезать его

Каталитический нейтрализатор в автомобиле

Говоря простыми словами, катализатор — это устройство для фильтрации выхлопных газов. Но, в отличие от обычного фильтра, нейтрализатор очищает выхлоп путем химических реакций, в которые вступает активное вещество. Отметим, что даже нейтрализатор не справляется со стопроцентной очисткой, он рассчитан лишь на снижение содержания следующих компонентов выхлопных газов:

Именно эти газы относятся к числу парниковых и приводят к самым страшным последствиям. Например, смог вблизи больших автотранспортных магистралей возникает по причине многократного превышения содержания углеводородов (сажи) в воздухе. Окись углерода и азота — ядовитые газы, из-за которых выхлоп имеет характерный запах. Их вдыхание на протяжении даже небольшого периода времени приводит к летальному исходу.

На каждый из этих трех компонентов выхлопа воздействует свой тип преобразователя:

Также в более совершенных типах каталитических конвертеров на поверхность сот, через которые проходит выхлоп, напыляют золото. Как видим, это все дорогие драгоценные металлы. По этой причине замена нейтрализатора — удовольствие не из дешевых.

Принцип же работы основан на химических реакциях: когда молекулы, например, оксида азота вступают в реакцию с родием, атомы азота связываются и оседают на пластинах, а высвобождается кислород. Также проводятся реакция окисления — за счет резкого повышения температуры выхлоп окисляется, а вредные элементы в нем попросту сгорают и оседают на сотах.

Отметим, что для нормальной работы каталитического нейтрализатора требуется, чтобы в топливно-воздушной смеси поддерживалась постоянная пропорция кислорода к топливной взвеси. На входе и на выходе из нейтрализатора установлены датчики кислорода, которые анализируют состав выхлопных газов. Если регистрируется превышение углерода или азота, на бортовой компьютер подается соответствующий сигнал.

Конструкция и функции каталитического нейтрализатора

Устройство каталитического нейтрализатора

Нейтрализатор является частью системы выхлопа. Он располагается сразу за выпускным коллектором двигателя. Катализатор состоит из:

Главная функция каталитического нейтрализатора – это нейтрализация трех основных токсических компонентов отработавших газов, поэтому он получил свое название – трехкомпонентный. Вот эти нейтрализуемые компоненты:

Срок службы катализатора

Разрушение керамического блока катализатора

Средний ресурс катализатора составляет 100 тыс. километров пробега, но при правильной эксплуатации он может исправно функционировать и до 200 тыс. километров. Основные причины раннего износа – неисправность двигателя и качество топлива (топливовоздушной смеси). При наличии обедненной смеси происходит перегрев, а при слишком богатой возникает засорение пористого блока остатками несгоревшего топлива, что препятствует протеканию необходимых химических процессов. Это приводит к тому, что срок службы каталитического нейтрализатора существенно снижается.

Еще одной распространенной причиной неисправности керамического катализатора являются механические повреждения (трещины), возникающие при механических воздействиях. Они провоцируют быстрое разрушение блоков.

При возникновении неисправностей работа каталитического нейтрализатора ухудшается, что фиксируется при помощи второго лямбда-зонда. В этом случае электронный блок управления сообщит о неисправности, выдав на приборной панели ошибку «CHECK ENGINE». Также признаками выхода из строя являются дребезжание, увеличение расхода топлива и ухудшение динамики. В этом случае его меняют на новый (оригинального производства или универсальный). Почистить или восстановить катализаторы невозможно, а поскольку это устройство имеет высокую цену, многие автомобилисты предпочитают просто удалить его.

Устройство катализатора и его разновидности

Существуют три вида катализаторов, разделяющихся по принципу работы:

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.

Двусторонние

Устройство катализатора выхлопных газов двустороннего типа позволяет выполнять сразу несколько задач:

Такие катализаторы чаще всего применяются для дизельных двигателей.

Трехсторонние

Трехсторонний катализатор авто появился еще в 1981 году в целях снизить объемы вредных веществ, попадающих в атмосферу. Этот тип нейтрализатора позволяет выполнять более обширный спектр задач, а именно:

Также существуют дизельные катализаторы и нейтрализаторы для моторов, работающих на бедных смесях.

Помимо этого катализаторы отличают по материалу, из которого изготавливается картридж устройства. Исходя из этого, выделяют:

Керамические нейтрализаторы

Это стандартные модели оснащенные конструкцией в виде сот. Сам керамический элемент в этом случае покрыт платиноиридиевым сплавом.

Если говорить о недостатках таких моделей, то практически все автолюбители выделяют хрупкость керамического устройства, которое достаточно ударить об камень, чтобы соты рассыпались. Также изделие может повредиться если на прогретом авто заехать в лужу, капли воды попавшие на раскаленный нейтрализатор приведут к его поломке.

Помимо этого соты могут распасться в случае неполадок в системе зажигания машины. Например, если топливо воспламеняется не сразу после запуска двигателя, а с небольшой задержкой. В этом случае несгоревшее топливо будет собираться в резервуаре выпускного тракта (то есть в катализаторе) и как только скопившийся бензин взорвется, все соты разрушатся.

Также в таких катализаторах накапливается керамическая пыль, которая попадает в камеру сгорания, а в некоторых случаях даже в цилиндры двигателя.

Единственное преимущество керамического нейтрализатора – это его низкая стоимость.

Металлические нейтрализаторы

Конструкция этого типа отличается повышенной надежностью и прочностью, благодаря чему такой катализатор может выдерживать механические нагрузки на протяжении довольно долгого времени. Соты, установленные в изделии, отличаются своей упругостью, добиться этого удалось благодаря их спиралевидной форме и металлу.

Однако, несмотря на надежность такого нейтрализатора, он также как и керамический «боится»:

Спортивные

Такие катализаторы также выполнены из металла, однако их пропускная способность намного выше стандартных металлических и керамических изделий. Благодаря этому нейтрализаторы этого типа придают автомобилю дополнительную мощность (от 7% до 20%). Правда, такого результата можно достигнуть только при условии, что в машине установлена прямоточная система выхлопа. При этом катализаторы отвечают экологическим требованиям Евро 4 и 5.

Спортивные модели самые надежные, но их стоимость самая большая.

Исходя из такого большого количества недостатков стандартных моделей, и появились теории о том, что нейтрализаторы приносят больше вреда для самого автомобиля, нежели пользы для экологии. Однако избежать большинства неприятностей можно, если своевременно менять изделие. К слову, катализатор автомобильный ремонт не предполагает, поэтому вышедший из строя элемент необходимо менять.

Замена каталитического нейтрализатора

Есть несколько вариантов решения данной проблемы. Самый очевидный выход — отправиться в фирменный магазин вашего автопроизводителя и заказать установку нового оригинального катализатора. Услуга не из дешевых. Но в продаже уже можно найти сами картриджи (ремонтные блоки), которые стоят значительно дешевле. Еще один выход: если соты были керамические, купить блок с металлическими сотами. Стоимость будет в пределах от 4000 рублей и выше плюс установка.

Если же вы не желаете тратить такие деньги, вместо нейтрализатора ставят банку пламегасителя и обманку вместо Лямбда-зондов. Конечно же, экономия будет существенная, двигатель заработает еще более динамично. Но проблема заключается в том, что уровень токсичности уже не будет соответствовать нормам Евро 6, 5, 4. То есть на таком авто вы не сможете выехать за границу, а в скором времени даже в Москву и другие большие города. Поэтому мы не советуем выполнять такого рода «ремонт». Катализатор — великое изобретение, которое помогает улучшить экологическую обстановку во всем мире, и удаляя его помните, что воздухом дышите и вы, и ваши дети, а от его загрязненности зависит здоровье людей.

Можно ли удалить катализатор

При удалении катализатора его очень часто заменяют на пламегаситель. Последний выравнивает поток выхлопных газов. Его установка рекомендуется для устранения неприятных шумов, которые возникают при удалении катализатора. При этом, если вы выбрали именно удаление, лучше полностью снять устройство и не прибегать к рекомендациям некоторых автомобилистов пробить в нем отверстие. Подобная процедура улучшит ситуацию только на время.

В автомобилях, соответствующих экологическим стандартам Евро-3, помимо удаления катализатора необходима перепрошивка электронного блока управления. Ее обновляют до версии, в которой отсутствует каталитический нейтрализатор. Также можно установить эмулятор сигнала кислородного датчика, который избавит от необходимости перепрошивать ЭБУ.

Наилучшим решением при поломке каталитического нейтрализатора будет его замена на оригинальную деталь в специализированном сервисе. Таким образом будет исключено вмешательство в конструкцию автомобиля, а его экологический класс будет соответствовать заявленному производителем.

Удаление каталитического нейтрализатора

Это самый радикальный способ избавится от проблем с ним. Но владельцев подстерегает некоторые сложности после его «вырезания» – нужно правильно настроить всю систему работы двигателя, так как блок управления считывает данный от датчиков кислорода, которые находятся на входе и выходе из катализатора. Так как его уже нет в выхлопе, его нужно как-то обмануть.

Для этого используют обманки лямбда-зондов. Их есть несколько разновидностей, подробно я писал про них в статье, ссылка выше. У каждой есть свои плюсы и минусы.

Можно выделить важные моменты, после его вырезания:

Как это работает?

Каталитический нейтрализатор призван очищать выхлопные газы методом доокисления до водяного пара и углекислого газа. Процесс проходит на поверхности керамических сот, покрытых тончайшей пленкой благородных металлов (платины, родия и палладия). Перед блоком каталитического нейтрализатора установлен первый, управляющий, датчик кислорода (лямбда-зонд). Он измеряет количество свободного кислорода в выпускных газах, и блок управления двигателем обеспечивает процесс сгорания в цилиндрах так, чтобы кислорода оставалось достаточно для доокисления вредных веществ в нейтрализаторе. За нейтрализатором ставят второй, диагностический, лямбда-зонд. Он проверяет, как прошел процесс нейтрализации — много ли осталось кислорода.

Почему вообще возникает идея вырезать каталитический нейтрализатор отработавших газов? Ведь очень немногие отключают сами у себя климат-контроль или, например, систему АБС. Чем же это сравнительно новое устройство помешало?

Решение или вредительство?

Каталитические нейтрализаторы на некоторых моторах начинают разрушаться при пробегах меньше 50 000 км. И владельцы, начитавшись страшилок, едут их ликвидировать. Удалить «каталик» можно двумя способами. Просто извлечь всю керамическую начинку и слои пристеночного уплотнителя. Только надо делать это на снятом устройстве, потому что можно затолкать частицы в цилиндры через открытые клапаны. Звук выхлопа после такой процедуры может стать несколько громче на определенных режимах. Кому это не нравится, вскрывают катколлектор и вместо керамических блоков вваривают пламегаситель.

Неисправности катализатора: чем это грозит двигателю?

Совершенно очевидно, что, как в любом фильтрующем элементе, со временем в нейтрализаторе накапливается слишком много продуктов сгорания и он требует замены. Также данный узел выхлопной системы может выходить из строя и по иным причинам:

Если каталитический конвертер функционирует нормально, то время от времени в нем происходит сжигание отложений сажи. Но со временем из-за высоких температур металлические или керамические соты оплавляются, блокируя выход продуктов сгорания. Двигатель, как говорят автомобилисты, начинает задыхаться.

Что происходит, если нейтрализатор полностью забит:

Если своевременно не приступить к устранению данной неприятности, нас ожидают еще более серьезные проблемы: сажа начинает откладываться непосредственно на приемной трубе глушителя и в выпускном коллекторе, приходится загружать двигатель на полную мощность, что ведет к скорейшему износу поршней и цилиндров.

