Каталитический нейтрализатор

Может ли работать двигатель без катализатора?

Многие автолюбители задают вопрос, а может ли машина ехать без катализатора. Чтобы ответить на него нужно рассмотреть особенность другого устройства — лямбда-зонда.

Данный прибор играет роль кислородного датчика и определяет уровень кислорода в выхлопе автомобиля.

Работа мотора напрямую зависит от данного датчика, управляющего соотношением воздуха и топлива в горючей смеси.

Процесс регулирования называется лямбда-управлением. В некоторых авто устанавливается пара датчиков — до и после нейтрализатора.

Устройство, которое монтируется до катализатора, задает оптимальное для работы мотора отношение воздуха и горючего.

Если же убрать катализатор полностью, что второй лямбда-зонд выявит неисправность и даст команду на снижение рабочей температуры в камере сгорания.

Эта задача реализуется за счет подачи большего объема топлива, а, следовательно, обеднения смеси.

Итог — падение мощности мотора, рост «прожорливости» авто.

Что же касается блока управления, то он переходит в режим аварийной работы и начинает готовить «усредненный» вариант смеси.

Чтобы вернуть работу всех систем в прежнее состояние, поломанный катализатор нужно поменять, а ЭБУ перепрограммировать в ЕВРО 2. Как вариант — установка «обманки», о которой упоминалось выше.

Замена катализатора автомобиля на пламегаситель: как происходит и что дает

С необходимостью замены автокатализатора рано или поздно сталкивается любой автовладелец машины стандарта Евро-3 и выше. Штатное заводское устройство, предназначенное для очищения выхлопных газов до экологически приемлемых норм, может выйти из строя по ряду причин. Чаще всего это – некачественное, плохо очищенное топливо с большим количеством присадок. Однако могут быть и другие, в частности:

• солидный возраст и внушительный пробег транспортного средства – в этом случае нейтрализатор выхлопных газов просто вырабатывает свой рабочий ресурс;
• неисправности в системе зажигания;
• попадание на катализатор горюче-смазочных материалов из двигателя.

Как же понять, что ваш каталитический модуль износился, перестал выполнять возложенные на него обязанности, мешает полноценному функционированию автомобиля и нуждается в замене? 

Признаки несостоятельности каталитического анализатора

Время для удаления катализатора однозначно пришло, если:

• авто медленно разгоняется, неохотно отзывается на нажатие педали газа, вы даже можете почувствовать некоторое сопротивление;
• на приборной панели горит сигнал CheckEngine с ошибками P0420 — P0430;
• появляются шумы в двигателе и выхлопной системе;
• мотор быстро перегревается;
• вы заметили за вашим автомобилем повышенный топливный и масляный аппетит.

Даже если присутствуют лишь некоторые из перечисленных признаков, стоит задуматься о замене катализатора: цена вопроса будет зависеть от того, на что вы решите его менять, поэтому к проблеме следует подойти вдумчиво и взвешенно.

Варианты действий после удаления катализатора

Первое, что приходит на ум, — купить новый автокат и установить его на место старого. Однако, узнав цены на устройства и стоимость замены катализатора, большинство владельцев отказываются от этой идеи.

Вариант второй – заменить катализатор пламегасителем. Это приспособление представляет собой нештатную деталь выхлопной системы. По принципу работы пламегаситель не является аналогом катализатора, но, тем не менее, обладает рядом достоинств:

• снижает температуру выхлопных газов;
• уменьшает давление на выходе и поглощает шум, который издает поток выхлопных газов;
• снижает нагрузку на элементы выхлопной системы – резонатор, гофру, глушитель. В результате этого перечисленные запчасти служат на порядок дольше;
• стабилизирует работу двигателя.

Важный момент: замена автоката на пламегаситель не избавит вас от надписи CheckEngine на приборной панели. Дело в том, что на транспортных средствах класса Евро-3 и выше катализатор оснащается датчиком лямбда зонда, информирующим об уровне вредных компонентов в отработанном топливе. Отслуживший нейтрализатор газов удаляется вместе с этим датчиком, система его не видит, как следствие, выдает ошибку.

Поэтому одновременно с пламегасителем в выхлопную систему устанавливается обманка – вместо катализатора с датчиком лямбда зонда. После завершения работ сообщение ошибки на панели исчезает.

