Что такое катализатор и для чего он нужен?

Катализатор стал неотъемлемой частью современного автомобиля после того, когда экологи начали предъявлять более жесткие требования к выбросам в атмосферу отработанных газов.

Основной задачей каталитического нейтрализатора является снижение концентрации ядовитых соединений в выхлопных газах. В списке наиболее опасных продуктов горения нефтепродуктов значатся такие вещества, как остатки углеводородов (СН и СО) и окислы азота.

Устройство и принцип работы каталитического нейтрализатора

Автомобильный катализатор встраивается в выхлопную систему транспортного средства. Он располагается сразу же после выпускного коллектора силового агрегата. В состав узла входят следующие основные детали:

• стальной корпус;
• термостойкая прокладка (утеплитель);
• блок-носитель.

1. Корпус каталитического нейтрализатора делается в виде стальной цилиндрической емкости, в которой имеется два отверстия для входа и выхода выхлопных газов. Соединение с трубами глушителя производится при помощи фланцев.
2. Термостойкая прокладка применяется для предотвращения проникновения газов в обход нейтрализующего блока. Одновременно утеплитель препятствует быстрому охлаждению выхлопных газов. Высокая температура внутри катализатора ускоряет протекание реакции между отработанными газами и металлом. По этим же соображениям узел устанавливается максимально близко к мотору.
3. Наиболее дорогостоящей и сложной частью автомобильного катализатора является блок-носитель. Основой блока становится керамическая вставка, которая изготовлена в виде сот. Такая форма позволяет увеличить площадь поверхности, где соприкасаются летучие вещества с катализатором.

Для каталитического разложения продуктов горения бензина и солярки используются такие драгоценные металлы, как родий, палладий или сплав платины и иридия. Некоторые производители делают блок-носитель из керамической ленты, которую в процессе производства сворачивают в компактный рулон цилиндрической формы.

Принцип работы автомобильного катализатора достаточно прост. Выхлопные газы попадают внутрь нейтрализатора, где соприкасаются с благородным металлом.

Благодаря высокой температуре в блок-носителе происходит несколько химических реакций. В результате опасные соединения (СО, СН, NO, NO₂) превращаются в пары воды и достаточно безвредные газы N₂, CO₂. За процессом следят специальные датчики (лямбда-зонды), которые всю информацию передают в «мозги» машины.

Полностью обезвредить выхлопные газы не способен ни один каталитический нейтрализатор, но добиться существенного снижения концентрации опасных соединений удается благодаря этому изобретению.

Почему катализатор выходит из строя

О поломке каталитического нейтрализатора водителю чаще всего сообщает сигнальная лампа на панели приборов «Check engine».

Это происходит в том случае, когда показания датчика перед катализатором сравнимы с данными лямбда-зонда, установленного на выходе нейтрализатора. Лампочка будет напоминать о неисправности до тех пор, пока автовладелец не заменит узел.

• В среднем срок службы автомобильного катализатора ограничивается пробегом в 100-150 тыс. км. Каждая порция отработанных газов после нейтрализации уносит с собой тончайший слой металла. Когда керамические соты полностью выгорят, химические реакции в них уже не происходят.
• Однако проблемы с узлом могут возникнуть гораздо раньше по целому ряду причин. Нередко виноват в гибели нейтрализующего устройства сам водитель. Достаточно пробить корпус и утеплитель при наезде на бордюр, чтобы катализатор вывести из строя.
• Преждевременный выход из строя происходит, если в автомобиле неисправна система питания или зажигания. В этом случае в глушитель попадает много несгоревшего топлива, которое оседает на поверхности катализатора.
• Негативно отражается на долговечности нейтрализатора и некачественное топливо. Оно не полностью сгорает в цилиндрах двигателя, поэтому соты блока-носителя быстро забиваются сажей.
• Использование бензина с большим содержанием тетраэтилсвинца может привести к поломке катализатора. Тетраэтилсвинец образует пленку на поверхности драгоценного металла, которая препятствует нейтрализации отработанных газов.

Как справиться с поломкой катализатора

К большому огорчению для автовладельцев каталитические нейтрализаторы не подлежат восстановлению. Вышедший из строя узел необходимо заменить. И здесь есть несколько неприятных для автолюбителя моментов.

Даже в гарантийный период эксплуатации машины замену автомобильного катализатора автосервисы пытаются выполнить за счет владельца. Сотрудники СТО объясняют причину такого решения тем, что хозяин транспортного средства использовал в процессе эксплуатации некачественное топливо.

Специалисты СТО могут предложить автомобилисту несколько вариантов решения проблемы. Обычно автовладельцы выбирают оптимальный для них выход, исходя из финансовых возможностей.

1. Установка оригинального каталитического нейтрализатора является идеальным способом устранения поломки. Однако стоимость такого узла достаточно высока (от 20 до 150 тыс. руб.), а полноценную гарантию на работу новой детали редко удается получить.
2. Вышедший из строя катализатор можно заменить универсальной моделью, которую можно подогнать под штатную выхлопную систему. Для ремонта прибегают к сварочным работам, встраивая «бочку» нейтрализатора на место неисправного узла. При этом менять другие детали глушителя не придется. Стоимость такого ремонта обойдется примерно в сумму от 10 до 20 тыс. руб.
3. Вместо катализатора в выхлопную систему можно установить и обычный пламегаситель. Это самый простой способ восстановления выхлопной системы. Для замены необходимо вырезать старый катализатор и по месту вварить пламегаситель.
4. Пламегаситель будет стабилизировать поток отработанных газов, снижать уровень шума, однако в атмосферу попадут все вредные соединения без очистки. Чтобы «мозг» автомобиля не выдавал ошибку, необходимо внести изменения в программное обеспечение авто.