Как определить, что катализатор нуждается в замене

Как правило, катализатор считается вышедшим из строя, если его каталитический слой сгорел в процессе эксплуатации. В автомобилях с современной бортовой системой при поломке нейтрализатора загорается ошибка. Если же автомобиль не новый, то определить приближающийся выход из строя нейтрализатора можно по следующим признакам:

Эти признаки свидетельствуют о том, что катализатор находится в «полурабочем» состоянии, то есть еще работает, но уже пора менять. А если нейтрализатор вовсе «приказал долго жить», то вы заметите, что машина начала слишком долго заводиться, но даже если мотор и начинает работать, но почти сразу он глохнет. Либо автомобиль и вовсе не заводится. Убедиться что причина в этом случае именно в катализаторе довольно просто: нужно завести мотор и подойти к выхлопной трубе, если выхлопные газы не идут (вы их не чувствуете рукой), значит пришло время менять составную часть выхлопной системы.

Как понять, что он вышел из строя?

В результате оплавления ячеек или разрушения керамики, крошка забивает следующие по ходу движения выхлопных газов «блинчики». Двигателю становится тяжело дышать, он не может выдуть выхлоп.

Из этого вытекают первые признаки выхода из строя катализатора:

Основные симптомы забитого катализатора

Чтобы предотвратить поломку, важно регулярно проводить диагностику автомобиля. Кроме того, существуют конкретные признаки износа катализатора, которые помогут выявить проблему на ранних стадиях:

Двигатель заводится с трудом и глохнет после запуска.
На приборной панели горит индикатор Check Engine, или, как его еще называют, «чек» двигателя.
Выхлопные газы еле-еле выходят из трубы. Этот признак говорит о том, что катализатор серьезно забился.
Автомобиль теряет в мощности и динамике, слабо откликается при нажатии на газ, при этом увеличивается расход топлива и моторного масла.
Во время холодного пуска двигателя появляется едкий запах, которого раньше не было. Обычно этот признак свидетельствует о разрушении катализатора.
При разгоне или перегазовке слышен неприятный металлический звук.

Что делать, если катализатор вышел из строя?

Если признаки сломанного катализатора налицо, использование такой машины чревато негативными последствиями. Лучше заранее решить проблему, пока она не повлекла за собой другие. Существует несколько способов:

Попытаться промыть или прочистить устройство. Это может помочь только в случае несильного засорения. Если катализатор оплавлен или разрушен, либо его соты полностью закупорены, этим способом решить проблему не получится.
Заменить устройство на новое. Тут есть два нюанса: оригинальная деталь будет стоить очень дорого, а дешевый универсальный катализатор довольно сложно правильно подобрать.
Установить пламегаситель вместо катализатора. Правда, для корректной работы электронного блока управления его придется либо перепрошить, либо использовать так называемые обманки.

Попробовали прочистить катализатор, но все симптомы указывают на то, что проблема не решена? Значит, единственный выход — демонтировать устройство, чтобы заменить на новое или установить пламегаситель. Но есть и хорошая новость — неисправную деталь можно выгодно продать.

Можно ли обойтись без катализатора

Этот вопрос решает каждый для себя самостоятельно. Между автомобилистами существуют совершенно противоположенные мнения. Если подытожить все высказывания, можно отметить, что удаление катализатора несёт в себе и положительные, и отрицательные стороны:

Таким образом, удалять или не удалять катализатор – решать нужно самостоятельно. В нашей стране на сегодняшний день нет жёстких требований по содержанию вредных веществ в выхлопных газах. В том случае, если есть планы совершить автомобильную поездку в Европу на собственном автомобиле, решение может быть только одно – каталитический нейтрализатор устанавливать придётся обязательно, в противном случае вы просто не получите разрешение на въезд.

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.

Что такое катализатор и его назначение в автомобиле

Практически с самого начала создания автомобиля и до сегодня у конструкторов стоит несколько вопросов, над которыми они постоянно «бьются». Один из этих вопросов – максимальное снижение выбросов вредных веществ в атмосферу, ведь при сгорании топлива в цилиндрах двигателя появляется отработанные газы, которые в своем составе имеют ядовитые элементы. А поскольку эти газы отводятся во внешнюю среду – значит, отравляющие вещества выходят из силовой установки авто постоянно, пока она работает.

Одним из самых действенных способов снижения вредных выбросов авто, который является вполне распространенным – использование каталитического нейтрализатора, в народе называющийся сокращенно катализатором.

Для того чтобы понять, для чего нужен этот нейтрализатор, упомянем немного теории.

Теоретическая часть

Устройство автомобильного катализатора

Выхлопной газ, выходящий из цилиндров силового агрегата состоит из многих элементов, выделившихся в результате химической реакции, которой и является горение. Некоторые из этих элементов вполне безвредны, а вот такие как окись углерода (СО), углеводороды (СН) и оксиды азота (NO и NO2) являются достаточно опасными. Чтобы уменьшить их содержание в выхлопе двигателя, ученые решили эти химические соединения еще раз подвергнуть хим. реакции. Для этого им пришлось использовать дорогостоящие металлы — платиноиридиевый сплав, палладий, родий. Вступая с ними в реакцию, вредные химические элементы окисляются, из-за чего после реакции на выходе получаются углекислый газ (CO2) и азот (N2) – вещества вполне безвредные. Конечно, полностью ядовитые элементы катализатор удалить не способен, но значительно уменьшить их – вполне.

Даже стандарты ЕВРО, постоянно ожесточающиеся, подразумевают определенное наличие опасных веществ, которые автомобили не должны превышать. В некоторых странах за экологией следят очень серьезно, поэтому авто, не соответствующие определенным нормам ЕВРО, и не оснащенные катализаторами, продавать и использовать запрещено.

Несколько слов о металлах, которые выступают нейтрализаторами. Они отличаются по химической реакции с вредными веществами. Так, палладий и сплав на основе платины являются окислительными, то есть, при вступлении в реакцию с вредными веществами, они их окисляют, разделяя на безвредные вещества.

Родий же является нейтрализатором восстановительным. Он при реакции оксиды азота восстанавливает до обычного безвредного азота.

На деле все происходит так: выхлопные газы и выпускного коллектора подаются в емкость, где находится специальная бобина с нейтрализующим металлом, проходя через которую, часть вредных веществ химически нейтрализуется, а затем уже выхлопной газ идет дальше – в резонатор и глушитель.

Сейчас все чаще применяются все три металла в одном катализаторе на авто – для улучшенной очистки отработанных газов. То есть, внутри катализатора размещаются одна за другой три бобины, каждая со своим металлом.

Конструкция катализатора

А теперь более подробно об устройстве катализатора. Располагается он зачастую за выпускным коллектором. Состоит он из корпуса, утеплителя и блок-носителя – той самой бобины.

О корпусе особо говорить нечего – герметичная жестяная емкость с двумя выходами для установки ее в систему отвода выхлопных газов. Утеплитель предотвращает просачивание газов мимо блок-носителя. Помимо этого, он сохраняет температуру, необходимую для протекания реакций. Дело в том, что быстрее всего реакции, при которых нейтрализуются вредные вещества проходят при температуре не менее 300 град. Поэтому зачастую нейтрализатор и располагается сразу за коллектором.

Принцип работы катализатора

А вот сами блок-носители по конструкции довольно интересны. Указанные металлы являются очень дорогостоящими, поэтому сделать один блок-носитель полностью из этого металла – удовольствие невыгодное. Поэтому основой для блок-носителя выступает керамика, сделанная в виде сотов. На поверхность этих сотов и наносится слой нейтрализующих металлов. Такая конструкция позволяет не только снизить расход дорогих металлов, но еще и по максимуму увеличить площадь контакта металла с газами.

Некоторые блок-носители состоят из свернутой в рулон керамической ленты с сотами, поэтому в разрезе она похожа на бобину. Но это не всегда так, есть и блок-носители, похожий на сигаретный фильтр, но только значительно увеличенный в размерах.

Работа катализатора

Одной из особенностей использования катализатора на авто является то, что бортовой компьютер следит за его работой. Для этого в систему отвода включены лямбда-зонды. В авто, которое не оснащено катализатором, данный зонд только один и нужен он для определения количества остаточного кислорода в отработанных газах для коррекции работы системы питания.

Расположение катализатора в выхлопной системе. Кислородные датчики — это и есть лямбда-зонды

А вот в машине с каталитическим нейтрализатором таких лямбда-зондов два, первый установлен перед и катализатором и он определяет состав выхлопных газов для системы питания. Второй располагается за катализатором и определяет он состав выхлопных газов уже прошедших дополнительную очистку. После бортовой компьютер сравнивает показания двух зондов.

Если значения будут выравниваться, это укажет на выход из строя катализатора, о чем просигнализирует индикатор «Check engine».

Неисправности каталитического нейтрализатора

Все дело в том, что катализатор не вечен и со временем выходит из строя. Средний срок службы его составляет около 100 тыс. км. Если авто прошло такой километраж, и возникли проблемы с катализатором – это укажет на естественный износ. В таком случае слой нейтрализующих металлов с поверхности керамических сотов выгорел и выхлопные газы уже не очищаются.

Видео: Как пробить катализатор

Однако проблемы с катализатором могут возникнуть и значительно раньше. Виной тому может стать нарушенная работа системы зажигания или питания. По их вине может пройти засорение сотов сажей и другими продуктами горения, после чего работа катализатора нарушается.

Еще причиной поломки катализатора может стать некачественный бензин, особенно это проблема актуальна у нас. Часто для повышения октанового числа в бензин добавляется тетраметилсвинец. Октан он хоть и повышает, но в цилиндрах полностью не сгорает, а выходя из цилиндров – оседает на поверхности сотов блок-носителя, после чего катализатор перестает действовать.

Устранение проблем в работе

Решений проблем, возникших с каталитическим нейтрализатором – несколько. Первая и самая простая – замена катализатора на оригинальный. То есть, обращаетесь к официальным дилерам, они заказывают новый элемент, заменяют его и авто продолжает эксплуатироваться дальше. Но в этом есть одна значительная проблема – стоимость. Сейчас производители авто поступают по-хитрому – зачастую выпускной коллектор выполнен заодно с катализатором. А поскольку сам катализатор – не дешевый, а еще если и добавить коллектор, то и вовсе сумма за ремонт может выйти приличной.

Вторым способом решения проблемы является установка универсального катализатора. При этом восстановление работоспособности авто может обойтись значительно дешевле. Для авто подбирается определенная модель катализатора, подходящая по параметрам автомобиля. Далее неисправный катализатор вырезается из системы отвода выхлопных газов, на его место вваривается новый – универсальный.

Видео: Катализатор и пламегаситель, сравнение до и после, 0-100(120) км\ч Nissan Almera N16 QG15DE

И последний способ восстановления – замена катализатора на пламегаситель. Это самый «варварский» способ. Катализатор с выхлопной трубы вырезается, на его место вваривается пламегаситель, он же предварительный резонатор, который стабилизирует поток выхлопных газов при прохождении через него, но он никаких очистных работ не проводит. После производится перепрошивка бортового компьютера, и проблем с катализатором больше не возникает.

Для чего нужен катализатор и как он влияет на работу двигателя

Процесс сгорания топлива в цилиндрах автомобильного двигателя неизбежно приводит к образованию вредных веществ. Самые опасные из них:
• СО, окись углерода, ядовитый газ без цвета и запаха;
• СН, углеводороды, летучие органические соединения, главный компонент смога;
• NOx, оксиды азота NO и NO2, так же «участники» смога, кроме того, выпадающие еще и в составе кислотных дождей.
Задача каталитического нейтрализатора (чаще называемого катализатором) – путем химических реакций превращать эти вещества в другие продукты горения, практически безвредные:
• СО2, углекислый газ;
• N2, газобразный азот, из которого на 78% состоит атмосфера Земли;
• и H2O – водяной пар.
Разработан каталитический преобразователь был еще в далекие 70-е года, но массовое использование его началось с введением экологических стандартов – Euro 2 и выше. Сегодня катализатор – неотъемлемая часть выхлопной системы каждого автомобиля, без него невозможен не только выпуск с конвейера, но и эксплуатация.

Основная составляющая нейтрализатора – каталитический носитель: керамические или металлические соты, покрытые тонким слоем драгоценных металлов: палладия, родия или иридия, обладающих высокой химической активностью. Выхлопные газы, проходя через катализатор и касаясь напыления сот, входят с металлами в реакцию и химически связываются.

Большинство современных катализаторов – трехкомпонентные, то есть, состоят из трех элементов, последовательно очищающих газы. Первый элемент связывает оксиды азота, второй – удаляет несгоревшие частички топлива и борется с окисью углерода, а в третьем расположен один из датчиков кислорода, анализирующий состав газов на выходе из нейтрализатора и передающий данные в ЭБУ – блок управления двигателем. Кроме этого кислородного датчика, называемого диагностическим, в системе еще предусмотрен управляющий датчик (лямбда-зонд), установленный до катализатора.
Каталитический нейтрализатор чаще всего представляет собой бочонок овальной (приплюснутой) формы, внедренный в выхлопную систему автомобиля. Если первые катализаторы монтировались под передней частью днища, примерно посередине между выпускным коллектором и первым глушителем (резонатором), то на машинах, отвечающих нормам токсичности Евро-4 и Евро-5 они располагаются уже намного ближе – крепятся к головке блока цилиндров.
Несмотря на то, что такой метод существенно затрудняет компоновку моторного отсека, он повышает эффективность очищения, поскольку каталитические реакции возможны в основном только при температуре свыше 300°C, и, чем ближе нейтрализатор расположен к двигателю, тем быстрее он прогреется и приступит к работе. А вот без катализатора полное преобразование СО и СН возможно лишь при 700-850°С, да и то, если есть в избытке кислорода, а нейтрализация NOx невозможна в принципе.

НЕИСПРАВНОСТИ КАТАЛИТИЧЕСКОГО НЕЙТРАЛИЗАТОРА

Хотя обычно производители автомобилей не предусматривают регламента по замене катализатора, то есть, по умолчанию предполагают, что он рассчитан на весь период эксплуатации автомобиля, средний срок службы этих деталей – 100-150 тысяч км пробега. При этом катализаторы с керамическими сотами чаще всего выходят из строя раньше металлических.

Основные неисправности можно поделить на три группы:

1. Оплавление. Соты катколлектора спекаются, затрудняя проход выхлопных газов. Происходит при экстремальном повышении температуры газов, выше 900°С. Несмотря на то, что поначалу спекание охватывает не весь внутренний диаметр, проходимость катализатора снижается, что приводит к повышению в нем температуры и повреждению других сот по «принципу домино».
2. Разрушение керамики. Хрупкие керамические соты имеют свойство крошится, что чревато не только повреждением катализатора, но и попаданием осколков в рабочую камеру, что может привести к повреждению других узлов: например, турбины или даже поршневой группы, и, как следствие, к капремонту или замене двигателя. Особенно актуально, когда нейтрализатор установлен прямо на ГБЦ.
3. Засорение. Катализатор забивается продуктами неполного сгорания топлива и, в отдельных случаях, масла, что приводит к его непроходимости.

• снижение мощности двигателя;
• невозможность поднять обороты до отсечки даже без нагрузки;
• слишком ровный и слабый выхлоп;
• проблемы с пуском двигателя, как холодного, так и горячего;
• увеличение расхода топлива;
• грохот под днищем;
• неприятный запах из системы выпуска (сероводород, «тухлые яйца»).

Во всех этих случаях необходима незамедлительная замена каталитического нейтрализатора во избежание проблем с другими узлами двигателя.

ПРИЧИНЫ ВЫХОДА КАТАЛИЗАТОРА ИЗ СТРОЯ

К неисправностям каталитического нейтрализатора могут привести несколько факторов, вот основные из них:

1. Некачественное топливо. Чаще – бензин с низким октановым числом. ЭБУ в этом случае переводит двигатель на позднее зажигание, что вызывает догорание смеси на выпуске и повышение температуры выхлопных газов.
2. Пропуски зажигания. Недогоревшее топливо сгорает в нейтрализаторе.
3. Неправильный состав смеси. Эффект тот же, что и в предыдущем случае, но вызван он неисправностями датчиков или форсунок.
4. Механическое повреждение катализатора. Керамические соты не любят повышенных вибраций и ударов по корпусу нейтрализатора.
5. Термоудары. Резкое охлаждение катализатора водой из лужи или другой водной преграды может вызвать трещины на его корпусе.
6. Добавление присадок в топливо. Нежелательные присадки в бензин могут повысить температуру его сгорания.
7. Газ. Температура сгорания газа и его октановое число выше, что приводит к тому, что частично газ может догорать в катализаторе.
8. Конструкция двигателя. Как ни странно, иногда создатели конструктивно создают условия, способствующие быстрому разрушению катализатора – например, новые конструкции двигателей с минимальной токсичностью запрограммированы на быстрый прогрев. В холода ЭБУ переобогащает смесь, что приводит к ее догоранию в нейтрализаторе.

• не крутить двигатель долгое время стартером, чтобы не перелить топливо;
• не запускать двигатель «с толкача»;
• не проверять работу цилиндров, отключая свечи зажигания.

ВАРИАНТЫ РЕМОНТА И ЗАМЕНЫ

Оригинальный каталитический нейтрализатор – довольно недешевый узел из-за применения в нем дорогостоящих материалов. Поэтому при выходе его из строя некоторые владельцы автомобилей рассматривают альтернативные варианты ремонта, вплоть до удаления катализатора из выхлопной системы. Наиболее распространенные варианты:

1. Выбивание сот. Система выпуска разбирается таким образом, чтобы иметь доступ к внутренностям катализатора, после чего керамические соты выколачиваются длинным металлическим предметом (например, ломиком), а их остатки удаляются. Недостатками такого ремонта являются ошибки check engine, которые устраняются перепрошивкой ЭБУ или установкой «обманок»: механических, закрывающих кислородные датчики, или электронных, посылающих в блок «правильные» импульсы. Кроме того, неизбежно снижается экологический класс автомобиля, что может вызвать проблемы с прохождением техосмотра. Нередки случаи повышения громкости выхлопа до дискомфортного уровня, а также локальных перегревов в районе катализатора.
2. Установка пламегасителя. Неисправный катализатор удаляется, а на его место устанавливается деталь, похожая на еще один резонатор. Пламегаситель (он же «стронгер»), как правило, представляет собой цилиндр с двухслойным корпусом и сложной (чаще Х-образной) внутренней структурой. Стронгер также, как и штатный катализатор, уменьшает шум от работы двигателя, замедляет и частично охлаждает выхлопные газы, но не нейтрализует их. Поэтому установка пламегасителя влечет за собой ровно те же проблемы с экологией и электроникой, что и в предыдущем случае.
3. Универсальный катализатор. Из всех способов сэкономить при замене «каталика», установка неоригинальной детали единственная не переходит «границ добра и зла» и, в принципе, рекомендуется к использованию. В этом случае нет необходимости вмешиваться в программное обеспечение двигателя, да и с экологическими нормами чаще всего проблем не возникает. Главный минус эрзац-катализаторов – их низкий, по сравнению с оригиналом ресурс, редко достигающий показателей более 60 000 – 80 000 км.

Самостоятельно провести работы по замене каталитического нейтрализатора – как на оригинальную деталь, так и на альтернативные варианты – довольно сложно, а вмешательство в прошивку ЭБУ без достаточного опыта и квалификации и вовсе не рекомендуется. Поэтому в случаях проблем с катализатором, как и с другими системами автомобиля, обращайтесь к профессионалам – например, на любую из СТО сети умных автосервисов Wilgood.

Зачем нужен катализатор в автомобиле и можно ли его удалить

Для чего служит катализатор, когда его можно вырезать, какие последствия бывают при удалении и что будет, если ездить на машине без катализатора — рассказываем.

Что такое автокатализатор

Каталитический нейтрализатор, а в обиходе кат, автокат, каталик — это часть выхлопной системы авто. Конструкция представляет собой корпус в виде цилиндра с входным/выходным патрубками и каталитически активным блоком внутри. Корпус обычно состоит из стального сплава, внутренний блок в дешевых моделях изготовлен из металла, в более дорогих — из керамики.

Катализаторы в количестве от 1 шт. устанавливаются на каждый новый автомобиль. На последних моделях BMW, Audi, Mercedes-Benz число установленных автокатов может достигать 4 шт. Тип используемого топлива не важен: каталиками оснащаются и машины с бензиновыми двигателями, и дизельные авто.

Зачем нужен катализатор в автомобиле

Каталитический конвертер путем доокисления очищает тяжелые выхлопные газы от наиболее вредных примесей, раскладывая сложный состав до углекислого газа и водяного пара. Перед блоком автоката дополнительно устанавливается кислородный датчик (лямбда-зонд) — первый из двух. Его задача заключается в измерении уровня свободного кислорода в выхлопных газах. Очистка газов производится при нагреве катализатора до 300°C, т. е. непосредственно при прохождении выхлопа через внутренний блок. Второй диагностический лямбда-зонд размещается за катализатором и контролирует уровень остатка кислорода в выхлопных газах после завершения процесса нейтрализации.

Можно ли удалять катализатор из автомобиля

Катализатор, как и любой компонент/узел машины, имеет ограниченный рабочий ресурс, после выработки которого требуется посещение автосервиса для удаления либо замены детали. Рекомендуется также вырезать катализатор в случае механической поломки — содержимое корпуса достаточно хрупкое и легко крошится от сильного удара об бордюр, при ДТП и т. д., после чего деталь уже не может выполнять свои функции.

Если не удалить неисправный кат, многовероятно, что машина станет расходовать больше топлива, хуже стартовать и медленнее разгоняться.

Катализаторы также часто вырезают из соображений получения быстрой прибыли. Главная часть автоката — это носитель, ячеистая вставка со слоем каталитически активного напыления, включающего редкие и дорогие металлы платиновой группы. Дорогостоящие компоненты напыления и делают автокатализаторы востребованным товаром на рынке вторсырья. Многие автовладельцы могут выгодно продать вырезанный катализатор компании, занимающейся оптовой скупкой и переработкой автокатов.

Когда пора вырезать автокат

Как ездить на машине после вырезания автоката

Разобрались, зачем нужен катализатор в машине. Теперь к вопросу о том, можно ли ездить на авто без катализатора, и как это делать. Наиболее очевидный вариант — снять старый/неисправный катализатор и установить свежекупленный. Однако новая деталь стоит приличных денег, поскольку, как говорилось выше, содержит высоко ценимые драгметаллы. Поэтому владельцы машин поступают по ситуации: кто-то продает отработанный кат и приобретает новый, а кто-то выбирает альтернативные пути.

Перепрограммирование датчиков

Простейший способ, позволяющий обходиться вообще без нейтрализатора выхлопных газов. Как помним, в ходе сборки на заводе на авто ставят пару кислородных датчиков, и их задача — контролировать уровень загрязнения горячими газами воздуха, выбрасываемого выхлопной трубой. После удаления автоката датчики вручную отключают, попутно обновляя прошивку бортового компьютера с учетом конструктивных изменений.

