На всіх сучасних автомобілях встановлюються каталізатори для зменшення кількості шкідливих речовин, що викидаються в атмосферу з вихлопними газами. Каталізатор відпрацьованих газів має корпус з нержавіючої сталі, до якого зварюванням приєднані впускний і випускний конуси з патрубками і кріпильними фланцями, а також тепловідбивачі, утримують керамічну обшивку. Весь внутрішній обсяг корпуса зайнятий керамічним пористим монолітом, зафіксованим кільцями або сіткою з нержавіючої сталі. Структура моноліту є звичайним фільтр, але вся
У каталізаторі відбувається реакція, в результаті якої потенційно небезпечний вуглеводень і окис вуглецю у вихлопних газах перетворюються в безпечні гази і водяна пара.
Двигун викидає в атмосферу разом з відпрацьованими газами продукти повного (водяна пара Н2 О, азот N2 і т. П.) І неповного (оксид вуглецю СО, а також CnHm, оксиди азоту NOx) згоряння палива. Загальна кількість компонентів, які містяться в цих газах, перевищує кілька сотень, і більшість з них шкідливі для здоров'я людини.
Відпрацьовані гази, проникаючи через пористу поверхню моноліту, по-перше, нагрівають його, а по-друге, доокісляются. З СО виходить СО2. тобто нетоксичний вуглекислий газ, CnHm в кілька етапів переходить в СО2 і Н2 О, NOx перетворюється в молекулярний N2. який міститься в звичайному повітрі, і в воду. Словом, в каталізаторі відбуваються досить складні хімічні реакції, завдяки високій температурі і наявності спеціального покриття з дорогих металів.
Головний позитивний ефект каталізатора - повна нейтралізація трьох компонентів - СО, CnHm, NOx, - яких у відпрацьованих газах більше, ніж інших шкідливих речовин. І досягається він не тільки завдяки наявності платини, родію і паладію. Важливу роль відіграє температура, витримують в межах 300-800 ° С. Якщо вона знижується до 250 ° С, хімічні реакції нейтралізації СО, CnHm, NOx, незважаючи на наявність металів-каталізаторів, не відбудуться. А при температурі близько 900 ° С починає плавитися і руйнуватися каталітична плівка.
бензинові двигуни
Каталізатор працює ефективно при температурах + 300 ° С - + 800 ° С.
дизельні двигуни
На автомобілях з дизельними двигунами очищення вихлопних газів проводиться не врегульовані окислювальним каталізатором. Зменшення процентного вмісту оксидів азоту в вихлопних газах дизельного двигуна досягається за рахунок установки на автомобілі системи повторного спалювання частини відпрацьованих газів (EGR). Клапан EGR системи повторного спалювання відпрацьованих газів встановлений в коліні вихлопної системи і управляється вакуумним регулятором. Клапана EGR на прогрітому двигуні направляє частину відпрацьованих газів в камери згоряння двигуна, в результаті чого знижується температура і при цьому зменшується відсоток окислів азоту в вихлопних газах.
Експлуатація автомобілів з каталізатором
Загальні відомості
Каталізатор - це надійне і просте пристрій, який не потребує ніякого обслуговуванні, але є деякі факти, які власник повинен знати для максимального терміну служби каталізатора:
- Не використовуйте етилований бензин в автомобілі, обладнаному каталізатором, так як свинець покриє дорогоцінні метали в решітці каталізатора, зменшуючи ефективність їх перетворення і в кінцевому рахунку виведе з ладу каталізатор;
- Завжди тримайте запалювання і паливну систему в повному порядку;
- Якщо при роботі двигуна спостерігаються пропуски запалювання, не використовуйте автомобіль до усунення несправності;
- Якщо при роботі двигуна загориться контрольна лампа управління двигуном, необхідно якомога швидше звернутися на станцію технічного обслуговування. Якщо є ушкодження управління двигуном, то крім збільшення витрати палива і зменшення динамічних характеристик двигуна, може вийти з ладу каталізатор;
- Не заводьте двигун методом буксирування;
- Не вимикайте запалювання на високих оборотах двигуна;
- Не використовуйте присадки до палива та моторного масла, так як присадки можуть містити речовини, здатні пошкодити каталізатор;
- Не використовуйте автомобіль, якщо з вихлопної труби видно слід синього диму.
Після зупинки двигуна вихлопна система тривалий час продовжує випромінювати значну кількість тепла, тому необхідно уникати паркування автомобіля на траві і сухому листі.
Пам'ятайте, що каталізатор крихкий, тому уникайте ударів при знятті каталізатора або вихлопної системи. Каталізатор, який використовується на добре відрегульована автомобілі повинен служити від 100 до 160 тисяч км пробігу автомобіля.
Ознаки несправного каталізатора
- Автомобіль починає "тупити", погіршуються динамічні характеристики, автомобіль перестає "тягнути", плавають обороти на холостому ходу, каталізатор може розжаритися до червоного (каталізатор забився, тобто знижена пропускна здатність відпрацьованих газів), в цьому випадку потрібно якомога швидше звернутися в СТО, щоб не сталося другої ознаки;
- Характерний дзвін і деренчання (стільники каталізатора розсипалися), в цьому випадку необхідно негайно видаляти каталізатор, так як, розсипалися стільники можуть закупорити вихлопну систему.
видалення каталізаторів
В процесі роботи двигуна в відпрацьованих газах утворюються токсичні речовини. У розвинених країнах прийняті строгі норми граничної токсичності відпрацьованих газів.
Виконання цих норм вимагає використання систем, що включають в себе каталітичний нейтралізатор (каталізатор) і лямбда-зонд. У каталізаторі відбувається зниження токсичності відпрацьованих газів (ОГ).
Каталізатор має всередині корпусу носій, на поверхню якого наноситься покриття з каталітичного матеріалу (Pt, Rh, Pd), який чутливий до змісту свинцю в паливі (тому повинен застосовуватися тільки неетилований бензин). В якості носія застосовується металева або монолітна керамічна основа.
Переваги керамічних каталізаторів: низька теплова інерційність, максимальне використання каталітичної поверхні, довговічність. Недоліком є більший опір потоку відпрацьованих газів, ніж у металевих каталізаторів.
В автомобілях відповідають екологічним нормам EURO-4 контроль за токсичністю відпрацьованих газів як правило здійснюється за допомогою двох лямбда-зондів в лінії. перший (регулювальний) встановлено до каталізатора, другий (діагностичний) після каталізатора. Другий лямбда-зонд потрібен для контролю якості роботи каталізатора. Тому регулювальний і діагностичний лямбда-зонди мають різні показники температури, концентрації ОГ і режими роботи. Ресурс роботи лямбда-зонда становить близько 160 тисяч км. але, при роботі двигуна на етілірованном бензині лямбда-зонд швидко виходить з ладу.
Порушення в роботі двигуна, наприклад, пропуски займання, робота на неякісному паливі, несправні лямбда-зонди і т.д. можуть призводити до збільшення температури каталізатора і його руйнування ( "соти" каталізатора можуть оплавитися і забитися). Якщо стався удар по каталізатору (автомобіль наїхав на перешкоду). то його керамічне наповнення може зруйнуватися і забити випускний тракт. Каталізатори не підлягають ремонту і. є два способи вирішення проблеми:
- Перший - це установка нового каталізатора. Новий каталізатор коштує досить дорого і. що прикро на нашому паливі працювати довго не буде.
- Другий - установка пламегасителя. Установка пламегасителя коштує дешевше і термін його експлуатації набагато більше. Але, якщо видалити каталізатор на автомобілі з двома лямбда-зондами, діагностичний лямбда-зонд почне давати команди блоку управління двигуна на збіднення паливо-повітряної суміші тому, що відпрацьовані гази потрапляють на нього не проходячи через каталізатор. Дуже часто на сервісах після видалення каталізатора лямбда-зонди відключають (обрізають дроти) .Тоді двигун починає працювати по аварійної програмі. При роботі двигуна в цих режимах відбувається втрата потужності, збільшується витрата палива, виникають пропуски займання палива, різко зростає температура відпрацьованих газів, може виникнути детонація. Все це призводить до виходу з ладу свічок запалювання, клапанів, прогоряння резонатора і глушника, і в кінцевому рахунку до поломки двигуна.
Для того, щоб двигун працював нормально, після видалення каталізатора необхідна корекція допустимих параметрів лямбда-зонда.
Коригувати можна декількома способами: