Что бывает внутри катализатора
Что бывает внутри катализатора
Очистка газов производится путем химических реакций. Для этого в них устанавливают блоки из керамики с сотовой структурой, которые покрыты тремя компонентами: родием, палладием и платиной. Эти драгоценные металлы платиновой группы окисляют оксиды углерода и углеводорода и восстанавливают окислы азота. И работают они тем эффективнее, чем выше температура. Внутри керамической сотовой структуры катализатора, покрытой одним из трех драгоценных металлов, температура поднимается до 850 градусов.
В современных автомобилях с бензиновыми моторами часто применяют трехкомпонентные катализаторы. В них для преобразования токсичного оксида азота в азот используют родий и платину.
Популярное
Антикризисная подборка: автомобили от 1,5 до 2 млн рублей (часть 1)
У дизелей система очистки выхлопных газов чуть отличается. Долгое время дизтопливо считалось гораздо чище бензина, так как дизельные моторы выделяют гораздо меньше двуокиси углерода. Но опасность их кроется в саже, мельчайшие частицы которой собирают на себе канцерогены, опасные для человека. Поэтому в таких автомобилях устанавливается еще и сажевый фильтр.
Сажевый фильтр часто выполнен из карбида кремния, но он часто нуждается в очистке. В дизельных автомобилях можно найти специальную кнопку активации очистки сажевого фильтра. Через него прогоняется поток очень горячих отработавших газов, температура которых повышается путем подачи дизеля в цилиндры с запозданием. На более современных автомобилях очистка осуществляется автоматически.
Многие автовладельцы предпочитают избавляться от катализатора, когда он выходит из строя. Либо его керамический сотовый блок просто сыпется на куски из-за выхода ресурса, либо он просто запекается. В любом случае, это мешает нормально ездить из-за того, что выхлопные газы не могут нормально проходить через него.
Правда, если раньше катализаторы располагали под днищем автомобиля примерно в его центре, то сегодня их чуть ли не интегрируют в сам мотор — так они быстрее прогреваются и выходят на рабочую температуру. Так вот избавиться от мертвого катализатора, установленного по старой схеме, было проще — его либо просто вырезали и вваривали трубу, либо из него просто выбивали керамические соты.
Когда подешевеют автомобили? Покупать сейчас или подождать?
Но делать так все равно не стоит: это вредно как для вас, так и для окружающих. И если ошибку «чек энджин» можно убрать, то от вони так просто не избавиться. Автомобиль начнет чадить в пробках и на холостом ходу. В задней части салона она будет ощущаться особенно остро. Пройти техосмотр такой автомобиль не может ни при каких условиях. Кроме того, вырезка катализатора — это слет с гарантии. Так что лучше действительно просто поставить новый.
Продажи автомобилей рухнули: что ждет российский авторынок
Про химию поговорили — теперь можно и про деньги. Очевидно, что раз в катализаторе содержатся драгоценные металлы, ценник на него может быть небедным. Действительно, новый катализатор для бюджетного «корейца» обойдется примерно в 50 000 рублей.
Именно поэтому за рубежом, а теперь у и нас активизировались катализаторные воры, которые просто вырезают их у преимущественно гибридных автомобилей, где зачастую стоит не один, а два катализатора.
Выплавить из всего блока хоть сколько-нибудь граммов драгоценных металлов — задача сложная, трудоемкая и дорогая. Реагенты и оборудование стоят столько, что работать вы будете себе в убыток. Поэтому воры их просто продают.
Но известен случай, когда в Японии накрыли целый цех по выделению из катализаторов палладия, платины и родия. Работа там была поставлена на поток, так что и прибыли у организаторов такого бизнеса все же были.
Вам также понравится:
Чтобы стать автором нашего блога, нужно классно писать, а также разбираться в автомобилях на экспертном уровне. И то, и другое можно нам продемонстрировать, выполнив тестовое задание.
Задание: Написать предварительный обзор авто, которое выйдет на российский рынок в ближайшие несколько месяцев. Модель можно выбрать из календаря автоновинок. Свой выбор нужно согласовать с нами. Для этого напишите в форму ниже и сообщите, о какой машине хотите написать (лучше предложить сразу несколько), а мы примем решение и вышлем вам ТЗ на обзор.
Важно: если у вас есть возможность самостоятельно брать авто на тест-драйв — обязательно напишите об этом!