Установка пламегасителя

Пламегаситель — универсальное и более доступное по стоимости устройство, нежели автокат. Принцип функционирования напоминает работу глушителя: устройство также разбивает газовые потоки. Однако есть отличие — аналог не располагает такой же мелкоячеистой решеткой, как каталик, а потому не столь чувствителен к качеству горючей смеси и количеству примесей в ней. Помимо этого, пламегаситель свободнее пропускает воздушный поток. Использование подобной замены позволяет нарастить мощность мотора авто на 5-10% и немного снизить расход топлива.

Подключение «обманок» для датчиков

После удаления автоката, даже если в мастерской поставят пламегаситель, для корректной работы машины всё равно потребуется поставить «обманки» — дополнительные проставки, отодвигающие кислородные датчики от выхлопа. В случае установки обманок перепрошивка бортового компьютера не понадобится. Увеличение расстояния автоматически приведет к снижению фиксируемого уровня загрязненности выходящего воздуха, и сообщения о неполадках в системе просто не будут появляться.

Последствия удаления катализатора

Автовладелец получает определенные плюсы от вырезания катализатора:

Однако есть и сопутствующие неприятные мелочи. Основной недостаток удаления автоката, как очевидно, кроется в ухудшении качества состава отработанных газов. В результате автомобиль, лишенный нейтрализатора выхлопных газов, своими выбросами гораздо разрушительнее воздействует на окружающую среду. Также, если удалить катализатор и не поставить замену либо непрофессионально установить аналог, при движении авто может прослеживаться появление неприятного дребезжащего звука. Кроме того, у владельца машины могут возникнуть трудности при прохождении техосмотра.

Что такое катализатор в автомобиле, и какие функции он выполняет

Решение проблемы существует: максимально снизить вредные выбросы. Для этого производителей автотранспортных средств обязали улучшить эффективность сгорания топливно-воздушной смеси, а в системе выхлопа установить каталитические конвертеры, катализаторы. Что такое катализатор, как он устроен, как его заменить — эти вопросы мы рассмотрим в сегодняшнем материале на портале vodi.su.

Что такое катализатор и для чего он нужен?

Катализатор – это устройство нейтрализации вредных веществ, входящих в состав выхлопных газов. В процессе сгорания топлива образуются углеводороды CH (именно их присутствие окрашивает выхлоп в черный цвет), оксид азота NO и NO2 (он вызывает так называемые кислотные дожди) и оксид углерода CO (угарный газ, отбирающий кислород из воздуха для полного окисления). Именно с этими соединениями борются экологи.

Каталитический нейтрализатор, встроенный в выхлопную систему, проводит окислительно-восстановительную химическую реакцию, в результате которой образуются безвредные вещества азот N2, углекислый газ CO2 и вода H2O. Автокатализаторы, выполняющие нейтрализацию всех трех вредных элементов выхлопа, называют трехкомпонентными или трехступенчатыми, и именно их устанавливают в современные автомобили.

Расположение катализатора в системе выхлопа автомобиля

Для своей работы нейтрализатор не требует никаких дополнительных источников энергии, все реакции происходят благодаря активному покрытию. Однако он имеет достаточно высокую рабочую температуру, поэтому он находится за выпускным коллектором, но на таком расстоянии от двигателя, чтобы не перегреться (примерно под передним пассажирским сиденьем). Так он разогревается от раскаленных выхлопных газов и выходит на рабочий режим.

Для контроля работы катализатора (и двигателя тоже) устанавливаются датчики кислорода: один перед входом в катализатор, другой – на выходе из него. По количеству остаточного кислорода в выхлопе система ЭБУ делает выводы о режиме работы двигателя, и в случае необходимости корректирует подачу воздуха и топлива в камеры сгорания.

Выбросы автомобилей в атмосферу

Незаменимые в быту и хозяйственной деятельности человека автомобили представляют наибольшую опасность для среды обитания человека. Вредное воздействие продуктов сгорания автомобильных двигателей имеет глобальные и локальные последствия:

Как в этих процессах участвуют наши автомобили? Самым непосредственным образом! Их доля в загрязнении окружающей среды составляет не менее 70%. Всего за один год эксплуатации среднестатистический автомобиль выбрасывает в атмосферу:

Всего получается не менее 12 миллионов тонн веществ, которые уничтожают не только среду обитания человека, но и разрушают защитный озоновый слой планеты. С каждым годом количество автомобилей увеличивается, что в перспективе не сулит ничего хорошего.

В связи с этим на международном уровне приняты стандарты качества топлива и количества вредных веществ, попадающих в атмосферу в процессе его сгорания в автомобильном двигателе. С 2005 года в странах Евросоюза установлен экологический стандарт Евро-5 для всех производимых транспортных средств. В России переход на стандарт Евро-4 осуществлен в 2019 году.

Устройство и принцип работы катализатора

Устройство типового автомобильного катализатора
Автокатализатор имеет довольно простое устройство.

Принцип работы по своей сути простой, и подробно описан на видео, ниже.

В идеальных условиях автокатализатор ничего не накапливает внутри: все поступающие в него вещества покидают сотовую структуру. Однако добиться идеальных условий практически невозможно, значит, каталитический нейтрализатор со временем «деградирует» и хуже справляется со своей задачей.

Из чего состоит автомобильный катализатор?

В корпусе располагается керамическая или металлическая конструкция с удлиненными сотами. На сотовую конструкцию наносится тонкий слой сплавов (катализаторов). Она увеличивает площадь контакта проходящих газов с поверхностью каталитического слоя и снижает потребность в веществах, так как используемые элементы дорогие. После бочка катализатора располагается датчик (лямбда-зонд), показывающий загрязненность газов после очистки.

Классификация нейтрализаторов

По функционалу катализаторы-нейтрализаторы делятся на двух- и трехкомпонентные.

По материалу изготовления катализаторы бывают керамические, металлические и спортивные.

Устранение проблем в работе

Решений проблем, возникших с каталитическим нейтрализатором – несколько. Первая и самая простая – замена катализатора на оригинальный. То есть, обращаетесь к официальным дилерам, они заказывают новый элемент, заменяют его и авто продолжает эксплуатироваться дальше. Но в этом есть одна значительная проблема – стоимость. Сейчас производители авто поступают по-хитрому – зачастую выпускной коллектор выполнен заодно с катализатором. А поскольку сам катализатор – не дешевый, а еще если и добавить коллектор, то и вовсе сумма за ремонт может выйти приличной.

Вторым способом решения проблемы является установка универсального катализатора. При этом восстановление работоспособности авто может обойтись значительно дешевле. Для авто подбирается определенная модель катализатора, подходящая по параметрам автомобиля. Далее неисправный катализатор вырезается из системы отвода выхлопных газов, на его место вваривается новый – универсальный.

Неисправности катализатора, их признаки

В нормальном, «европейском» режиме эксплуатации катализатор служит примерно 150-200 тысяч километров (если верить производителям), после чего требует замены. У нас же условия для этого девайса далеко не курортные: низкое качество бензина, поддельные моторные масла, установка ГБО сокращают и так не слишком большой срок его жизни. А это означает, что нужно разбираться в том, как именно автокатализатор дает сигнал о неисправности.

1. Нагар внутри катализатора. Это проблема номер один для тех, кто ездит на некачественном (этилированном) топливе. Причиной нагара может стать и неисправная система зажигания: пропуски зажигания заставляют двигатель выбрасывать несгоревший бензин в выхлопную трубу, и он забивает катализатор.

Нагар на катализаторе

Также нагар может появляться, если большое количество моторного масла попадает в камеру сгорания. В этом случае дым становится густо-черным, и катализатор попросту не справляется с таким количеством углеводородов. На сотах образуется нагар и они перестают пропускать выхлопные газы.

Первый признак забитого нейтрализатора – снижение динамики автомобиля. Машина всё хуже набирает скорость, особенно после полноценного прогрева. Растет расход топлива, вплоть до прибавки нескольких литров на 100 километров, а также быстрей уходит на угар моторное масло. В конце-концов автомобиль однажды просто не заводится.

2. Оплавление автокатализатора. Это проблема керамических катализаторов, менее устойчивых к высоким температурам, чем металлические. Причиной оплавления сот может стать сбой в системе зажигания, когда огонь попадает в выпускной коллектор. А также система ГБО, у которой температура выхлопа выше, чем у бензина (но выясняется это, конечно, уже пост-факту).

Оплавление нейтрализатора

Внешне, катализатор может выглядеть нормально, однако если внутренняя часть пострадала от слишком высоких температур, использовать его больше нельзя.

3. И третья проблема – выгорание активного слоя внутри сот. Сделать с этим ничего нельзя: автокатализатор имеет свой срок службы, и расход каталитического вещества, к сожалению, у него тоже есть.

Во всех трех случаях катализатор меняют на новый. Некоторые водители предпочитают вообще удалить его из выхлопной системы автомобиля, оставив «обманку» для ЭБУ. Что ж, это вопрос личной ответственности и перед природой, и перед будущими поколениями.

Металлические

Это дорогостоящие катализаторы, в процессе производства требуют сложного технологического оборудования. В результате устройство не подвержено механическим воздействиям, колебаниям температуры. Металлическая передняя часть блока может служить нагревательным элементом. Тонкие стенки несущего материала обеспечивают невысокое аэродинамическое сопротивление, что позволяет использовать катализатор во всех разновидностях техники, в том числе повышенной мощности. Среди преимуществ – пониженный расход топлива и длительный срок эксплуатации.

Как проверить катализатор?

На видео, ниже, есть несколько лайфхаков по проверке каталитического нейтрализатора.

Понять, почему машина стала хуже ездить, а на приборной панели горит «чек», могут в сервисе после детальной компьютерной проверки всех систем. Но и самостоятельно можно провести элементарную диагностику работы катализатора.

Замена катализатора делается после того, как будет установлено, что в проблемах виноваты забитые или оплавленные соты. Однако и причину оплавления или засорения катализатора нужно найти и устранить, иначе новый нейтрализатор постигнет та же участь. Именно поэтому в современных автомобилях настолько взаимосвязаны все системы и установлено множество контролирующих датчиков.

Промывка катализатора автомобиля своими руками

Мастера СТО в один голос утверждают, что катализатор не подлежит ремонту, и единственный способ восстановления его работоспособности – это замена новым. Отремонтировать отработавший свой ресурс узел действительно невозможно. Стоит помнить, что данная деталь является расходной и рано или поздно подлежит замене.

Однако если катализатор просто забился, продлить срок его эксплуатации поможет очистка или промывка. Сделать это можно самостоятельно, не обращаясь к дорогостоящим специалистам.

Промывку катализатора каждый водитель может произвести своими силами

Чем и как промыть

С задачей промывки засорённого катализатора хорошо справляется жидкость для карбюраторов или этанол. Процедуру проводят в пластмассовой таре. Катализатор снимают с автомобиля, проверяют на предмет сильных повреждений и приступают к очистке.

Соты обильно поливают очищающей жидкостью, затем деталь заворачивают в несколько слоёв ткани и вертикально устанавливают в пластмассовую тару. Через 30 минут соты промывают струёй горячей воды.

После промывки водой катализатор продувают для проверки проходимости сот. Если воздух проходит с трудом, деталь снова поливают жидкостью и промывают водой. После полной очистки деталь хорошо продувают сжатым воздухом и тщательно просушивают мощным феном.

При критическом загрязнении процедуру приходится повторить 3–4 раза или воспользоваться более агрессивным средством. Для промывки берут керосин и разводят его в пропорции 4:1 растворителем 646 или ацетоном. В полученный раствор катализатор погружают на сутки, затем продувают или проводят описанную выше чистку аэрозолем для карбюраторов и промывку.

