Назначение катализаторов и сажевых фильтров современных автомобилей
На двигателях автомобилей, работающих на бензине, устанавливаются катализаторы, а на дизельных двигателях катализатор и сажевый фильтр, так как хоть дизеля считаются экологичнее, но при этом с выхлопом они выбрасывают в окружающую среду огромное количество серы.
Катализаторы или каталитические нейтрализаторы, применяются в выхлопной системе автомобиля для снижения концентрации вредных веществ, содержащихся в выхлопных газах, а именно оксид углерода, углеводород и оксид азота. Катализатор состоит из трёх основных частей: блока фильтрующих элементов, теплоизоляции и корпуса с датчиком кислорода (лямбда-зонд).
Блок фильтрующих элементов состоит из множества мелких сот-ячеек, изготавливаемых из специальной керамики, через которые проходят выхлопные газы из двигателя и очищаются. На ячейки наносятся слои специальных веществ, которые как раз и выполняют роль катализаторов. К ним относятся такие вещества как палладий, платина и родий. Палладий способствует конденсированию несгоревших углеводородов, превращая их в водяной пар. Платина насыщает угарный газ атомом кислорода, превращая его в углекислый газ, а родий наоборот, отбирает у частиц оксида азота кислород, превращая их в обычный азот, вред которого является минимальным.
Теплоизоляция фильтрующих элементов обеспечивает постоянное сохранение внутренней температуры, которая способствует лучшей работе катализатора, что очень актуально в холодное время года. Сам катализатор вместе с его теплоизоляцией, заключён в металлический корпус. Нормальная работа катализатора достигается при его внутренней температуре 300 градусов. Для этого катализатор устанавливается ближе к выпускному коллектору двигателя. Также быстрому прогреву катализатора способствует обогащение топливо-воздушной смеси или подача под давлением воздуха непосредственно в сам катализатор.
Срок службы катализатора варьируется от 80 до 140 тысяч пробега. Причиной его замены становится ухудшение тяги и динамических характеристик двигателя, что вызывается разрушением ячеек, которые задерживают выход отработавших газов в окружающую среду.
Сажевые фильтры как сразу понятно по названию, применяются для улавливания сажи. Состоят из корпуса с широкополосным лямбда-датчиком, датчика давления до фильтра, датчика давления после фильтра и датчика дифференциального давления. Внутри корпуса располагается фильтрующий элемент, который изготавливается из карбида кремния. Ячейки фильтра изготавливают с малым сечением для улавливания больших и малых частиц сажи.
В ходе эксплуатации, частицы сажи накапливаются в фильтрующем элементе и препятствуют прохождению выхлопных газов, что как и в случае с катализатором ухудшает динамику и мощность двигателя. Чтобы этого не допускать, сажевый фильтр подвергается самоочистке, которая называется регенерацией. Различают два режима регенерации: пассивный и активный.
Пассивная регенерация происходит при внутренней температуре фильтрующего элемента 600 градусов, которая достигается при больших нагрузках на двигатель. То есть из-за большой температуры, оставшиеся частицы сажи полностью сгорают и выходят с выхлопными газами. Однако при частой езде по городу не достаточно, чтобы обеспечить требуемую нагрузку на двигатель, в результате чего регенерация не происходит и фильтр загрязняется всё больше с каждым разом и выходит из строя. Проблему удалось решить, добавляя в топливо специальные присадки, которые позволяют запустить пассивную регенерацию при температуре 450-500 градусов. Чтобы избавить водителя от надобности рассчитывать количество присадки на количество топлива, эта функция стала автоматической. То есть рядом с топливным баком устанавливается небольшой бачок с присадкой, уровень которой контролирует датчик, соединённый с электронным блоком управления двигателя. Присадки хватает на весь срок эксплуатации одного сажевого фильтра — 80-140 тыс. км пробега. Во время заправки топлива, поплавок в баке даёт сигнал о текущем уровне топлива, чтобы рассчитать порцию присадки, которая сразу же распыляется в топливный бак.
Присадка содержит элементы, входящие в соединение с частицами сажи, что позволяет большей задержке её в фильтрующем элементе. Также такой элемент как оксид, отдавая саже свой кислород, улучшает её сгорание, однако сам церий до конца не сгорает, со временем загрязняя фильтр, что является минусом данной системы.
Активная регенерация запускается принудительно, основываясь на показаниях датчиков давления до фильтра и датчика давления после сажевогофильтра, а также датчика среднего (дифференциального) давления. Принудительное повышение внутренней температуры фильтра происходит каждые 500 км следующими способами:
- поздний впрыск топлива;
- впрыск топлива на такте впуска;
- электрического нагревателя выхлопных газов;
- впрыск топлива перед самим фильтром;
- нагрев выхлопных газов микроволнами.
Выхлопная система дизельных двигателей сложнее и затратнее в обслуживании, так как помимо катализатора устанавливается и сажевый фильтр.