Если ваш обзор нам понравится, мы опубликуем его в блоге, заплатим вам гонорар (2000 р.) и начнём постоянное сотрудничество. Если текст понравится, но по каким-то причинам мы не будем его опубликовать, мы также начнём с вами сотрудничество, но без гонорара за тестовое задание. В случае, если обзор в принципе не будет принят редакцией, тестовое также не будет оплачено.
Условия — удаленно, сдельно, гонорары и занятость обсуждаются с успешным кандидатом после тестового.
Что ценного в катализаторе старого автомобиля?
Современный автомобиль — технически сложное устройство, состоящее из большого количества разнообразных систем и деталей. При этом ценность каждой автомобильной детали определяется, в первую очередь, теми функциями, которые он выполняет.
Особое место в строении транспортных средств отводится выхлопной системе. Стоит отметить, что выхлопные газы автомобиля оказывают негативное влияние на земную атмосферу. В то же время любой автомобильный двигатель, даже новый, не может работать таким образом, чтобы в выхлопах не образовывались вредные вещества. Что же делать? Отказаться от использования автомобилей для сохранения экологии?
Безусловно, современному человеку будет сложно отказаться от транспортного средства. Он давно перестал быть роскошью. Сегодня автомобиль есть у очень многих семей. С его помощью существенно упрощается целый ряд задач, с которыми сталкивается человек во время жизнедеятельности.
Если отказаться от использования автотранспорта не представляется возможным, а идеальный двигатель до сих пор не создан, то необходимо найти способ сокращения количества вредных веществ в автомобильных выхлопах.
И способ был найден: все современные модели транспортных средств оборудованы каталитическим нейтрализатором (КН). Задача данной детали сводится только к тому, чтобы минимизировать количество вредных веществ в выхлопах автомобиля. Больше иных функций деталь не выполняет.
Чтобы разобраться в том, что ценного в автомобильном катализаторе, необходимо понять как устроена данная деталь.
Устройство автомобильного катализатора
Автомобильный катализатор представляет собой своеобразный фильтр, который устроен особым образом. По внешнему виду он чем-то похож на трубу. Это обязательная автомобильная деталь устанавливается перед глушителем. Поскольку монтируется деталь на днище транспортного средства, то корпус ее изготавливается из качественного и прочного материала, а конкретнее — металла. Корпус катализатора выполняет защитную функцию.
Внутри металлического корпуса располагается фильтр-монолит. Его изготавливают либо из керамики, либо из металла. Керамические катализаторы уступают по качеству металлическим вариациям, они способны разрушиться от механического воздействия. Металлические КН более прочные, однако, и стоят они дороже.
Фильтр-монолит, расположенный внутри автомобильного нейтрализатора, состоит из большого количества мелких ячеек, которые по форме напоминают пчелиные соты. Каждая ячейки покрывается специальным каталитическим напылением, которое состоит из группы ценных металлов:
Данная группа металлов способна создать необходимые условия для протекания химической реакции-расщепления. Но сами они не принимают в них участие, а потому остаются внутри фильтра на протяжении всего срока эксплуатации детали. Данные драгметаллы относятся к числу редких, поскольку добывать их традиционным способом становится все сложнее. Что ценного в катализаторе? В его состав входят дорогостоящие металлы.
Именно поэтому есть возможность получить несколько грамм ценного металла в результате переработки старых катализаторов. В этом и заключается основная причина скупки вышедших из строя или старых катализаторов. Зная, зачем покупают катализаторы, необходимо понять, когда деталь стоит сдавать на утилизацию.
Признаки неисправности катализатора
Любая автомобильная деталь, в том числе и каталитический нейтрализатор, рано или поздно приходит в негодность. Деталь подлежит замене или удалению, как только в работе транспортного средства начинают наблюдаться следующие признаки неисправностей:
Данные симптомы не всегда указывают на неисправность именно автомобильного нейтрализатора. Чтобы точно убедиться в том, что именно катализатор неисправен, рекомендуется провести диагностику исправности автомобиля.
В среднем катализатор работает 80-100 тысяч километров пробега транспортного средства. Однако в ходе эксплуатации автомобиля могут произойти и непредвиденные обстоятельства, которые приведут к существенному сокращению срока службы детали.
Одним из таких причин может стать постоянное использование некачественного топлива. В этом топливе содержится большое количество примесей, которые и забивают соты катализаторы. В результате его пропускная способность уменьшается, а КН перестает работать должным образом.
Керамические катализаторы, чаще всего, приходят в негодность из-за механического повреждения. Качество дорожного покрытия в нашей стране оставляет желать лучшего. Поэтому днище транспортного средства подвергается серьезным испытаниям в ходе эксплуатации.
