Нужен ли катализатор: Для чего нужен катализатор в автомобиле — Лайфхак — Автоблог 24premier.ru

Содержание

Для чего нужен катализатор в автомобиле

На сегодняшний день практически во всех автомобилях, сходящих с конвейера, есть один узел, который является причиной серьезных споров, как в среде экспертов, так и среди автолюбителей. Этим узлом является каталитический нейтрализатор или, как его сокращенно называют, катализатор. В этой статье мы постараемся разобраться необходим ли современному авто катализатор, и какую функцию он выполняет.
Для работы двигателя внутреннего сгорания необходимо топливо. В цилиндрах мотора топливо сгорает, а его остатки затем образуют различные газообразные химические соединения (выхлопные газы). Далее эти токсичные газы выбрасываются в окружающую среду. С ростом количества автомобилей на дорогах проблема выбросов выхлопных газов достигла критической отметки. Поэтому автопроизводителей обязали найти меры для уменьшения вредных выбросов. Одним из решений этой проблемы стал именно каталитический преобразователь, с помощью которого удалось многократно уменьшить уровень токсичности выхлопных газов, что позволило заметно улучшить экологическую ситуацию в мире.

Устройство катализатора

Катализатор представляет из себя компактное устройство, которое устанавливается на выхлопную систему автомобиля для преобразования опасных газов, таких как углеводороды, окись углерода и оксиды азота, содержащиеся в выхлопе авто в почти безвредные соединения.
Катализатор обычно монтируется после выходной трубы двигателя, либо же он может быть закреплен непосредственно на фланце выпускного коллектора и выглядит как небольшая металлическая камера, которая собирает все газы, поступающие из выхлопной системы. Устройство катализатора состоит из специального несущего блока, металлического корпуса и теплоизоляционных материалов.
По определению «катализатор» — это вещество, ускоряющее химическую реакцию.
Именно внутри специального несущего блока находятся соты с покрытием из каталитического материала, благодаря которому и возникает каталитическая реакция. На сегодняшний день можно все катализаторы разделить на два типа:

Первый — это катализатор, который использует платину и иридий в сотах для сокращения выбросов NOx. Данный газ очень токсичен и вреден для человека, так как он разрушает слизистые оболочки человека.
Принцип работы катализатора: соты внутри несущего блока нагреваются (до 250 — 350 градусов Цельсия). При прохождении выхлопных газов через катализатор на основе платиново-иридиевого сплава все вредные примеси практически полностью выгорают. В следствии чего из выхлопной системы авто выпускается достаточно чистый по составу газ на основе кислорода и водорода.
Второй тип катализатора является катализатором окисления, в котором для осуществления каталитической реакции используется платина и палладий. Эти достаточно дорогие и редкие вещества необходимы для ускорения процесса окислительной реакции. Именно они помогают многократно ускорить горение углеводородов в корпусе катализатора.
Соты катализатора могут быть изготовлены, как из керамических материалов, так и из металлического сплава. У каждого материала есть и достоинства, и недостатки. Керамика отличный жаропрочный материал, который также не подвержен коррозии. При этом основным его недостатком можно считать – хрупкость. Поэтому не редки случаи, когда в процессе эксплуатации авто соты керамического катализатора просто рассыпаются даже от небольшого механического воздействия. Причиной разрушения катализатора может стать наезд на высокий бордюр, камень и т. д. даже на минимальной скорости.
Да, конечно катализаторы из металлического сплава гораздо крепче, но и их стоимость заметно выше, чем у керамических аналогов. Кроме того, соты катализатора из металлического сплава обладают худшими физико-техническими свойствами.

Что такое катализатор и зачем он нужен в выхлопной системе

Как правило все начинается банально просто — на панели автомобиля загорается значёк «Check Engine», делается диагностика, и вылазиет ошибка Р0420 или Р0430, что означает — не эффективная работа катализатора. В 99% случаев, это означает, что катализатор отработал своё и его пора менять. Что делать? Есть разные пути в том числе и всякого рода обманки и прошивки. Но Мы придерживаемся мнения, что не зачем уродовать автомобиль и всетаки поменять катализатор на новый, пусть и не оригинальный, тем более, что в настоящее время замена на качественный универсальный катализатор, по деньгам практически соизмерима с установкой пламегасителя вместо катализатора и прошивкой или обманкой.

Что такое катализатор и зачем он нужен в выхлопной системе?

Катализатор – один из самых дорогих элементов входящий в выхлопную систему автомобиля(стоимость которой достигает 13% стоимости автомобиля), назначение которого дожигание отработанной топливной выхлопной смеси посредством каталитических химических процессов, а именно окислять вредные соединения смеси до менее вредных выхлопов. Катализатор располагается, как правило, в приемной трубе(на коллекторе), но в некоторых выхлопных системах его положение бывает после приемной трубы.

Как работает катализатор в выпускной системе автомобиля?

Составные части катализатора – это стальной корпус, в котором располагается керамический цилиндр с множеством отверстий похожий на пчелиные соты. Каталитический нейтрализатор, так еще называют эту часть системы выхлопа, имеет покрытие на сотах в виде тонкого слоя платиноиридиевого сплава. Этот сплав и способствует окислению выхлопных газов при соприкосновении с его поверхностью. Соты добавляют большую площадь соприкосновения. При данной химической реакции выделяется тепло, которое способствует повышению температуры катализатора, при этом его работа становится еще эффективней. Концентрация выхода окисленных газов соответствует нормам ЕС.

Почему автокатализатор необходим автомобилям?

Автокатализатор – обязательный элемент каждой выхлопной системы автомобиля во всем мире. Потому, что экология планеты земля, мирового уровня важности. Кстати говоря, еще одно название у этого полезного элемента – каталитический конвертер. Конструктивность этой запчасти для выхлопной системы элементарна. Хотя цена катализатора иногда неоправданна, высока! А все потому, что в нем содержится драгметалы: соли платины, родия или палладия. И многие автовладельцы подержанных иномарок испытали это на собственном опыте. Ремонт катализатора дорогостоящая затея. Но современный автомобиль без катализатора просто не поедет как надо, из за сбившихса параметров подачи топлива, получается, замена автокатализаторапросто необходима? Несомнено ДА! Можно конечно вырезать его и поставить пламегаситель, можно бесконечно ездить с горящей лампочкой «Check-Engine», и не правильными параметрами работы двигателя и уродовать свой автомобиль. Но как показал опыт, в итоге дешевле поменять катализатор на новый, без вмешательства в электронику и ездить как и раньше. В настоящее время нашей компанией используются качественные универсальные катализаторы, установка которых будет дешевле в несколько раз оригинала, а по сроку службы превосходят многие установленные на заводе изотовителе. Сколько будет стоить замена катализатора? На этот вопрос могут ответить специалисты нашего центра установки «Мир глушителей». Обращайтесь к нам, и мы поможем сэкономить вам время и денежные средства!

Зачем нужен катализатор в машине

Многие начинающие автомобилисты не знают, зачем нужен катализатор в выхлопной системе машины.

Это устройство отвечает за очистку выхлопных газов, окисляя остаточные вредные вещества, содержащиеся в них. Конструктивно оно представляет собой контейнер, в котором размещено множество сот.

Существует 2 типа: керамические и металлические. Первые дешевле, вторые надежней и, соответственно, дороже.

Сотовая структура необходима, чтобы увеличить площадь соприкосновения выхлопных газов с поверхностью. Сверху соты покрыты платиноиридиевым составом – химическим катализатором. При контакте с ними СО, NO, NO₂ и СН, то есть окись углерода, оксиды азота и углеводороды, окисляются и превращаются в безвредные для экологии углекислый газ (CO₂), воду (H₂O) и азот (N₂) с примесями. При этом выделяется большое количество тепла, которое благотворно сказывается на прохождении реакции. Рабочая температура каталитического нейтрализатора может достигать 800° С. Кроме того, он является еще и пламегасителем, так как разбивает струю выхлопных газов.

При нормальных условиях эксплуатации в автомобиле катализатор прослужит от 60 до 150 тыс. км пробега. После этого его необходимо менять, так как по сути это фильтр, который постепенно изнашивается. Старый прибор вы можете сдать нашей компании.

Возможные негативные последствия использования катализатора

Многие задаются вопросом, зачем нужен катализатор в выхлопной системе автомобиля, если он уменьшает мощность двигателя? На практике это оказывается не более, чем предположением. Общая площадь внутренних поверхностей рабочего нейтрализатора может достигать 2 тыс. км², но на работу мотора это никак не влияет. Однако неисправное приспособление, в котором соты осыпались или расплавились, действительно снижает мощность и может повлечь за собой другие пагубные для двигателя последствия. Поэтому рекомендуется вовремя его менять.

Основные признаки неисправности катализатора:

ослабление разгонной динамики;
проблемы с запуском мотора;
уменьшение максимальной скорости;
выхлопные газы имеют запах сероводорода.

Главной причиной выхода из строя является использование некачественного топлива. Высокое содержание в нем этила провоцирует выгорание каталитического слоя в конвекторе и циркониевого напылении в лямбда-зонде. При сгорании такого бензина выделяется тетраэтилсвинец, который практически сразу расплавляет соты. Проходимость выхлопных газов снижается, в результате чего и возникают неполадки.

Также керамические устройства часто ломаются из-за физических повреждений, полученных на дороге. Банальное попадание в выбоину или удар камнем, отброшенным колесом, может раздробить соты внутри. Кроме того, попадание влаги на разогретый керамический катализатор тоже повлечет разрушение сот.

Сбои в системе зажигания двигателя вызывают повреждения внутренней структуры. При неудачном зажигании бензин, который не сгорел, накапливается в выпускном канале. Когда двигатель запускается, то происходит топливный микровзрыв, силы которого достаточно для разрушения сот.

При попадании масла и охладительной жидкости в камеру сгорания, а значит в выхлопную систему, происходит забивание сот, что в итоге снижает проходимость к минимуму. Нельзя допускать, чтобы мотор длительное время работал на холостом ходу.

Как сохранить работоспособность катализатора надолго?

Чтобы снизить вероятность попадания топлива внутрь камеры катализатора нужно:

при 2-3 неудачных попытках запуска двигателя сделать паузу в несколько минут, чтобы скопившееся топливо успело испариться;
не использовать автомобиль, если одна из свеч зажигания не работает или высоковольтный кабель пробит;
избегать запуска «с толкача»;
отключать реле топливного насоса при необходимости проверить или починить электрическое оснащение машины.

Важно использовать только высококачественное топливо, а при выявлении неполадок обращаться за помощью к специалистам или решать проблему собственными силами. Стоит новый катализатор недешево из-за того, что в составе напыления редкие и дорогие материалы, а если его просто вырезать, то такая машина не пройдет ТО.

Езда без катализатора связана с повышенными выбросами вредных веществ, что противоречит действующим экологическим нормативам.

Если все же катализатор вашего автомобиля пришел в полную негодность, не выбрасывайте его, а свяжитесь с нашей компанией по указанным ниже контактам — мы сами его вывезем и утилизируем, а вам предложим за него хорошую цену.

плюсы и минусы удаления автомобильного катализатора

Каталитический нейтрализатор выхлопных газов водители и работники автомастерских обычно называют просто катализатором автомобиля. Это устройство устанавливается перед выхлопной трубой. Оно нужно, чтобы минимизировать вред окружающей среде, который наносят выхлопные газы.

В специальной камере, где содержится платина, палладий, радий и другие активные компоненты, происходит химическое «сжигание» вредных выхлопов. Благодаря химической реакции агрессивная окись углерода и азота превращаются в более безопасные компоненты: углекислый газ, воду, свободный азот.

Устройство катализатора автомобиля простое. Он представляет собой трубку, состоящую из мелких керамических или металлических «сот». Стенки ячеек покрыты активной смесью, которая и взаимодействует с выхлопами. Проходя через трубку, воздух очищается, и из выхлопной трубы в атмосферу поступает гораздо меньше токсичных веществ.

Почему каталитический нейтрализатор выходит из строя

Катализатор нужно менять довольно часто – каждые 100-150 тысяч км пробега. Именно за это время он успевает полностью исчерпать свой ресурс. Дело в том, что в нем идет химическая реакция, которая связывает определенные соединения из выхлопных газов. Как только активные реагенты заканчиваются, устройство становится бесполезным.

Но кроме этого, есть несколько причин, по которым каталитический нейтрализатор нужно будет заменить, не дожидаясь указанного пробега. Ускоренный износ устройства возможен при таких условиях:

Регулярная езда по очень плохим дорогам. Постоянная тряска по камням, ухабам и неровным грунтовкам может приводить к тому, что керамические ячейки просто разбиваются и перестают выполнять свою функцию.
Неполадки в двигателе. Если в самом моторе или системе зажигания есть проблемы, недогоревшее топливо и масло могут попадать в катализатор, забивая мелкие ячейки.
Привычка постоянно резко вдавливать педаль газа в пол. В такой ситуации топливная смесь не успевает полностью сгорать, ее остатки также постепенно закупоривают «соты» нейтрализатора.
Некачественное топливо или различные зимние добавки. В них содержатся примеси свинца и других тяжелых металлов, что сокращает срок жизни очистителя выхлопных газов.
Постоянные пробки. Пока авто стоит в заторе, его двигатель все равно работает, соответственно, идет и выхлоп отработанного газа. Ресурс катализатора расходуется быстрее рекомендованного пробега.

Как понять, что каталитический нейтрализатор неисправен

Чаще всего катализаторы стоят на авто, которые уже оснащены электронной системой распознавания неполадок. Поэтому при проблемах с устройством на панели загорится лампочка «Проверьте двигатель». К тому же производители встраивают специальные кислородные датчики. Если выхлопные газы перестают очищаться, некоторые машины автоматически перестают запускаться.

Кроме этого, есть еще несколько признаков, по которым можно понять, что нейтрализатор выхлопных газов пора менять. В первую очередь, снизится мощность мотора, машина начнет хуже разгоняться. Также может появиться грохот во время старта авто. Все это происходит из-за того, что выхлопные газы не могут нормально выйти через забитую сетку и возвращаются назад в камеру сгорания – двигатель «задыхается».

Когда удаляют катализатор и как ездить без него

Удалить и заменить неисправную деталь обязательно нужно после того, как нейтрализатор выхлопных газов исчерпал свой ресурс. Это делается либо после определенного пробега, либо если уже наблюдаются явные признаки его неисправности. Если этого не сделать, авто начнет сильнее расходовать топливо, хуже стартовать и разгоняться, а некоторые модели и вовсе перестанут заводиться.

Самый простой выход – просто купить новый катализатор и установить его вместо отработавшего. Но такая деталь стоит дорого из-за содержащихся в ней драгоценных металлов. Поэтому многие владельцы машин просто ставят обманки и используют пламегасители.

Перепрограммирование датчиков

Это наиболее простой способ обойтись без нейтрализатора выхлопных газов. Производители автомобилей устанавливают два кислородных датчика, называемых лямбда-зондами, которые контролируют уровень загрязнения выходящего воздуха. Чтобы можно было ездить без катализатора, эти датчики отключают, а бортовой компьютер перепрошивают с учетом внесенных в конструкцию изменений.

Использование пламегасителя

Это более доступное устройство, чем каталитический нейтрализатор. Пламегаситель работает как глушитель, а также разделяет потоки выхлопных газов. У него нет такой мелкой ячеистой решетки, как в катализаторе, поэтому пламегаситель не настолько чувствителен к качеству горючей смеси и различных добавок. Кроме этого, он куда свободнее пропускает воздух, благодаря чему мощность двигателя увеличивается на 5-10%, а также снижается расход топлива.

«Обманки» для зондов

После установки пламегасителя или полного удаления катализатора понадобятся дополнительные «обманки» для лямбда-зондов, чтобы избежать перепрошивки бортовой системы автомобиля. Что представляют собой эти «обманки»? Это дополнительные проставки, которые отодвигают второй лямбда-зонд дальше от выхлопов. В результате фиксируется меньший уровень загрязнений, и бортовой компьютер не выдает сообщений о неполадках. «Обманки» бывают пустыми или же с мини-фильтром внутри для получения нужных данных по загрязнениям.

Плюсы и минусы удаления катализатора

Для владельцев машин преимуществ в удалении каталитического нейтрализатора выхлопных газов несколько:

не нужно покупать и регулярно менять недолговечную дорогую деталь;
возрастает мощность двигателя;
снижается расход горючего;
уменьшается чувствительность к качеству топлива;
мотор не «задыхается» из-за ухудшения отвода выхлопных газов.

Но несмотря на все достоинства удаления катализатора, у этой процедуры есть и ряд недостатков. В первую очередь, ухудшается состав выхлопа, и как результат – более разрушительное действие автомобиля на окружающую среду. А если по какой-то причине выхлопные газы попадают в салон, там может ощущаться неприятный запах. Если не открывать окна на проветривание, начинает болеть голова – водитель и пассажиры получают слабое отправление СО и окисью азота.

Если катализатор удален некорректно или же неправильно установлен пламегаситель, на приборной панели могут постоянно гореть сообщения о неисправности двигателя. Кроме того, возникают сложности с техосмотром, а также может появиться неприятный дребезжащий звук во время езды.

Где удалить катализатор

Можно убрать устройство для очистки воздуха самостоятельно – для этого нужно снять выхлопной коллектор, разобрать нужный узел или вырезать его болгаркой. Однако для этого нужно знать, где именно располагается катализатор. Если пришлось вырезать его болгаркой, дополнительно понадобится сварка. При самостоятельном вмешательстве велик риск того, что появится запах в салоне или неприятный звук при езде.

Лучше всего доверить эту работу профессионалам из автомастерской. Специалисты гарантированно сделают все быстро и правильно, а также помогут выбрать оптимальную альтернативу каталитическому нейтрализатору: перепрошивка, «обманки» или пламегаситель.

Зачем удаляют катализаторы?

Как показывает практика, чаще всего это делают тогда, когда он просто выходит из строя. О такой неприятности водитель может узнать двумя различными способами: или по тому, что на приборной доске загорелась лампочка, имеющая соответствующий диагностический код, или по таким признакам неисправности, как значительный рост расхода горючего, падение мощности двигателя, весьма нестабильная его работа и т. п. Если такое происходит, то это устройство или же вышло из строя ввиду каких-либо внешних воздействий, или исчерпало тот ресурс, который был в нем заложен производителем. Бывает и такое, что вполне исправный катализатор демонтируют при проведении тюнинга для того, чтобы увеличить мощность автомобиля.

Удаление катализатора: что оно дает?

Если катализатор неисправен, то когда его удаляют, двигатель автомобиля вновь приобретает свои изначальные, заводские параметры, он начинает легче «дышать», в результате чего снижается расход топлива и возрастает мощность. В тех случаях, когда катализатор снимают для того, чтобы модернизировать выхлопную систему, то эта процедура, обычно дополняется монтажом нового глушителя прямоточного типа, который создает значительно меньше, чем катализатор, препятствий выхлопным газам. В сочетании с перепрошивкой силового агрегата (которая также производится) это приводит к увеличению мощности силового агрегата. Необходимо отметить, что такой способ тюнинга нередко именуется «любительским», поскольку при тюнинге выхлопной системы, выполняемом професиионалами (используемом, например, для «доработки» спорткаров) производится немало расчетов и задействуется большое количество параметров. Профессиональный тюнинг производится только высококлассными специалистами и обходится в немалые суммы.

Процедура правильного удаления катализатора

Большинство автовладельцев не являются специалистами в области тюнинга своих «железных коней», и поэтому для удаления катализатора им лучше всего обращаться в специализированные сервисные мастерские, где его заменят на пламегаситель, причем сделают это на высоком профессиональном уровне. Если же решено все-таки провести эту процедуру своими силами, то необходимо обязательно учесть целый ряд важных нюансов.

Прежде всего, очень желательно демонтировать оба датчика, которые имеет лямбда зонд, особенно если имеется хоть небольшая вероятность их сломать (они в своей конструкции имеют хрупкие керамические элементы). При их монтаже обратно надо внимательно следить за тем, чтобы не перекручивались проводники.

Необходимо также правильно выбрать пламегаситель по размеру для того, чтобы после его установки не была нарушена геометрическая конфигурация системы.

Когда выбивается керамический катализатор нужно следить за тем, чтобы в системе не оставалось его частиц. Очень желательно по окончании этого процесса продуть ее воздухом или же пропылесосить. Кроме того, удалять лучше всего сразу оба катализатора.

Как удалить катализатор самому?

Если вместе с желанием сделать эту работу самому, не прибегая к помощи профессионалов, есть еще и возможность воспользоваться подъемником или загнать автомобиль на яму, то предпочтительнее всего демонтировать узел, в котором располагается катализатор, и выбить его прямо на земле. Это снизит вероятность, что внутри останется пыли и частицы, да и просто это делать довольно удобно. Выбивают катализатор монтировкой или отверткой с молотком через отверстие. Если его снятие производится непосредственно на автомобиле, то произвести эту процедуру можно через вырезанный в корпусе небольшой люк. Нужно заметить, что все сказанное выше относится к демонтажу катализаторов из керамики. Если же они из металла (как, к примеру, на автомобилях BMW), то придется использовать болгарку и сварочный аппарат.

Перепрошивка двигателя после удаления катализатора

После того, как удален катализатор, настоятельно рекомендуется произвести перепрошивку двигателя. Некоторые автомобилисты игнорируют эту процедуру, однако она все же действительно необходима, особенно для тех автомобилей, которые соответствуют нормам Евро-2. дело в том, что именно после перепрошивки двигатель начинает работать в своем штатном режиме, причем мощность его увеличивается. К тому же, установка «обманки» вместо перепрошивки часто приводит к перерасходу, а не к экономии топлива.

что это такое и зачем он нужен?

Пламегаситель – это предварительный резонатор глушителя, который используется как альтернатива катализатору в выхлопной системе автомобиля. Основная его задача – снизить энергию и температуру выхлопных газов для оптимизации работы всех элементов системы выпуска.

Пламегаситель должен выдерживать высокие температурные и механические нагрузки, так как температура и скорость выхлопных газов, выпускаемых из камеры сгорания, очень высокие. Пламегаситель должен преобразовать пульсирующие потоки выхлопных газов из каждого цилиндра в один более холодный и медленный поток. Помимо этого на пламегаситель действует вибрация от работающего двигателя или от болтающегося глушителя, а также грязь и солевые растворы, брызжущие на разогретую деталь. Все это в совокупности определяет особенности его устройства. Корпус качественного пламегасителя должен быть обязательно двухслойным, чтобы звуковые волны ударялись о его корпус и гасились, не создавая дребезжащего звука. Двойной корпус призван противостоять разрушающему воздействию газов, выходящих из камеры сгорания. Наружный материал должен обладать высокой устойчивостью к механическим повреждениям и коррозионным процессам. Для звукоизоляции применяются специальные наполнители: базальтовые или минераловатные. Весьма важной характеристикой пламегасителя является его объем. Если объема не хватает, то в глушителе при резком старте зачастую слышен неприятный дребезг. Шум в качественных пламегасителях снижается как за счет отражения и поглощения звуковых волн, так и за счет третьей камеры с диффузором. В таких пламегасителях поток сначала обрабатывается в данной камере, а затем уже слой набивки дополнительно гасит поток газов. Это значительно снижает износ набивки.

Очень часто при выходе из строя катализатора перед автомобилистами встает вопрос: «Что лучше установить на автомобиль – катализатор или пламегаситель?» Давайте разберемся.

Из-за использования дорогих материалов (редких металлов) при изготовлении катализаторов они имеют очень высокую цену в отличие от пламегасителей. К тому же катализаторы имеют весьма малый срок службы вследствие многих факторов, в частности не всегда качественного бензина. Несвоевременная замена вышедшего из строя катализатора может привести к ряду неприятных моментов: затруднению прохождения выхлопных газов и, следовательно, снижению мощности машины или задымлении ее салона.

Замену катализатора на пламегаситель применяют также при тюнинге выхлопной системы, поскольку при прохождении потока выхлопных газов через катализатор происходит значительное снижение пропускной способности выхлопного тракта. Пламегасители не имеют такого недостатка, а наоборот выравнивают среднее давление выхлопных газов.

В силу всего вышеперечисленного многие устанавливают на свой автомобиль вместо катализатора пламегаситель. Пламегасители с успехом могут заменить дорогостоящие катализаторы, а их долговечность заставляет сделать выбор именно в их пользу. Минус лишь в том, что использование пламегасителя ухудшит некоторые экологические показатели вашего автомобиля. Они будут находиться в пределах нормы в нашей стране, однако в странах ЕС будут являться нарушением экологических требований, предъявляемых к автомобилям.

На автомобиль лучше устанавливать штатный пламегаситель, если он, конечно, предусмотрен конструкцией автомобиля. В ином случае существует огромное количество универсальных пламегасителей. Они различаются внешними размерами и размерами внутренней трубы и без труда подойдут абсолютно на любую модель автомобиля.

Теперь Вы знаете, что такое пламегаситель и для чего он применяется. Выбрать его как альтернативу катализатору или нет, решать Вам. Тщательно взвесьте все «за» и «против», чтобы сделать правильный выбор. Ведь от этого будет зависеть функциональность и надежность выхлопной системы, а, следовательно, в целом бесперебойная работа вашего автомобиля!

Замена и обслуживание катализатора автомобиля

Катализатор автомобиля отвечает за переработку выхлопных газов. Устройство представляет собой небольшую поверхность с металлическими или керамическими сотами. Попадая на поверхность катализатора, органические газы, полученные в результате работы двигателя, вступают в реакцию с кислородом. На выходе автомобиль выбрасывает в окружающую среду газы с допустимой по евростандартам концентрацией СО2.
Зачем автомобилю нужен катализатор? Он обеспечивает длительный срок службы резонатора, современный автомобиль без катализатора просто не заведется. Во всех транспортных средствах после 1999 года обязательно устанавливается два катализатора. Это условие стандартов ЕВРО 3-4.

Симптомы неисправности
Как понять, что катализатор выходит из строя:
• На приборной панели загорелась лампочка Check Engine. В современных автомобилях при неисправности катализатора сразу же нарушается передаваемый на панель сигнал и загорается предупреждение. В большинстве случаев код ошибки покажет Р0420 (низкая эффективность).
• Снижение мощности. На педаль газа при неисправном (полностью или частично забитом) катализаторе нужно давить сильнее. Ощущение, что авто «держат за задний бампер», машина медленнее стартует.
• Увеличилось потребление топлива. Отличие провоцирующих факторов в комплексе с медленным «разгоном» авто – в 70% случаев сигнализирует о неисправностях катализатора.

Во время диагностики катализатора мастер автосервиса рассматривает деталь изнутри. После визуального осмотра проверяется противодавление в выпускном коллекторе. Для точной диагностики нужен не только опыт, но и профессиональное оборудование (эндоскоп).

�?з-за чего нужна замена катализатора
Почему катализатор выходит из строя:
• Естественный износ. Современные иномарки (после 2000-х годов) требуют замены катализатора каждые 100 тысяч километров пробега. При сложных условиях эксплуатации срок может сократиться.
• Некачественные топливные материалы и технические жидкости. Плохой состав бензина «забивает» катализатор в разы быстрее.
Перегорание каталитического покрытия – основная причина замены катализатора. Если полезной площади (керамики или металла сот) осталось слишком мало, то смысла ремонтировать такую деталь нет необходимости. В таком случае лучше заменить комплектующие.

Ремонт или замена?
После естественного износа и маленькой полезной площади каталитика лучше выбрать замену катализатора. В нашем автосервисе мы заменим деталь на оригинальную или универсальную (в разы дешевле, но прослужит меньше), соответствующую стандартам ЕВРО 3 и выше.
Ремонт катализатора возможен при небольшом износе. В таком случае деталь очищается и промывается. Стоит это дешевле и особенно выгодно при оригинальном катализаторе. При регулярных ТО можно продлить срок службы катализатора до 150 тысяч км пробега.
В нашем автосервисе – только качественные детали и честный сервис. Мастер проведет профессиональную диагностику катализатора и при необходимости заменит или отремонтирует деталь.

Как проверить катализатор?
Задача катализатора автомобиля – доработка выхлопных газов, которые образуются в результате работы двигателя. Внешне деталь выглядит как небольшая пластинка с так называемыми «сотами» — поперечными полосами из керамики или металла. Строение катализатора обеспечивает выполнение его функций: газ контактирует с сотами и вступает в реакцию с кислородом. На выходе органические газы поступают в окружающую среду с низким содержанием углекислого газа. Катализатор в автомобиле обязателен по стандартам ЕВРО.
Хороший и исправный катализатор обеспечивает нормальную работу резонатора глушителя. Последний снижает уровень шума двигателя и отвечает за выпуск выхлопных газов из глушителя. Более того, без катализатора автомобиль не поедет и не заведется, будет потреблять в разы больше топлива. Каждый автомобиль, выпущенный с начала нулевых, снабжается двумя катализаторами – до приемной трубы и после нее. Это обязательное условие евростандартов выше третьего.

Как определить, что катализатор вышел из строя, и можно ли отремонтировать деталь?
Устройство катализатора
Несколько слов о строении самого катализатора. Поверхность пластины покрывается платиноиридиевым сплавом (возможны и другие комбинации). Главное, чтобы металл не вступал в реакцию с самими органическими газами (С и Н) во время контакта с выхлопом. Для этих целей подходит и инертная керамика.

Важно! Современные керамические и металлические катализаторы практически идентичны по долговечности и функциональности. Не верьте тем, кто пытается вас переубедить в обратном, указывая на разительные отличия качества покрытия.

А вот отличия между керамическим и металлическим катализатором есть:
1. Керамика требует деликатного обращения, может повредиться от сильных ударов.
2. Керамическая поверхность хуже переносит резкие перепады температур.
3. В случае неполадок в системе зажигания, несгоревший бензин провоцирует возгорания в выхлопной системе при включении двигателя.
4. Металлический катализатор быстрее портится от некачественного топлива, керамика полностью инертна химически.
5. От антифриза и масла в камере сгорания металлический катализатор выходит из строя.
6. Металлический катализатор повреждается от длительной работы на холостом ходу.
В целом, в соотношении преимуществ и недостатков керамика и металл равны.
Соты катализатора находятся друг от друга на небольшом расстоянии. Постепенно они засоряются выхлопами, площадь соприкосновения газов с металлической или керамической поверхностью уменьшается. Автомобиль хуже работает из-за переизбытка выхлопных газов, а со временем вообще отказывается заводиться.

Как определить поломку водителю
Есть определенный набор «симптомов», которые помогут водителю обратить внимание на катализатор автомобиля:
• Check Engine на приборной панели. Это первая «весточка» неисправного катализатора современного авто. Когда выхлопные газы перерабатываются недостаточно (как правило, из-за малой полезной площади сот), прерывается сигнал, передающийся на приборную панель. Код предупреждения в таком случае будет P0420, низкая эффективность (двигатель не может работать на полную).
• Заметное снижение мощности двигателя. Водителю приходится сильнее нажимать на педаль газа, чтобы нормально завести автомобиль. Учитывая, что авто с катализаторами в принципе менее мощные, это мешает нормальной эксплуатации машины.
• Увеличенный топливный расход. С учетом двух предыдущих факторов, повышение потребления бензина говорит о поломке катализатора.
• Машина не заводится. При существенном повреждении детали, автомобиль может глохнуть после пары секунд работы или не стартовать в принципе.

Причины поломки катализатора – это низкопробное топливо, плохое качество самой детали и неаккуратная езда. Даже повреждение турбины или ГБЦ приводит к повышенному потреблению масла и накоплению продуктов сгорания. Все остатки оседают на сотах катализатора, блокируя нормальную работу выхлопной системы.

В среднем современный автомобиль требует замены катализатора каждые 100-150 тысяч километров пробега. Каждый неблагоприятный фактор снижает срок службы комплектующих на 20-30% и выше.

Ранее обнаружение проблемы с катализатором позволит сэкономить – вы избегаете полной замены детали, ограничиваетесь его ремонтом. Оригинальные механизмы всегда лучше универсальных или даже заводских, но установленных позже. Поэтому диагностику катализатора следует проводить регулярно и тщательно.

Проверка катализатора автомобиля
Опытные водители самостоятельно диагностируют проблемы с катализатором уже на ранних этапах. Для профессиональной диагностики нужно специализированное оборудование. Оно есть на каждом автосервисе, где автомобиль проходит ТО. Мастера используют три способа диагностики катализатора, о которых поговорим ниже.

Визуальная диагностика
Каким бы современным ни был бы автосервис, мастер всегда начинает с визуального осмотра. Некоторые проблемы с катализатором не требуют дальнейшего изучения – специалист сразу говорит, что деталь не подлежит ремонту, или наоборот, просто слегка засорила.
Во время визуального осмотра мастер проверяет катализатор на предмет деформаций. Если корпус внешне поврежден, то скорее всего, испорчены и соты. Для их изучения деталь обязательно вынимается из авто.

Для изолированного осмотра только катализатора нужен подъемник или яма для осмотра (выхлопная система расположена на днище). Сложность диагностики заключается и в том, что у каждой модели и марки авто – своя система правильного демонтажа детали. Если проблемы катализатора запущены, то он его фиксатор может прикипеть, поэтому снимать механизм можно только распилом (болгаркой). Специалисты учитывают эту особенность, чтобы не навредить остальным системам машины во время диагностики.

Мастер осматривает катализатор на просвет и определяет, можно ли прочистить соты, или деталь не подлежит восстановлению.

Диагностика противодавления
Метод возможен даже без изъятия катализатора из автомобиля. Мастер измеряет давление выхлопной системы, а потом сравнивает из с эталонными показателями для конкретного автомобиля. Для проверки используется манометр и переходник для его подключения.
Автомобиль также поднимается на раму или загоняется на яму. Снимается датчик кислорода, на место которого и подключается манометр. Переходник нужен для того, чтобы создать полную герметичность между выхлопом и манометром. Когда система готова, автомобиль заводят до показателей двигателя в районе 3000 оборотов в секунду, мощность выдерживают на протяжении 15 секунд. В это время показатели манометра фиксируются.

Эталонным показателем противодавления считается 0,3 кг/см2 (0,35 кг/см2 для доработанных двигателей). Это усредненные нормы, которые меняются в зависимости от особенностей машины и марки авто.

Проверка мотор тестером
Комплексная диагностика сразу нескольких показателей работы катализатора. Результаты получают на основе осцилограммы. Для проведения такой диагностики используется мотор-тест – комплекс профессионального оборудования.
Чтобы проверить катализатор, устройство устанавливают вместо одной из свечей зажигания. Осцилограмма работающего двигателя покажет текущее состояние катализатора и других систем двигателя.

�?тоги
Ремонт и диагностика катализатора – это экономия вашего бюджета на содержание автомобиля. Если ездить на неисправном выхлопе, в первую очередь, страдает двигатель авто. Переработанные газы задерживаются перед катализатором, нагреваются и усложняют работу мотора. Это приводит к серьезным и дорогостоящим в ремонте поломкам.

На СТО мастер проведет диагностику при помощи оборудования, которого нет в арсенале водителя. Очистка оригинального катализатора поможет вернуть его к жизни и сэкономит ваши деньги. Не откладывайте визит в СТО на потом – автомобиль может просто не завестись!

Удаление, ремонт катализаторов: Медведково, Мытищи, Королев, Пушкино — +7 (926) 054-90-59

7 фактов о катализе, которых вы можете не знать

Практически все в вашей повседневной жизни зависит от катализаторов: автомобили, стикеры, стиральный порошок, пиво. Все части вашего сэндвича — хлеб, сыр чеддер, жареная индейка. Катализаторы разрушают бумажную массу, и в вашем журнале получается гладкая бумага. Они очищают ваши контактные линзы каждую ночь. Они превращают молоко в йогурт, а нефть — в пластиковые молочники, компакт-диски и велосипедные шлемы.

Что такое катализ?

Катализаторы ускоряют химическую реакцию, уменьшая количество энергии, необходимое для ее запуска.Катализ — это основа многих промышленных процессов, в которых используются химические реакции для превращения сырья в полезные продукты. Катализаторы являются неотъемлемой частью производства пластмасс и многих других промышленных изделий.

Даже человеческий организм работает на катализаторах. Многие белки в вашем теле на самом деле являются катализаторами, называемыми ферментами, которые делают все: от создания сигналов, которые двигают ваши конечности, до помощи в переваривании пищи. Они действительно важная часть жизни.

Маленькие дела могут иметь большие результаты.

В большинстве случаев вам нужно совсем небольшое количество катализатора, чтобы изменить ситуацию. Даже размер частицы катализатора может изменить ход реакции. В прошлом году аргоннская команда, в состав которой входил ученый-материаловед Ларри Кертисс, обнаружила, что один серебряный катализатор лучше справляется со своей задачей, когда он находится в наночастицах шириной всего в несколько атомов. (Катализатор превращает пропилен в оксиды пропилена, что является первым шагом в производстве антифриза и других продуктов. )

Это может сделать вещи более экологичными.

Промышленные процессы производства пластмассы и других предметов первой необходимости часто приводят к появлению неприятных побочных продуктов, которые могут представлять опасность для здоровья человека и окружающей среды. Лучшие катализаторы могут помочь решить эту проблему. Например, тот же серебряный катализатор на самом деле производит меньше токсичных побочных продуктов, что делает всю реакцию более экологически чистой.

По сути, катализатор — это способ экономии энергии. А применение катализаторов в больших масштабах может спасти мир лотов и единиц энергии.Три процента всей энергии, используемой в США каждый год, идет на преобразование этана и пропана в алкены, которые, помимо прочего, используются для производства пластмасс. Это эквивалент более 500 миллионов баррелей бензина.

Катализаторы также являются ключом к открытию биотоплива. Вся биомасса — кукуруза, просо, деревья — содержит твердое соединение, называемое целлюлозой, которое необходимо расщепить для получения топлива. Поиск идеального катализатора для дезинтеграции целлюлозы сделает биотопливо более дешевым и более жизнеспособным в качестве возобновляемого источника энергии.

Вычислительное моделирование открывает перспективы для создания лучших катализаторов и красивых изображений, таких как эта модель платинового катализатора, взаимодействующего с атомами кислорода (красный) и атомами водорода (белый). Изображение Риза Ранкина, Центр наномасштабных материалов.

Часто мы не понимаем, почему они работают.

Точные причины, по которым катализаторы работают, часто остаются загадкой для ученых. Curtiss работает в области вычислительного катализа: использует компьютеры для решения сложного взаимодействия физики, химии и математики, которое объясняет, как работает катализатор.

Разобравшись в процессе, ученые могут попытаться создать катализатор, который работает еще лучше, путем моделирования того, как могут работать различные материалы. Возможные конфигурации новых катализаторов могут составлять тысячи комбинаций, поэтому суперкомпьютеры лучше всего справляются с ними.

Когда Эдисон строил лампочку, он испытал буквально сотни различных нитей (вероятно, испытав терпение своих лаборантов), прежде чем обнаружил карбонизированную нить.Воспользовавшись суперкомпьютерами и современными технологиями, ученые могут ускорить годы испытаний и сократить расходы, чтобы совершить прорыв.

Curtiss проводит моделирование на суперкомпьютере Argonne Blue Gene / P для разработки возможных новых катализаторов. «Поскольку суперкомпьютеры стали быстрее, мы смогли делать то, чего никогда не могли делать 10 лет назад», — сказал он.

Они могут быть необходимы для следующей большой революции в производстве батарей.

Новые эффективные литий-ионные аккумуляторы помогли превратить неуклюжие автомобильные телефоны в тонкие и элегантные сотовые телефоны и ноутбуки, доступные сегодня.Но ученые уже ищут следующую революцию в аккумуляторных батареях — такую, которая когда-нибудь сможет сделать батарею легкой и достаточно мощной, чтобы проехать 500 миль на машине. Перспективной идеей являются литий- воздушные батареи , в которых в качестве основного компонента используется кислород воздуха. Но эта новая батарея потребует полностью изменить внутреннюю химию, и для ее работы потребуется новый мощный катализатор. Литий-воздушная батарея работает, объединяя атомы лития и кислорода, а затем снова и снова разрушая их.Это ситуация, специально созданная для катализатора, и хороший катализатор ускорит реакцию и сделает батарею более эффективной.

Как сделать новый катализатор?

Понимание химии реакций — это первый шаг; затем ученые могут использовать моделирование для разработки потенциальных новых катализаторов и тестирования их в лаборатории. Но этот первый шаг будет трудным, если вы не сможете перейти на атомарный уровень, чтобы увидеть, что происходит во время реакции. Именно здесь блистают крупные научные объекты, такие как усовершенствованный источник фотонов (APS) в Аргонне.

В APS ученые могут использовать самые яркие рентгеновские лучи в Соединенных Штатах, чтобы отслеживать реакции в реальном времени. В Центре электронной микроскопии лаборатории исследователи фотографируют атомы во время их реакции. Кертисс и его команда использовали оба эти фактора в поисках лучших катализаторов.

Что такое каталитический нейтрализатор и зачем он вам нужен?

Некоторые заправщики считают их помехой, но кошки — жизненно важный компонент системы контроля выбросов вашего автомобиля.

Война за выбросы бушует большую часть 40 лет, когда правительства жестко обрушиваются на автомобильную промышленность.В 1970-х годах правительство США ввело в действие закон, гласящий, что каждый автомобиль, произведенный с этого года, должен быть оснащен устройством, называемым каталитическим нейтрализатором. Это устройство вскоре распространилось по всему миру автомобилей и теперь стало основным элементом контроля выбросов и интегрировано практически в каждую современную выхлопную систему.

Что такое каталитический нейтрализатор и для чего он нужен?

Кот сидит примерно на трети расстояния до выхлопной системы и напоминает небольшую металлическую камеру, которая принимает выхлопные газы и изменяет их химическую природу, чтобы уменьшить объем неприятных выбросов, только что выходящих из выхлопного коллектора.Внутри кошачьего корпуса находится сотовая структура на керамической основе, облицованная чрезвычайно драгоценными металлами, каждый из которых выполняет свою работу по снижению выбросов.

Есть три основных вида выбросов, производимых автомобильными двигателями: газообразный азот (N2), диоксид углерода (CO2) и водяной пар (h3O). Однако каталитический нейтрализатор в основном используется для борьбы с более мелкими и более вредными продуктами, которые образуются из-за естественно несовершенного процесса сгорания в двигателе внутреннего сгорания. Это оксид углерода, углеводороды и оксиды азота.Поэтому большинство кошек в наши дни называют трехкомпонентными каталитическими нейтрализаторами из-за трех основных типов выбросов, с которыми им удается справиться.

96 КБ

Выхлопная система от старого Chevy с изображением каталитического нейтрализатора.

«Катализатор» — это вещество, которое ускоряет химическую реакцию, и внутри каталитического нейтрализатора есть два типа катализатора. Первый — это восстановительный катализатор, который использует платину и родий внутри сот для снижения выбросов NOx. NOx производится оксидом азота и диоксидом азота в выхлопных газах. Газы азота вступают в контакт с металлами-катализаторами, которые вырывают атомы азота из молекул, что, в свою очередь, выделяет более чистый кислород, чтобы продолжить движение вниз по выхлопной системе.

Катализатор второго типа представляет собой катализатор окисления, в котором для завершения работы используются платина и палладий.Эти катализаторы окисляют или сжигают окись углерода и углеводороды, остающиеся в поступающем газе, помогая уменьшить количество смога, производимого испарившимся несгоревшим топливом.

Сотовая сетка увеличивает площадь поверхности для взаимодействия выхлопных газов с

Заключительный этап контроля выбросов представляет собой датчик O2, расположенный прямо перед котом. Датчик передает обратно в ЭБУ, сколько кислорода содержится в выхлопных газах, а бортовой компьютер затем может регулировать соотношение воздух / топливо, чтобы двигатель работал как можно ближе к стехиометрической точке.

Это точка, в которой — теоретически — все топливо, поступающее в камеру сгорания, будет использовать весь предоставленный кислород для завершения процесса сгорания. Эта последняя стадия не только способствует общей эффективности двигателя, но также позволяет двигателю обеспечивать кошку достаточным количеством кислорода для эффективного завершения процесса окисления вторым катализатором.

Так что же такое спортивный кот?

Спортивная кошка может делать все, что может делать обычная кошка, но в гораздо более гладкой и эффективной упаковке. Ячеистая конструкция в стандартном котле спроектирована так, чтобы максимизировать площадь поверхности катализаторов, сохраняя при этом их общие объемы низкими из-за огромной стоимости используемых драгоценных металлов.

К сожалению, соты можно рассматривать как препятствие для выхлопных газов, которые должны выходить в окружающую среду как можно быстрее и эффективнее. Таким образом, каталитический нейтрализатор замедляет выхлопные газы, заставляя двигатель работать тяжелее, поскольку он изо всех сил пытается выдохнуть выхлопные газы в конце каждого цикла двигателя.Сотовая структура внутри каталитического нейтрализатора также способна развалиться от перегрева, создавая тем самым дополнительную блокировку для выхлопных газов.

Сотовая структура внутри разрушилась из-за чрезвычайно высоких температур, создаваемых несгоревшим топливом.

Основная цель выхлопной системы состоит в том, чтобы отводить выхлопные газы от двигателя плавно и быстро, с ограничениями и расширениями, как большой каталитический нейтрализатор, вызывающий только турбулентность и, следовательно, нарушенный, более медленный поток воздуха.Спортивные кошки делают все возможное, чтобы решить эту проблему, уменьшая размер камеры и создавая гораздо более гладкую поверхность внутри камеры, чтобы газы могли проходить через нее быстрее и легче.

Чтобы снизить выбросы, керамическая матрица в сотовой конструкции намного тоньше, чем у обычной кошки, что гарантирует, что катализаторы могут эффективно преобразовывать соответствующие гадости туда, где они должны быть, чтобы соответствовать правилам выбросов. Небольшого увеличения мощности можно достичь, переключившись на спортивную кошку, при этом цикл двигателя будет освобожден, чтобы максимизировать его эффективность.

Является ли декат приемлемым вариантом?

Здесь вы можете увидеть, что каталитический нейтрализатор был полностью заменен на прямую «трубу для удаления воды».

В большинстве случаев прямой ответ — нет.Многие заправщики решают, что каталитический нейтрализатор создает серьезную закупорку в выхлопной системе, которую необходимо устранить, и поэтому полностью удаляют кошку из системы, заменяя ее прямой трубой. Хотя это увеличит объем вашей трансмиссии и потенциально лишит двигатель еще нескольких лошадиных сил, в большинстве стран вождение автомобиля без каталитического нейтрализатора считается незаконным.

Очистка кошки — это еще одна форма очистки кошки, которая представляет собой процесс удаления сотовых внутренностей кошки, чтобы просто уменьшить количество ограничений, налагаемых на выхлопные газы.

Очистка от ката неизбежно увеличит объем вашей выхлопной системы, но приведет к очень небольшому увеличению мощности. Видео на YouTube-канале robsri18

Большинство людей, которые идут по пути полного удаления кошки, решают рискнуть и просто имеют кошку, ожидающую, когда ее снова поставят на место, когда придет время ТО.Но если вас поймает проницательный полицейский с фонариком, игра может быть окончена. А учитывая, что прирост мощности потенциально можно пересчитать по одной руке в зависимости от размера двигателя, спортивная кошка кажется гораздо более жизнеспособным вариантом, если вы действительно чувствуете, что серийная кошка на вашем автомобиле сдерживает вашу трансмиссию.

Последствия раздевания кошек своими руками

Однако в автомобиле с турбонаддувом воздействие декаттинга будет усилено, поскольку удаление прекаталитического преобразователя позволит увеличить поток выхлопных газов в турбокомпрессор. Каталитические нейтрализаторы работают лучше всего при высоких температурах, поэтому предварительный каталитический нейтрализатор — это меньшая версия, которая находится выше в выхлопной системе, чтобы помочь снизить выбросы при запуске, когда двигатель работает на очень богатой смеси.

В системе выхлопа с турбонаддувом предварительный клапан обычно располагается прямо перед турбокомпрессором, поэтому удаление ограничит эту область выхлопа. Но опять же, это будет расценено как вмешательство в стандартную систему контроля выбросов выхлопных газов и будет считаться незаконным в большинстве стран.

48 КБ

Выхлопная система от Subaru WRX, показывающая предварительную установку непосредственно перед местом размещения турбокомпрессора.

Вы переоделись в спортивного кота или ходили по канату целой дудки? Прокомментируйте ниже свои мысли об этой распространенной, но рискованной модификации!

Объяснитель: Что такое катализатор?

энергия активации (в химии) Минимальная энергия, необходимая для проведения определенной химической реакции.

атом Основная единица химического элемента. Атомы состоят из плотного ядра, которое содержит положительно заряженные протоны и нейтрально заряженные нейтроны. Ядро вращается вокруг облака отрицательно заряженных электронов.

связь (в химии) Полупостоянное соединение между атомами — или группами атомов — в молекуле. Он образован силой притяжения между участвующими атомами. После соединения атомы будут работать как единое целое. Чтобы разделить составляющие атомы, молекуле необходимо подвести энергию в виде тепла или другого типа излучения.

углерод Химический элемент с атомным номером 6. Это физическая основа всего живого на Земле. Углерод существует свободно в виде графита и алмаза. Это важная часть угля, известняка и нефти, и она способна химически самосвязываться с образованием огромного количества химически, биологически и коммерчески важных молекул.

катализатор Вещество, которое помогает химической реакции протекать быстрее. Примеры включают ферменты и элементы, такие как платина и иридий.

каталитический нейтрализатор Устройство из керамических структур сотовой формы, которое устанавливается на выхлопную трубу автомобиля. Проходя через него выхлопные газы, они сталкиваются с двумя разными типами катализаторов, каждый из которых может вызвать различный тип химической реакции. Один или несколько металлов, обычно платина, родий, палладий, а иногда даже золото, покрывают внутреннюю часть системы. Все стенки сотовой структуры устройства значительно увеличивают площадь покрытых катализатором поверхностей, которые теперь могут вступать в реакцию с выхлопными газами. Когда газы из двигателя попадают на эти покрытые металлом поверхности, они разрушают загрязняющие вещества, превращая их в менее вредные материалы. Датчик в преобразователе также измеряет количество кислорода в выхлопных газах. Если он находит слишком много, он приказывает компьютеру отрегулировать соотношение воздух-топливо в двигателе, чтобы он горел более чисто.

химическое Вещество, состоящее из двух или более атомов, которые объединяются (становятся связанными вместе) в фиксированной пропорции и структуре.Например, вода — это химическое вещество, состоящее из двух атомов водорода, связанных с одним атомом кислорода. Его химический символ — H ₂ O. Химический также может быть прилагательным, описывающим свойства материалов, которые являются результатом различных реакций между различными соединениями.

химические связи Силы притяжения между атомами, достаточно сильные для того, чтобы связанные элементы функционировали как единое целое. Некоторые силы притяжения слабые, некоторые очень сильные.Кажется, что все связи связывают атомы посредством совместного использования — или попытки совместного использования — электронов.

химическая реакция Процесс, который включает перегруппировку молекул или структуры вещества в противоположность изменению физической формы (например, от твердого тела к газу).

электричество Поток заряда, обычно возникающий в результате движения отрицательно заряженных частиц, называемых электронами.

двигатель Машина, предназначенная для преобразования энергии в полезное механическое движение.Иногда двигатель называют мотором.

ферменты Молекулы, производимые живыми существами для ускорения химических реакций.

выхлоп (в машиностроении) Газы и мелкие частицы, выбрасываемые — часто с высокой скоростью и / или давлением — в результате сгорания (горения) или нагревания воздуха. Выхлопные газы обычно представляют собой отходы.

топливный элемент Устройство, преобразующее химическую энергию в электрическую.Наиболее распространенным топливом является водород, который в качестве побочного продукта выделяет только водяной пар.

генетический Имеет отношение к хромосомам, ДНК и генам, содержащимся в ДНК. Область науки, имеющая дело с этими биологическими инструкциями, известна как генетика. Люди, работающие в этой области, — генетики.

