Катализатор

Принцип работы

Чаще всего расположен катализатор сразу после приемной трубы, однако иногда его устанавливают прямо на приемной трубе. Делают это для более быстрого прогрева, так как эффективно работает он только при температуре свыше 300 °C. Однако, большой минус такого расположения — слишком высокие температуры и, следовательно, маленький срок службы катализатора.

Основные вещества, вырабатываемые при работе двигателя, являются безвредными. Ими являются:

  • азот (N2) — воздух состоит на 78 % из азота;
  • вода (H2O);
  • углекислый газ (CO2) — сам по себе безвреден, однако считается, что его переизбыток ведет к глобальному потеплению;

Однако процесс горения не совершенен и, помимо безвредных веществ, при работе двигателя выделяются токсичные и вредные вещества. Этими веществами являются:

  • углеводороды (CHx) — основной компонент смога;
  • оксиды азота (NOx) — еще один компонент смога;
  • окись углерода (CO) — ядовитый газ без цвета и запаха;

Современные катализаторы являются трехкомпонентными, то есть оснащены тремя каталитическими преобразователями, по одному на каждое вещество, количество которого необходимо снизить. Трехкомпонентный катализатор представляет собой металлический корпус из нержавеющей стали, в котором находится «сотовая» конструкция или, реже, конструкция типа «керамические бусины». Сотовая конструкция бывает металлической или керамической и покрыта веществами-катализаторами, обычно это платина, родий или палладий (в последнее время на некоторых моделях начинают применять золото, так как оно дешевле других металлов-катализаторов). Керамическая конструкция более распространена, так как дешевле, однако у такой конструкции есть большой минус — хрупкость. Достаточно небольшого удара, чтобы керамические соты осыпались. В каталитических преобразователях используются два вида катализаторов: восстанавливающий и окислительный.

Восстанавливающий катализатор использует платину и родий, чтобы уменьшить выбросы оксидов азота. Когда молекула оксида или диоксида азота встречается с молекулами катализатора, от неё отделяется атом азота, высвобождая кислород. Атом азота же связывается с другим атомом азота, образуя газообразный азот.

Окислительный катализатор уменьшает количество несгоревшего топлива и окиси углерода путём их сжигания (окисления) с помощью платины и палладия. Этот катализатор также помогает оксиду углерода вступить в реакцию с несгоревшим кислородом, образуя углекислый газ. В упрощенном виде эти химические реакции выглядят следующим образом:

  • CH + O2 -> CO2 + H2O;
  • NO + CO -> N2 + CO2;
  • CO + O2 -> CO2;
  • NO + H2 -> N2 + H2O.

Вследствие этих реакций токсичные вредные вещества CO, CHx и NOx восстанавливаются или окисляются в безвредную воду H2O, азот N2 и углекислый газ CO2.

Применяющиеся в автомобилях нейтрализаторы требуют, чтобы двигатель работал при коэффициенте избытка воздуха (α) максимально приближенном единице. Это не дает возможность использовать обедненную смесь (α>1) для повышения экономичности и богатую смесь (α<1) для получения большей мощности на определенных режимах.

Как проверить катализатор

Эту процедуру можно провести самостоятельно. Для этого поставьте автомобиль на стоянку, пустите двигатель и утопите акселератор в пол, одновременно наблюдая за показаниями тахометра. Если стрелка доходит до максимума (красная зона), затем срабатывает ограничитель оборотов, то катализатор можно считать исправным. Если же стрелка не может достичь красной зоны, то считается, что соты катализатора забиты. Однако подобному способу диагностики доверяют при условии, что система зажигания, питания исправны.
Полноценную проверку катализатора можно осуществить только в условиях автосервиса. Обычно тест начинается с определения работоспособности датчика — лямбда-зонда. Если он работает, то в систему управления питанием подают со специального устройства сигнал о нехватке кислорода или избытке топлива; в результате горючая смесь обедняется или переобогащается. Далее определяется работоспособность систем питания, зажигания. При условии их исправности придется менять катализатор. Также проверка может быть связана с измерением уровня токсичности выхлопа или проверки давления отработанных газов (обычно два последних метода совмещают). Более простой способ – демонтаж самого катализатора и проверка сотов на просвет, — уровень забитости можно определить сразу. Но здесь есть своя сложность; на автомобилях, длительное время бывших в эксплуатации снять катализатор не так просто, т.к. гайки со временем прикипают, и для их отворачивания потребуется автоген.

Катализатор в автомобиле служит для переработки вредных компонентов выхлопных газов (угарный газ, пары бензина, окислы азота) в безвредные для человека вещества (воду, углекислый газ и азот). Замечали как из выхлопной трубы льется вода? Это не только конденсат, это работает каталитический нейтрализатор!

Разрушены соты

Признаки забитого катализатора, неисправности

Если нейтрализатор забит полностью, то машина просто не заведется, или будет заводиться и тут же глохнуть. Это свидетельствует о полной неисправности катализатора. Если у вас есть такая беда проделайте следующее:

Выкрутите первый датчик кислорода (первый по ходу выхлопной системы, он стоит перед нейтрализатором). Теперь попробуйте запустить двигатель, если он завелся — значит каталику трындец, нужна замена или выбить его ко всем чертям. Но при выбивании нужно перепрошивать ЭБУ или ставить эмулятор заместо второго датчика кислорода, иначе будет постоянно гореть «чек»

Машина стала заметно хуже разгоняться и набирать обороты. При нажатии на педаль газа создается ощущение что автомобиль держат за задний бампер. Это верные признаки того, что катализатор забит, но не полностью а пока только частично.

Возрос расход топлива, но этот симптом нужно учитывать только совместно с «тупостью» автомобиля. То есть если авто тупит и к тому же увеличился расход, то это может быть явными симптомами забитости катализатора.

Загорелась лампа «Чек Энджин» на приборной панели (кто-то называет ее «Джеки Чан», кто-то «Кран»). В таком случае при диагностике сканер покажет ошибку P0420 — низкая эффективность. Но это не всегда говорит о его неисправности, может иметь место банальный подсос воздуха в выпускную систему.

С симптомами неисправности разобрались, теперь посмотрим как его проверить.

Разрез

Прежде всего не стоит сразу менять нейтрализатор пока вы его не проверите.

Проверить можно чисто визуально, для начала осмотрите его снаружи, он не должен иметь цветов побежалости — это признак перегрева.

Так же механические повреждения (удары) снаружи могут быть причиной разрушения сот внутри. Еще можно снять каталик и осмотреть его на просвет, соты внутри должны быть целыми. Но не всегда конструкция системы выхлопа позволяет увидеть содержимое внутри банки нейтрализатора.

Еще один метод диагностики катализатора это проверка противодавления в выпускном коллекторе. Выкручивается первый кислородник и вместо него устанавливается специальный манометр. На запущенном моторе поднимают обороты до 3000 в минуту, давление не должно превышать 0,3 кгс/см2. Если давление в выхлопной системе выше значит проверка показывает забитый катализатор.

При появлении кода ошибки 0420 внимательно осмотрите и проверьте всю выхлопную систему на предмет утечки воздуха. Смажьте холодную трубу мыльным раствором (я серьезно!) и запустите двигатель. Смотрите на наличие пузырьков воздуха, если они есть-устраните негерметичность.

Видео о работе нейтрализатора:

Катализатор может испортиться из-за плохого бензина или из-за масла. Если двигатель кушает много масла, то значит оно сгорает в цилиндрах и продукты сгорания масла и его не сгоревшие частицы вылетаю в выхлопную трубу. Они очень быстро способны вывести соты из строя.