Что такое катализатор, устройство и принцип работы

Виды катализаторов и их заменители

Существуют несколько видов катализаторов, которые можно встретить на рынке.

Оригинальные

Сразу устанавливаются на автомобили или реализуются отдельно. Производятся на заводах с применением самых передовых технологий.

Очень дорогие по причине применения в них редких металлов. Их цена может достигать до 5% от стоимости новой машины.

Поэтом на катализаторы тоже распространяется гарантия и, как правило, она совпадет гарантийными сроками на само авто.

Большинство автовладельцев после того, как оригинальное устройство свое отслужило, меняют его на более дешевые аналоги.

Универсальный катализатор

Дешевле оригинального изделия за счет применения в нем золота, которое стоит дешевле палладия, родия или платины.

Такие катализаторы служат меньше и выполняют возлагаемые на них функции с меньшей эффективностью (золото хуже ускоряет каталитические реакции). Как правило, каждые 60 000 – 80 000 км пробега их меняют.

Происходит это путем вырезания из корпуса старого и установка нового изделия с последующей заваркой.

Можно приобрести универсальный катализатор в сборке, но так будет дороже.

Так же важно правильно подобрать устройство при замене оригинального. Объемы должны совпадать

Пламегаситель

Если при использовании универсального каталитического нейтрализатора автовладелец пытается прийти к какому-то компромиссу между денежными затратами и вреду экологии, то при установке пламегасителя вместо оригинального изделия, про экологию можно забыть.

Пламегаситель – это предварительный глушитель, выполняющий функции смешивания потоков выхлопных газов, поступающих из разных цилиндров, снижение их температуры, частичного уменьшения звука и вибраций.

Его установка подразумевает перепрошивку ЭБУ или установки обманки, которая будет подавать правильный сигнал на блок управления.

Пламегаситель представляет из себя простую трубу с перфорацией для выхлопных газов вваренную во внутрь стального корпуса. Т.е. в данном случае про уменьшение уровня токсичности выхлопных газов речи не идет.

Если было принято решение просто удалить катализатор без установки хотя бы пламегасителя, то выхлопная система от высокой температуры быстро прогорит.

Поэтому, как и в случае с универсальными катализаторами, важно правильно подобрать объем пламегасителя. Также внутри корпуса пламегасителя находится огнеупорный наполнитель (синтетическое волокно, базальт, минеральная вата), за счет которого понижаются вибрации и звук (смотрите картинку выше)

Также внутри корпуса пламегасителя находится огнеупорный наполнитель (синтетическое волокно, базальт, минеральная вата), за счет которого понижаются вибрации и звук (смотрите картинку выше).

Наиболее популярны реактивные пламегасители, в которых предусмотрен двойной корпус.

Каждый из которых выполняет свои задачи:

1. Внешний – защищает от негативных воздействий, в частности, коррозии.
2. Внутренний – выдерживает большие температуры.

Межкорпусное пространство хорошо гасит звуки и колебания.

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.

Может ли работать двигатель без катализатора?

Заводом-изготовителем предусмотрено так, что катализатор рассчитан на весь срок службы автомобиля.

Но качество нашего топлива и ряд других причин приводит к его износу быстрее, чем заявляет производитель и как правило, уже после 100 000 км пробега, а то и раньше, можно ожидать сообщения об ошибки на панели приборов.

А учитывая то, что устройство не дешевое, многие автолюбители задают вопрос, а может ли машина ехать без катализатора и как его заменить.

Но менять катализатор до 100 000 км пробега не стоит так как авто могут снять с гарантии, если не возникли какие-то гарантийные случаи. По статистике только у 1% автовладельцев возникают проблемы с катализатором до указанной цифры пробега.

Какие проблемы может принести неисправный нейтрализатор?

Проблем в действительности много, выделим основные:

1. Постоянное Check engine на панели приборов морально давит на большинство водителей. Связано это с работой датчика кислорода.
2. Попадание частиц нейтрализатора в цилиндры двигателя, что приводит в дальнейшем к быстрому износу деталей цилиндропоршневой группы.

Рассмотрим особенность работы лямбда-зонда и как датчик влияет на появление ошибки Check engine. Как уже отмечалось выше, их может быть два.

Работа мотора напрямую зависит от первого датчика, управляющего соотношением воздуха и топлива в горючей смеси. Процесс регулирования называется лямбда-управлением.

Эта задача реализуется за счет подачи большего объема топлива, а, следовательно, обеднения смеси. Итог — падение мощности мотора, рост «прожорливости».

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

После нейтрализатора устанавливают второй лямбда зонд, который в случае неисправности устройства или его отсутствия даст соответствующий сигнал ЭБУ на вывод ошибки.

Попадание частиц нейтрализатора в цилиндры происходит на автомобилях, где конструктивно предусмотрено расположение устройства рядом с выпускным коллектором двигателя.

При постепенном разрушении катализатора мелкая твердая пыль через выпускной коллектор в момент такта впуска, когда выпускной клапан еще не успел закрыться, в небольших количествах попадает в цилиндры.

В последующим такой пыли становится все больше и она начинает царапать стенки цилиндров при движении поршней. В дальнейшем это приводит к увеличению расхода масла и капитальному ремонту двигателя.

Чтобы избежать такой ситуации катализатор в таких автомобилях удаляется еще до того, как начал разрушаться.

Вместо последнего, как правило, устанавливают пламегаситель с обманкой (про этом написано выше) или перепрошивается ЭБУ под Евро 2.

В последнем случае нужно быть острожным, так как любое вмешательство в программное обеспечение установленное на заводе-изготовителе может привести к неожиданным последствиям: частым ошибкам в работе двигателя, повышенному расходу масла и топлива, неприятным запахам выхлопных газов. Такие работы должен делать опытный специалист с хорошими отзывами.

Также важно понимать, что по причине повышенного содержание вредных веществ в выхлопе, автомобиль не сможет пройти техосмотр. Также могут спросить, почему отсутствует катализатор, ведь он является одним из компонентов транспортного средства

В данном случае установка универсального аналога будет оптимальным решением.

Зачем нужен катализатор

Основное назначение катализатора на автомобиле — это сокращение содержания в выхлопных газах окисей углерода (СО) и азота (NO и NO2), а также соединений углеводородной группы (CH). Это реализуется с помощью более полного сжигания топлива или с помощью изменения физических и химических свойств применяемого топлива.

Принцип действия катализатора

В Европе количество вредных примесей, которые выбрасываются автомобилем, регламентируется стандартами «European emission standards», которые предусматривают следующие допустимые значения для автомобилей с количеством пассажиров менее 8 и весом менее 3.5 тонн (категория M1):

Этап	Дата	CO	HC	HC+NOx	NOx	PM	PN
г/км	#/km
Дизель
Euro 1	1992.07	2.72 (3.16)	—	0.97 (1.13)	—	0.14 (0.18)	—
Euro 2, IDI	1996.01	1.0	—	0.7	—	0.08	—
Euro 2, DI	1996.01	1.0	—	0.9	—	0.10	—
Euro 3	2000.01	0.64	—	0.56	0.50	0.05	—
Euro 4	2005.01	0.50	—	0.30	0.25	0.025	—
Euro 5a	2009.09	0.50	—	0.23	0.18	0.005	—
Euro 5b	2011.09	0.50	—	0.23	0.18	0.005	6.0×10
Euro 6	2014.09	0.50	—	0.17	0.08	0.005	6.0×10
Бензин
Euro 1	1992.07	2.72 (3.16)	—	0.97 (1.13)	—	—	—
Euro 2	1996.01	2.2	—	0.5	—	—	—
Euro 3	2000.01	2.30	0.20	—	0.15	—	—
Euro 4	2005.01	1.0	0.10	—	0.08	—	—
Euro 5	2009.09	1.0	0.10	—	0.06	0.005 (DI)	—
Euro 6	2014.09	1.0	0.10	—	0.06	0.005 (DI)	—
IDI — дизельные двигатели с разделенными камерами сгорания; DI — дизельные двигатели с непосредственным впрыском топлива;

Для того чтобы количество вредных выбросов не превышало допустимые нормы производители автомобилей обычно применяют керамические катализаторы. Но, также существуют и альтернативные варианты:

• Химические катализаторы.
• Магнитно-стрикционные катализаторы.

Все эти модификации имеют различный принцип действия, обеспечивая достаточно эффективную очистку отработанных газов. При этом катализатор не оказывает значительного негативного влияния на мощность двигателя и другие технические характеристики автомобиля.

Действия при возникновении неполадок нейтрализатора

При разрушении наполнителя возможно включение предупредительного индикатора Check Engine, расположенного в комбинации приборов. Необходимо проверить состояние датчиков концентрации кислорода и соединительных жгутов. Если обнаруживается повреждение или выход из строя нейтрализатора, то владелец автомобиля может поменять узел или удалить керамическую вставку с перепрограммированием блока управления (необходим софт, не учитывающий корректировку состава смеси по сигналам от датчиков концентрации кислорода).

Нюансы замены

Перед снятием или заменой катализатора своими силами следует учесть, что вмешательство приводит к снятию автомобиля с гарантийного обслуживания. Корпус нейтрализатора аккуратно разрезают абразивным кругом, а затем удаляют керамический наполнитель. Материал можно сдать: иногда цена отходов компенсирует стоимость ремонта выхлопной системы. В полость устанавливают металлический пламегаситель, а затем заваривают корпус дуговой сваркой в среде защитного газа.

Пламегаситель в автомобиле вместо катализатора.

Ремонт

Изношенный катализатор не подлежит восстановлению. Владелец машины может:

• установить оригинальный нейтрализатор или коллектор (цена запасных частей достигает 100 тыс. руб.);
• использовать универсальный катализатор (обладает пониженной в 3-4 раза ценой, но не всегда соответствует требованиям завода-изготовителя двигателя);
• полностью отказаться от нейтрализатора (с последующим перепрограммированием блока управления).

Тонкости удаления катализатора из выхлопной системы

После удаления нейтрализатора необходимо установить вторичный датчик кислорода с обманкой (перфорированной емкостью, заполненной керамической крошкой с активным напылением). Поток газов проходит через наполнитель, имитируя нормальную работу нейтрализатора. Если производится перепрограммирование блока управления мотором, то обманка не требуется. После снятия катализатора выхлоп соответствует нормативам Евро-2 и ниже, что может создать проблемы при официальном прохождении технического осмотра в ряде стран Европы, но не в России.

Дополнительным недостатком выхлопной системы без нейтрализатора является повышенная температура потока газов, что приводит к ускоренному выходу из строя резонатора и глушителя.

… об удалении катализатора

Снятие катализатора не оказывает негативного воздействия на ресурс двигателя. Расход топлива зависит от версии установленной прошивки. Следует учесть, что модернизированная выхлопная система меняет звук работы двигателя (тональность становится ниже и громче), что устраивает не всех владельцев.

Разновидности веществ, ускоряющих химические реакции

Существуют две общепризнанных классификации веществ, которые ускоряют протекания превращений в химии. Первая основывается на агрегатном состоянии катализатора, вторая – на происхождении.

Классификация по агрегатному состоянию

По агрегатному состоянию вещества каталитические соединения можно подразделить на гомогенные и гетерогенные. Гомогенные вещества, ускоряющие химическую реакцию, находятся в одной фазе с реагентами. Гетерогенные вещества, ускоряющие химическое превращение, находятся в разных фаза с реагентами (например, катализатор представлен жидкость, а реагенты – газами).

Свойства гомогенных ускорителей реакции

К данной группе соединений относятся кислоты и основания. Например, серная кислота ускоряет протекание превращение органических субстратов. Основными свойствами гомогенных соединений являются:

• в большинстве своем жидкости;
• образование в ходе превращения промежуточных продуктов;
• снижение энергии активации посредством образования промежуточных продуктов.

Свойства гетерогенных ускорителей реакции

К данной группе соединений относятся оксиды большинства металлов (Al₂O₃, CaO, BaO, MgO, TiO₂), а также алюмосиликаты и цеолиты. Обозначим основные свойства гетерогенных каталитических веществ:

• являются твердыми веществами;
• обладают развитой поверхностью;
• разводятся на инертном носителе;
• обладают способностью к физической адсорбции реагентов;
• продукты превращения выделяются с поверхности катализатора посредством процесса десорбции;
• катализ возможен благодаря диффузионным процессам.

Классификация по происхождению

По происхождению вещества, ускоряющие процесс протекания превращений в химии, подразделяются на органические и неорганические. Неорганические соединения в основном представлены тяжелыми металлами (свинец, палладий), спектр органический соединений намного шире. Основными представителями органических ускорителей превращений являются энзимы (соединения биологического происхождения). Энзимы – это катализаторы, увеличивающие скорость химических реакций в живых организмах. Ферменты (энзимы) имеют следующие особенности:

• в живых организмах объединены в мультиферментные комплексы;
• ускоряют биохимические процессы в организме в несколько десятков тысяч раз;
• имеют высокую избирательность и специфичность (в отличие от неорганических);
• являются простыми или сложными белками;
• подвержены денатурации под действием денатурирующих агентов;
• способны к ренативации (если она возможна);
• большинство термолабильны (активность ферментов находится в прямой зависимости от колебания температур в живом организме);
• действия ферментов может быть усилено индукторами, и ослаблено (или прекращено) ингибиторами.

10 рекомендации специалистов

Важно запомнить:

1. Катализатор очищает выхлопные газы от вредных веществ и является важным компонентом в современном автомобиле.
2. Первые признаки неисправности устройства: потеря мощности, падет напор отработанных газов, резкий неприятный их запах, появление посторонних звуков под машиной.
3. Каталитический нейтрализатор может выйти рано из строя по причине некачественного топлива, неправильного стиля езды (по ухабам и кочкам, через высокие бордюры), что может вызвать деформацию устройства и разрушения его основы. Поломок в системе зажигания автомобиля.
4. Для выявления проблемы достаточно воспользоваться автосканером для выявления ошибок в ЭБУ, эндоскопом для проверки состояния блока цилиндров и катализатора визуальным осмотром.
5. Стоимость оригинального катализатора зависит от объема двигателя так как это прямо пропорционально влияет на размеры устройства и количества содержащихся в нем драгоценных металлов.
6. Лучшие менять оригинальный катализатор не на пламегаситель, на универсальный аналог, так проще будет пройти технический осмотр и это нанесет меньший вред экологии.
7. Применение пламегасителей с обманками, перепрошивка ЭБУ под Евро 2 может привести к непредвиденным последствиям и еще больше усугубить проблему.
8. На гарантийных автомобилях старайтесь сохранить катализатор если он исправен, не видитесь на «вкусные» предложения.
9. За работы по замене или удалению старого каталитического нейтрализатора можно расплатиться этим же изделием, т.е. работы обойдутся бесплатно. Просто оставлять в сервисе старый катализатор думая, что это лом не нужно. За него можно попросить деньги.
10. Некоторые автосервисы разводят неопытных автовладельцев, особенно девушек, предлагая удалить катализатор и оставить у них. В последующем они сдают устройство и зарабатывают на это.

Катализатор — устройство, которое сложно назвать жизненно необходимым для автомобиля. Его задачи сводятся в первую очередь к очистке выхлопных газов, отчего (хоть и незначительно) страдает мощность автомобиля.

