Навіщо потрібен нейтралізатор
Загальна інформація по катализаторам.
Автомобільний каталізатор і його роль у вихлопній системі
Каталізатор має дивно простий пристрій, але вплив його дуже велике. З цієї статті ви дізнаєтеся, які забруднюючі речовини утворюються в результаті роботи двигуна, і як каталітичний перетворювач справляється з кожним з них, скорочуючи викиди шкідливих вихлопних газів.
На дороги щодня виїжджають мільйони автомобілів, і кожен з них - джерело забруднення повітря. Особливо це відчувається в великих містах, де вихлопні гази автомобілів можуть створювати великі проблеми.
Для вирішення цих проблем кожна країна видає свої закони, які обмежують допустимий рівень забруднення, який може створювати кожна машина. За минулий час автовиробники внесли багато покращень в конструкцію автомобільного двигуна і паливних систем, щоб відповідати цим вимогам. Одне із значних змін відбулося в 1975 році - саме в цьому році з'явився новий пристрій, зване каталітичним перетворювачем (конвертером) або просто каталізатором. Робота каталітичного перетворювача полягає в перетворенні шкідливих вихлопних газів в менш шкідливі перш, ніж вони покинуть вихлопну систему автомобіля.
Викиди забруднюючих речовин
З метою скорочення викидів, сучасні автомобільні двигуни ретельно контролюють кількість палива, що спалюється ними палива. Їх завдання - зберегти співвідношення "повітря-паливо" якомога ближче до ідеальної точці, званої стехиометрической. Теоретично, при цьому співвідношенні все паливо згорить з використанням усього наявного в повітрі кисню. Для бензину стоіхіометріческій коефіцієнт - близько 14,7: 1, що означає, що при спаленні однієї одиниці бензину буде спалено 1 4. 7 одиниці повітря. фактично під час їзди згорання паливної суміші трохи відрізняється від ідеального співвідношення. Іноді суміш може бути бідною (при коефіцієнті "повітря-паливо" вище, ніж 14,7), або, навпаки, насиченою (при більш низькому коефіцієнті).
Основні забруднюючі речовини, що виробляються двигуном, це:
газоподібний азот (N 2) - повітря складається на 78 відсотків з газоподібного азоту, і велика частина його проходить крізь автомобільний двигун
діоксид вуглецю (СО 2) - один з продуктів згоряння. Вуглець з палива з'єднується з киснем повітря.
водяна пара (H 2 O) - ще один продукт згоряння. Водень з палива з'єднується з киснем повітря.
Це викиди в основі своїй не є небезпечними, хоча, як вважається, викид вуглекислого газу (СО 2) сприяє глобальному потеплінню. Але так як процес горіння ніколи не досконалий, невелика кількість набагато більш шкідливих вихлопних газів виділяється при роботі двигуна автомобіля. Саме на зниження їх рівня орієнтовані каталітичні перетворювачі:
окис вуглецю (СО) - отруйний газ без кольору і запаху
вуглеводні, також відомі як летючі органічні сполуки - один з головних компонентів смогу, утворюється за рахунок неповного згоряння палива
оксиди азоту (NO і NO 2. які часто об'єднують під позначенням NO x) - також є компонентом смогу, а також кислотних дощів, впливають на слизову людини.
У наступному розділі ми розглянемо, які саме процеси відбуваються всередині каталітичного перетворювача.
Як каталізатори скорочують шкідливі викиди в вихлопних газах
Якщо згадати хімію, то каталізатор - це речовина, яка прискорює або викликає хімічну реакцію, саме не входячи в продукти реакції. Каталізатори беруть участь в реакції, але не не є реактивом, ні продуктом реакції. Так, для людського організму природним каталізатором багатьох важливих біохімічних реакцій є ферменти.
В каталітичних перетворювачів існують два різних типи каталізаторів: відновлює каталізатор і окислювальний каталізатор. Обидва типи складаються з керамічної структури, покритої металевим каталізатором (зазвичай це платина, родій і / або паладій). Ідея полягає в тому, щоб створити структуру, яка підставляє під потік вихлопних газів максимальну площу каталізатора і звести до мінімуму задіяне при цьому кількість самого каталізатора, так як використовувані матеріали досить дорогі. У деяких перетворювачах навіть стали використовувати золото з домішкою більш традиційних каталізаторів. Золото дешевше в порівнянні з іншими каталізаторами, і може підвищити ступінь окислення на 40 відсотків, що необхідно для зниження кількості шкідливих газів.
Відновлювальний каталізатор - перший етап каталітичного перетворювача. Він використовує платину і родій щоб зменшити викиди NO x. Коли молекула NO або NO 2 зустрічається з молекулами каталізатора, від неї відділяється атом азоту, вивільняючи кисень - O 2. Атом азоту же пов'язується з іншим атомом азоту, утворюючи N 2.
Окислювальний каталізатор - другий етап каталітичного перетворювача. Він знижує кількість незгорілого палива і окису вуглецю в результаті їх спалювання (окислення) за допомогою таких каталізаторів, як платина і паладій. Цей каталізатор також допомагає СО вступити в реакцію з несгоревшим киснем, утворюючи вуглекислий газ СО 2.
Наступний розділ присвячений третій стадії процесу перетворення, і тому, як домогтися від свого каталітичного перетворювача кращого результату.
Контроль забруднення і підвищення ефективності вихлопної системи
Третім етапом перетворення є система управління, яка контролює потік вихлопних газів і використовує цю інформацію для управління системою впорскування палива. Один датчик кисню встановлений вище автомобільного каталізатора, тобто ближче до двигуна, ніж сам перетворювач. Цей датчик говорить комп'ютера двигуна, скільки кисню міститься у вихлопі. Комп'ютер двигуна зменшує або збільшує кількість кисню у вихлопних газах за рахунок регулювання кількості повітря, що надходить до палива. Ця схема дозволяє контролювати двигун комп'ютера, щоб переконатися, що двигун працює на співвідношенні, близькому до стехиометрической точці, а також щоб переконатися, що у вихлопних газах достатньо кисню для роботи окисного каталізатора для окислення незгорілих вуглеводнів і СО.
Заперечення і сумніви, що виникають у клієнтів.
Каталізатор допалює незгоріле паливо.
Це, звичайно ж, не так. Каталізатор працює за іншим принципом. Він завдяки спеціальному покриттю на сотах і за допомогою хімічної реакції, т. Е. Процесу окислення, руйнує шкідливі сполуки, що містяться у вихлопних газах. До їх складу входять: CO (чадний газ), CH (сажа), NO і NO2 (оксиди азоту). На виході ж справного каталізатора виходить відносно нешкідлива по еко-нормам суміш вуглекислого газу (CO2), води (H2O) і азоту (N2).
Нагадаємо що «стільники», це внутрішня структура каталізатора, що забезпечує велику площу контакту з вихлопними газами. Вони можуть бути виконані з кераміки або металу. Напилення складається з платино-іридієвого сплаву - він і виконує функцію хімічного каталізатора. В ході цієї реакції вивільняється тепло, яке і дозволяє працювати каталізатору продуктивно.
Машина з каталізатором вимагає особливого палива.
Це теж неправда, хоча і є в цьому питанні свої «але». Перше, це ні в якому разі не використовувати етилований бензин. Він практично миттєво знищує каталітичний шар в нейтралізаторі і циркониевое напилення лямбда-зонда. В результаті стільники каталізатора плавляться, і прохідність вихлопних газів крізь нього припиняється.
Друге - неякісний ( «бадяжний») бензин. При його згорянні в вихлопних газах міститься велика кількість сажі та залишків недогоревшей масла. Все це також забиває стільники і перешкоджає вільному проходженню газів. Каталізатор і в тому, і в іншому випадку швидко прийде в непридатність, тому краще використовувати простий бензин більш-менш пристойної якості.
Каталізатор недовговічний і швидко вийде з ладу.
Ну, тут все залежить від того, що мається на увазі під словом «швидко». По суті, каталізатор здатний надійно і довго працювати тільки з двигуном, обладнаним електронним запалюванням і системою впорскування з мікропроцесорним управлінням.
В середньому ресурс каталізатора коливається в межах 80-150 тисяч км пробігу. Це за умови справної роботи систем запалювання і харчування, а також при використанні якісного палива. Потім каталізатор, який, по суті, виконує функцію фільтру вихлопних газів, підлягає заміні і це само собою зрозуміло. Немає вічних фільтрів.
Але на його довговічність можуть впливати і інші причини. Наприклад, механічні пошкодження. У більшості застосовуваних каталізаторів стільники виготовляються з кераміки, і тому вони досить крихкі. Удар по каталізатору може легко його пошкодити.
Є і другий ворог кераміки - це вода. Температура працюючого каталізатора досить висока. При попаданні на нього води стільники не витримують різкого перепаду температур і приходять в непридатність.
Металеві каталізатори в цьому плані більш надійні, але і вони не встоять перед переобогащенной паливної сумішшю, викликаної неполадками в системі живлення двигуна.
Каталізатор «підрізає» потужність двигуна.
Що стосується абсолютно справних каталізаторів, то це в корені не вірно. Хоча він і має сумарну площу поверхні сот приблизно 20 тисяч м2, він не заважає проходженню вихлопних газів, і тому не може впливати на потужність двигуна.
А ось несправний або забитий каталізатор, справді, знижує прохідність вихлопних газів, в результаті чого автомобіль починає втрачати потужності. Усередині несправного каталізатора температура може зрости настільки, що кераміка оплавляється і повністю перекриває шлях вихлопних газів. Природно, нічого хорошого це двигуну не обіцяє. Тому і рекомендується міняти каталізатор через кожні 100 тисяч км незалежно від його робочого стану.
Каталізатор дорогою, тому що призначений для «крутих» машин.
Це повна нісенітниця. Для сучасних - так, для «крутих», мабуть, немає (в дорогих спортивних версіях каталізатори не передбачені). Не можна забувати про те, що поряд з підвищенням потужності, поліпшенням комфорту і безпеки пасажирів, конструкторів не менше хвилює питання підвищення екологічності двигунів. І каталізатору в цій справі відведено особливе місце, адже він, по суті, очищає відпрацьовані гази.