Как происходит замена катализатора на пламегаситель?

Мастера автосервиса Katanet осуществляют работы в такой последовательности:

• осматривают автомобиль и принимают оптимальное решение, конечно, согласовав его с клиентом;
• сообщают владельцу авто, сколько стоит замена катализатора на пламегаситель в его конкретном случае – цена существенно зависит от того, насколько трудоемким будет процесс. А это, в свою очередь, определяется после изучения конструктивных особенностей транспортного средства;
• вырезают изношенный модуль;
• устанавливают соответствующий конфигурации автомобиля пламегаситель;
• устанавливают обманку лямбда зонда;
• проверяют работу автомобиля после оптимизации выхлопной системы.

В нашей компании все вышеперечисленное делается быстро, ответственно, честно и профессионально. Принимаем в работу автомобили любых марок и моделей, в том числе, редких и нестандартных. Предоставляем гарантию на запчасти и работу.

Узнать, сколько стоит заменить катализатор можно, связавшись с нашим менеджером онлайн или по телефону.

Что делать после удаления катализатора

Итак, вы запланировали удаление катализатора в СПб. Но как быть дальше? Скорее всего, вариант с покупкой новой детали на замену вам не подходит: это дорого, а прослужит она недолго. Учитывая, что в некоторых автомобилях производители устанавливают несколько катализаторов, замена обойдется в круглую сумму, которая сопоставима со стоимостью подержанного автомобиля.

Предлагаем несколько вариантов решения задачи, а вы выбирайте тот, который подходит вам по ресурсозатратам и сложности реализации.

Установить новый катализатор

Это самый простой, но наименее бюджетный способ. Плюс найти новую деталь для некоторых автомобилей сложно и может занять много времени. Все меньше автолюбителей выбирает такой вариант решения проблемы и обращается к альтернативам.

Адаптировать лямбда-зонды

Если вы выбрали удаление катализатора, вам обязательно придется перенастроить лямбда-зонды. В противном случае из-за них на приборной панели будет загораться ошибка Check Engine, а расход топлива ощутимо вырастет, так как мотор будет работать в аварийном режиме. В этом случае просто отключают лямбда-зонд — это похоже на чип тюнинг автомобиля. При этом из блока управления считывается программа и видоизменяется с учетом того, что сделана вырезка катализатора. После этого в авто загружают обновленную прошивку и делают сброс ошибок, чтобы исключить мигание лампочки Check Engine в будущем.

Установить пламегаситель или стронгер

Нужен ли пламегаситель при удалении катализатора? Да, если таким образом вы хотите сэкономить. Пламегаситель представляет собой часть выхлопной системы и работает как первичный глушитель. Он отвечает за разделение потока первичных газов и нормальное функционирование основного резонатора. Стоимость пламегасителя в несколько раз меньше, с его помощью можно немного повысить мощность двигателя и снизить расходы топлива. Это связано с тем, что он создает меньшее сопротивление выхлопным газам, в отличие от катализатора, но прирост мощности будет относительно скромным — всего 5—10 %. Это не те показатели, ради которых стоит избавляться от какой-то детали выхлопной системы принудительно, но приятный бонус для тех, у кого вырез катализатора — вынужденная мера.

Еще одно преимущество, которое получает автовладелец, выражается в снижении требований к качеству топлива. Катализатор острее реагирует на посторонние примеси, чего не скажешь о пламегасителе. Это не повод переходить на менее качественное топливо, а возможность исключить неприятные сюрпризы в виде выхода из строя дорогой детали.

Так как электронная система управления автомобилем запрограммирована на использование катализатора, а не пламегасителя, ей тоже потребуется корректировка. Обычно выбирают более простой способ — ставят обманки на лямбда-зонды.

Каталитический нейтрализатор NOx аккуму­ляторного типа

Во время работы двигателя на бедной смеси трехкомпонентный каталитический нейтрализатор не способен преобразовывать оксиды азота, произведенные в процессе сгорания то­плива. СО и НС окисляются остаточным кисло­родом, содержащимся в отработавших газах, и, следовательно, не могут служить в качестве восстановителей оксидов азота.

