Катализатор

Устройство

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

Как работи

Двигателят отделя в атмосферата заедно с отработените газове пълни (водни пари H₂ O, азот N₂ и др.) и непълни (въглероден оксид CO, като както и C _n H_m, азотни оксиди NO_x) от изгаряне на гориво. Общият брой на компонентите, съдържащи се в тези газове, надхвърля няколкостотин и повечето от тях са вредни за човешкото здраве.

Отработените газове, проникващи през порестата повърхност на монолита, първо го загряват и второ, допълнително се окисляват. От CO се получава CO₂, тоест нетоксичен въглероден диоксид, C_n H_m преминава в CO₂ на няколко етапа и H₂O, NO_x се превръща в молекулен N₂, който се съдържа в обикновения въздух и в вода. С една дума, в конвертора 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_n H_m, NO_x - които са повече в отработените газове, отколкото други вредни вещества. И това се постига не само благодарение на наличието на платина, родий и паладий. Важна роля играе, както вече казах, поддържаната температура в рамките на 300-800°C. Ако тя се понижи до 250°C, реакциите на химическа неутрализация на CO, C_n H_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 разпада.

Експлоатация

За да не деактивирате работещ конвертор, трябва стриктно да спазвате правилата за неговата работа. На първо място, не трябва да се използва оловен бензин. Достатъчно е да похарчите 20-30 литра от този бензин - и активната повърхност на катализатора ще бъде покрита с олово, което ще доведе до повреда.

Необходимо е постоянно и внимателно да се следи техническото състояние на двигателя. Преобразувателят не издържа 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, на превозни средства с преобразуватели задължително се монтира кислороден сензор - ламбда сонда - по сигнала на който електронният блок за управление измерва състава на горивната смес. Обслужваемостта и правилната работа на системата за управление до голяма степен определят дълготрайността на преобразувателя. Ето защо, в случай на неизправности в работата на двигателя, дължащи се на системата за запалване или трудно стартиране, е необходимо да се намери и отстрани неизправността.


Забранява се стартирането на двигателя от теглич, продължителното му въртене със стартер или опитите за запалване на студено често на кратки интервали. Освен това, за да предотвратите появата на пукнатини, трябва да избягвате удрянето на пътни препятствия. Причината за механична повреда поради рязък спад на температурата може да бъде падане на автомобил в дълбока дупка с вода и рязко охлаждане на преобразувателя, загрят 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 термични влияния, но затова пък са по-скъпи от керамичните си колеги.

Както вече беше отбелязано, конверторът с керамичен монолит е много чувствителен към удар, така че не можете да го изпуснете или да използвате ударен инструмент, когато работите със системата. И за да избегнете отлагането на мазнини, е забранено да докосвате работната повърхност на сензора за кислород с ръцете си. Не можете да проверите наличието на искра, като премахнете върха от която и да е свещ или използвате нестандартни свещи, както и да проверите 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 обсъдени по-горе.

Плюсове и минуси

Първият и основен плюс на това устройство е почти пълното неутрализиране на най-вредните (като се има предвид тяхната обща концентрация и токсичност) компоненти на отработените газове. Вторият плюс е, че производителите на автомобили, без допълнителни разходи за подобряване на серийните двигатели, чрез инсталиране на конвертор и системи за управление 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 разграждат по-бързо при условия на градско шофиране с често стартиране на двигателя и кратки пробеги. И също така - със стабилен високоскоростен трафик по магистралите. В първия случай преобразувателят просто е запушен с гориво и сажди, тъй като при всяко стартиране трябва да се загрее до работна температура и това отнема време. Във втория - от прегряване.

Имаме рядък автомобил, който ще работи дълго време със система за обезвреждане, 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 "дългоиграеща" 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, отколкото да търсите, да преговаряте и да чакате да бъде докаран нов неутрализатор; второ, тези действия няма да доведат до никакви отрицателни последици за собственика на автомобила, тъй като почти всички чуждестранни автомобили с работеща система за впръскване на бензин се вписват в текущия GOST (което, за съжаление, не може да се каже за много автомобили от ОНД).

Това правим ние, но какво да кажем за "тях", където стандартите за токсичност са по-строги, и газоаналитичен контрол има, и хората имат пари, и пътищата са изрядни, и обслужването е на ниво? Там, ако преобразувателят не работи, 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 конвертори. Това са автомобили с газови, дизелови и газодизелови двигатели, както и с директно впръскване на бензин, както и други, които отговарят на стандартите Евро-3 без конвертори.