Видео: как прочистить пеной

Это важно! Выполнять очистку в ванной комнате нельзя, поскольку жидкость для карбюратора способна разъесть эмаль ванны и навредить другим деталям интерьера.

Механическая очистка

Удалить загрязнения, скопившиеся на внешней стороне катализатора, можно мелкой наждачной бумагой. Наждачка поможет в случае несильного загрязнения детали. Удалять нагар нужно аккуратно, чтобы при излишнем трении не повредить соты. После чистки катализатор продувают струёй сжатого воздуха.

Как почистить катализатор не снимая с машины

Для промывки и профилактического обслуживания катализаторов промышленность предлагает специальную жидкость, например, Hi-Gear HG3270. Её выливают в бензобак до заправки. Как только двигатель начинает работу, жидкость приступит к чистке катализатора. Скопившаяся сажа самостоятельно удалится через выхлопную трубу. Конечно, это не понравится экологам, но двигатель начнёт работать лучше.

Полезные советы

На видео с популярного канала «Главная дорога» очень доходчиво показано зачем катализаторы в автомобилях, как их правильно эксплуатировать, можно ли без них и чем это грозит.

Подытожив видео, несколько полезных советов, ниже, для тех, у кого в автомобиле установлен катализатор.

Как не нужно проводить процедуру

Некоторые народные умельцы, с целью экономии времени, применяют «варварский» способ восстановления работоспособности катализатора. Они просто пробивают в детали отверстия, чтобы вернуть мощность работы двигателю.

Такой способ прочистки полностью выводит катализатор из строя. Уровень шума при движении автомобиля повышается, загрязнение выхлопов становится максимальным. Стоит помнить, что эксплуатация автомобиля с неработающим катализатором приводит к различным проблемам с двигателем.

Как сдать поломанную запчасть выгодно

Ввиду изложенных выше обстоятельств, водителю стоит задуматься, как распорядиться теперь уже ненужной деталью наиболее рационально. Есть два варианта:

Цена вопроса – в пункте приема нейтрализатор примут по весу и заплатят до 30 000 рублей. Перекупщик предложит в 5-10 раз меньше. Выгода сдачи в «Лом-АКБ» очевидна. Конкретные условия вы можете узнать на нашем сайте или по телефону.

Примеры выделения драгоценных металлов

Ниже приведены три примера, наглядно объясняющие процесс выделения драгоценных металлов из автомобильных компонентов.

Пример 1. В данном примере используется катализатор с автомобиля марки Volvo. Его сплав состоит из палладия (0,08% от общей массы компонентов) и родия (0,006%). Ввиду того что в исходной детали содержится углерод в относительно большом количестве, ее предварительно обжигают, в течение 45 минут оказывая воздействие при температуре в 540 градусов. Далее смешиваются между собой 230 мл воды и 46 мл концентрированной соляной кислоты. После этого в раствор добавляются 184 мл пироксида углерода, после чего его нагревают. Аффинаж проводится на протяжении 1 часа.

Пример 2. Для извлечения драгметаллов используется 1,2-киллорамовый катализатор, взятый с автомобиля марки Mercedes-Benz. В составе его сплава встречаются платина (0,12% от общей массы детали) и родий (0,008%).

Автокомпонент помещается во фторопластовый реактор. Далее он смачивается посредством 260 мл водного раствора соляной кислоты. После этого автокомпонет подвергается воздействию 70 мл данной кислоты, используемой в чистом виде.

Далее раствор доводится до кипения. В процессе нагрева в смесь добавляются 60 мл концентрированной азотной кислоты и 150 мл 30-процентного раствора пероксида водорода. Этот элемент вводится по частям. Аффинаж палладия занимает около 1,5 часа. По истечении указанного срока полученный раствор промывается водой (1 к 2) и осаждается.

Почему нейтрализатор может выйти из строя

Каталитическое устройство имеет довольно длительный срок службы, и если разрушение происходит в короткие сроки после начала эксплуатации автомобиля, то у транспортного средства имеются скрытые проблемы с системами питания и зажигания. Перед заменой данного устройства обязательно требуется полная диагностика этих систем.

В том случае, если некорректно работают эти системы, как минимум в одном из цилиндров не происходит полного сгорания топлива, и катализатор вынужден работать в усиленном режиме, дожигая его.

Очень крупные неприятности могут вызвать высоковольтные провода или катушки и свечи зажигания. При нарушении в работе форсунок может переливаться топливо, что тоже влечёт за собой выход из строя катализатора. Если происходит залегание или износ колец и колпачков цилиндропоршневой системы, переливаться и догорать начинает ещё и моторное масло.

Как уже говорилось ранее, керамическая начинка может быть очень легко повреждена при механическом воздействии. Во избежание данной ситуации не помешает установить дополнительную защиту на днище авто.

Разрушение керамического содержимого катализатора чревато попаданием крошек в цилиндры двигателя, где они повреждают стенки и могут даже привести к поломке двигателя. Чтобы не произошло ничего подобного, необходимо следить за состоянием своего транспортного средства и вовремя производить необходимый ремонт.

Немного истории

Впервые катализаторы были использованы в 70-е годы прошлого века, хотя разработка устройства была произведена на 20 лет раньше.

В течение долгих лет применения катализаторы совершенствовались и сегодня представляют собой качественные устройства, выполненные из лучших источников сырья.

Причиной появления катализаторов стала острая проблема загрязнения воздуха, что сделало установку узлов обязательным для всех производителей.

Создателем катализатора является Юджину Хоудри — талантливый инженер, который принялся за разработку «очистителя» после ознакомления со сводками об уровне смога на улицах своего города.

Как уже упоминалось, данные устройства стали монтироваться на авто лишь в 70-х годах. И это притом, что первый каталитический нейтрализатор был создан в 1953 году.

Но попытка оказалась провальной, ведь очистку нельзя было реализовать из-за большого объема свинца в американском бензине.

Как следствие, выпуск нейтрализаторов не имел значения. Применение столь вредного для атмосферы топлива было запрещено лишь в конце 20-го века после разработки специального дополнения к спец закону «О чистом воздухе».

Со временем катализатор Хоудри был переработан группой инженеров под легковой транспорт (под руководством Карл Д. Кита).

Новый тип катализатора получил название каталитического конвертера с 3-мя путями.

Решение о внедрении устройства стало переломным моментом в экологии и позволило снизить негативную нагрузку на окружающую среду.

Картриджи катализатора могут быть изготовлены из керамических материалов или же из металла. Среди автомобилистов более распространены и популярны именно керамические изделия. Они отлично выдерживают высокие температуры, и на них не воздействует коррозия. Среди достоинств — невысокая цена на такой катализатор (что такое вещество, как керамика, имеет невысокую себестоимость, знают специалисты).

Есть у керамического катализатора и минусы. Это его хрупкость. Деталь абсолютно неустойчива к разного рода механическим повреждениям, а так как устройство расположено под дном машины, существует немалая вероятность встречи прибора с бордюром, камнем, с чем угодно. Тогда деталь сломается. Аналоги из металла гораздо крепче, но цена их очень высокая из-за платинового сплава. Например, катализатор ВАЗа в случае поломки не ремонтируется, а новый многие не покупают из-за высокой стоимости.

Извлечение платины и родия

Один из самых распространенных способов отделения родия и платины из сотовой конструкции – ее выщелачивание с использованием специальных окисляющих смесей в жидком состоянии. Однако данный метод отличается целым рядом недостатков. В первую очередь это то, что кроме драгоценных веществ, в катализаторах также есть окиси алюминия, которые предотвращают полное изъятие платины.

Такая процедура для положительного результата подразумевает многократное выщелачивание и последующую промывку устройства для полного извлечения драгоценной смеси, поэтому требует дополнительных материальных затрат. Кроме того, даже в таком случае не всегда получается извлечь всю платину.

Более современным способом является такой, что основа на переводе металла в растворимое состояние.

Осуществляться это будет путем предварительного смачивания детали в соляной кислоте. Данный процесс проводится при нагревании для циркуляции смеси паров и газа.

К преимуществам такого метода относится простота в реализации и возможность получить максимально возможное для каждой конкретной модели катализатора количество драгоценного металла. А благодаря использованию современных окислителей есть возможность много раз проводить обмывание частиц вещества при помощи такого раствора.

Какие катализаторы не принимают скупки

При приемке автомобильных нейтрализаторов компании, занимающиеся утилизацией, следуют общепринятым требованиям:

Нетрудно сделать вывод, что выгоднее всего сдать каталитический нейтрализатор, не доведенный владельцем авто до крайней степени износа.

Срок службы катализаторов

Сколько может составлять срок службы этих изделий? Производители рекомендуют менять деталь через 100 – 150 тыс. км, по истечении которых сотрудники автосервисов могут указать на износ, что подтвердит ошибка check engine.

Во многом же срок службы зависит от его вида – более надежные металлические приборы способны отходить от 150 000 до 300 000 км, тогда как керамические нуждаются в осмотре уже через 50 000 км. По истечении этого периода покрытие будет изнашиваться, а ячейки полностью забьются сажей и перестанут выполнять свои функции.

Помимо ухудшения динамики и роста расхода топлива, ремонт обойдется в большую сумму, которая вместе со стоимостью работ составит порядка 50 тысяч рублей. Даже если просто избавиться от этого оборудования, эта процедура будет стоить не менее 12 тысяч рублей. Поэтому рекомендуется разумно расходовать ресурс, используя качественное топливо, не применять агрессивные присадки, следить за расходом масла и не подвергать его механическому воздействию.

Промышленное извлечение драгоценных металлов

Выгодно заниматься извлечение вещества – катализатора можно только в промышленном случае, когда одно и то же количество реактива способно отделить драгоценный металл ни с одного, а сразу с нескольких сотен катализаторов. Этим пользуются и специальные пункты по скупке металлолома и автомобильных комплектующих. Например, они скупают автомобильные аккумуляторы, ради последующего извлечения из них свинца, который затем выгодно продается производителям аккумуляторных батарей.

Точно также они поступают и с катализаторами. Поэтому выгодней всего просто продать катализатор скупщику и получить от этой операции гораздо больше финансовой выгоды, чем от попыток самостоятельно извлечь металлы.

Извлечение палладия

С целью отделения палладия можно воспользоваться химическими методами, что применяются и к платине. Но в таком случае очень редко в конечном итоге получается чистый металл без каких-либо примесей. С целью добычи подобного вещества иногда используются также гальванический метод или электродуговое нагревание.

Самым же действенным способом, используя который можно получить максимально чистый палладий, является повышение температуры металла до 500 градусов и одновременное его фторирование. В результате проведения такого процесса получается фтористый палладий, при охлаждении до температуры около 100 градусов его расщепляют с использованием минеральной кислоты.

Особенности добычи палладия

Для извлечения палладия из автомобильного катализатора можно применять техники, описанные выше. Но в таком случае полученный металл включает в себя множество примесей, что снижает его ценность. Наиболее действенным способом добычи палладия из автомобильных деталей считается электродуговое нагревание (гальванический метод).

Однако предпочтительнее использовать несколько иной подход. Он предполагает нагревание исходного компонента до 500 градусов с последующим фторированием. Эта технология позволяет получить металл с минимальным содержанием разнообразных примесей. Результатом данного процесса становится фтористый палладий, который необходимо остудить до 100 градусов. Для выделения чистого металла из раствора потребуется минеральная кислота.

Метод фторирования позволяет выделить практически весь палладий, что содержит в себе автомобильный катализатор.

Что находится в катализаторах, и зачем их скупают

Из-за чего тема с автокатами набирает обороты, и зачем скупают катализаторы в специализированных пунктах скупки в любом состоянии — б/у, неисправные, битые, сломанные?

