Как выбрать катализатор

Катализатор в машине - это важный элемент системы выпуска выхлопных газов. Его задача состоит в уменьшении количества вредных веществ, таких как оксиды азота и углеродные оксиды, выбрасываемых в атмосферу при движении машины. Он работает на основе каталитического преобразования, которое преобразует вредные вещества в безвредные газы. Использование катализатора в машине является важным шагом к созданию экологически чистых технологий и защите окружающей среды. Разберемся, как же устроен конвертор-катализатор и что нужно учитывать при его выборе.

Как выглядит полная система

Цели катализатора предельно ясны – уменьшить процент вредных веществ в выхлопе. Вместе с тем также улучшается и динамика работы двигателя, уменьшается расход за счет более полного сгорания топлива. Правда, достигнуто это не во всех моделях нейтрализаторов. Существует несколько решение, о которых мы и поговорим. Начнем с того, что специалисты делят катализаторы на 3 вида:

• Химические;
• Сотовые металлические и керамические;
• Магнитострикционные.

В тандеме с катализатором работает кислородные датчики. Они контролируют работу устройства в зависимости от выводимых показаний. Один их них ставится сразу за катализатором, а другой перед ним. Самые распространенные керамические катализаторы вмонтированы в трубе между глушителем и мотором. Снизу они в обязательном порядке закрываются специальным экраном. Если его демонтировать, устройство может раскалиться докрасна. Другие виды имеют свои особенности расположение.

Подробнее о видах катализаторов

Наиболее нам привычными являются сотовые из металла или керамики. Внутри них находятся соты с нанесенным платиноиридиевым составом. Состав реагирует с вредными составляющими выхлопа, нагревается и отдает в атмосферу только CO2, N2, O2 и водяной пар. У таких катализатором много своих «болезней»:

• В случае неисправной системы зажигания в них скапливается небольшое количество бензина. При дальнейшей попытке завести двигатель этот бензин детонирует. Соты катализатора от такого взрыва оплавляются, деформируются или вовсе рассыпаются;
• Соты не переносят сильных механических воздействий. Они все так же могут деформироваться, покрываться трещинами или перемещаться дальше внутрь корпуса. Самый худший вариант: керамическая пыль рассыпается по выхлопной системе и повреждает смежные узлы.

Неисправный катализатор дожигания может серьезно снизить обороты и увеличить расход топлива. Иногда блок таких катализаторов не ремонтируют, а попросту «пробивают» насквозь или снимают (мы рассмотрим такой вариант позже).

Химические катализаторы, которые часто просто называют присадками, установлены на множество иномарок. Они призваны существенно улучшить свойства масел и топлив, а также увеличить стойкость множества узлов автомобиля Так называемые анамегаторы топлива нужны для улучшения процесса сгорания этого самого топлива: увеличивается полнота сгорания, снижается токсичность, сокращается количество детонаций.

Главным недостатком химического катализатора является его ресурс. Потребуется частая и не всегда дешевая замена. К тому же, если концентрация анамегаторов слишком высока, возникает коррозия металлических деталей. Возрастет расход топлива, может потребоваться ремонт или полная замена несколько узлов автомобиля. Лучшими анамегаторами являются Т-4 и Т-6.

Магнитострикционные катализаторы существуют с  70-х годов 20 века, но большого распространения так и не получили. Суть катализатора в том, чтобы менять не химический состав топлива, а его физические свойства. А именно: правильно ориентируется молекула топлива, за счет чего она свободной парой может присоединить к себе максимум кислорода. Так увеличивается полнота сгорания и выделяемое количество теплоты. Вот что еще стоит знать о таких катализаторах:

• Их производят не так много фирм. К счастью, сегодня они поставляются в ограниченном количестве почти во все страны Европы;
• При установке требуется корректировка зажигания карбюраторного двигателя, лямбда-зоны инжекторного или винта холостых оборотов дизельного.

Ставится магнитострикционный катализатор прямо перед инжектором или карбюратором. Отсоединяется топливный шланг и ставится небольшое устройство. В дизельных двигателях с объемом цилиндров более 1800 см3 ставится по устройству перед каждой форсункой и еще одно прямо перед НВД.

Поскольку большинство автолюбителей так или иначе сталкивалось только с керамическими катализаторами, мы расскажем подробнее именно о них.

Сотовые каталитические преобразователи

Внутри корпуса катализатора находятся два небольших блока. Оба с торцов покрыты тонким слоем из дорогостоящих металлов. Сами блоки пронизаны множеством отверстий, за счет чего блоки и называют сотовыми. Все вместе образуют ту самую структуру, которая отвечает за восстановление и окисление веществ, находящихся в выхлопе. Происходит это в три этапа:

• Восстановление. Для уменьшения выброса оксидов азота на первом блоке используется платина, родий. Как только молекулы NO и NO2 соприкасаются с каталитическим слоем, тот делит их на 2 компонента. Очевидно, это азот и кислород. Молекулы N2 совершенно безвредны;
• Окисление. Этот этап проходит выхлоп только для того, чтобы платина и палладий во втором блоке уменьшили процент окисей углерода и углеводородов. На выходе получается безопасный CO2;
• Контролирования потока выхлопа. Кислородные датчики «проверяют» состав и дают сигнал бортовому компьютеру, который, в свою очередь, работает с системой впрыска. Он может или уменьшить, или увеличить процент кислорода в выхлопе за счет регуляции соотношений топливо-воздух.

Как показывает практика, исправно работает катализатор при соблюдении определенно температурного режима – около 700°C и выше. Однако, температура газов из двигателя равна примерно 500°C. Они дополнительно разогреваются за счет происходящих химических реакций. Чем температура выше, тем эффективнее работа ККД. Из-за экстремально высоких температур катализатор иногда нагревается докрасна и может оплавить смежные узлы.

В зависимости от материала изготовления сотовых блоков их делят на:

• Металлические. Довольно дорогие, но устойчивы к механическим воздействиям;
• Керамические. Дешевые, практичные, но при этом очень хрупкие.

Одним из недостатков катализаторов для дизельных двигателей является их малая эффективность в сокращении выбросов оксидов азота. Причина в малом нагреве. Проблему можно считать решенной, однако, доработанное устройство ставится на автомобили скорее для эксперимента. Стоит лишь ожидать их появления в заводских комплектациях. Обычно на дизелях стоят обычные двусторонние катализаторы, окисляющие угарный газ, а также несгоревшие углеводороды.

Почему катализатор выходит из строя

В большинстве случаев устройство приходит в негодность вместе с каталитическим слоем. При этом говорить о поломке не вполне корректно. Правильнее сказать, что критически малой стала площадь контакта еще активно слоя с выхлопами. Со временем процент вредных газов увеличивается, т.е. об эффективно работающем катализаторе речи уже не идет. Есть определенное пороговое значение, выше которого газы считаются не очищенными. При его достижении на приборной панели сразу загорается «CHECK» с кодом ошибки, которая расшифровывается не иначе как «Неэффективная работа катализатора». За состоянием выхлопной смеси следит лямбда-зонд, который устанавливается сразу за катализатором.

В норме ресурс устройства составляет 100 000 километров. Этот ресурс начинает расходоваться быстрее в случае неисправностей системой зажигания, а также системы, отвечающей за правильное смешивание воздуха с топливом. То есть, и без того грязный выхлоп, который непременно бывает при малых долях воздуха, начинает забивать соты и мешать катализатору нормально работать.

Катализатор остро реагирует также на качество топлива. Если в бензине слишком много тетраэтилсвинца, используемого для повышения октанового числа искусственным путем, то он откладывается тонкой пленкой на каталитическом слое. Достаточно быстро загорится «CHECK» и потребуется проверка.

Рабочие состояние катализатора и связанные с ними неполадки

Автомобильный катализатор имеет только 3 состояния:

1. Рабочее;
2. Полурабочее;
3. Нерабочее.

С каждым из состояний связаны определенные неполадки. Так, например, в рабочем состоянии устройство не вызывает нареканий до тех пор, пока его ресурс попросту не исчерпывается. А вот в полурабочем возможно следующее:

• Двигатель приходится подолгу заводить, «прогоняя» его стартером;
• Иногда пропадает тяга на особенно больших оборотах, причем случается это в совершенно разное время (вчера было хорошо, сегодня плохо);
• Появляется тенденция к «пропаданию» оборотов, о чем можно судить по стрелке тахометра, которая может не подняться выше отметки в 4000;
• Сильно повысился расход бензина.

Проверить катализатор на вариант полурабочего состояние достаточно легко. Заведитесь, вдавите педаль в пол и следите за набором оборотов. Если они набираются медленно и достигают отметки в 2500-3000, выше не поднимаясь, то проблема связана с катализатором.

В случае с нерабочим состоянием все предельно просто. При попытке завестись машина быстро глохнет. Может быть и такое, что она вовсе не заводится. Попросите друга стать сзади и подержать руку на небольшом расстоянии от выхлопной трубы. Оттуда должны идти выхлопные газы. Если автомобиль функционирует аномально (или не функционирует вовсе), нужно проверять катализатор.

Как выбрать катализатор

При выборе каталитического нейтрализатора необходимы учесть объем и мощность мотора, тип носителя, а также соответствие требованиям автоконцерна. Наиболее популярный тип носителя: металл. При подборе аналога или универсального катализатора также стоит учитывать бренд изготовителя.

Правильная эксплуатация 

Одно из главных правил эксплуатации на словах очень просто: заправляйтесь качественным топливом. Наверняка у всех водителей на примете есть АЗС, топливо на которых им кажется самым лучшим. Также подобрать АЗС вам помогут рейтинги и отдельные исследования, результаты которых ежегодно публикуются в сети.

Кроме того, не забывайте о смежных узлах. Малейшее попадание антифриза и масла в катализатор могут спровоцировать поломку. В сильно изношенных двигателях такое происходит нередко. Тщательно нужно следить за состоянием свечей, катушек и высоковольтных проводов.

Подробнее о вариантах замены

Лучше всего будет выбирать катализатор для своего автомобиля руководствуясь VIN-кодом. Устройство входит в заводскую комплектацию многих моделей современного транспорта. Оно будет оптимально работать с конкретным автомобилем, но, к несчастью, будет стоить больших денег.

Выбор аналогов возможен. Обратите внимание на универсальные катализаторы. Они обойдутся дешевле оригинала, однако с высокой вероятностью будут иметь несколько недостатков. Во-первых, их ресурс в редких случаях достигает 100000 километров. Обычно это 60000 – 80000 километров. Иногда они выходят из строя и раньше. Во-вторых, универсальный аналог не всегда гарантирует высокое качество очистки выхлопа. Хорошие универсальные катализаторы предлагают Ferroz (Польша), MG-Race (Россия), Fox, Eberspacher (Германия).

Прослужат чуть меньше катализаторы следующих фирм: Basf (Германия), Johnson Mattey (Великобритания), Bosal (Бельгия).

Дешевые аналоги встречаются, но их брать не рекомендуем. Они слишком быстро выходят из строя, не всегда имеют оптимальную внутреннюю геометрию (сказывается на звуке).

Как поступают иначе

Мы не рекомендуем так делать, но и запретить не в силах. Катализатор можно удалить. Опять же: если со старым появились проблемы, лучше просто купите и установите новый. Так вы лишний раз позаботитесь об экологии.

Удаление катализатора должно происходить полностью. Никаких дополнительных отверстий – они могут попросту забиться. При удалении также исследуют внутреннюю поверхность емкости, в которой находился катализатор. Часто к ее поверхности «прикипает» одна или несколько металлических сеток. Их удаляют также. На место катализатора вваривают гофровую трубу. Так соединение системы выхлопа с двигателем не получается жестким и обеспечивается лучшее охлаждение газов. Часто вместо трубы ставят пламегаситель:

Так уж вышло, что в странах бывшего Советского Союза ставить новый катализатор не принято. И дело не только в цене. Вследствие низкокачественного бензина даже самый дорогой катализатор быстро выходит из строя. Известно немало случаев, когда он служил меньше месяца. В идеале же служит он достаточно долго, на динамике автомобиля ощутимо не сказывается и плохо на расход не влияет. Отсюда вывод: если вы убедились в высоком качестве топлива на АЗС, то вам лучше купить новый катализатор, чем демонтировать старый и ставить вместо него трубу или пламегаситель.

Вывод

Автомобильный каталитический преобразователь – изобретение очень «европейское». С ним транспорт не наносит столь колоссальный ущерб экологии. Катализаторами оснащаются практически все автомобили, и ничего удивительного в этом нет, ведь экологические нормы становятся все более жесткими. Конечно, многие водители, узнав о цене нового устройства, решают проблему очень просто – избавляются от катализатора. От себя отметим, что покупая качественную новую деталь на замену старой, вы делаете свой вклад в чистоту окружающей среды. Его слишком сложно перевести в денежный эквивалент. Смог, кислотные дожди и многие другие вещи, сопутствующие жизни в крупном городе, провоцируют не только заводы. И пока не изобретены более эффективные способы сделать выхлоп более чистым и щадящим по отношению к природе с перечисленными проблемами придется бороться самим. Один из простейших способов: установить хороший каталитический преобразователь и следить за исправностью его работы.