водород Самый легкий элемент во Вселенной. Как газ, он бесцветен, не имеет запаха и легко воспламеняется. Это неотъемлемая часть многих видов топлива, жиров и химикатов, из которых состоят живые ткани.

иридий Обнаруженный в 1803 году, его название происходит от латинского слова «радуга». Это твердый, хрупкий и устойчивый к коррозии металл из семейства платиновых. Немного желтоватый, этот элемент в основном используется в качестве отвердителя для платины. Действительно, его температура плавления составляет более 2400 ° по Цельсию (4350 ° по Фаренгейту). Атомный номер элемента 77.

производство Изготовление вещей, обычно в больших масштабах.

металл Что-то, что хорошо проводит электричество, имеет тенденцию быть блестящим (отражающим) и податливым (что означает, что его можно изменить с помощью тепла, а не слишком большой силы или давления).

молекула Электрически нейтральная группа атомов, представляющая минимально возможное количество химического соединения. Молекулы могут состоять из атомов одного или разных типов. Например, кислород в воздухе состоит из двух атомов кислорода (O ₂), а вода состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода (H ₂ O).

питательное вещество Витамин, минерал, жир, углевод или белок, которые необходимы растению, животному или другому организму в составе пищи для выживания.

кислород Газ, который составляет около 21 процента атмосферы. Все животные и многие микроорганизмы нуждаются в кислороде для поддержания своего метаболизма.

палладий Мягкий, пластичный, стально-белый, устойчивый к потускнению металлический элемент, встречающийся в естественных условиях с платиной, особенно в золотых, никелевых и медных рудах.

нефть Густая легковоспламеняющаяся жидкая смесь углеводородов. Нефть — это ископаемое топливо, которое в основном находится под поверхностью Земли.Это источник химикатов, используемых для производства бензина, смазочных масел, пластмасс и многих других продуктов.

пластик Любой из ряда легко деформируемых материалов; или синтетические материалы, которые были сделаны из полимеров (длинных цепочек некоторых строительных блоков), которые имеют тенденцию быть легкими, недорогими и устойчивыми к разложению.

платина Природный серебристо-белый металлический элемент, который остается стабильным (не подвержен коррозии) на воздухе.Он используется в ювелирных изделиях, электронике, химической обработке и некоторых зубных коронках.

загрязнитель Вещество, которое портит что-либо — например, воздух, воду, наши тела или продукты. Некоторые загрязнители представляют собой химические вещества, например пестициды. Другие могут быть излучением, включая избыточное тепло или свет. Даже сорняки и другие инвазивные виды могут считаться типом биологического загрязнения.

Chem4Kids.com: Реакции: Катализаторы и ингибиторы

Катализатор — это все равно что добавить немного волшебства к химической реакции.Для реакции требуется определенное количество энергии. Если у них его нет, ну да ладно, реакции, вероятно, не произойдет. Катализатор снижает количество необходимой энергии, так что реакция может происходить более легко. Катализатор — это энергия. Если вы заполните комнату газообразным водородом (H ₂) и кислородом (O ₂), произойдет очень мало. Если вы зажжете спичку в этой комнате (или просто зажжете искру), большая часть водорода и кислорода объединятся, образуя молекулы воды (H ₂ O).Это взрывная реакция. Вы также можете добавить катализатор в эту комнату и запустить небольшую реакцию. В этой ситуации вы можете добавить немного палладия (Pd) в качестве катализатора.

Энергия, необходимая для осуществления реакции, называется энергией активации . Поскольку все движется, нужна энергия. Энергия, необходимая для реакции, обычно находится в виде тепла. Когда добавляется катализатор, происходит нечто особенное. Может быть, молекула меняет свою структуру. Возможно, этот катализатор объединяет две молекулы, и они выделяют тонну энергии.Эта дополнительная энергия может способствовать возникновению другой реакции в так называемой цепной реакции . В некоторых случаях вы также можете думать о катализаторе как о мосте . Вместо того, чтобы позволить реакциям происходить таким же (но более быстрым) способом, он может предложить новое направление или химический путь, чтобы пропустить шаги, требующие энергии.

Катализаторы также используются в организме человека. Они не вызывают взрывов, но могут вызвать очень сложные реакции. Они помогают соединяться очень большим молекулам.По поводу катализаторов есть еще один интересный факт. Вы знаете, что катализаторы снижают энергию активации, необходимую для протекания реакции. С более низкой энергией активации продукты могут легче сочетаться. Следовательно, и прямая, и обратная реакции ускоряются. Это изменяет обе ставки и обычно меняет точку равновесия.

Также существует так называемый ингибитор , который действует прямо противоположно катализаторам. Ингибиторы замедляют скорость реакции.Иногда они даже полностью останавливают реакцию. Вы можете спросить: «Зачем это кому-то?» Вы можете использовать ингибитор, чтобы сделать реакцию более медленной и контролируемой. Без ингибиторов некоторые реакции могут продолжаться, продолжаться и продолжаться. Если бы они это сделали, все молекулы были бы израсходованы. Это было бы плохо, особенно для вашего тела. Когда вы смотрите телевизор, у вас нет причин продолжать расщеплять сахар с такой же скоростью, как если бы вы тренировались.

Нация науки: солнечное топливо (видео США-NSF)

Катализаторы | Химия для неосновных

Цели обучения

Определите катализатор.
Объясните, как катализаторы влияют на скорость химической реакции.

Куда ушло солнце?

Смог в Нью-Йорке. Любезно предоставлено доктором Эдвином П. Юингом-младшим, CDC / Wikimedia.

Транспортные средства с бензиновым двигателем выделяют много вредных веществ. Оксиды азота образуются, когда атмосферный азот реагирует с кислородом при высоких температурах, характерных для автомобильного двигателя. Окись углерода является побочным продуктом неполного сгорания углеводородов. Испаренное и неиспользованное топливо выбрасывает в атмосферу летучие углеводороды, способствуя образованию смога.Наличие каталитического нейтрализатора в выхлопной системе автомобиля заставляет эти материалы вступать в реакцию и превращаться в менее вредные продукты.

Катализаторы

Иногда в химическую реакцию может быть добавлено вещество, и скорость этой реакции резко возрастет. Перекись водорода используется в качестве дезинфицирующего средства для удаления царапин и порезов и содержится во многих аптечках в виде 3% водного раствора. Перекись водорода естественным образом разлагается с образованием воды и кислорода, но реакция идет очень медленно.Бутылки с перекисью водорода хватит на несколько лет, прежде чем ее нужно будет заменить. Однако добавление небольшого количества оксида марганца (IV) к перекиси водорода приведет к ее полному разложению всего за несколько минут. Катализатор — это вещество, которое увеличивает скорость химической реакции за счет снижения энергии активации без использования в реакции. После того, как реакция происходит, катализатор возвращается в исходное состояние, и катализаторы можно использовать снова и снова.Поскольку он не является ни реагентом, ни продуктом, катализатор показан в химическом уравнении над стрелкой выхода.

Катализатор работает, изменяя конкретный способ протекания реакции, называемый ее механизмом. Важным результатом использования катализатора является снижение общей энергии активации реакции (см. Рисунок ниже). При более низком энергетическом барьере активации больший процент молекул реагентов способен вступать в эффективные столкновения, и скорость реакции увеличивается.

Рис. 1. Добавление катализатора в реакцию снижает энергию активации, увеличивая скорость реакции. Энергия активации некаталитической реакции обозначена Ea, а катализируемая реакция обозначена Ea ’. Теплота реакции (ΔH) не изменяется в присутствии катализатора. Изображение из фонда CK-12 — Кристофер Ауён.

Катализаторы — чрезвычайно важные составляющие многих химических реакций. Ферменты в вашем теле действуют как природные катализаторы, позволяя важным биохимическим реакциям протекать с разумной скоростью.Химические компании постоянно ищут новые и лучшие катализаторы, чтобы ускорить реакцию и, таким образом, сделать компанию более прибыльной.

Сводка

Описывается функция катализатора.

Практика

Посмотрите видео по ссылке ниже и ответьте на следующие вопросы:

Какой краситель используется для синих джинсов?
Что ферменты делают для синих джинсов?
Перечислите три проблемы, которые существуют для некаталитических реакций.

Обзор

На что влияет катализатор в химической реакции?
Затронуто ли для процесса?
Где мы указываем катализатор при написании химического уравнения?

Глоссарий

катализатор: Вещество, которое увеличивает скорость химической реакции за счет снижения энергии активации, но не используется в реакции.

Законов о каталитических нейтрализаторах по штатам

Выбор подходящего каталитического нейтрализатора для замены

Шаг 1. Ознакомьтесь с государственными нормативными актами, касающимися замены преобразователей на вторичном рынке.

В некоторых штатах теперь при определенных обстоятельствах требуется использование преобразователей для вторичного рынка, совместимых с CARB. Важно знать требования вашего штата, чтобы определить правильный преобразователь для вашего приложения и местоположения.

В штатах, указанных ниже, в настоящее время действуют собственные правила, регулирующие продажу и установку преобразователей на вторичном рынке.

COLORADO (с 01.01.2021) И CALIFORNIA (с 01.01.2009)
Для любого автомобиля, эксплуатируемого в этих штатах, требуются заменяющие преобразователи, соответствующие требованиям CARB.
ТРЕБОВАНИЯ К УСТАНОВКЕ, СООТВЕТСТВУЮЩИМ КОЛОРАДО И КАЛИФОРНИИ
С 1 января 2021 г. для Колорадо и с 1 января 2009 г. для Калифорнии новые послепродажные каталитические нейтрализаторы, проданные или установленные в Колорадо или Калифорнии, должны соответствовать следующим требованиям:

Быть помеченным или помеченным номером CARB EO (исполнительный приказ), указывающим, что преобразователь соответствует требованиям Калифорнии для преобразователей вторичного рынка.
Устанавливать только в приложениях, перечисленных в каталоге приложений для транспортных средств производителя и в соответствии с Руководством по установке CARB.
Получите гарантию на 5 лет / 50 000 миль и покройте стоимость запчастей и труда.
Быть совместимым с мониторами катализатора OBD. Это включает в себя обеспечение того, чтобы преобразователи не вызывали ложные коды катализатора, а также обеспечение того, чтобы система OBD продолжала устанавливать код неисправности катализатора в случае выхода из строя преобразователя вторичного рынка.
ПРИМЕЧАНИЕ: CARB разрешает установку любого преобразователя вторичного рынка на автомобили старше 5 лет, для которых истек срок гарантии на выбросы оригинального оборудования.

NEW YORK (Действует с 01.06.2013)
Для автомобилей с сертификатом выбросов в Калифорнии требуются заменяющие преобразователи, соответствующие требованиям CARB, — модели 1993, 1994 или 1996 года и новее, эксплуатируемые в штате.Преобразователи, соответствующие требованиям EPA, можно использовать на транспортных средствах начиная с 1995, 1992 и более лет моделей, ИЛИ на всех транспортных средствах, сертифицированных только Федеральным агентством по охране окружающей среды / EPA, независимо от года выпуска.

Шаг 2. Найдите этикетку с информацией о контроле за выбросами транспортного средства.

Чтобы определить, какой каталитический нейтрализатор использовать на транспортном средстве, необходимо определить конкретную систему выбросов, установленную производителем оригинального оборудования. Эта информация представлена на информационной табличке с информацией о контроле за выбросами, расположенной в моторном отсеке на видном месте — обычно на нижней стороне капота, опоре стойки амортизатора, опоре радиатора, кожухе вентилятора или противопожарной перегородке.

Шаг 3 — Определите сертификацию выбросов.

Автомобиль является моделью, сертифицированной для Калифорнии по выбросам, если на этикетке с информацией о контроле за выбросами транспортных средств (VECI) указано: Калифорния, штат 50, CARB или ARB. Это жизненно важная информация, если правила вашего штата требуют, чтобы преобразователи замены соответствовали требованиям CARB.

Шаг 4 — Найдите номер семейства двигателей.

EFN, также называемый номером семейства двигателей, номером семейства выбросов или номером испытательной группы, находится на видном месте на этикетке с информацией о контроле за выбросами транспортного средства вместе с другими важными характеристиками выбросов.Эта информация жизненно важна при поиске деталей в каталоге приложений, чтобы гарантировать правильную подгонку, а также при навигации по предписанным государством правилам замены преобразователей на вторичном рынке.

Все приложения OBD в каталоге, совместимом с Walker® CalCat® CARB, ссылаются на EFN. Обязательно подтвердите свой EFN, чтобы избежать неправильной установки нового каталитического нейтрализатора. Если этикетка отсутствует, необходимо связаться с дилером оригинального оборудования для получения информации или заказать новую этикетку с информацией о контроле за выбросами.

Чтобы определить подходящий преобразователь для замены для конкретного автомобиля, необходимо провести небольшое исследование. В каталоге Walker® CalCat® конкретно указано, какие преобразователи разрешены для использования в Калифорнии и на каких моделях автомобилей они могут быть установлены.

Контрольный список для установщика в соответствии с требованиями Калифорнии для новых каталитических преобразователей на вторичном рынке

Гарантия на выбросы выхлопных газов преобразователя оригинального оборудования истекла.Гарантия составляет от 7 лет / 70 000 миль до 15 лет / 150 000 миль. За подробностями обращайтесь к руководству пользователя

Установщик подтвердил необходимость замены каталитического нейтрализатора. Если преобразователь OEM все еще присутствует, требуется диагностика его неисправности.

Автомобиль специально включен в список приложений для каталитического нейтрализатора, и преобразователь разрешен для использования в Калифорнии.

Сменный преобразователь устанавливается в том же месте, что и преобразователь оригинального оборудования (расположение передней поверхности будет в пределах 3 дюймов по сравнению с оригинальным преобразователем).

Все кислородные датчики остаются установленными на месте (ах) оригинального оборудования.

Каталитический нейтрализатор устанавливается по принципу «один к одному» (новый нейтрализатор устанавливается на каждый заменяемый ОЕ конвертер). Уменьшение или увеличение количества каталитических нейтрализаторов (по сравнению с конфигурацией OE) запрещено.

Гарантийный талон преобразователя заполнен — установщик должен:
— Заполнить гарантийный талон.
— Получить подпись клиента на карте.
— Передать заказчику оригинал.
— Прикрепите копию к оригинальной накладной на ремонт.
— Верните предоплаченную копию гарантийного талона производителю каталитического нейтрализатора.

Установщик должен хранить и хранить копию всей документации в течение не менее 4 лет с даты установки.

ВНИМАНИЕ: Согласно правилам Калифорнии, установка каталитического нейтрализатора является незаконной, исходя исключительно из физической формы, размера, конфигурации или диаметра трубы. См. Раздел приложения каталога Walker CalCat для получения информации о конкретных номерах деталей для конкретного автомобиля.

Узнайте больше о КАЧЕСТВЕННЫХ ДЕТАЛЯХ, НАЙТИ ПРАВИЛЬНУЮ ЧАСТЬ АВТОМОБИЛЯ или НАЙТИ МЕСТНЫЙ РЕМОНТНЫЙ МАГАЗИН сегодня.

Содержание этой статьи предназначено только для информационных целей и не должно использоваться вместо обращения за профессиональной консультацией к сертифицированному технику или механику. Мы рекомендуем вам проконсультироваться с сертифицированным техником или механиком, если у вас есть конкретные вопросы или проблемы, касающиеся любой из тем, затронутых в данном документе. Ни при каких обстоятельствах мы не несем ответственности за любые убытки или ущерб, вызванные вашим использованием любого контента.

Как работают каталитические нейтрализаторы?

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 20 октября 2020 г.

Почерневшие здания и удушье улицы — если это ваш опыт когда вы открываете дверь утром, вы, вероятно, живете в большом такой город, как Лос-Анджелес, Лондон, Париж или Пекин.Автомобили, автобусы и грузовики стали большим подарком миру, потому что они помогают нам перемещаться себя (и то, что нам нужно) быстро и качественно. Но их загрязнение двигателя портит места, где мы живем и вредит нашему здоровью. К счастью, сейчас большинство автомобилей оснащены уменьшающие загрязнение единицы, называемые каталитическими преобразователи (иногда называемые «коты» или «кошки-минусы»), которые превращают вредные химические вещества в выхлопных газах автомобиля превращаются в безвредные газы, такие как пар. Давайте подробнее рассмотрим эти блестящие гаджеты и то, как они Работа!

Иллюстрация: Основная концепция каталитического нейтрализатора: расположенный между двигателем вашего автомобиля и выхлопной трубой, он забирает грязный воздух и удаляет из него значительное количество загрязнений с помощью химических катализаторов.

Почему двигатели загрязняют окружающую среду

Фото: Колонны Парфенона в Афинах, Греция, почернели из-за загрязнения автомобиля. Афины — один из самых загрязненных автомобильным транспортом городов мира. Фото Майкла М. Редди любезно предоставлено Геологическая служба США.

Автомобильные двигатели работают на бензине или дизельном топливе, которые сделаны из нефти. Большая часть нашей нефти образуется, когда останки крошечных морских существ гниют, нагреваются и сдавливаются слои горных пород морского дна.Нефть состоит из углеводородов (молекулы, построенные из атомов углерода и водорода) потому что живые организмы тоже в основном состоят из этих атомов.

Теоретически, если вы сжигаете любое углеводородное топливо с кислородом из воздуха, вы выделяете много энергии и не производят ничего, кроме двуокиси углерода и воды, которые являются чистыми и относительно безвредными. Однако на практике бензин представляет собой смесь около 150 различных химикатов, не только углеводородов, но и добавок, и он горит не так чисто, как хотелось бы.Это означает, что вы обычно получаете загрязнение воздуха как побочный продукт. Загрязняющие газы, производимые автомобильными двигателями, включают ядовитый газ, называемый оксидом углерода, а также ЛОС (летучие органические соединений) и оксидов азота, вызывающих «смог» (вид удушья, загрязнение транспортных средств, которое мы все знаем и ненавидим).

Что такое каталитический нейтрализатор?

Загрязняющие газы состоят из вредных молекул, но эти молекулы сделаны из относительно безвредных атомов. Итак, если бы мы могли найти способ расщепление молекул после того, как они покидают двигатель автомобиля и до их выбрасывают в воздух, мы могли бы решить проблему загрязнение — по крайней мере, некоторая его часть. Это работа каталитического нейтрализатора.

Фото: экспериментальный новый каталитический нейтрализатор. проходит испытания под автомобилем. Фотография любезно предоставлена Юго-Западным исследовательским институтом и Министерство энергетики США / Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (DoE / NREL).

Эти гаджеты намного проще, чем кажется. Катализатор это просто химическое вещество, которое заставляет химическую реакцию идти быстрее без самого себя меняется в процессе. Это немного похоже на тренера по легкой атлетике, который стоит на обочине трассы и кричит бегунам, чтобы те ехали быстрее.В тренер никуда не бежит; он просто стоит, машет руками, и заставляет бегунов разгоняться. В каталитическом нейтрализаторе Задача катализатора — ускорить удаление загрязнений. Катализатор изготовлен из платины или аналогичного платиноподобного металла. такие как палладий или родий.

Каталитический нейтрализатор — это большой металлический ящик, прикрепленный болтами к днищу автомобиля, из которого выходят две трубы. Один из них («вход» преобразователя) подключен к двигателю и выводит горячие загрязненные пары из цилиндров двигателя (где топливо сгорает и вырабатывает энергию).Вторая труба («выход» преобразователя) подсоединяется к выхлопной трубе (выхлопу). Когда газы из выхлопных газов двигателя обдувают катализатор, на его поверхности происходят химические реакции, разлагающие загрязняющие газы и превращающие их в другие газы, которые достаточно безопасны, чтобы безвредно выбрасывать их в воздух.

Одна очень важная вещь о каталитических нейтрализаторах: они требуют от вас используйте неэтилированное топливо, потому что свинец в обычном топливе «отравляет» катализатор и не позволяет ему поглощать вредные вещества в выхлопных газах. газы.

Что происходит внутри конвертера?

Фото: Инженеры постоянно стараются улучшить производительность каталитических нейтрализаторов, например, путем разработки катализаторов, которые более эффективно работают на более низкие температуры. Это пример низкотемпературного катализатора окисления из оксида олова и платины. Фото CPL Bryant V любезно предоставлено Исследовательским центром NASA в Лэнгли (NASA-LaRC).

Внутри конвертера газы проходят через плотные соты. конструкция из керамики с покрытием с катализаторами.Сотовая структура означает, что газы попадают в большая площадь катализатора сразу, поэтому они быстрее преобразуются и эффективно.

Обычно в одном катализатор:

Один из них решает проблему загрязнения оксида азота с помощью химический процесс, называемый восстановлением (удаление кислорода). Это расщепляет оксиды азота на азот и кислородные газы (которые безвредны, потому что они уже существуют в воздухе вокруг нас).
Другой катализатор работает за счет противоположного химического процесса, называемого окислением (добавление кислород) и превращает окись углерода в двуокись углерода.Другая реакция окисления превращает несгоревшие углеводороды в выхлопных газах в диоксид углерода и воду.