Что находится в автомобильном катализаторе

Катализатор (каталитический конвертер, нейтрализатор, КН, а в обиходе — кат, автокат, каталик) является частью выхлопной системы автомобиля. Внешне выглядит как металлическая деталь цилиндрической формы. Закреплен за выхлопной трубой или во фланце выпускного коллектора. Установлен в количестве от 1 штуки на каждом современном авто, а на новых БМВ, Ауди и Мерседесах может стоять до 4 катов одновременно.

Конструктивно катализатор — это корпус из стального сплава с входным и выходным патрубками. Внутри корпуса закреплены:

Главная функция каталитического нейтрализатора — очищение выхлопных газов с целью снижения уровня токсичных выбросов в атмосферу. Действующие компоненты, за счет которого происходит очищение выхлопа, начинают функционировать при работающем двигателе. Двигатель разогревает наполнитель ката до температуры в 300℃ и выше. Отработанные горячие газы попадают в корпус катализатора через входной патрубок. Далее газы рассеиваются по полым ячейкам, где активные элементы нейтрализуют опасные вещества. Очищенные выхлопные газы покидают устройство через выходной патрубок, переходя в выхлопную трубу и потом уходя в воздух.

Наиболее ценная часть автоката — носитель

То, что нас интересует в разрезе ценности — это содержимое корпуса, так называемый носитель. Носитель представляет собой керамическую или металлическую ячеистую вставку, напоминающую по структуре пчелиные соты. На стенки ячеек тончайшим слоем нанесено каталитически активное напыление, содержащее редкие и дорогие металлы платиновой группы. Именно дорогостоящий состав напыления делает автомобильный катализатор востребованным вторичным сырьем.

Какие есть драгоценные металлы в катализаторе

Ценными компонентами каталитического слоя являются платина, палладий и родий. Процентное соотношение химических элементов в сплаве варьируется от зависимости от происхождения катализатора:

Сколько в катах ценных металлов по весу

Катализатор — один из самых дорогих узлов автомобиля, хотя содержание ценных компонентов в напылении составляет всего 0,05-0,8% от массы самой детали. Если взять максимально усредненные значения, то получится, что в автомобильном катализаторе весом 1,2 кг на 1 килограмм веса автоката приходится:

Точные цифры назвать можно только после рентгенофлуоресцентного анализа. Производители могут ставить разные каты даже на пару аналогичных машин, оснащенных одинаковыми двигателями — выбор зависит от рынка сбыта. К примеру, автомобили, реализуемые в государствах ЕС (Австрия, Бельгия, Германия, Швеция и пр.), оборудуются по стандартам Евро-5 и Евро-6 — более мощными катализаторами с увеличенным количеством активных компонентов. В большей степени интерес представляют устройства на основе керамических носителей, особенно из импортной керамики, поскольку процент драгметаллов в них преимущественно выше. Металлические катализаторы по той же причине немного отстают и по цене, и по популярности на вторичном рынке.

Почему компании скупают б/у катализаторы

Ресурс автомобильного катализатора рассчитан на 100 000 — 120 000 км пробега, иногда деталь изнашивается и/или ломается раньше. После выхода из строя КН не подлежит ремонту, только замене в автосервисе. Старый кат после демонтажа обычно отдают владельцу, который может сдать деталь в пункт приема катализаторов и получить взамен определенную сумму.

Что делают с катализаторами от автомобилей

Cобранные катализаторы отправляют на заводы с целью вторичной переработки и утилизации.В процессе переработки из «начинки» отработанных деталей извлекают драгметаллы. К примеру, платину и родий отделяют выщелачиванием. Палладий извлекают гальваникой и электродуговым нагревом с поэтапным повышением температуры до 500℃, охлаждением до 100℃ и добавлением минеральной кислоты на финише. Как видим, технологии разнообразные, но неизменно сложные и трудозатратные. Чтобы их реализовать, необходимы навыки, профессиональное оборудование, специфические реактивы. В гаражных условиях добычей драгметаллов из отработанных автокатов заниматься нерентабельно, больше уйдет материалов, чем выйдет прибыли. Выгоднее сдать катализатор в компанию, которая перенаправит партию на завод, занимающийся переработкой б/у катализаторов в промышленных масштабах.

Назначение каталитического нейтрализатора в автомобиле

Как известно, Закон сохранения, если перефразировать, гласит о том, что если в одном месте что-то прибывает, то в другом убывает. Именно так и обстоят дела с пользой и побочными последствиями использования многочисленного парка транспортных средств, эксплуатируемых в современном обществе.

Основная часть автомобилей в большинстве стран мира оснащена классическими силовыми установками — двигателем внутреннего сгорания (ДВС) и дизельным агрегатом. Доля транспортных средств оснащенных электрическими моторами еще крайне мала и не оказывает на общую картину существенного влияния.

ДВС и дизель в результате своей работы выделяют вредные выхлопы, содержащие оксиды азота, угарный газ и несгоревшие углеводороды. Это все токсические вещества, которые разрушают атмосферу Земли.

Для того, чтобы сохранить экологию планеты, был создан специальный фильтр — каталитический нейтрализатор (другие названия: каталитический преобразователь или просто катализатор).

Разберем подробнее, каково же основное назначение катализатора, и какие конструктивные особенности данного агрегата.

Так за что отвечает катализатор в автомобиле? Главная задача каталитического нейтрализатора (КН) как раз и заключается в обезвреживании упомянутых выше вредных составляющих выхлопов транспортного средства. Причем на автомобиль может быть установлено сразу несколько трехкомпонентных катализаторов, способных обезвреживать сразу несколько типов токсинов.

Задача катализатора осуществить разложение вредных компонентов еще до их попадания в земную атмосферу. Именно функциональное предназначение и обуславливает монтаж фильтра в выхлопную систему авто. Причем монтаж осуществляется сразу за выходным коллектором ДВС, что необходимо для качественной очистки.

Устройство катализатора и принцип работы

Конструкция каталитического преобразователя обусловлена его функциональными задачами и местом расположения. Учитывая, что монтируется агрегат в выхлопную систему под днищем авто, конструктивно катализатор представлен, в большинстве случаев, утолщенным бочонком, врезаемым в выхлопную трубу.

Внешний корпус, формирующий «бочонок» — это прочная стальная труба, задача которой предохранить внутренние компоненты фильтра от разрушения во время езды. Также корпус (иногда называемый кожухом) снабжен входным и выходным патрубками, через которые горячие отработанные газы поступают из двигателя и после преобразования попадают в выхлопную трубу и далее выводятся в атмосферу.

Внутренние элементы катализаторы — это особый наполнитель, монолит. Изготавливается из керамики или металла. Материал изготовления монолита формирует два основных класса КН: керамические и металлические катализаторы.

Керамический наполнитель — это мелкие, разной длины полые сотообразные ячейки. В случае применения металлического наполнителя используются стальные листы, которые волнообразным образом спирально сворачиваются внутри корпуса.

И в первом и во втором случаях такая конструктивная особенность монолита не случайна. Так в объеме, ограниченным внешним кожухом, достигается максимальная площадь поверхности наполнителя. На поверхности монолита напыляется специальный состав, содержащий ценные металлы (платина, палладий, родий).

Данные металлы являются катализаторами, способными ускорять реакцию разложения при соприкосновении с горячими выхлопными газами. Необходимым условием успешной работы фильтра является температура поступающих отработанных газов (от 400°С и выше). Этим объясняется монтаж КН сразу за выхлопным коллектором.

В современных автомобилях, как правило, еще на конвейерной сборке, в ТС монтируется катализатор с монолитом из трех ценных металлов, такие катализаторы называют трехкомпонентными. Это необходимо для универсальной очистки выхлопов.

Так, в частности родий и платина уменьшают количество азота (во время реакции атом азот отделяется от молекулы двуокиси азота). В результате освобождается кислород. Высвободившийся атом азота соединяется с другим атомом, превращаясь в безопасный газообразный азот.

Кроме того, платина и палладий сжигают (окисляют) объем несгоревшего топлива и окиси углерода. Эти же металлы связывают оксид углерода и несгоревший кислород, превращая их в углекислый газ.

Результатом работы такого тройного каталитического преобразователя является превращение токсичных выхлопов в углекислый газ, азот и обычную воду.

Цена на керамические модификации фильтра значительно меньше стоимости металлических изделий. Но такие КН обладают существенным недостатком — хрупкость материала наполнителя. Ячейки-соты из керамики могут достаточно легко повредиться, если на корпус будет сильное внешнее воздействие (попадание камня по время езды) или соприкосновение с холодной водой.

Помимо этого на срок службы катализатора, измеряемый 120-150 тыс. км автопробега, влияет еще несколько важных аспектов, а именно:

Все эти и еще ряд иных причин приводят к преждевременной поломке КН. Чтобы понять это, следует различать основные признаки, указывающие на то, что преобразователь находится в нерабочем состоянии. Что скоро предстоит вырезание катализатора из выхлопной системы авто.

Определить забитый катализатор можно по таким симптомам:

Все эти признаки указывают на частичное разрушение внутреннего наполнителя катализатора или забитость его сквозных ячеек. Как результат, проход по выхлопной системе авто отработанных газов затруднен, что тут же сказывается на работе всей силовой установки ТС.

В таком случае необходимо осуществить вырезание катализатора и замену его на новый фильтр. Проводить такую процедуру лучше не самостоятельно, а в нашей специализированной компании. Наши специалисты проведут комплексную диагностику отработанного катализатора. Учитывая, что в состав катализатора бу входят ценные металлы, стоимость даже отработанного фильтра будет существенной. Конечная цена забитого катализатора зависит от общего состояния, целостности монолита, его чистоты. Так же размер вознаграждения зависит от страны производителя КН (зарубежные изделия содержат больше ценных металлов, потому дороже) и текущих котировок на бирже.

Особенности эксплуатации автомобильного катализатора

Общая информация про катализатор в автомобиле

Устройство предназначено для дожигания окиси углерода и остатков топлива до компонентов, безвредных для окружающей среды. Первые образцы механизма появились в 60-е гг. прошлого столетия. Установка на серийные машины (как с карбюраторными моторами, так и с оснащенными системой впрыска топлива) началась спустя 20 лет. С 2000-х гг. катализатор является обязательным компонентом выхлопных систем для новых автомобилей.

Расположение

Нейтрализатор находится в выхлопной системе до первичного глушителя (резонатора) шума отработавших газов. Для обеспечения экологических нормативов от Евро-4 узел перенесли ближе к выпускному коллектору (на части двигателей катализатор интегрирован в коллектор).

Подобная технология позволила быстрее прогревать сотовый наполнитель и сократить количество вредных выбросов в атмосферу при работе на обогащенной смеси.

Конструкция устройства

Каталитический нейтрализатор состоит из:

Принцип работы

При сгорании топлива образуются экологически безвредные компоненты и одновременно выбрасываются токсичные газы:

При попадании примесей в нейтрализатор происходит ряд химических реакций, катализатором которых является нагретый слой активного вещества (платины, родия или палладия). В результате распада ядовитых газов образуются азот и кислород (последний используется для дожигания паров топлива и окисления окиси углерода).

Расположенные до и после корпуса нейтрализатора датчики кислорода определяют состав газовой смеси и передают сигнал к блоку управления, который корректируют подачу топлива (для получения стехиометрического состава).

Преимущества эксплуатации

Основные преимущества нейтрализаторов отработавших газов:

Основные типы

Нейтрализаторы классифицируют в зависимости от количества дожигаемых компонентов выхлопных газов. Ранние образцы использовались на карбюраторных машинах и позволяли устранять только окись углерода. Последующие двухкомпонентные узлы соответствовали нормативам вплоть до Евро-2. Позднее в требованиях появился пункт, касающийся окислов азота, что потребовало доработки катализаторов.

