Катализатору невозможно дышать
Автомобили, выпускаемые в цивилизованных странах, уже давно оснащаются каталитическими нейтрализаторами. У этого узла есть и определенный срок службы, который напрямую зависит от условий эксплуатации.
Назначение и конструкция
Что такое катализатор?
Катализатор – это элемент выхлопной системы автомобиля, который предназначен для дожигания выхлопной смеси до экологически чистой. Катализатор расположен либо на приемной трубе, либо сразу после нее. Внутри корпуса катализатора находится керамическая сотовая конструкция. Соты нужны для того, чтобы увеличить площадь контакта выхлопных газов с поверхностью, на которую нанесен тонкий слой платиноиридиевого сплава. Недогоревшие остатки (CO, CH, NO), касаясь поверхности каталитического слоя, окисляются до конца кислородом, присутствующим также в выхлопных газах. В результате реакции выделяется тепло, разогревающее катализатор и, тем самым, активизируется реакция окисления. В конечном итоге на выходе из катализатора (исправного) выхлопные газы имеют концентрацию СО2. Данная концентрация соответствует нормам ЕС.
В Европе нормы токсичности изначально были ограничены стандартами Евро – 0, 1, 2, 3 , а сейчас более жесткими Евро 4. Эти нормы отличаются уменьшенным содержанием в выхлопных газах окиси углерода (CO), углеводородов (CH) и ядовитого диоксида NO2, в который при охлаждении превращается моноксид азота (NO). Выхлоп обычного карбюраторного мотора или впрыскового, но без катализатора по уровню СО и СН примерно в 7–10 раз «грязнее» отработавших газов современной иномарки, соответствующей стандарту Евро 4. Двигатель с Евро 0 в режиме прогрева выбрасывает в атмосферу 280 различных токсичных веществ, в том числе и окиси свинца, кадмия, меди, цинка, никеля, хрома…
 
Рабочий элемент – основа катализатора – может быть изготовлен как из керамики, так и из металла
Разновидности
Первые нейтрализаторы были односекционными двухкомпонентными и могли бороться лишь с CO и CH. В состав современных трехкомпонентных двухсекционных окислительно-восстановительных нейтрализаторов входит еще и родий, превращающий окислы азота в собственно азот.
Наиболее эффективным является трехкомпонентный селективный двухсекционный каталитический нейтрализатор с обратной связью, которую обеспечивает лямбда-зонд (кислородный датчик), отслеживающий объем свободного кислорода в выхлопе и подающий электронике сигнал – обогащать или обеднять смесь. Однако оснащенный катализатором двигатель теряет от 5 до 10% максимальной мощности – в зависимости от соответствия тем или иным нормам.
Катализатор служит примерно 150 тыс. км, причем это во многом зависит от исправности систем питания и зажигания, а также качества топлива.
Почему катализаторы такие дорогие?
Для производства катализатора используются драгметаллы – палладий, родий, платина. Поэтому стоимость катализатора очень высока. Только в Европе использованный катализатор принимается взаимозачетом. К сожалению, у нас в стране это не практикуется.
Симптомы «больного» катализатора
Начало конца дает о себе знать пропаданием временами тяги и ухудшением «приемистости» машины на высоких оборотах. Горячий двигатель хуже запускается, а обороты набирает медленно. Существует субъективная проверка состояния катализатора – «полный газ с холостых». Если при этом мотор медленно набирает обороты и останавливается на трех-четырех тысячах, виноват, вероятнее всего, именно катализатор.
Если двигатель вообще не заводится, в момент запуска приложите руку к выхлопной трубе, чтобы почувствовать, идут ли оттуда отработавшие газы. