Что необходимо знать о катализаторе в автомобиле

Как работает автомобильный каталитический нейтрализатор?

Для работы двигателя внутреннего сгорания важно, чтобы в его цилиндрах происходил стабильный процесс сгорания воздушно-топливной смеси. Во время этого процесса образуются вредные газы, такие как оксид углерода, оксиды азота, углеводороды и другие

Если в автомобиле нет каталитического нейтрализатора, все эти чрезвычайно вредные газы после выброса в выпускной коллектор из двигателя будут проходить через выхлопную систему и будут попадать непосредственно в воздух, которым мы дышим.

Если транспортное средство имеет каталитический нейтрализатор, выхлопные газы будут проходить от двигателя к глушителю через соты подложки и вступать в реакцию с драгоценными металлами. В результате химической реакции вредные вещества нейтрализуются, и из выхлопной системы в окружающую среду попадает лишь безвредный выхлоп, состоящий в большей степени из углекислого газа.

Из уроков химии мы знаем, что катализатор — это вещество, которое вызывает или ускоряет химическую реакцию, не влияя на нее. Катализаторы участвуют в реакциях, но не являются ни реагентами, ни продуктами каталитической реакции.

Есть две стадии, через которые проходят вредные газы в катализаторе: восстановление и окисление. Как это работает?

Когда рабочая температура катализатора достигает от 500 до 1200 градусов по Фаренгейту или 250-300 градусов по Цельсию, происходят две вещи: восстановление, и сразу после этого реакция окисления. Это звучит немного сложно, но на самом деле это означает, что молекулы вещества одновременно теряют и получают электроны, из-за чего меняется их структура.

Восстановление (поглощение кислорода), которое происходит в катализаторе, направлено на превращение оксида азота в экологически чистый газ.

Как работает автомобильный катализатор на стадии восстановления?

Когда закись азота из выхлопных газов автомобиля попадает в катализатор, платина и родий в нем начинают воздействовать на разложение молекул оксида азота, превращая вредный газ в совершенно безвредный.

Что происходит на стадии окисления?

Вторая стадия, которая происходит в катализаторе, называется реакцией окисления, в которой не сгоревшие углеводороды превращаются в диоксид углерода и воду путем смешивания с кислородом (окисление).

Реакции, которые происходят в катализаторе, изменяют химический состав выхлопных газов, изменяя структуру атомом, из которых они состоят. Когда молекулы вредных газов переходят из двигателя в катализатор, он разделяет их на атомы. Атомы, в свою очередь, рекомбинируют в молекулы в относительно безвредные вещества, такие как диоксид углерода, азот и вода, и выбрасываются в окружающую среду через выхлопную систему.

Основными типами каталитических нейтрализаторов, используемых в бензиновых двигателях, являются два: двухсторонний и трехходовой.

Двусторонний

Двустенный (двухсторонний) катализатор одновременно выполняет две задачи: окисляет окись углерода до двуокиси углерода и окисляет углеводороды (не сгоревшее или частично сгоревшее топливо) до двуокиси углерода и воды.

Этот тип автомобильного катализатора использовался в дизельных и бензиновых двигателях для снижения вредных выбросов углеводородов и окиси углерода до 1981 года, но поскольку он не мог преобразовывать оксиды азота, после 81 года его заменили трехкомпонентными катализаторами.

Трехходовой окислительно-восстановительный каталитический нейтрализатор

Этот тип автомобильного катализатора, как выяснилось, был представлен в 1981 году, и сегодня его устанавливают на все современные автомобили. Трехходовой катализатор выполняет три задачи одновременно:

• восстанавливает оксид азота до азота и кислорода;
• окисляет окись углерода до двуокиси углерода;
• окисляет не сгоревшие углеводороды до углекислого газа и воды.

Поскольку этот тип каталитического нейтрализатора выполняет обе стадии катализа — восстановление и окисление, он выполняет свою задачу с эффективностью до 98%. Это означает, что если ваш автомобиль оснащен таким каталитическим нейтрализатором, он не будет загрязнять окружающую среду вредными выбросами.

Устройство и принцип работы каталитического нейтрализатора

Рассматривая катализатор автомобильный, что это такое, признаки поломки, рекомендуется изучить конструкцию и принцип работы. Основной составляющей является матрица – керамические или металлические соты со специальным напылением – платиноиридиевым.

Подобное устройство обеспечивает максимальное соприкосновение выхлопов с плоскостью фильтрующего элемента. А нанесенный каталитический слой способствует окислению опасных соединений, с последующим образованием СО2 и N2. Еще одна функция катализатора заключается в обработке выхлопов – снижении температуры, давления, скорости выходящих газов.

Нейтрализатор является сменной запчастью. Его срок службы достигает 100 000 – 150 000 км, при использовании качественного топлива и регулярного проведения регенераций. Но чаще происходит преждевременное засорение, что сопровождается сигналом – активацией Check Engine на панели управления.

Другие признаки неисправности:

1. Заметно сокращается мощность машины, возникают сложности при запуске. Причина – засорение сот фильтрующего элемента, сокращение пропускной способности.
2. Возникает ощущение, что автомобиль держат за задний бампер, что не дает ему нормально двигаться и развивать скорость.
3. Увеличивается расход топлива. Это связано с попытками системы управления провести регенерацию – самоочистку, сопровождающуюся повышением температуры. А для этого используются дополнительные порции горючего.
4. Меняется запах выхлопов, становится более едким, химическим.

Как обслуживаются катализаторы?

Чтобы не было проблем с катализатором, важно знать, что:

• Средний срок службы катализатора составляет около 160000 км. Проехав это расстояние, вам нужно подумать о замене преобразователя.
• Если автомобиль оснащен каталитическим нейтрализатором, вы не должны использовать этилированное топливо, так как оно снижает эффективность катализатора. Единственное подходящее топливо в этом случае — неэтилированное.

Несомненно, преимущества этих устройств для окружающей среды и нашего здоровья огромны, но в дополнение к их преимуществам у них есть и свои недостатки.

Одним из их самых больших недостатков является то, что они работают только при высоких температурах. Другими словами, когда вы заводите автомобиль, каталитический нейтрализатор почти ничего не делает для уменьшения выхлопных газов.

Он начинает работать эффективно только после того, как выхлопные газы нагреваются до 250-300 градусов по Цельсию. Вот почему некоторые производители автомобилей предприняли шаги для решения этой проблемы путем перемещения катализатора ближе к двигателю, что, с одной стороны, улучшает производительность устройства, но сокращает его срок службы, поскольку его близость к двигателю подвергает его воздействию очень высоких температур.

В последние годы было решено разместить каталитический нейтрализатор под сиденьем пассажира на расстоянии, которое позволит ему работать более эффективно, не подвергаясь воздействию высоких температур двигателя.

Другими недостатками катализаторов являются частое засорение и обжиг пирога. Выгорание обычно происходит из-за не сгоревшего топлива, попадающего в выхлопную систему, которое воспламеняется в подаче катализатора. Засорение чаще всего происходит из-за плохого или неподходящего бензина, естественного износа, стиля вождения и т.д.

Это очень небольшие недостатки на фоне огромных преимуществ, которые мы получаем от использования автомобильных катализаторов. Благодаря этим устройствам ограничиваются вредные выбросы, производимые автомобилями.

Некоторые критики утверждают, что углекислый газ — тоже вредный выброс. Они считают, что катализатор в автомобиле не нужен, так как из-за таких выбросов усиливается парниковый эффект. На самом деле, если автомобиль не имеет каталитического нейтрализатора и выделяет угарный газ в воздух, этот оксид сам превратится в углекислый газ в атмосфере.

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:

• низкое качество топлива с высоким содержанием серы, парафина, присадок;
• неисправности двигателя, из-за чего топливо не сгорает полностью;
• механические повреждения.

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:

• пропадают тяга и приемистость;
• наблюдаются проблемы с запуском силового агрегата, особенно в зимний период «на холодную»;
• снижение оборотов — даже если дроссельная заслонка открыта по максимуму, на тахометре показывает всего 2,5-3,5 тысячи оборотов в минуту.

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 происходит кража катализатора

Все занимает несколько минут, не требует больших знаний и специализированных инструментов. В последний год полиция все чаще сообщает о краже катализаторов в нашей стране. Судя по резкому росту краж, многие преступники нащупали настоящую золотую жилу, в буквальном и переносном смысле. Так что надеяться на то, что волна краж пойдет на убыль, не стоит. Эта тенденция, по словам экспертов, только набирает обороты.

Самое плохое, что преступников не отпугивают современные системы безопасности, установленные на современные транспортные средства. Ведь для кражи катализатора вору достаточно залезть под машину и срезать нейтрализатор болгаркой или электропилой. Причем нередко такие кражи происходят прямо среди белого дня в оживленных местах.

Так, в конце прошлого года пресс-служба УМВД России по Приморскому краю сообщала, что были задержаны преступники, подозреваемые в серии краж автомобильных катализаторов.

Оперативная съемка / mvdmedia.ru

В дежурную часть УМВД по городу Владивостоку стали поступать массовые заявления от автовладельцев о краже катализаторов. Большинство накануне кражи слышали на улице звук болгарки. В результате оперативных мероприятий злоумышленники были задержаны и в последующем дали признательные показания. Общая сумма ущерба составила 800 тыс. рублей.

Также в прошлом году в Петербурге был осужден Мухамед Шомахов, которого суд признал виновным в кражах катализаторов с каршеринговых автомобилей. Шомахов с подельником похитили катализаторы с 13 каршеринговых автомобилей. Ущерб составил 1 763 960 рублей.

И число подобных случаев только увеличивается. Особенно это касается внедорожников, с которых срезать катализатор намного легче. В том числе повышенный интерес преступники проявляют к японским автомобилям.

Устройство катализатора и его разновидности

Существуют три вида катализаторов, разделяющихся по принципу работы:

• Фильтрующий (катализатор дожигания)
• Химический
• Магнитно-стрикционный (МСК)

Катализатор дожигания, в свою очередь, делится на два типа:

– Керамический катализатор

– Металлический катализатор

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:

1. Запустить процесс окисления угарного газа в углекислый;
2. Окислить несгоревшие углеводороды (частично сгоревшее или несгоревшее топливо) в воду и углекислый газ благодаря реакции горения.

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:

1. Превращать окиси азота в кислород и азот.
2. Окислять угарный газ в углекислый газ.
3. Окислять несгоревшие углеводороды в воду и углекислый газ.

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»:

• Некачественного или этилированного топлива.
• Масел или антифриза, которые попадают в камеру сгорания.
• Некачественных технических жидкостей для промывки систем, купленных «с рук» или от непроверенного производителя.
• Переобогащенных топливных смесей.
• Долгой работы на холостом ходу.

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.

Персональный опыт

В конце прошлого столетия у меня был опыт работы в одной коммерческой организации, где я занимал должность менеджера автопарка. Был случай, когда начальник, вызвавший меня на ковёр, заявил: Нам нужно продать «ToyotaCarina», поэтому тебе следует съездить на автомобильную мойку и хорошо вымыть мотор, чтобы он блестел.

Естественно, я отправился в назначенное место, где сообщил пожелания моего начальника. Двигатель того автомобиля имел впрысковую систему и был оснащен одной катушкой зажигания, с высоковольтным распределителем. Уже после непосредственной отправки я заметил неисправности в работе мотора. Учитывая, что до основного места работы было не более трёхсот метров, доехать до него я так и не смог. Причина была в постоянном прекращении работы двигателя, который заводясь, начинал издавать непонятные звуки под дном кузова автомобиля. Машина находилась в состоянии постоянной вибрации. В момент, когда я вышел наружу и посмотрел, что происходит с выхлопной системой, я увидел поток чёрной гари, выходящей в тандеме с искрами.

Такое действие недолго продолжалось, вскоре гарь перестала выходить, после чего я открыл капот и соответственно решил оценить состояние распределителя, открыв и его. Что я увидел? – Огромную лужу. Утилизировав жидкость, качественно высушив поверхность, я всё же смог доехать до места работы. Вот теперь вопрос: Как вы думаете, где происходил процесс сгорания топлива?

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:

• Тяга на больших оборотах временно или постоянно пропадает.
• Автомобиль стал хуже заводиться «на горячую». По утрам, при этом, мотор долго не заводится.
• Начали пропадать обороты. Например, когда вы давите на газ, а тахометр еле-еле доходит до 2 – 4 тысяч оборотов, но выше стрелка не идет. При этом автомобиль начал потреблять больше топлива.

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:

1. Двигатель теряет мощность. Многие водители жалуются, что машина перестает ехать, пропадает динамика;
2. На приборной панели выпадает ошибка «Check Engine». При сканировании блока управления мотором это ошибка по второй лямбде;
3. Некоторые отмечают, что при поломке частично или полностью пропадает выхлоп их выхлопной трубы;
4. Увеличивается расход топлива.

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:

1. Двигатель заводится с трудом и глохнет после запуска.

1. На приборной панели горит индикатор Check Engine, или, как его еще называют, «чек» двигателя.

1. Выхлопные газы еле-еле выходят из трубы. Этот признак говорит о том, что катализатор серьезно забился.

1. Автомобиль теряет в мощности и динамике, слабо откликается при нажатии на газ, при этом увеличивается расход топлива и моторного масла.

1. Во время холодного пуска двигателя появляется едкий запах, которого раньше не было. Обычно этот признак свидетельствует о разрушении катализатора.

1. 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:

1. 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.

1. Заменить устройство на новое. Тут есть два нюанса: оригинальная деталь будет стоить очень дорого, а дешевый универсальный катализатор довольно сложно правильно подобрать.

1. 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.

Особенности удаления катализатора из выхлопной системы

Ниже рассмотрим, какие нюансы удаления катализатора стоит учитывать. В первую очередь, нужно решить, как будет обходиться лямбда-зонд. После удаления нейтрализатора, датчик будет постоянно выдавать ошибку.

Чтобы обойти датчик, обычно делают обманку. Это проставка, которая отдаляет датчик от выхлопных газов, в результате он фиксирует больше кислорода. Обманку вкручивают на место датчика, и уже в нее устанавливают прибор. Такая система работает стабильно, хоть и имеет большое количество минусов. 

• Любое вмешательство в конструкцию автомобиля приводит к снятию его с гарантии. Подумайте, что будет, если возникнет неисправность двигателя, которая попадает под гарантийный случай.
• Невозможность пройти государственный техосмотр. Бортовой компьютер вы обманули, но вот при проверке на стенде, обман вскроется. В итоге, вы получите запрет на эксплуатацию транспортного средства. Со станции СТО, вы поедете уже на эвакуаторе.

Еще можно сделать перепрошивку ЭБУ. В результате система будет считать, имеющиеся показатели за норму. Для такой работы требуются дополнительные знания, а также программное обеспечение.

Предупреждения на приборной панели

При перепрошивке нарушаются нормальные циклы работы мотора. Он начинает работать в неправильном режиме. Это снижает ресурс силового агрегата примерно в два раза. В результате перепрошивка вместо экономии принесет вам только больше расходов.

Виды катализаторов

По своему назначению нейтрализатор может быть двух- или трехкомпонентным.

1. В первом случае он выполняет относительно простые функции окисления (дожигания) угарного газа и углеводородов до образования воды и двуокиси углерода.
2. Во втором – добавляется сложная способность устройства работать с окислами азота. Особенно много их образуется в современных дизельных и бензиновых моторах, в силу повышения экономичности, которых конструкторам приходится использовать обеднённые и бедные смеси на впуске.

Трёхкомпонентые катализаторы, а именно такие чаще всего применяются, в свою очередь, могут отличаться по конструктивному признаку, изготавливаясь на базе керамических или металлических сотовых изделий.

Керамические относительно дешевле, но не обладают высокой механической прочностью и долговечностью, склонны к растрескиванию и разрушению, не терпят ударов при наезде на препятствия.

Металлические конструктивы обладают достаточной упругостью, поэтому лучше держат внешние и внутренние удары. Внутренние могут возникать при аномальных процессах горения и разрушительно воздействовать на тонкую сотовую начинку, где, как уже упоминалось, обычно нанесены такие непростые вещества, как платина, палладий и родий.

Но даже металл не спасает от предательского попадания на тонкие соты посторонних веществ из двигателя в виде компонент контрафактных рабочих жидкостей, слишком богатой смеси или всевозможных соединений кремния.

Катализаторы отличаются и по способу их установки. Раньше они располагались в виде врезок выхлопной трубы, подобно глушителям и резонаторам. Но оказалось, что так их очень трудно и затратно прогревать до рабочей температуры, при которой начинаются каталитические реакции.

Поэтому сейчас нейтрализаторы ставят непосредственно за выпускным коллектором, максимально близко к точке выхода раскалённых выхлопных газов. Уже не надо долго ждать выхода прибора на режим, меньше загрязняются кислородные датчики и сокращаются расходы топлива на поддержание температуры.

В каких случаях нейтрализатор может выйти из строя?

Первое, на что жалуются автолюбители касаемо каталитического нейтрализатора – это значительное оплавление «шахматной» поверхности устройства, которое практически полностью перестаёт работать в соответствии с установленными стандартами. Основной причиной подобного исхода принято считать превышение температурного режима, о котором мы говорили выше, его примерный показатель равен – 850-900 градусов.

Следующей причиной выхода из строя катализатора является частичное крошение керамической поверхности детали. В данном случае происходит разрушение определённых частей устройства, которые уже нельзя восстановить без полной замены всей детали.

И наконец, третья причина поломки каталитического конвертера – это загрязнение поверхности керамического слоя детали. Такая ситуация чревата полным выходом из строя катализатора, что подвергает окружающую среду серьёзной опасности.

Часто для того, чтобы предупредить возможные вышеупомянутые причины поломки катализатора, производители стараются создавать катализаторы не с керамической поверхностью, а с металлической. Такое покрытие среди автомобилистов считается наиболее износостойким и практичным.

Первый вариант поломки нейтрализатора, выражающийся в оплавлении детали, чаще всего определяется посредством диагностики двигателя и его мощности. Если показатели неожиданно падают, это является первым признаком того, что виной этому дефекту может быть именно оплавление устройства. Тенденцию к уменьшению мощности двигателя каждый опытный водитель может заметить в момент набора разгона. Данная процедура уже не будет, как прежде, производиться быстро и легко. Также стоит отметить, что и запуск двигателя будет значительно ухудшаться, а впоследствии и вовсе мотор перестанет работать. При наличии подобной проблемы на приборах автомобиля высветится определённое сообщение, которое и покажет текущее состояние каталитического нейтрализатора.

Если первый вариант ещё можно заметить, то вот вторую причину поломки нейтрализатора, а именно, превращение керамического покрытия в крошку, достаточно трудно диагностировать. Предпосылкой к такому исходу в основном становится использование некачественных топливных материалов, часто разбавленных специальными веществами.

Что касается загрязнения внутренних цилиндров посредством заброса отработанных газов, то это, конечно же, не самая распространённая причина выхода из строя каталитического нейтрализатора. Тем более, что опасность такой ситуации представляется не всем современным автомобилям. Грамотные конструкторы большинства автомобильных производителей сумели качественно и эффективно создать систему очищения выхлопных газов, применяя новые технологии. Проблема осталась исключительно утех транспортных средств, которые обладают выхлопной системой, расположенной под дном кузова.

Неисправности катализатора и их причины

Производители пишут, что срок службы нейтрализатора 100–150 тысяч километров. Но на практике проблемы могут возникнуть и при меньшем пробеге, особенно в больших городах, где часто приходится стоять в пробках. 

В зависимости от особенностей эксплуатации, замена каталитического нейтрализатора может производиться раз в 3–7 лет.

Основной причиной неисправности становится выгорание слоя металлов, покрывающих соты. Это естественный процесс, в результате которого качество выхлопа ухудшается. Бортовой компьютер показывает горящий «чек», а в некоторых случаях и вообще не позволяет мотору работать, выключая зажигание.

Ускоряет процесс выгорания и некачественное топливо. Зачастую у бензина увеличивают октановое число путем добавки свинца, это усиливает нагрузку на катализатор, уменьшая срок эксплуатации. В ситуации с дизельным топливом выход из строя может ускорить сам владелец, используя в зимнее время добавки-«антигель».

В некоторых случаях причиной поломки может стать неисправный двигатель. При неправильно выставленном зажигании и проблемах в системе питания (последнее особенно актуально для дизельных двигателей) выгорание каталитического слоя ускоряется.

Соты каталитического нейтрализатора

Чем отличается нейтрализатор от катализатора?

Известный автомобилистам катализатор имеет полное название – каталитический нейтрализатор выхлопных газов. Для сокращения его называют катализатором или нейтрализатором. По сути – это одно устройство, представляющее собой фильтрующую систему для выхлопных газов. Катализаторы устанавливают на бензиновые и дизельные двигатели, чтобы уменьшить количество выбросов угарного газа, сажи и других составляющих отработанного топлива.

В зависимости от количества выполняемых задач, устройства бывают:

• двухступенчатые – трансформируют угарный газ в углекислый, оксиды углерода в пар и углекислоту;
• трехступенчатые – преобразуют не только угарный газ и оксиды углерода, но и токсичные оксиды азота в обычный азот.

В зависимости от использованных в производстве материалов, различают устройства из металла и керамики. У каждого вида есть отличительные конструктивные, функциональные и ценовые особенности.

Преимущества и недостатки керамики:

Преимущества и недостатки металлических устройств:

• Надежность и длительный срок эксплуатации, по мнению водителей и мастеров СТО, занимают первое место в списке преимуществ. Металлические ячейки выдерживают механическое воздействие, меньше деформируются во время передвижения по некачественным дорогам, не разрушаются при резком перепаде температур;
• Высокая стоимость и 100% реакция на использование низкопробного топлива – главные минусы устройства. Слишком бедное или, наоборот, пере обогащенное присадками ГСМ забивает соты и выводит катализатор из строя раньше заявленного производителем срока.Чем отличается катализатор от сажевого фильтра
• Сажевыми фильтрами оборудуют дизельные двигатели, хотя в конструкции выхлопной системы современных авто используют симбиоз катализатора и сажевого фильтра. Главная задача сажевого фильтра – улавливание сажи. Поэтому внутренняя матрица устройства больше похожа не на соты, а на лабиринты с камерами для оседания отработанных углеводородных соединений. Принцип работы дизельных фильтров также усиливается напылением драгоценных металлов для усиления химических реакций.

Чем отличается катализатор от резонатора?

Пламегаситель или резонатор устанавливают вместо отслуживших нейтрализаторов и сажевых фильтров для стабилизации выхлопов. Устройство позволяет регулировать температуру выхлопных газов, но не их химический состав. Цена резонатора в несколько раз ниже катализатора, но проблему токсических выбросов не решает. Если планируется поездка в страны ЕС, то подобное оборудование не подойдет.

Как работает каталитический нейтрализатор

На практике трехкомпонентный каталитический нейтрализатор работает по следующему принципу:

• Выхлопные газы двигателя достигают керамических блоков, где они проникают в ячейки и полностью заполняют их. Металлы-катализаторы — палладий и платина — запускают реакцию окисления, в которой несгоревшие углеводороды CH превращаются в водяной пар, а монооксид углерода CO — в диоксид углерода.
• Восстановительный металл-катализатор родий, превращает NOx (оксид азота) в нормальный, безвредный азот.
• Очищенные выхлопные газы выбрасываются в атмосферу.

Если автомобиль оснащен дизельным двигателем, рядом с каталитическим нейтрализатором всегда устанавливается сажевый фильтр. Иногда эти два элемента можно объединить в один элемент.

Рабочая температура каталитического нейтрализатора имеет решающее влияние на эффективность нейтрализации токсичных компонентов. Фактическое преобразование начинается только после достижения 300°C. Предполагается, что идеальная температура с точки зрения производительности и срока службы составляет от 400 до 800°C. Ускоренное старение катализатора наблюдается в интервале температур от 800 до 1000°C. Длительная эксплуатация при температурах выше 1000°C отрицательно влияет на каталитический нейтрализатор. Альтернативой высокотемпературной керамике является металлическая матрица из гофрированной фольги. Платина и палладий выступают катализаторами в этой конструкции.