Старый катализатор, удаленный с автомобиля, необходимо правильно утилизировать. Внутри у изделия, в сотах остается большое количество вредных и токсичных веществ, опасных для человека и окружающей среды. Справиться с такой задачей автомобилист самостоятельно не сможет. Для этого необходимы особые технологии и оборудование.
Поэтому рекомендуется сдавать старые катализаторы в специализированные компании, которые занимаются переработкой деталей. Они точно выполнят правильную утилизацию каталитического нейтрализатора. Кроме того, за каждый сданный старый катализатор автомобилист получит определенное денежное вознаграждение. Сумма этого вознаграждения зависит от количества ценных металлов, которые присутствуют в нейтрализаторе.
Компании, которые имеют собственные пункты приема нейтрализаторов, покупают старые катализаторы, которые в последствие перерабатываются и удается получить определенное количество ценных металлов, которые затем используются по прямому назначению, чаще всего в промышленности. Таким образом, обращение в специализированную компанию помогает не только позаботиться о правильной утилизации старого катализатора, но и получить за него денежное вознаграждение
Для чего нужен катализатор в автомобиле: признаки неисправности и способы промывки устройства
Резкий скачок уровня автомобилизации общества в конце двадцатого века потребовал глобального усиления требований к экологичности двигателей внутреннего сгорания. Суровые законодательные меры вынудили производителей разработать и внедрить сложные технические комплексы очистки выхлопных газов, главными компонентами которых стали системы электронного управления впрыском топлива и специальные узлы дополнительной переработки продуктов выпуска – каталитические нейтрализаторы.
Зачем нужен в машине каталитический нейтрализатор
Большая часть выхлопных газов состоит из вполне нейтральных и безвредных веществ – азота, водяного пара и двуокиси углерода. Но обойтись только их наличием практически невозможно, такое случается лишь в идеально отрегулированном двигателе, работающем в предсказуемом стационарном режиме.
Во всех других случаях мотор начинает выделять крайне опасные для человека химически активные вещества, моноокись углерода, углеводороды и окислы азота.
Прямое уничтожение подобных ядов с большой скоростью и в требуемом объёме практически невозможно, поэтому инженеры были вынуждены прибегнуть к известным из химии каталитическим реакциям переработки вредных веществ в относительно нейтральные.
Катализатором в химии называется компонент реакции, который участвует в процессе, хорошо его ускоряет, но сам при этом не расходуется.
Что ценного в устройстве
К сожалению, ценного там оказалось много. В роли катализаторов пришлось применить благородные металлы, наиболее подходящие для этой цели.
Дошло до того, что самым дешёвым из них оказалось золото, но чаще приходится использовать платину, палладий и родий. Многим известно, что эти элементы существенно дороже всем понятного золота.
Одновременно с применением столь недешёвых компонент потребовалось создать геометрически непростую структуру, обеспечивающую контактирование каталитического вещества со всем объёмом выпускаемого цилиндрами газа. Это мельчайшие керамические или металлические соты, сквозь которые и продувается весь поток выхлопа.
В результате автомобиль приобрёл сложное, массивное и дорогое устройство в виде металлического корпуса, высокотехнологичной начинки, да ещё и обрамлённое контрольными датчиками с двух сторон, непрерывно следящими за его сохранностью и правильной работой.
Экологичность даром не даётся. Да и на этом прогресс не остановился, дальнейшее ужесточение требований законодателей продолжает влиять на появление дополнительных систем очистки выхлопа.
Виды катализаторов
По своему назначению нейтрализатор может быть двух- или трехкомпонентным.
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.
Причины и признаки неисправности
Теоретически катализатор должен работать вечно. Благородные металлы не окисляются и не расходуются в химических реакциях каталитического типа. Но реальность выглядит значительно хуже. Тонкие приборы оказываются бессильны перед нарушениями температурного режима и механическими ударами.
Почти все проблемы бывают связаны с нарушением работы систем питания и зажигания двигателя, а также с применением некачественного топлива. Всё это приводит к повышению температуры нейтрализатора, оплавлению и выкрашиванию его сотовой структуры с последующим закупориванием пути свободного прохода выхлопных газов.
Это не является парадоксом, дело в том, что импульсный характер движения газов на выпуске приводит к хаотическому перемещению частиц по коллектору и всасыванию их в двигатель перепадами давления.