Каталитический слой каталитического ней­трализатора NО_x, аккумуляторного типа со­держит вещества, способные накапливать NО_x, например, оксид бария. Все обычные покры­тия, накапливающие NО_x, также обладают свой­ствами трехкомпонентного каталитического нейтрализатора, в результате чего каталитиче­ский нейтрализатор NО_x аккумуляторного типа при λ = 1 работает таким же образом, как трех­компонентный каталитический нейтрализатор.

При работе двигателя на бедной смеси в режиме послойного распределения заряда NО_x преобразуются в три этапа. Вовремя накопле­ния NО_x сначала окисляются до диоксида азота NO₂, который затем реагирует со специальными оксидами на поверхности каталитического ней­трализатора и кислородом (O₂) с образованием нитратов, например, нитрата бария.

По мере того как количество накопленных NО_x (нагрузка) возрастает, способность ней­трализатора связывать NО_x понижается. При определенной нагрузке аккумулятор NО_x должен быть регенерирован, т.е. связанные в нем оксиды азота должны быть снова освобождены и пре­образованы. С этой целью двигатель кратковре­менно переводится в режим работы на богатой однородной смеси (λ < 0,8) для восстановления NО до N₂ без выработки в ходе процесса СО и НС.

Время окончания фазы хранения и начала фазы освобождения либо вычисляется с ис­пользованием модели, либо определяется при помощи кислородного датчика λ после каталитического нейтрализатора.

Десульфатация

Содержащаяся в топливе сера также вступает в реакцию с аккумуляторным материалом в каталитическом слое. В результате с течением времени количество материала, имеющегося в наличии для накопления NО_х, уменьшается. Это приводит к образованию сульфатов, на­пример, сульфата бария, которые обладают очень высокой тепловой стойкостью и не вос­станавливаются во время регенерации NО_х. Для десульфатации каталитический нейтрализатор необходимо нагреть до 600-650 °С, а затем в течение нескольких минут двигатель должен попеременно работать на богатой (λ = 0,95) и бедной (λ = 1,05) смеси. В ходе этого процесса количество сульфатов уменьшается.

Используя различные методы нагрева ка­талитического нейтрализатора NO_x аккумуля­торного типа, расположенного под днищем автомобиля, следует соблюдать осторож­ность, чтобы не допустить перегрева первич­ного каталитического нейтрализатора.

Удаление катализатора и экономия на покупке нового

Если говорить честно о плюсах и минусах удаления катализатора, то этот пункт является единственным адекватным преимуществом (и одновременно — оправданием). Как уже было сказано выше, деталь в оригинальном исполнении стоит сравнительно немалых денег. А с учётом бесполезности катализатора в плане динамических характеристик автомобиля, его замена закономерно у многих вызывает сомнения.

Конечно, просто так взять, и удалить катализатор без других действий (и расходов) — не получится. Придётся, как минимум, вставить на его место пламегаситель. А ещё надо будет как-то «обмануть» ЭБУ, чтобы он «не заметил» пропажу. Да и сама процедура, если вы не решились проделать её самостоятельно, стоит денег. В общем, расходов не избежать. Хотя сократить их, конечно же, можно.

Самостоятельная проверка на противодавление

Но можно проверить катализатор на противодавление несколько проще, причем протестировать описанным ниже способом даже самостоятельно, не прибегая к услугам СТО.

Итак, нам понадобится наличие манометра, причем нужен точный прибор, измеряющий давление до 1 кгс/см2. Также потребуется штуцер и длинная резиновая трубка.

Имея все это, можно приступать к замерам:

Автомобиль ставим на смотровую яму и обездвиживаем. Находясь под авто выкручиваем лямбда-зонд, установленный перед катализатором. Вкручиваем на его место датчика штуцер

Важно заранее подобрать штуцер, по размерам соответствующий отверстию. На штуцер надеваем подготовленную резиновую трубку

Сразу необходимо закрепить соединение хомутом. К другому концу трубки подсоединяем штуцер и тоже закрепляем хомутом. Просим помощника завести двигатель и установить обороты холостого хода
При запуске на приборной панели загорится «Check engine», но внимание на него не обращаем. После помощник должен довести обороты до 3000 и удерживать их на протяжении 5-7 секунд, затем снова повышаются обороты – уже до 5000 и тоже удерживаются
В это время манометром снимаются показания давления на входе в катализатор при всех режимах работы мотора. Если катализатор не забит или не оплавлен, то показания манометра даже на 5000 об/мин не должны превышать 0,35 кгс/см. куб. И то — это значение больше подходит для авто, в которых силовая установка подвергалась доработка в ходе тюнинга. Для «стоковых» моторов нормальными будут и показания манометра до 0,5 кгс/см. куб.
Такой способ можно делать и самому, заведя трубку с манометром в салон. Чтобы более точно произвести замеры, лучше их делать во время движения. То есть, авто выгоняется на трассу, двигается надо на всех режимах, а с манометра в это время снимаются показания.

Проверка со снятием.

Если не хочется заморачиваться с подсоединение трубок и т. д., то можно нейтрализатор попросту снять с авто и провести визуальный осмотр на свету.

Делается это просто – устройство демонтируется с авто, с одной его стороны ставиться источник света (лампа, фонарь), а с другой смотрится, как соты пропускают свет.

Этот способ проверки точно даст понять, забит ли катализатор, вот только при снятии его можно столкнуться с сильными проблемами. За время эксплуатации гайки крепления часто прикипают к болтам и сорвать их бывает сложно.

Неотъемлемой частью катализатора является датчик кислорода, который тоже требует дополнительной диагностики — подробнее читайте как проверить лямбда зонд.

Из чего делают пламегаситель?

Как я уже писал сверху, по сути, он похож на обычный резонатор глушителя. Если разобрать заводские или тюнинговые варианты (а они также есть). Можно выделить несколько основных особенностей:

• Внутри устанавливаются специальные уловители, еще их называют «воронки» которые снижают скорость горячей газовой струи
• Внутри стоит специальный поглощающий материал, он снижает звуковые волны
• Корпус делается двухслойным, между ними устанавливается специальный, жаростойкий наполнитель. Такая конструкция нужна для того чтобы снизить уровень шума, и удалить «звенящий звук» под днищем.
• Металлы, которые находят в прямом соприкосновении с окружающей средой, делают из коррозионностойких материалов. Они должны прекрасно переносить влагу, грязь, соль, реагенты дорог и прочее. Многие брендовые производители делают корпуса из нержавеющей или с покрытие алюминия стали. Такие пламегасители могут ходить очень долго. Но и цена у них дороже, просто металлических собратьев.

Конечно, можно сделать и своими руками, собственно тут нет ничего сложного. Многие даже не делают замену, а просто выбивают корпус катализатора, и устанавливают туда систему пламегасителя. Почитайте статью про устройство.

Однако в простейшем варианте, это – труба с часто насверленными отверстиями (перфорацией), которая вставляется в металлический корпус. Между ними закладывается специальный наполнитель, обычно выдерживающий высокие температуры, обычно базальтовая вата, через отверстия в трубе проходят звуковые волны, которые вата прекрасно поглощает. Также внутри устанавливаются перегородки, которые «гасят» поток горячих газов – они похожи на лабиринт. Корпус заваривают сверху и снизу, остается только выходы от трубы, есть вход и выход. Как правило, путать их нельзя – ВСЕ РАССЧИТАНО! Пламегасители могут иметь различный по объему корпус, замена должна учитывать объем двигателя и поток выхлопных газов, то есть если поставите маленький, толку от него не будет.

Автомобильный катализатор: что это

Каталитический нейтрализатор – элемент выхлопной системы мотора, предназначенный для очистки отработанных газов перед их выбросом в атмосферу. Необходимость разработки данного узла автомобильного мотора возникла в 60-х годах прошлого века, когда мировое сообщество озаботилось состоянием экологии на планете. В то время уровень выбросов из выхлопных труб автомобилей не был установлен на законодательном уровне.

Катализатор предназначен для нейтрализации вредных выхлопов автомобиля и является частью выхлопной системы авто

Первые стандарты содержания токсичных продуктов в выбросах автомобилей были введены в 1970-м году. Автопроизводителей обязали оснащать машины устройствами, снижающими объёмы угарного газа и продуктов сгорания углеводородов. С 1975 года каталитический нейтрализатор стал обязательной деталью всех сходящих с конвейера автомобилей.