Фактически одновременно происходят три разные химические реакции. Вот почему мы говорим о трехкомпонентных каталитических нейтрализаторах. (Некоторые, менее эффективные преобразователи проводят только вторые две (окислительные) реакции, поэтому они называются двухкомпонентными каталитическими преобразователями.) После того, как катализатор сделает свою работу, из выхлопа выходит в основном азот, кислород, углекислый газ и вода (в виде пар).

Насколько эффективны каталитические нейтрализаторы?

Диаграмма: Эффективность каталитических нейтрализаторов. Кошки имеют большое значение для выбросов, поскольку трехходовые преобразователи дают существенное дополнительное преимущество по сравнению с двусторонними преобразователями. Цифры показывают загрязняющие вещества в граммах на километр на расстоянии 80 000 километров. Диаграмма составлена Explain that Stuff.com с использованием данных Агентства по охране окружающей среды США (1990 г.) для легковых автомобилей с бензиновым двигателем, приведенных в таблице 3. 2 (стр. 75) документа «Загрязнение воздуха от автотранспортных средств: стандарты и технологии контроля выбросов», Faiz et al. Всемирный банк, 1996 г.

в основном предназначены для уменьшения непосредственного локального загрязнения воздуха — грязного воздуха, куда вы едете, — и эта диаграмма, безусловно, свидетельствует об их эффективности. Тем не менее, люди иногда задаются вопросом, действительно ли они такие зеленые, как кажутся. Важно помнить, что они сокращают выбросы , а не устраняют их полностью.

Одна проблема заключается в том, что они действительно работают только при высоких температурах (более 300 ° C / 600 ° F или около того), когда у двигателя есть шанс прогреться.Первым типам каталитических нейтрализаторов обычно требовалось около 10–15 минут для прогрева, поэтому они были совершенно неэффективны в течение первых нескольких километров / миль пути (или любой части очень короткого пути). Современные конвертеры прогреваются всего за 2–3 минуты; даже в этом случае в это время все еще могут происходить значительные выбросы.

: Каталитические нейтрализаторы становятся эффективными только при высоких рабочих температурах. Эта диаграмма показывает эффективность типичного устройства при преобразовании окиси углерода в диапазоне различных температур.Оксиды азота преобразуются с несколько большей эффективностью, а углеводороды — с несколько меньшей эффективностью. При высоких температурах окись углерода преобразуется с наименьшей эффективностью из трех.

Другой вопрос — увеличивают ли они выбросы парниковых газов. Мы думаем о двуокиси углерода как о безопасном газе, потому что он не токсичен в повседневных концентрациях. Тем не менее, это не совсем безобидно, потому что теперь мы знаем, что это основная причина глобального потепления и изменения климата. Некоторые люди считают, что каталитические преобразователи ухудшают изменение климата, потому что они превращают окись углерода в двуокись углерода.Фактически, угарный газ, производимый вашей машиной, в конечном итоге сам по себе превращается в углекислый газ в атмосфере, поэтому каталитический нейтрализатор не имеет никакого значения в этом отношении: он просто уменьшает угарный газ, который автомобиль выбрасывает на улицу, когда он едет. улучшение качества местного воздуха.

Но когда дело доходит до изменения климата, автоинженеры и экологи давно отметили еще одну серьезную проблему. Хотя кошки превращают большую часть оксидов азота в азот и кислород, они также производят небольшое количество закиси азота (N2O), парникового газа, который более чем в 300 раз сильнее углекислого газа.Проблема в том, что при таком большом количестве транспортных средств даже небольшое количество закиси азота становится серьезной проблемой. Еще в 2000 году Межправительственная группа экспертов по изменению климата отметила: «Внедрение каталитических нейтрализаторов в качестве меры борьбы с загрязнением в большинстве промышленно развитых стран приводит к существенному увеличению Выбросы N2O от автомобилей с бензиновым двигателем ». К счастью, новые каталитические нейтрализаторы производят значительно меньше закиси азота, чем старые. Тем не менее, хотя каталитические нейтрализаторы, безусловно, помогли нам справиться с краткосрочным загрязнением воздуха, есть опасения, что когда дело доходит до долгосрочного изменения климата, они могут ухудшить положение.

Каталитические нейтрализаторы работают на дизельных двигателях?

График: Грязные дизели? Лишь малая часть выбросов дизельного двигателя (около одного процента) — это загрязнение. Этот один процент состоит в основном из оксидов азота (около 50 процентов) и твердых частиц с относительно небольшими количествами оксида углерода, углеводородов и диоксида серы. Составлено с использованием цифр из публикации Ибрагима Аслана Решитоглу и др., «Выбросы загрязняющих веществ от автомобилей с дизельным двигателем и систем нейтрализации выхлопных газов», «Чистые технологии и экологическая политика», январь 2015 г., том 17, выпуск 1, в котором приводятся данные из «Выбросы дизельных двигателей и их контроль» М.Хаир и В. Маевски. Society of Automotive Engineers, Inc., Warrendale, PA: 2006.

В дизельных двигателях могут использоваться и используются каталитические нейтрализаторы, но есть несколько важных отличий. от того, как они работают в бензиновых двигателях.

В дизелях вместо трехкомпонентных катализаторов используются двухкомпонентные катализаторы окисления (которые решают только угарный газ и углеводороды) и специально разработанные работать с дизельными выхлопами, которые значительно холоднее бензиновых.
Поскольку у них нет катализаторов восстановления, дизельные двигатели производят гораздо более высокие выбросы оксидов азота из выхлопных труб, чем бензиновые двигатели.(Существуют различные другие механизмы, которые дизели могут использовать для борьбы с выбросами NOx, но мы не будем здесь вдаваться в подробности.)
Каталитические нейтрализаторы в дизельных двигателях действительно помогают снизить выбросы твердых частиц (в основном сажи), хотя и незначительно; в частности, они устраняют один тип твердых частиц, известный как растворимая органическая фракция, SOF, состоящий из углеводородов, связанных с сажей. Дизельные сажевые фильтры (DPF) должны использоваться, чтобы оказывать значительное влияние на выбросы сажи из двигателя.
Помимо автомобилей, дизельные двигатели, как правило, приводят в действие автомобили гораздо более крупные, чем бензиновые (например, огромные строительные машины), со значительно большей мощностью выхлопа.Вместо одного каталитического нейтрализатора, установленного между двигателя и выхлопной трубы, они могут иметь несколько отдельных блоков, установленных параллельно, чтобы справиться с более крупными выхлопными объем газа (как на схеме ниже).

Иллюстрации: Большие дизельные двигатели могут производить гораздо больший объем выхлопных газов, поэтому им, возможно, придется использовать несколько каталитических нейтрализаторов «параллельно». В этой конструкции Caterpillar 1990-х годов огромный преобразователь (серый) имеет диаметр около 1 м (3,3 фута). Выхлопные газы входят слева (1), равномерно разделяются на потоки блоком распределения потока (2, синий), проходят через один из семи отдельных блоков каталитического нейтрализатора (3, красный), подавляются системой шумоглушителя (4 , зеленый) и выходы, несколько очищенные, через выхлопную трубу (5). Иллюстрация из патента США 5 578 277: Модульный каталитический нейтрализатор и глушитель для двигателя внутреннего сгорания Скотта Т. Уайта и др., Caterpillar, любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Кто изобрел каталитический нейтрализатор?

« Мне нравится делать вещи реальностью, и инженеры именно этим и занимаются — они берут основы науки и заставляют вещи происходить».

Джон Дж. Муни, первопроходец каталитического нейтрализатора

Кого мы благодарим за то, что сделали улицы и города безопаснее и чище? Французский инженер-химик Юджин Гудри (1892–1962) запатентовал то, что, кажется, было самым первым катализатор в США, зарегистрировав изобретение 5 мая 1950 г. и получив его (Патент США 2674521: Каталитический нейтрализатор выхлопных газов) четыре года спустя, 6 апреля 1954 г.Гудри ранее изобрел каталитический крекинг , промышленный процесс, Многие крупные сложные органические химические вещества в нефти разделены на десятки полезных продуктов, включая бензин. После этого он экспериментировал с различными видами автомобильного топлива и делал их чище. Хотя он осознавал растущую проблему загрязнения воздуха, его идеи намного опережали свое время: Каталитические нейтрализаторы были «отравлены» свинцовыми присадками, используемыми в бензине для улучшения характеристик.К счастью, в 1970-х годах люди начали осознавать опасность свинца, токсичного тяжелого металла. В 1973 году Агентство по охране окружающей среды США (EPA) выпустило отчет, демонстрирующий, как свинец наносит вред здоровью людей, и начал медленный процесс удаления свинца из бензина. Первые практические каталитические нейтрализаторы появились вскоре после этого, в середине 1970-х годов, и с тех пор используются в автомобилях.

Изображение: оригинальный каталитический нейтрализатор Юджина Гудри из его патента 1950 года.По сути, это набор концентрических металлических трубок (синего цвета), через которые проходят выхлопные газы. Чистый воздух всасывается через вентиляционные отверстия (желтые) с помощью трубки Вентури (оранжевый). Как и в случае с современным котом, Хаудри объясняет, что «нанесенный мелкодисперсный металлический катализатор предпочтительно является платиной», хотя можно использовать и другие подобные металлы; В отличие от современной кошки, катализатор (зеленый) не расположен в виде сот, а установлен в шестнадцати отдельных кольцах (красных) с интервалами вдоль трубки, причем каждое из них работает параллельно.Изображение из патента США 2 674 521: Каталитический нейтрализатор выхлопных газов, любезно предоставлено Бюро патентов и товарных знаков США.

Houdry изобрел основной катализатор окисления для борьбы с монооксидом углерода. Усовершенствованные трехкомпонентные каталитические преобразователи, которые также могут нейтрализовать оксиды азота, были разработаны в начале 1970-х гг. Карл Кейт (1920–1988), Джон Муни (1929–2020) и инженеры-химики из Engelhard Corporation. Помимо удаления большего количества загрязняющих веществ, они начинают очищать выхлопные газы намного быстрее, чем предыдущие преобразователи, поэтому они более эффективны при более коротких поездках.

Иллюстрации: В улучшенной конструкции Карла Кейта и Джона Муни есть два отдельных каталитических нейтрализатора. Загрязненные газы выходят из двигателя (красный, 10) и выпускного коллектора (оранжевый, 11) через первый катализатор (зеленый, 13), а затем второй (25), расположенный на некотором расстоянии, прежде чем выйти через выхлопную трубу (серый , 26). Иллюстрация из патента США 3,896,616: процесс и устройство, любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.