Дорожнеча ж цього агрегату пояснюється його виробництвом. Це досить дорогий і складний у технічному плані процес. Крім того, в якості каталізатора використовується дорога платина, яка здатна протистояти з'єднанням сірки, а для більшої ефективності роботи в каталітичний шар нейтралізатора до платині додають паладій і рідкоземельні елемент родій. Тому коли майстер вам запропонує «майже задарма прибрати цю непотрібну штуковину», пам'ятайте, що у нього в цій справі є свій піковий інтерес, він «навар» і на вас, і на дорогоцінному металі з вашого каталізатора.
Після видалення каталізатора потрібно перепрограмувати "мізки" автомобіля.
Ну, почнемо з того, що видаляти справний каталізатор - це просто дурість, т. К. Ні на що крім очищення ваших же вихлопних газів не впливає. Ну, якщо вже ви з якоїсь причини вирішили ...
Для автомобілів з системою рівня вихлопних газів Євро-2 нічого перепрограмувати непотрібно. Каталізатор в них є незалежною частиною системи і не пов'язаний з блоком управління. А ось з системами рівня Євро-3 все кілька складніша. Каталізатор просто так видалити не вийде. Блок управління потрібно перебудувати під Євро-2. В іншому випадку у вас буде постійно загорятися помилка «Низька ефективність каталізатора».
Але бувають випадки, коли «борт» спеціально налаштовують на спортивний режим. Тоді дійсно краще зняти каталізатор, так як, якщо в настройках відключена діагностика пропусків запалювання, недогоревшей в циліндрі бензин почне надходити в каталізатор і догоряти там. Це загрожує великим перегрівом каталізатора, який може привести до пожежі автомобіля.
Каталізатор безпосередньо пов'язаний з кисневим датчиком.
Це звичайно повна нісенітниця. Просто іноді майстри рекомендують після видалення каталізатора трохи підрегулювати контролер. Робиться це для того, щоб трохи збагатити суміш за рахунок збільшення лямбда-фактора (0,8-0,9). Це дає невелику надбавку в потужності. При наявності каталізатора подібні «витівки» неможливі.
Правда, є у них і дещо спільне - вони обидва «вмирають» від тетраетилсвинцю. Тому думка, що з віддаленим каталізатором можна їздити на етілірованном бензині не зовсім справедливе. Якщо в системі управління застосовується кисневий датчик, то не можна.
Ну що ж, якщо з усіма «Незрозуміло» ми більш-менш розібралися, дамо наостанок кілька корисних порад.
Перевірка каталізатора на справність
Перевірити каталізатор, наскільки він працездатний, можна таким способом:
на холостому ходу видавіть педаль газу до межі, контролюючи при цьому обороти по тахометру. Якщо двигун спокійно розкручується до максимальних обертів і спрацьовує обмежувач - каталізатор справний. Якщо ж стрілка тахометра не доходить до червоної зони і обмежувач оборотів не включається, то очевидно, що пропускна здатність каталізатора знижена, і він вимагає заміни. Правда, подібний спосіб ефективний лише в тому випадку, коли робота інших систем в нормі.
Падіння тиску вихлопу або повна його відсутність теж свідчить про несправності каталізатора, але це вже вірна ознака того, що він «помер».
На СТО існують свої методи перевірки. Як правило, все починається з перевірки лямбда-зонда. У разі його поломки на блок управління подачею палива подається сигнал про надлишок або нестачу кисню, що відповідно викликає збагачення або збіднення горючої суміші. Якщо ж лямбда-зонд і інші датчики двигуна повністю працездатні, то значить проблема саме в каталізаторі.
Є і ще один досить простий спосіб перевірки - на просвіт. Так як стільники робочого елемента каталізатора прямі, а стінки дуже тонкі, то його легко можна просвітити ліхтарем. Ті області, які залишаться темними, є забитими. Недолік в цьому способі один - каталізатор потрібно зняти з автомобіля.
Як уникнути проблем з каталізатором
Щоб уникнути проблем з каталізатором, потрібно дотримуватися наступних правил експлуатації:
- заправляти автомобіль тільки якісним бензином;
- не запускати двигун з «штовхача», так як потрапляє в каталізатор незгоріле паливо може привести до його перегріву і відповідно виходу з ладу (повірте, дешевше купити новий акумулятор);
- якщо двигун не запустився після двох-трьох спроб, необхідно зробити паузу, щоб накопичене на поверхні пристрою паливо встигло випаруватися;
- якщо при усуненні несправностей електрообладнання потрібно включити запалювання, щоб уникнути попадання палива в вихлопну систему і каталізатор необхідно відключити реле харчування паливного насоса;
- на працюючому двигуні не можна перевіряти наявність подачі струму високої напруги на свічки запалювання, знімаючи з них наконечники високовольтних проводів, так як паливо з непрацюючого при цьому циліндра потрапляє в каталізатор;
- ймовірність виходу з ладу каталізатора підвищується через викид в систему випуску порції незгорілого палива при перебоях в роботі двигуна через відмову однієї зі свічок запалювання або пробою високовольтного проводу.