Производители устанавливают на автомобили три вида катализаторов:

1. Керамические – используют механический способ очистки выхлопных газов. Состоят из керамических пластин, покрытых драгметаллами. Максимальный ресурс работы этого вида – 100 тысяч километров. Однако при плохом качестве топлива его замена требуется уже после 70–80 тысяч километров пробега.
2. Металлические – их начинка состоит из металлических сот, обладающих повышенной упругостью. Конструкция таких деталей надёжная и более прочная, по сравнению с керамическими катализаторами.
3. Спортивные – самые надёжные модели, но при этом имеющие высокую стоимость. Изготовлены из металла, но обладают большей пропускной способностью, нежели два предыдущих варианта.

Из чего состоит и как работает

Основа катализатора – керамические соты

Конструктивно каталитический нейтрализатор представляет собой выполненную в форме сот керамическую подложку, вставленную в металлический корпус и защищённую теплоизоляционными материалами. Мелкие ячейки прибора имеют специальное покрытие – рабочий состав. Покрывающий соты состав – это сплав платины, родия и палладия, драгоценных металлов, стоимость которых превосходит золото как минимум в два раза.

Сотовая конструкция катализатора увеличивает площадь соприкосновения токсичных газов с нейтрализующей их поверхностью. Остатки вредных веществ мгновенно догорают и не попадают в атмосферу.

Катализатор состоит из следующих деталей:

• Корпус с входным и выходным патрубками;
• Керамический блок с пористой структурой;
• Каталитический слой – напыление на ячейках керамического блока;
• Датчик (лямбда-зонд) – прибор, показывающий загрязнённость газов после очистки;
• Металлический кожух – выполняет функцию теплоизоляции и защищает корпус от механических повреждений.

Устройство катализатора в разрезе

Деталь устанавливают после выхлопной трубы двигателя или во фланце выпускного коллектора. Такое расположение необходимо для эффективной работы катализатора, поскольку нейтрализация токсических веществ возможна только при высоких температурах. Работа узла происходит следующим образом:

1. Выхлопные газы по входному патрубку направляются внутрь детали и попадают на керамический блок, заполняя ячейки.
2. Металлы-катализаторы окисляют несгоревшие углеводороды и угарный газ.
3. Восстановительный металл родий нейтрализует оксид азота и превращает его в безвредное вещество.
4. Через выходной патрубок в атмосферу выводится чистый газ.

В момент прогрева двигателя катализатор бездействует, и это является существенным недостатком разработанных на сегодняшний день моделей. Трудность организации правильной работы узла состоит в опасности его перегрева. Если расположить катализатор ближе к двигателю, срок работы резко уменьшится из-за систематического перегрева. Большинство автопроизводителей располагают деталь в области правого переднего колеса, где существует возможность поддержания температуры на оптимальном уровне.

Для чего скупают

Каталитический нейтрализатор – одна из деталей, продолжающих интересовать потребителя даже по окончании срока службы. В интернете всё чаще встречаются объявления о скупке автомобильных катализаторов многочисленными бизнесменами. Причина этому – содержание в детали напыления из драгоценных металлов.

Количество драгметаллов зависит от модели и массы катализатора. В среднем показатели следующие:

• Серебро – от 5,5 до 15 г;
• Палладий – от 0,05 до 4,95 г;
• Платина – от 0,1 до 1 гр.

Отработанные катализаторы скупают из-за содержания в них в малом количестве драгоценных металлов

Извлечение из деталей драгоценных металлов – технологически сложный и невыгодный в домашних условиях процесс. Сделать это можно только в больших объёмах с применением специального оборудования и реагентов.

Теоретическая часть

Устройство автомобильного катализатора

Выхлопной газ, выходящий из цилиндров силового агрегата состоит из многих элементов, выделившихся в результате химической реакции, которой и является горение. Некоторые из этих элементов вполне безвредны, а вот такие как окись углерода (СО), углеводороды (СН) и оксиды азота (NO и NO2) являются достаточно опасными. Чтобы уменьшить их содержание в выхлопе двигателя, ученые решили эти химические соединения еще раз подвергнуть хим. реакции. Для этого им пришлось использовать дорогостоящие металлы — платиноиридиевый сплав, палладий, родий. Вступая с ними в реакцию, вредные химические элементы окисляются, из-за чего после реакции на выходе получаются углекислый газ (CO2) и азот (N2) – вещества вполне безвредные. Конечно, полностью ядовитые элементы катализатор удалить не способен, но значительно уменьшить их – вполне.

