Катализатор

Устройство

Катализаторът на отработените газове има корпус от неръждаема стомана, към който са заварени входящи и изходящи конуси с тръби и монтажни фланци, както и топлинни рефлектори, които държат керамичната облицовка. Целият вътрешен обем на корпуса е зает от керамичен порест монолит, закрепен с пръстени или мрежа от неръждаема стомана. Структурата на монолита е подобна на конвенционален филтър, но цялата вътрешна и външна повърхност на порите в контакт с газове е покрита с много тънък молекулярен слой от сплав, която съдържа платина, родий и паладий. Порьозността на монолита е с голяма повърхност, покрита с тази сплав от много скъпи метали, което основно определя високата цена на неутрализаторите.

Принцип на работа

Двигателят отделя цели продукти в атмосферата заедно с отработените газове (водна пара H ₂ O, азот N ₂ и др.) и непълни (въглероден окис CO, както и C_nH_m, азотни оксиди NO_x) изгаряне на гориво. Общият брой на компонентите, съдържащи се в тези газове, надхвърля няколкостотин и повечето от тях са вредни за човешкото здраве.

Изгорелите газове, проникващи през порестата повърхност на монолита, първо го нагряват и второ, окисляват го. От CO получаваме CO ₂, тоест нетоксичен въглероден диоксид, C_nH_m преминава в CO ₂ и H ₂ O, NO на няколко етапа_x се превръща в молекулен N₂, който се намира в обикновения въздух, и във вода. Накратко, в неутрализатора протичат доста сложни химични реакции поради високата температура и наличието на специално покритие от скъпи метали, които служат като катализатори.


И така, основният положителен ефект на това устройство е пълното неутрализиране на три компонента - CO, C_nH_m, NO_x — които са по-изобилни в отработените газове от други вредни вещества. И това се постига не само благодарение на наличието на платина, родий и паладий. Важна роля играе, както вече казах, температурата, която се поддържа в рамките на 300-800°C. Ако се понижи до 250°C, химичните реакции неутрализират CO, C_nH_m, NO_x, въпреки наличието на метални катализатори, няма да се случи. И при температура от около 900°C, каталитичният филм започва да се топи и да се разпада.

Операция

За да не повредите работещ неутрализатор, трябва стриктно да спазвате правилата за неговата работа. Първо, не можете да използвате оловен бензин. Достатъчно е да изразходвате 20-30 литра от този бензин - и активната повърхност на катализатора ще се покрие с олово, което ще доведе до повреда.

Необходимо е постоянно и внимателно да се следи техническото състояние на двигателя. Преобразувателят не може да издържи на значителни отклонения в състава на горивната смес. Когато двигателят работи на богати и много богати смеси, той бързо се задръства от нагар и други отлагания, а на бедни и много бедни смеси прегрява до разтопяване на активния слой. За поддържане на състава на сместа в необходимите граници, при автомобили с неутрализатори е необходим кислороден датчик - ламбда сонда - въз основа на сигнала, от който електронният блок за управление измерва състава на горивната смес. Изправността и правилната работа на системата за управление до голяма степен определят дълготрайността на неутрализатора. Ето защо, ако има някакви неизправности в двигателя поради системата за запалване или трудно стартиране, трябва да намерите и отстраните проблема.


Забранява се стартирането на двигателя от влекач, въртенето му със стартер за дълго време, както и опитите за запалване, докато не е загрял често на кратки интервали. Освен това, за да предотвратите появата на пукнатини, трябва да избягвате да се удряте в препятствия по пътя. Причината за механична повреда поради рязка промяна на температурата може да бъде падане на автомобил в дълбока дупка с вода и рязко охлаждане на неутрализатора, нагрят до 800-900°C.

Трябва да се отбележи, че наскоро започнаха да произвеждат каталитични конвертори с метален монолит, което увеличава тяхната здравина. Те са много по-надеждни поради по-голямата си устойчивост на различни механични и температурни влияния, но затова пък са по-скъпи от керамичните си колеги.

Както вече отбелязах, неутрализаторът с керамичен монолит е много чувствителен на удар, така че не трябва да се изпуска или да се използва ударен инструмент при работа със системата. И за да избегнете мастни натрупвания, е забранено да докосвате работната повърхност на сензора за кислород с ръце. Не можете да проверите наличието на искра, като извадите върха от свещта или използвате нестандартни свещи, или проверете ефективността на цилиндрите, като изключите искрата с моторен тестер. Тези действия могат да доведат до навлизане на неизгоряло гориво в катализатора, последствията от което са описани по-горе.

Плюсове и минуси

Първото и основно предимство на това устройство е почти пълното неутрализиране на най-вредните (като се вземе предвид тяхната обща концентрация и токсичност) компоненти на отработените газове. Второто предимство е, че производителите на автомобили, без допълнителни разходи за подобряване на серийните двигатели, чрез инсталиране на неутрализатор и системи за контрол на подаването на гориво с ламбда сонда, могат да продължат да произвеждат автомобили, които напълно отговарят на строгите стандарти за токсичност на отработените газове, например Евро-2 и дори Евро-3.


Но неутрализаторът има и недостатъци. Един от съществените му недостатъци е ниската надеждност и не само поради крехкостта на керамичния монолит, но и поради повреда поради нарушаване на правилата за работа и дори когато тези правила не са нарушени. Според проучвания катализаторите се развалят по-бързо при условия на градско шофиране с често стартиране на двигателя и кратък пробег. А също и със стабилен високоскоростен трафик по магистралите. В първия случай преобразувателят просто се запушва с гориво и сажди, защото при всяко стартиране трябва да се загрее до работна температура, а това отнема време. Във втория - от прегряване.

Това е рядък автомобил, който ще работи дълго време със системата за неутрализация, като се вземат предвид състоянието на пътищата, наличието на безоловен бензин и качеството на този бензин, както и професионалното и екологично съзнание на шофьорите и майсторите. Тази скъпа, но не "дълготрайна" система работи в колата до появата на първите проблеми. И тогава, като правило, монолитът се избива от тялото и просто се изхвърля.

Логиката на подобни "мерки" е ясна: първо, това е много по-евтино, по-бързо и по-лесно от търсене, преговори и чакане да бъде доставен нов неутрализатор; второ, тези действия няма да доведат до никакви негативни последици за собственика на автомобила, тъй като почти всички чуждестранни автомобили с работеща система за впръскване на бензин отговарят на текущия GOST (което, за съжаление, не може да се каже за много автомобили от ОНД).

Ние така го правим, но какво да кажем за "тях", където стандартите за токсичност са по-строги, и газовият аналитичен контрол е изграден, и хората имат пари, и пътищата са в ред, и обслужването е отлично? Там, ако неутрализаторът откаже, той просто се сменя, за да се избегнат твърде високи глоби за повишена токсичност. Между другото, подмяната също не винаги е оправдана, тъй като не всяка сервизна станция разполага с пълен набор от необходимо оборудване и подходящи части. Произтичащото от това недоволство на потребителите увеличава търсенето на автомобили без неутрализатори. Това са автомобили с газови, дизелови и газодизелови двигатели, както и с директно впръскване на бензин, както и други, отговарящи на стандартите Евро-3 без конвертори.