Результат известен многим мотористам – царапины и задиры на поверхностях, которым это полностью противопоказано. Двигатель отправляется в капитальный ремонт.
Общим признаком неисправности станет потеря мощности двигателя, его неспособность развить большие обороты. В конце концов он просто перестанет запускаться. Это легко себе представить интуитивно, вообразив, что некто коварно заткнул выхлопную трубу. Результат абсолютно идентичен.
Как проверить
Наиболее простым и эффективным способом диагностики является считывание показаний кислородных датчиков с помощью автосканера Scan Tool Pro Black Edition.
Исправный катализатор покажет синусоиду с напряжением от 0.1-0.3 до 0.7-0.9 V на первом датчике и 0.7-1 V на втором.
Напряжение 0.5-0.7 V свидетельствует о том, что катализатор подзабит, а если же показания будут меньше 0.5 V то он неисправен.
Подробная видеоинструкция ниже.
Симптомы слишком характерны, чтобы вызывать сложности с диагностикой забитого катализатора.
Изменившийся звук выхлопа, сдавленное шипение в выпускной системе, иногда вообще крайне слабая реакция руки, подведённой к срезу выхлопной трубы. Обычно к тому же зажигается лампочка контроля состояния двигателя, ЭСУД заметит нештатные показания датчиков.
Окончательный диагноз будет поставлен после снятия катализатора с автомобиля. Запечённые, заполненные отложениями и раскрошенные соты невозможно не заметить.
Как почистить
В тех случаях, когда соты ещё не повреждены, но пропускная способность нейтрализатора уже снижена смолянистыми отложениями, его можно промыть.
Для этого лучше всего использовать жидкость, обычно применяемую для очистки карбюраторов или топливных форсунок. Только потребуется её значительно больше.
Катализатор заливается промывочной жидкостью, после чего ей предоставляется время на растворение загрязнений, затем её сливают, внутренности детали промываются горячей водой и просушиваются (продуваются).
Обычно процедура требует неоднократного повторения. Существуют также специально предназначенные для подобных промывок составы.
Зачем вырезают катализатор на автомобиле
Подобное удаление имеет негативные последствия в виде увеличения загрязнения окружающей среды.
Выполняется оно обычно по двум причинам – экономии на покупке новой детали, взамен пришедшей в негодность (изделие дорогое по описанным выше причинам) и мощностного тюнинга автомобиля.
Снижение сопротивления на выхлопе позволит мотору раскручиваться более уверенно. К тому не секрет, что экологичность и экономичность пока не могут существовать одновременно. На обслуживание хорошего катализатора требуется значительное количество дополнительного топлива, не несущего полезной нагрузки.
Тонкости удаления устройства из выхлопной системы
Выполнить это без значительных затрат времени иногда невозможно. Прошли времена, когда катализатор представлял собой удобный в обращении жестяной цилиндр с хрупкой керамической начинкой. Два крепких удара ломом — и дело сделано.
Сейчас приходится иметь дело с изделием замысловатой формы, без доступа к внутренностям, да ещё и с крепкими металлическими сотами. Приходится вскрывать корпус и потом его заваривать. В условиях СТО операция не самая дешёвая.
Завершиться процесс должен перенастройкой «мозгов» двигателя, иначе они сразу вычислят обман. Это делается различными способами, в зависимости от квалификации и привычек исполнителя. Могут применяться как программные, так и аппаратные «обманки» контролирующих датчиков.
Результат один – мотор адаптируется к новым условиям и перестаёт паниковать лампочкой «Check engine». Иногда ставят так называемый пламегаситель – специальную вварку, нормализующую звук, температуру и внутреннюю аэродинамику выхлопа.
Что находится в катализаторе: какие металлы?
В выхлопной системе современных автомобилей обязательно присутствует специальный фильтр — каталитический нейтрализатор (КН). Данная деталь, в отличие от других составных частей транспортных средств, создана для выполнения всего одной единственной функции, которая не влияет на работоспособность авто.
Катализатор, ценность которого заключается в способности минимизировать количество токсичных веществ, оказывающихся в выхлопных газах ТС, способствует сохранению климата на Земле.
К сожалению, до сих пор ни одной компанией, выпускающей автомобили, не удалось создать такой идеальный двигатель, который в ходе работе не выделял бы вредных веществ, оказывающихся в составе автомобильных выхлопов. Любой новый автомобиль также будет работать таким образом, что на выходе будут образовываться токсичные вещества.
Благодаря установке автомобильного нейтрализатора, который чаще называют просто катализатором, удается сократить количество вредных веществ в автомобильных выхлопах в среднем на 97-98%. Чтобы понять принцип работы рассматриваемой автомобильной детали, стоит узнать, что находится в катализаторе.
Составные часты катализатора
Если сравнивать строение катализатора с другими автомобильными деталями, то можно отметить, что он имеет не такое сложное строение.
Современный катализатор состоит из нескольких основных частей:
Корпус нейтрализатора изготавливается из качественного сырья — металла и выполняет защитную функцию. Все дело в то, что катализатор устанавливается на днище автомобиля. Довольно часто в ходе эксплуатации транспортного средства страдает именно низ конструкции авто, следовательно, может пострадать и нейтрализатор. Металлический кожух имеет выпускную и впускную воронки. Данная часть автомобильного катализатора выполняет также еще и теплоизоляционную функцию.
Основной функциональной частью катализатора является фильтр-монолит, который производится либо из керамики, либо из металла. Между металлическим кожухом и монолитом располагается монтажный мат, который надежно защищает внутренности КН.
Керамический или металлический блок (монолит) — это особый вид фильтра, который имеет пористую структуру с большим количеством очень мелких ячеек. Благодаря такому строению удается кратно увеличить площадь соприкосновения выхлопов с рабочей поверхностью КН.
Все ячейки монолита покрываются каталитическим слоем. В состав этого напыление включена группа ценных металлов (платина, палладий, родий), которые обладают свойством катализаторов, то есть ускоряют протекание химических реакций. При этом сами драгметаллы не принимают участие в данных химических реакциях. В некоторых современных моделях для напыления используют золото — благородный металл, который по сравнению с вышеназванными ценными материалами стоит дешевле.
Отвечая на вопрос, что ценного в катализаторе авто, можно отметить, что в КН находится определенное количество ценных металлов, относящихся к числу редких. В связи с этим, стоимость даже вышедшего из строя катализатора достаточно высока. И по той же причине всегда есть возможность сдать старый катализатор, получив заметное денежное вознаграждение.
Зачем скупают катализаторы? Все просто — для их дальнейшей переработки, в ходе которой удается получить определенное количество ценных металлов. Их с годами становится все сложнее добывать из недр земли. Поэтому стали добывать из вторсырья.
Основная функция катализатора
Основная функция катализатора заключается в нейтрализации трех вредных компонентов, входящих в состав автомобильных выхлопов. Такой катализатор еще называют трехкомпонентным.
Они успешно нейтрализуют следующие вредные соединения:
В результате химических реакций, протекающих в автомобильном нейтрализаторе, данные компоненты распадаются на безопасные элементы, которые и попадают в атмосферу.
Существуют также и двукомпонентые катализаторы, которые, как можно догадаться по названию, нейтрализуют только два компонента выхлопных газов. Но, так как они менее эффективны, то встречаются гораздо реже.
Принцип работы нейтрализатора
Трехкомпонентный автомобильный катализатор работает по следующему принципу. Автомобильные выхлопы из двигателя поступают в катализатор, заполняя монолит. Металлы-катализаторы, входящие в состав каталитического напыления на ячейках провоцируют (ускоряют) протекание химических реакций окисления. В ходе реакций углеводороды распадаются на водяной пар, а угарный газ превращается в углекислый. Родий помогает преобразовать токсичный оксид азота в азот, который безвреден для человека. Очищенные газы после процесса очищения через выхлопную трубу авто попадают в атмосферу.
На автомобилях, которые работают на дизельном топливе, рядом с катализатором устанавливают сажевый фильтр. На некоторых моделях автомобилей КН и сажевый фильтр могут быть изготовлены как единая конструкция.
Стоит также знать, что для эффективного протекания химических реакций расщепления необходимо ряд условий.
Прежде всего, необходимо достичь рабочей температуры, которая должна быть не менее 300 градусов. Для эффективной работы детали следует поддерживать температуру в диапазоне от 400 до 800 градусов. Если будет превышен этот диапазон, то износ нейтрализатора наступит гораздо раньше.
Как только катализатор придет в негодность, его требуется удалить с транспортного средства. Данную процедуру стоит доверить опытным специалистам. Лучше обратиться в компанию, которая не только произведет демонтаж нейтрализатора, но и займется потом его переработкой. За сданный катализатор автомобилист получить определенную сумму денег. Опытные специалисты произведут оценку нейтрализатора с целью определения количества ценных металлов. Именно от этого зависит конечная цена КН.