Вот почему автолюбители все чаще избавляются от нейтрализаторов, рассчитывая сэкономить на замене в будущем и придать мотору дополнительных «лошадей».

Но такая работа требует высокой квалификации мастера и дополнительных настроек системы.

Принцип работы каталитического нейтрализатора

Нейтрализатор – это составная часть выхлопной системы автомобиля, благодаря которой снижается концентрация вредных веществ, содержащихся в отработанных выхлопных газах. Среди них окись углерода, оксиды азота, а также углеводороды.

Современный катализатор автомобильный, фото которого представлены в статье, содержит в своем составе благородные металлы, которые нагреваются от выхлопных газов и провоцируют процесс «дожигания» вредных веществ до нормы, предусмотренной экологическими требованиями.

Конструкция нейтрализатора включает в себя корпус, внутри которого располагается керамическая или металлическая основа в виде сот. Сверху она покрыта тонким слоем специального платиноиридиевого сплава. Сотообразная конструкция позволяет значительно увеличить площадь соприкосновения выхлопов газа и поверхности, покрытой каталитическим слоем. В результате этого происходит окислительная реакция окиси углерода и углеводорода и на выходе в атмосферу попадают только практически «безобидные» вещества: азот (N2) и углекислый газ (СО2).

Устанавливать катализатор на автомобиль не обязательно, но желательно, особенно если:

• вашей машине менее 5 лет;
• вы сами проходите ТО;
• вы собираетесь на автомобиле за границу (обязательно);
• вы не желаете загрязнять окружающую среду.

Каталитические нейтрализаторы выполняют немного разные функции, в зависимости от типа изделия.

Часто встречающие неисправности и их причины

Как упоминалось выше, катализатор не обладает бесконечным ресурсом и может время от времени выходить из строя.

Причин несколько:

1. Большой пробег транспортного средства. Часто автолюбителям после покупки подержанного авто приходится менять каталитический нейтрализатор. Причина объяснима. Средний ресурс данного устройства — не более 100-130 тысяч километров.
2. Неисправности двигателя. Задиры на цилиндрах приводят к попаданию моторного масла в систему выпуска отработанных газов что приводит к преждевременном засорению катализатора. Случается и обратная ситуация, когда компоненты нейтрализатора попадают в мотор образуя задиры.
3. Применение низкокачественного бензина. При заливке плохого горючего в его составе может быть тетраэтилсвинец. Последний становится причиной забивания сот очищающего устройство, что блокирует работу всей системы выхлопа.
4. Неисправности в зажигании. Если в цилиндрах не догорает топливо, оно догорает в катализаторе при этом соты оплавляются, а срок службы изделия значительно снижается.
5. Естественное выгорание драгоценных металлов. Происходит со временем в результате долгой эксплуатации авто. Устройство перестает выполнять свои функции о чем сигнализирует датчик кислорода.
6. Плохие дороги. Если часто передвигаться по неровным трасам с большим количеством выбоин и ям, то катализатор будет перегружаться и быстрее выходить из строя. Чаще всего это проявляется в появлении трещин.

К основным признакам поломки можно отнести:

• падение мощности силового узла и его динамики. При попытке разгона чувствуется определенная задержка. Главная причина — загрязнение сот катализатора, что препятствует нормальному выходу газов во внешнюю среду;
• необычные звуки, доносящиеся из области выхлопной трубы. В случае разрушения конструкции катализатора можно услышать дребезг или гул пустого бака.

Подробнее читайте про все признаки неисправности катализатора.

Какие катализаторы не принимают скупки

При приемке автомобильных нейтрализаторов компании, занимающиеся утилизацией, следуют общепринятым требованиям:

1. керамическая масса б/у детали должна быть отделена от сажевого фильтра;
2. недопустимо наличие в керамической массе асбеста, элементов керамической сетки, отпилков, сажи, песка и прочих инородных вкраплений. Сдаваемый на утилизацию материал должен соответствовать естественной влажности не более 2%;
3. металлический элемент носителя должен представлять собой цельный кусок. В противном случае он утрачивает не менее 50% драгоценного напыления.

Нетрудно сделать вывод, что выгоднее всего сдать каталитический нейтрализатор, не доведенный владельцем авто до крайней степени износа.

Промывка катализатора автомобиля своими руками

Промывка этого компонента продуктивна и способна продлить его ресурс, если:

• процедура имеет профилактическую цель, а не решение уже возникшей проблемы;
• имеет место начальная стадия износа, без повреждения или загрязнения ячеек;
• если катализатор не деформирован и не оплавлен.

Промывка собственными силами или на станции техобслуживания может быть профилактическая или механическая. В первом случае компонент не снимается, во вторых вариантах предполагается демонтаж и частичная разборка прибора.

1. Профилактическая промывка

Для такой очистки используются специальные жидкости типа Hi-Gear HG3270, которые заливаются в топливный бак. Сажа будет самостоятельно выводиться из фильтра вместе с выхлопом.

Hi-Gear HG3270

2. Механическая промывка

Такая чистка требует применения компрессора, наждачной бумаги и химического средства типа ABRO, рекомендованного для работы с карбюраторами.

После демонтажа катализатора его с обеих сторон продувают компрессором под давлением в 7–9 Бар. Через патрубки ячейки заполняют чистящим средством, после чего элемент оборачивают ветошью на четверть часа. По истечении этого периода соты промываются сильным напором горячей воды, прочищаются наждачной бумагой и дополнительно продуваются компрессором. Степень давления на внешние сеточки не должна быть чрезмерной, чтобы не повредить керамику. Избавиться от загрязнений во внутренних полостях подобным методом не удастся.

Процедуру рекомендуется проводить до тех пор, пока соты не станут чистыми.

ABRO карбюратор

Заключение

Автомобили с ДВС в обязательном порядке оснащены выхлопной системой, а потому оказывают влияние на окружающую среду. Из-за высоких экологических требований к автотранспорту наличие нейтрализатора газов становится обязательным, хотя автомобиль может функционировать и при его отсутствии.

Ускоряем реакцию

Катализаторы — химические соединения, которые ускоряют реакции, но не расходуются в них. О том, что такие вещества существуют, химики узнали случайно. Одну из первых каталитических реакций провел сэр Гемфри Дэви в 1817 году. Он изучал воспламеняемость углеводородов, и в одном из экспериментов в качестве переносчика тепла решил использовать платиновую проволоку, устойчивую к высоким температурам.

Дэви заполнил реакционный сосуд с платиновой проволокой смесью воздуха и углеводородов и поджег ее. Как только смесь воспламенилась, ученый добавил в нее еще углеводородов — чтобы проверить, хватит ли накопившегося в реакционной смеси тепла для продолжения реакции. Горение, как он и предполагал, продолжилось.

Но через несколько секунд химик обнаружил, что платиновая проволока разогрелась и стала ярко светиться. Причем, несмотря на недостаток кислорода, горение продолжалось несколько минут даже без подвода тепла.

Если же он сначала заполнял сосуд смесью воздуха и углеводородов и потом вносил туда раскаленную докрасна проволоку, то пламя на ее поверхности не возникало, зато резко повышалась температура проволоки. Из этого Дэви вывел, что реакция идет на поверхности проволоки, а значит именно платина значительно ускоряет окисление. Так, совершенно случайно, был открыт один из первых катализаторов — и каталитические реакции вообще.