Даже стандарты ЕВРО, постоянно ожесточающиеся, подразумевают определенное наличие опасных веществ, которые автомобили не должны превышать. В некоторых странах за экологией следят очень серьезно, поэтому авто, не соответствующие определенным нормам ЕВРО, и не оснащенные катализаторами, продавать и использовать запрещено.

Несколько слов о металлах, которые выступают нейтрализаторами. Они отличаются по химической реакции с вредными веществами. Так, палладий и сплав на основе платины являются окислительными, то есть, при вступлении в реакцию с вредными веществами, они их окисляют, разделяя на безвредные вещества.

Родий же является нейтрализатором восстановительным. Он при реакции оксиды азота восстанавливает до обычного безвредного азота.

На деле все происходит так: выхлопные газы и выпускного коллектора подаются в емкость, где находится специальная бобина с нейтрализующим металлом, проходя через которую, часть вредных веществ химически нейтрализуется, а затем уже выхлопной газ идет дальше – в резонатор и глушитель.

Сейчас все чаще применяются все три металла в одном катализаторе на авто – для улучшенной очистки отработанных газов. То есть, внутри катализатора размещаются одна за другой три бобины, каждая со своим металлом.

Магнитно-стрикционные катализаторы

Приборы данного типа считают наиболее перспективным видом катализаторов. Они позволяют улучшить характеристики топлива без корректировки его химического состояния. Принцип действия предполагает изменение ориентации углеводородной молекулы, все эти операции происходят под воздействием магнитного поля. То есть, изменению подвергается именно физические свойства горючего.

Катализаторы данного типа относятся к устройствам предварительной подготовки топлива. Благодаря правильной ориентации молекулы она получает способность соединяться с большим количеством кислорода. В результате топливо сгорает более полно, обеспечивая повышение мощности и снижение токсичности. Существует возможность снизить содержание вредных компонентов в 3-4 раза.

К преимуществам этого катализатора относят простую технологию его установки, которая занимает не более 20 минут времени. Монтируется прибор непосредственно перед карбюратором или инжектором, а для дизельных установок практикуется установка перед каждой форсункой и ТНВД.

Применение катализаторов любого типа позволит сократить количество выбросов токсичных веществ в окружающую атмосферу. Для обеспечения эффективности их работы, доверяйте установку профессионалам, именно ошибки при самостоятельном использовании снижают срок эксплуатации и качество очистки.

Причины забитого катализатора

Полное название упомянутого узла — каталитический нейтрализатор выхлопных газов, который представляет собой сложную конструкцию. В корпусе из нержавеющей стали находится керамический или металлический носитель с множеством продольных пор малого диаметра называемых сотами. Он устанавливается непосредственно за выпускным коллектором перед резанатором, глушителем и выхлопной трубой.

При больших сроках эксплуатации в порах образуется нагар или происходит их закупоривание твердыми частицами, причинами этого являются:

• Длительное использование некачественного бензина или дизельного топлива, которое не полностью сгорает в цилиндрах и образует большое количество сажи. Дожиг паров горючего происходит внутри носителя, что приводит к его перегреву и деформации.
• Особенно недопустимо использование этилированного бензина, тетраэтилсвинца в короткий срок выводит катализатор из строя.
• Большой угар масла из-за износа маслосъемных колец поршней или маслосъёмных колпачков клапанов.
• Механическое разрушение наполнителя следствие ударов по корпусу узла о неровности дороги.

Рис. 3 – «Принцип работы нейтрализатора выхлопных газов»

За редким исключением засорение данного устройства происходит в результате длительной эксплуатации неисправного мотора. Потому при появлении первых признаков необходимо проверить, забит катализатор или нет одним из предложенных ниже методов. На ранних стадиях проще устранить дефекты двигателя, а также восстановить функционирование узла.