Главная функция катализатора в выхлопной системе автомобиля
Роль КН и зачем вырезают катализатор на автомобиле
Каталитический преобразователь в обязательном порядке устанавливается производителем в выхлопную систему каждого современного автомобиля и служит всего для одной цели — нейтрализовать токсичные компоненты, присутствующие в отработанных двигателем газах, выбрасываемых в земную атмосферу. Именно для того, чтобы не загрязнять окружающую среду ядовитыми компонентами автомобильного выхлопа и устанавливается КН (катализатор или каталитический нейтрализатор).
Какими по назначению бывают КН
По своему назначению каталитические конверторы бывают:
- двухкомпонентными устройствами, они дожигают CO и углеводороды до образования H2O и двуокиси углерода;
- трехкомпонентными узлами, которые выполняют более сложную работу и нейтрализуют окислы азота, образующиеся в современных дизельных и бензиновых двигателях.
Трехкомпонентные преобразователи применяют для очистки выхлопных газов чаще и изделия отличаются конструкцией картриджа. Внешне они схожи, а вот внутренний фильтрующий блок (наполнитель) изготавливается из полых керамических либо металлических ячеек-сот.
Керамические узлы отличаются более доступной стоимостью. Они дешевле металлических нейтрализаторов, но хрупкие и не выдерживают механических воздействий. Именно поэтому такие модификации КН недолговечны, склонны к повреждениям и осыпанию, плохо реагируют даже на удары при попадании машины в яму или на кочку.
Раскаленная керамика боится даже воды и если на деталь, к примеру, попадет жидкости из лужи, то ячеистая структура может пострадать, что приведет к снижению пропускной способности блока и тогда владельцу машины придется узнать, зачем убирают катализатор в автомобиле.
Металлические преобразователи достаточно устойчивы к внешним воздействиям, поэтому не боятся механических ударов. Но снизить работоспособность блока могут внутренние процессы, которые возникают в процессе горения низкокачественного топлива, содержащего различные добавки, увеличивающие температуру горения до аномальных пределов.
Это разрушительно влияет на каталитически активное покрытие из ценных металлов, которое со временем попросту выгорает. Но металл также не спасет ячеистую структуру блока от попадания и накопления загрязняющих компонентов из мотора в виде рабочих растворов и всевозможных соединений кремния.
Каталитические нейтрализаторы устанавливают разными способами. Ранее их располагали в виде врезок в выхлопную трубу ТС. Чтобы работа блоков была более эффективной и они быстрее прогревались до необходимых температур (от 300 до 900 С), при которых происходят химические процессы, нейтрализаторы начали ставить за выпускным коллектором, как можно ближе к точке выхода раскаленных автомобильных газов.
Как устроен катализатор
Каталитические конверторы имеют относительно простую конструкцию, состоящую из корпуса (нержавеющая сталь), каталитически активного блока (металлический или керамический), защитной термической прокладки и двух кислородных датчиков расположенных на входе и выходе узла (лямда-зонд).
Внутренний картридж, собранный из большого количества мелких полых сот, покрыт напылением из драгметаллов платиновой группы. Это покрытие играет важную роль в очистке газов. На его поверхности под воздействием высоких температур проходят химические реакции, в результате которых вредные компоненты выхлопных газов принимают безвредную форму.
Производители КН закладывают ресурс на 100-150 тыс. км, но иногда катализаторы выходят из строя намного раньше и это случается по разным причинам.
Неисправный преобразователь не только перестает нейтрализовать опасные вещества, но и наносит вред двигателю и другим системам машины. Владельцы автомобилей не сталкивающиеся с такой проблемой и не знающие, зачем нужен катализатор в выхлопной системе автомобиля, обращаются в специализированные автосервисы, где диагностируют неисправность детали и рекомендуют удалить непригодный для работы узел.
Причины раннего износа нейтрализатора
На длительность работы каталитического преобразователя могут влиять ряд причин, а также особенности эксплуатации транспортного средства. В среднем деталь способна исправно проработать от 3 до 7 лет.
Самые распространенные поломки КН:
- деформация и осыпание керамической структуры активного блока;
- естественное выгорание покрытия из редких металлов;
- горючее низкого качества;
- неисправная система зажигания.
Каждый водитель современного автомобиля сможет узнать об износе нейтрализатора, если на панели бортового компьютера появиться ошибка «Check Engine», сигнализирующая о некорректной работе кислородных датчиков.
Собственникам более старых моделей ТС нужно принять во внимание проблемы транспорта, связанные с медленным разгоном и дерганьем авто — это может быть причина снижения пропускной способности преобразователя. И в этом случае водитель должен знать, зачем удаляют катализатор в машинеи какие последствия могут быть если оставить неисправный узел в выхлопной системе.
Также надо обратиться в автосервис, если слышен дребезжащий звук под днищем автомобиля, который появляется на высоких оборотах и говорит о том, что керамические соты разрушены, отколовшиеся частицы бьются о корпус КН под действием поступающего потока автомобильного выхлопа.