За прошедшие два века мы успели неплохо разобраться в том, как вещества, которые не нужны в химической реакции, могут, однако, ее ускорить. Катализатор вносит в обычную последовательность химического превращения новые промежуточные стадии. Например, при кросс-сочетании по Судзуки палладиевый катализатор сначала присоединяется по связи углерод-галоген в галогениде, затем реагирует с бороновой кислотой при содействии основания, а потом возвращается в исходное состояние, при этом от палладия отщепляется продукт кросс-сочетания. Там, где работает катализ, реагенты при встрече становятся чем-то другим не за один шаг, а в несколько стадий, успев побывать не в одном, а в нескольких переходных состояниях. У переходного состояния энергия достигает пика — этот барьер нужно перепрыгнуть, чтобы реакция прошла. Если у реагентов ее недостаточно, реагировать друг с другом они не будут.

Катализатор реагирует с исходными веществами и превращается в промежуточные соединения. Если он подобран правильно, энергетические барьеры между промежуточными соединениями оказываются ниже, чем в некаталитическом процессе, и реакция идет быстрее. Бывает, что сам по себе энергетический барьер очень высок, и в норме вещества вообще не реагируют друг с другом, но в присутствии катализатора реакция происходит за считанные минуты. При этом в зависимости от катализатора, из одних и тех же исходных веществ могут получаться разные продукты — просто потому, что каждый катализатор по-своему влияет на переходные состояния разных реакций. Например, из смеси двух алкенов с помощью катализатора Циглера — Натта (тетрахлорида титана в смеси с триэтилалюминием) можно получить полимер, а с помощью катализатора Граббса (карбенового комплекса рутения) — продукт реакции метатезиса.

Сам катализатор, после того, как выполнил свою работу, возвращается в исходное состояние. Поэтому даже минимальное количество палладия, попавшее в эксперимент американских химиков, раз за разом запускало реакцию кросс-сочетания. Впрочем, катализаторы часто сами вступают в необратимые побочные химические превращения — с продуктами, следами воды и воздуха, стенками посуды, даже сами с собой. Из-за этого они теряют активность, и на практике большинство катализаторов все-таки расходуются — их просто не выделяют из итоговой смеси после завершения реакции.

Виды катализаторов

Автопроизводители оснащают свои модели тремя видами нейтрализаторов:

1. Керамические

Применяются в американском и европейском автопроме и представляют собой пластины в виде сот, сделанных из керамики и покрытых драгметаллами с каталитическими качествами типа золота, палладия, платины, родия. Благодаря ячеистой конструкции они получают большую площадь соприкосновения с выхлопными газами для эффективной работы.

Стоимость такого оборудования невелика, а предельный ресурс работы достигает 100 000 км пробега, что менее надежно по сравнению с металлическими из-за деформации от даже слабого удара.

Негативную роль могут играть для керамики некачественный бензин, температурные перепады, продолжительный холостой ход, частые поездки по пересеченной местности и выбоинам, а также проникновение антифриза или масла в камеру сгорания.

Когда соты забиваются, устройство перестает производить очистку, выделяя характерный сероводородный запах. При регулярных перебоях в работе мощность силового агрегата падает, сам прибор подвергается плавлению из-за повышенной температуры и уменьшает диаметр отверстия выхлопной трубы.

Катализатор керамический

2. Металлические

Такое исполнение надежнее и прочнее, редко подвергается деформациям или повреждениям. Внутри него есть покрытие, ускоряющее и улучшающее газоочистку. Долговечность и содержание ценных металлов удорожает изделие, но позволяет его выгодно продать даже после поломки.

Среди ключевых достоинств следует отметить:

• Стойкость к неполадкам системы зажигания;
• Устойчивость к температурным перепадам, коррозии вследствие проникновения влаги, к механическим повреждениям;
• Долговечность.

Катализатор металлический

3. Спортивные

Этот тип отличается улучшенной конструкцией, большой пропускной способностью и температурной устойчивостью. Они также изготавливаются из металла, но имеют напыление драгметаллами в 8 раз выше, чем у «соплеменников».

Спортивные варианты редко забиваются, не боятся рабочих температур 300-400 градусов выше привычных для такого оборудования и станут практичным выбором для подержанных автомобилей, которым смогут продлить срок службы двигателя.

Катализатор спортивный