Двухступенчатый

Нейтрализатор позволяет дожигать окись углерода и остатки топлива (углеводороды CHx) с образованием воды и углекислого газа. Изделие работает при температуре до +400°С и не обеспечивает разложение соединений азота. Изредка встречается на машинах, выпущенных в начале 2000-х гг. Большинство нейтрализаторов выработало ресурс и удалено владельцами.

Трехкомпонентный

Отличается возможностью переработки окислов азота. Для обеспечения реакций требуется прогрев керамической вставки до +600°С. Используется на бензиновых или дизельных силовых агрегатах, работающих на обедненных смесях (для снижения расхода горючего и уменьшения вредных выбросов).

Разновидности по материалу изготовления

Автомобильные каталитические нейтрализаторы разделяют на категории по конструкции наполнителя:

Керамические

Внутри нейтрализатора установлена керамическая вставка с сотами, поверхность покрыта сплавом платины и родия либо платины и палладия. Конструкция обеспечивает повышенную поверхность соприкосновения газов с активными материалами.

За счет применения керамической основы (магниево-алюминиевого силиката) удалось снизить себестоимость производства, но узел имеет ресурс в пределах 100-150 тыс. км. При использовании топлива соответствующего качества и регулярном техническом обслуживании нейтрализаторы выдерживают до 300 тыс. км и более.

Недостатками изделий является низкая механическая прочность керамической вставки, которая разрушается от вибраций и температурных расширений. На материал оказывает негативное влияние моторное масло, которое выбрасывается из двигателя (например, при износе маслосъемных колпачков на стержнях клапанов).

При засорении сот поток газов замедляется, что приводит к падению мощности и затрудненному пуску холодного двигателя.

Металлические

В таких нейтрализаторах вместо керамики использована гофрированная фольга толщиной до 0,05 мм, прикрепленная к кожуху тугоплавким припоем. Конструкция выдерживает длительный нагрев до +1100 °С и не восприимчива к ударным нагрузкам. На поверхности фольги имеется адсорбирующий слой из окиси алюминия с покрытием из благородных металлов, обеспечивающих окислительные и восстановительные реакции.

Спортивные

Катализаторы для гражданских машин создают сопротивление потоку выхлопных газов. На спортивных двигателях используют узлы с повышенной пропускной способностью за счет увеличения габаритов сот. Для обеспечения дожигания на поверхности нанесен увеличенный по толщине слой активного вещества.

Преимуществами изделий являются повышенная температурная стойкость и способность выдерживать ударные и вибрационные нагрузки. Нейтрализаторы могут использоваться в качестве ремонтных (может потребоваться перепрограммирование блока управления).

Особенности каталитического нейтрализатора дизельного двигателя

Двигатели с воспламенением от сжатия (как атмосферные, так и снабженные наддувом) отличаются сниженной термической нагрузкой. В отработавших газах присутствуют частички сажи и окислы азота. Поток выхлопа не в состоянии прогреть нейтрализатор до рабочей температуры, необходимой для разложения частиц NOx.

Для компенсации недостатка применяют систему рециркуляции газов EGR, но ужесточившиеся требования не позволяют уложить выхлоп в нормативы.

В конструкцию нейтрализатора входит специальный фильтр Diesel Particulare Filter, улавливающий частицы сажи. Нагар периодически выжигается путем подачи дополнительного топлива, которое догорает в полости фильтра (процесс регенерации).

Приблизительный срок службы устройства

Период эксплуатации нейтрализатора зависит от качества изготовления наполнителя и используемого топлива.

Владельцы ряда машин сталкиваются с разрушением керамической вставки через 30-50 тыс. км пробега, но большинство катализаторов сохраняет работоспособность вплоть до 150-180 тыс. км.

На территории ЕС автомобили не требуют установки нового катализатора при пробегах больше 300 тыс. км.

Распространенные причины выхода из строя автомобильного катализатора

Нейтрализатор выходит из строя по следующим причинам:

Разрушение

Под воздействием высоких температур и вибраций керамическая вставка начинает крошиться с образованием мелкой пыли и обломков. Частицы забивают соты и забрасываются в камеры сгорания потоками газов в момент перекрытия клапанов. Детонация двигателя негативно воздействуют на нейтрализатор, ударные волны разбивают перемычки и быстро выводят узел из строя.

Выплавление и выгорание

На состояние катализатора влияет процесс сгорания топлива. При попадании горючего температура в полости нейтрализатора превышает +1000°С, что приводит к оплавлению керамики и засорению сот. Проблема возникает при использовании бензина низкого качества, пропусках зажигания и при неправильной регулировке механизма газораспределения.

Образование нагара

В процессе эксплуатации на поверхности сот оседает нагар (например, от частиц моторного масла), который ухудшает условия дожигания вредных компонентов. Датчики кислорода передают в блок управления ошибочную информацию, что приводит к обеднению или обогащению смеси. Попадающее в нейтрализатор топливо сгорает и разрушает керамические соты, ускоряя выход узла из строя.

Появление инородных частиц

Инородные тела не могут попасть в герметичный корпус нейтрализатора, но при разрушении сот образуются мелкие фрагменты керамики. Обломки попадают в каналы и перекрывают проходное сечение. Из-за нарушения газообмена падает мощность мотора и растет расход топлива, которое частично сгорает в катализаторе и необратимо разрушает узел.

Особенности самостоятельной диагностики автомобильного катализатора

Владелец автомобиля может самостоятельно оценить состояние нейтрализатора и креплений узла к трубопроводам выхлопной системы.

Своевременная диагностика позволяет определить критически поврежденные катализаторы.

Для выполнения работ потребуется набор гаечных ключей и головок. Поскольку болты крепления обгорают под воздействием высоких температур, то понадобится специальная жидкость для отмачивания резьбы (например, WD-40).

Визуальный осмотр

Для осмотра необходимо вывернуть датчики кислорода и осветить внутреннее пространство светодиодным фонариком. Методика позволяет обнаружить разрушение керамики, но оценить состояние поверхности сот невозможно. Не допускается температурная деформация металлического корпуса (наблюдается при перегреве узла из-за сгорания попавшего внутрь топлива).

Температурный тест

Для его проведения понадобится адаптер ELM327, который подключают к диагностическому разъему. Устройство может собирать информацию от датчиков и передавать ее на сопряженный смартфон с установленным программным обеспечением Car Scanner ELM OBD2. Затем необходимо запустить двигатель и зайти в раздел контроля катализатора.

При нормальных условиях работы максимальная температура внутри нейтрализатора составит около +660°С (внутри устройства предусмотрен чувствительный элемент, непрерывно контролирующий степень нагрева).

Тест на разрушение сот

Программа Car Scanner ELM OBD2 позволяет оценить состояние керамического элемента по сигналам от вторичного датчика кислорода. Для исправного нейтрализатора значение составляет 0. По мере износа параметр увеличивается до 1,0 (сигнал о выходе узла из строя, включающий контрольный индикатор Check Engine). При нормальных условиях эксплуатации нижний порог сигнала от сенсора лежит в пределах от 0,05 до 0,2 (зависит от режима движения, температуры и влажности воздуха, качества заправленного топлива).

Проверка давления

Для оценки проходимости сот необходимо:

Ослабление болтов

Для быстрого тестирования в гаражных условиях необходимо ослабить болты крепления нейтрализатора к коллектору, а затем запустить двигатель. Если пуск происходит без затруднений, то следует детально осмотреть катализатор.

Методика не подходит для двигателей, оснащенных нейтрализатором, совмещенным с выпускным коллектором (разъединить детали можно только абразивным инструментом).

При тестировании возможно появление ошибок от датчиков кислорода из-за подтягивания атмосферного воздуха через образовавшиеся щели.

Действия при возникновении неполадок нейтрализатора

При разрушении наполнителя возможно включение предупредительного индикатора Check Engine, расположенного в комбинации приборов. Необходимо проверить состояние датчиков концентрации кислорода и соединительных жгутов. Если обнаруживается повреждение или выход из строя нейтрализатора, то владелец автомобиля может поменять узел или удалить керамическую вставку с перепрограммированием блока управления (необходим софт, не учитывающий корректировку состава смеси по сигналам от датчиков концентрации кислорода).

Нюансы замены

Перед снятием или заменой катализатора своими силами следует учесть, что вмешательство приводит к снятию автомобиля с гарантийного обслуживания. Корпус нейтрализатора аккуратно разрезают абразивным кругом, а затем удаляют керамический наполнитель. Материал можно сдать: иногда цена отходов компенсирует стоимость ремонта выхлопной системы. В полость устанавливают металлический пламегаситель, а затем заваривают корпус дуговой сваркой в среде защитного газа.

Ремонт

Изношенный катализатор не подлежит восстановлению. Владелец машины может:

Тонкости удаления катализатора из выхлопной системы

После удаления нейтрализатора необходимо установить вторичный датчик кислорода с обманкой (перфорированной емкостью, заполненной керамической крошкой с активным напылением). Поток газов проходит через наполнитель, имитируя нормальную работу нейтрализатора. Если производится перепрограммирование блока управления мотором, то обманка не требуется. После снятия катализатора выхлоп соответствует нормативам Евро-2 и ниже, что может создать проблемы при официальном прохождении технического осмотра в ряде стран Европы, но не в России.

Дополнительным недостатком выхлопной системы без нейтрализатора является повышенная температура потока газов, что приводит к ускоренному выходу из строя резонатора и глушителя.

Снятие катализатора не оказывает негативного воздействия на ресурс двигателя. Расход топлива зависит от версии установленной прошивки. Следует учесть, что модернизированная выхлопная система меняет звук работы двигателя (тональность становится ниже и громче), что устраивает не всех владельцев.

Промывка автомобильного катализатора своими руками

Удаление загрязнений позволяет продлить ресурс нейтрализатора только в случае обработки исправного узла. Если сотовый наполнитель оплавился или имеет механические повреждения, то восстановить работоспособность невозможно. Существуют методики химической и механической очистки (без демонтажа и со снятием изделия соответственно). Работы выполняют самостоятельно или в условиях сервиса.

Профилактическая

Профилактическая или химическая чистка подразумевает заправку в топливный бак специального реагента (например, раствора Hi-Gear HG3270). Пропорции смеси указаны на заводской этикетке. После пуска мотора жидкость попадает в цилиндры и выбрасывается с потоком выхлопных газов в нейтрализатор.

Активные компоненты растворяют налет на поверхности наполнителя и выбрасывают частицы в атмосферу.

Механическая

Данный процесс требует снятия автомобильного катализатора. Для удаления грязи применяют поток сжатого воздуха, наждачную бумагу с мелким зерном и растворитель (например, жидкость для промывки карбюраторов). Корпус нейтрализатора заполняют моющим препаратом, а затем прочищают потоком горячей воды и сжатым до 7-9 бар воздухом. Нагар с торцевых кромок наполнителя удаляют наждачной бумагой. Технология не позволяет полностью очистить внутренние поверхности сот. При выполнении работ следует контролировать давление воздуха (из-за риска разрушения керамики).

Отрицательные стороны автомобильного катализатора

Основным недостатком каталитического нейтрализатора является ограниченный срок службы, который сокращается при использовании топлива с присадками на основе свинца. По мере оплавления сот уменьшается проходное сечение каналов, что приводит к снижению мощности двигателя и росту расхода горючего. Дополнительной проблемой является разрушение наполнителя. Мелкодисперсная керамическая пыль может попасть в цилиндры в момент перекрытия клапанов.