Еще нужно обращать внимание на то, как выводятся газы из выхлопной трубы. При исправном узле из глушителя поступает пульсирующий поток выхлопа, а если отработанные газы выбрасываются ровно или слабо, не исключено, что разрушилась ячеистая структура картриджа.
В том случае, если в автомобильном сервисе подтвердили неисправность устройства, владелец авто должен быть готов к замене старого КН и четко понимать зачем вырезают катализатор на автомобиле. Изношенную деталь нельзя оставлять, ее нужно удалять, чтобы она не нанесла вред двигателю и всей машине в целом.
Отработанный узел не выкидывают на свалку, так как в нем за время эксплуатации накопилось немало токсичных веществ, которые при попадании в землю наносят вред природе и человеку. Удаленный нейтрализатор нужно выгодно продать компании, которая занимается вторичной переработкой старых устройств и их утилизацией.
Зачем нужен автомобильные катализатор или сажевый фильтр?
О целесообразности оснащения транспортных средств каталитическими нейтрализаторами можно и не спорить. Безусловно, данные приспособления важны, несмотря на то, что многочисленные автовладельцы активно избавлять от них, переходя на различные заменители. Ставшие негодными нейтрализаторы можно продать, автомобильные катализаторывыкупает достаточное число организаций, однако перед тем, как отказываться от установки нового аналога, стоит взвесить все «за» и «против». Достаточно веским аргументом может стать невозможность прохождения техосмотра и загрязнение атмосферы. Многие не задумываются об экологии, но первый фактор должен беспокоить.
Симптомы, указывающие на утрату работоспособности каталитических нейтрализаторов
Как и любой прибор, каталитический нейтрализатор может выйти из строя. Как понять, что он неисправен? Ниже представлен список самых распространённых жалоб, поступающих от автовладельцев.
1. Самым распространённым признаком неисправности является снижение производительности двигателя. Обычно автовладельцы замечают утрату динамики и ухудшения разгона, неустойчивость работы двигателя, перегрев, а также характерное «троение». Все это провоцирует существенное уменьшение пропускной способности нейтрализатора, соты которого разрушились, оплавились или спеклись и мешают отработанным газам свободно проходить. Стоит обратить внимание на то, как происходит разгон на низких скоростях и то, тяжёлый ли запуск двигателя (глохнет, возможно «задыхается»). Наряду со всем этим, увеличится расход топлива.
2. Появление неприятного запаха при холодном спуске, также свидетельствует о поломке.
3. Иногда активный элемент каталитического нейтрализатора разрушается, распадаясь на частицы. В этом случае появляется грохот из-под днища. Происходит это потому, что частицы под воздействием потока выхлопных газов начинают соударяться со стенками, тем самым создавая шум. Лучше всего это заметно, когда мотор работает на больших оборотах. Такие устройства невозможно восстановить. Покупка б/у катализаторов, осуществляемая нашей компанией, позволит выручить достойную сумму за них.
4. Газ выходит со слабым давлением. Это можно проверить без специального оборудования. Просто поднесите руку к выхлопной трубе, вы ощутите пульсацию, связанную с поочередной работой выпускных клапанов цилиндров. Если потоки ровные и постоянные — это указывает на забитость нейтрализатора.
5. Следующий признак универсален, а при его присутствии стоит выполнить комплексную диагностику. Если приборная панель выдает пиктограмму Check Engine, то не исключено, что это связано с низкой пропускной способности катализатора. Ранее говорилось, что дополнительными признаками могут послужить увеличенный расход топлива и ухудшение динамики.
Чем примечательна продажа отработанных каталитических нейтрализаторов?
За сколько можно сдать катализатор, который еще может послужить или который уже исчерпал рабочий ресурс? Нашей компанией гарантировано предоставление честных актуальных рыночных расценок на содержащиеся ценные элементы. Важное влияние оказывает бренд (производитель) и степень изношенности.
Во время приема специалистами осуществляется сверка серийных номеров каталитических нейтрализаторов с каталожными номерами, что дает представление об устройстве и примерном содержании ценных компонентов. После следует разбор корпуса с изъятием пластин. Именно из них «добываются», представляющие ценность элементы. Для того, чтобы их взвесить и изучить с помощью спектрального анализатора, производят измельчение.
Если вы столкнулись с ситуацией, когда нейтрализатор стал неисправен, запомните, что его ни в коем случае нельзя выбрасывать вместе с бытовыми отходами. На обычной свалке нет необходимых условий для этого класса мусора. Выбрасывая каталитические нейтрализаторы вместе с бытовыми отходами, наносится непоправимый ущерб окружающей среде.
Наша компания одна из немногих существующих организаций, официально занимающихся приёмом и утилизацией. Скупка катализаторовосуществляется в Москве, при этом наши клиенты могут совершить самостоятельный визит в офис, но можно вызвать специалиста-приемщика.