Катализатор в автомобиле: что это и зачем нужен

Высокое содержание вредных примесей в выхлопных газах двигателей внутреннего сгорания способно нанести существенный вред окружающей среде. Для решения этой проблемы используют катализаторы. В этом материале мы расскажем о том, что такое катализатор на автомобиле, какие существуют его модификации и в чем заключаются основные их отличия.

Зачем нужен катализатор

Принцип действия катализатора

Основное назначение катализатора на автомобиле — это сокращение содержания в выхлопных газах окисей углерода (СО) и азота (NO и NO2), а также соединений углеводородной группы (CH). Это реализуется с помощью более полного сжигания топлива или с помощью изменения физических и химических свойств применяемого топлива.

Где находится катализатор

Виды катализаторов

Керамические катализаторы

Устройство катализатора

Данное устройство использует механический способ снижения концентрации вредных веществ. Катализатор имеет сотовую конструкцию, поверхность которой покрыта сплавом платины и иридия. Именно такое покрытие из дорогих металлов совместно с увеличенной площадью соприкосновения выхлопных газов и катализатора обеспечивают удаление вредных компонентов до установленных норм.

Химические катализаторы

Химические катализаторы или анамегаторы это большая группа катализаторов, которые можно отнести к разряду присадок. Данные катализаторы добавляются в топливо и позволяют изменить его структуру и свойства. Благодаря этому снижается токсичность выхлопных газов, обеспечивается более высокая степень сгорания, минимизируется возможность возникновения нежелательных детонационных процессов.

Принцип действия катализатора основан на изменении ориентации молекулы углеводородов, что позволяет улучшить условия для реакции окисления кислородом. Благодаря этому появляется возможность обеспечить более полное его сгорание. В результате небольших изменений химического состава топлива повышается мощность двигателя, а концентрация токсичных веществ в выхлопных газах падает.

Производители предлагают различные анамегаторы. При выборе учитывайте то, что эффективность применения будет зависеть от правильной концентрации катализатора в топливе, поэтому руководствуйтесь требованиями и рекомендациями производителей.

Применение химических катализаторов так же способно увеличить расход топлива, примерно на 10%, что и считается главным его недостатком.

Магнитно-стрикционные катализаторы

Приборы данного типа считают наиболее перспективным видом катализаторов. Они позволяют улучшить характеристики топлива без корректировки его химического состояния. Принцип действия предполагает изменение ориентации углеводородной молекулы, все эти операции происходят под воздействием магнитного поля. То есть, изменению подвергается именно физические свойства горючего.

Катализаторы данного типа относятся к устройствам предварительной подготовки топлива. Благодаря правильной ориентации молекулы она получает способность соединяться с большим количеством кислорода. В результате топливо сгорает более полно, обеспечивая повышение мощности и снижение токсичности. Существует возможность снизить содержание вредных компонентов в 3-4 раза.

К преимуществам этого катализатора относят простую технологию его установки, которая занимает не более 20 минут времени. Монтируется прибор непосредственно перед карбюратором или инжектором, а для дизельных установок практикуется установка перед каждой форсункой и ТНВД.

Применение катализаторов любого типа позволит сократить количество выбросов токсичных веществ в окружающую атмосферу. Для обеспечения эффективности их работы, доверяйте установку профессионалам, именно ошибки при самостоятельном использовании снижают срок эксплуатации и качество очистки.

Также мы подробно разбирали, причины выхода из строя автомобильных катализторов. Обязательно рекомендуем изучить эту статью, чтобы не нанести вред своему автомобилю.

Удаление катализатора. Плюсы и минусы

Бывают моменты, когда приходится решать удалить катализатор или всё же искать ему замену. Поэтому давайте разберём плюсы и минусы решения удалить катализатор:

Видео что такое катализатор и как он работает:

Если Вы заметили ошибку, неточность или хотите дополнить материал, напишите об этом в комментариях, и мы исправим статью!

Все про автомобильный катализатор

При сгорании топлива в ДВС неизбежно образуются токсичные выхлопные газы. Более того, какая-то часть топлива не сгорает вовсе и просто «летит в трубу». Автокатализатор интегрируют в выхлопной контур с целью снизить концентрацию вредных компонентов в выхлопе – это его единственное предназначение. Массовое применение выпускных катализаторов началось в конце 20 века и с тех пор производители постоянно их модернизируют, но достойной альтернативы этому блоку все еще не придумали.

Что такое автомобильный катализатор

Устройство катализатора достаточно простое. Это стальной цилиндр (как правило, из нержавеющей стали) с размещенным внутри сотово-трубчатым наполнителем. Поверхность ячеек покрыта активным каталитическим слоем, который нужен для окисления проходящих через моноблок газов. Активный слой состоит из платины (или ее сплава с иридием), палладия и родия. Сам наполнитель изготавливается из металла или керамики. Поскольку автокатализатор работает при экстремальных температурах, соты отделены от внешнего корпуса слоем термоизоляции.

Где находится катализатор

В 70% случаев катализатор находится сразу после выпускного коллектора – это такой толстый бочонок цилиндрической или эллипсоидной формы. Расположен он в подкапотном пространстве и по диаметру превосходит все остальные элементы выхлопного контура. Такое расположение обусловлено необходимостью – если автокат разместить под днищем, он может повредиться при сильном ударе. Есть еще одна причина, почему автокатализатор ставят близко к выпускному коллектору – для нормальной работы ему нужны высокие температуры. Во многих моделях нейтрализатор и коллектор объединены в общую деталь – каталитический коллектор.

Нужно отметить, что некоторые производители все еще размещают каталитические блоки под днищем – это связано с недостатком свободного места в подкапотном пространстве. На автомобилях до 2000 года выпуска преобладает именно такая схема – под днищем в районе первого ряда сидений. Это результат того, что во время ужесточения экологических норм производители были вынуждены интегрировать нейтрализаторы в уже разработанные системы выхлопа.

Где стоит катализатор на российских авто? Расположение автокатов на машинах российского производства ничем не отличается от зарубежных. Например, на Ладе Приоре он находится сразу за выпускным коллектором, непосредственно на приемной трубе. Увидеть его можно сверху, заглянув за тыльную сторону мотора.

Сколько нейтрализаторов может стоять на автомобиле

Количество автокатов зависит от объема и мощности двигателя, количества цилиндров. Как правило, 4-цилиндровые моторы комплектуются одним катализатором, расположенным за выпускным коллектором. Но если один блок не способен справиться с дожигом выхлопных газов, инженеры ставят в выхлопной тракт еще один, внизу под днищем. Классический пример – Hyundai i30. Существуют модели, в которых два автокатализатора располагаются параллельно (некоторые версии Mazda 3 и Ford Focus 2). Есть модели, в которых стоят по 3-4 блока, но это, скорее, исключение из правила.

Устройство катализатора автомобиля

Типичный автокат состоит из таких компонентов:

Существует мнение, будто в состав автомобильного нейтрализатора входит первый кислородный датчик (он же лямбда-зонд). В действительности непосредственно в автокате в нем нет необходимости, как правило, его ставят перед впускным патрубком, хотя в некоторых моделях все же предусмотрены разъемы для вкручивания датчика.

Трехкомпонентный катализатор – что это такое

Такое название автокат получил благодаря способности окислять три ключевых компонента в выхлопных газах:

У трехкомпонентного автокатализатора есть три преобразователя, каждый из них ориентирован на нейтрализацию определенного вещества. Существуют также двухкомпонентные версии, обезвреживающие только газы CO и CHx. Такие автокаты можно увидеть на возрастных машинах с бензиновыми силовыми установками, сегодня они уже не выпускаются.

Принцип работы каталитического нейтрализатора

Принцип работы катализатора выхлопных газов достаточно прост, он базируется на определенной последовательности химических реакций. Выхлопные газы из цилиндров выводятся в выпускной коллектор и поступают в автокатализатор. При прохождении через сотовый наполнитель происходит два типа реакции:

В результате работы окислительного и восстановительного слоя опасные компоненты превращаются в обычную воду, азот и углекислый газ, которые поступают в глушитель и далее выводятся в атмосферу.

На эффективность процесса существенно влияет температура дожига выхлопных газов. Реакции окисления и восстановления начинаются при достижении отметки в 300°C и достигают максимального эффекта при температуре 400-800°C. Именно поэтому конструкторы стараются максимально приблизить каталитический нейтрализатор к выпускному патрубку. В то же время выход рабочей температуры за пределы 800-1000°C вызывает ускоренное старение наполнителя.

Есть ли разница между бензиновым и дизельным катализатором выхлопной системы

В машинах с дизельными ДВС каталитический комплекс работает по-другому. Из-за разного давления и меньшей температуры здесь используются двухкомпонентные системы. Если в бензиновом ДВС температура газов на выходе приближается 1000°C, то в дизельном, этот показатель не превышает 600°C. При этом в дизельных авто выделяется больше сажи и азотных окислов. В результате производители вынуждены комплектовать дизельные модели селективными каталитическими системами и сажевыми фильтрами. В некоторых моделях эти два компонента объединяются в один узел.

Какой автокат лучше: керамический или металлический

Керамический автокат состоит из силикатного моноблока, внутри которого расположены тысячи параллельных каналов с толщиной стенок 0,05-0,1 мм (включая слой металлов-платиноидов). В поперечном разрезе моноблок выглядит как пчелиные соты. Поверхность сот покрыта специальными активаторами, которые значительно увеличивают их площадь контакта (общая площадь контактной поверхности может достигать 15-20 м²).

Керамический автокат весит меньше металлического и стоит дешевле, поэтому большинство производителей ставит на свои авто именно «керамику». Но у керамического автокатализатора есть ряд серьезных недостатков:

Металлический катализатор глушителя в этом плане надежнее, поскольку внутренний наполнитель состоит из устойчивого к окислению и механическим нагрузкам металла. Соты металлического блока – это, по сути, тонкая фольга (толщина стенок – порядка 0,05 мм). Все это спрессовано в единый носитель. Металлические блоки имеют ряд преимуществ перед керамическими:

Основной недостаток автоката с металлическим моноблоком – высокая цена (примерно в 2 раза больше по сравнению с керамикой). Такими модулями обычно комплектуются машины с мощными силовыми установками.

Срок службы каталитического нейтрализатора

В среднем автокатализатор работает порядка 60-80 тыс. км пробега, при аккуратной езде его ресурс может достигать 200 тыс. км пробега. Керамические модели не отличаются особой выносливостью. В наших условиях они страдают от вибраций, температурных перепадов, низкого качества топлива. Большой вред катализатору наносят топливные присадки сомнительного качества и пропуски зажигания. Бывают случаи, когда блок «умирает» уже на рубеже 30-50 тыс. км пробега. Металлические модели служат дольше (в среднем на 2-3 года), но и они со временем изнашиваются и требуют замены.

Почему катализатор быстро выходит из строя

Основные причины ускоренного износа связаны с топливом низкого качества и неверной работой системы зажигания.

Поскольку автокатализатор начинает работать при температуре выше 400°C, сразу после старта его эффективность равна нулю. Чтобы он заработал, мотору нужно прогреться, а для этого требуется время. У современных двигателей есть функция быстрого прогрева автоката, но в таких условиях блок управления сильно переобогащает смесь. Она просто не успевает сгореть в цилиндрах и догорает уже на поверхности сот. В итоге газовый катализатор начинает работать раньше, но при этом изнашивается быстрее.

Еще одна причина быстрого износа нейтрализатора – попадание в ячеистый наполнитель моторного масла. Это может произойти по двум причинам:

В обоих случаях пары угоревшего масла оседают в моноблоке и постепенно его забивают.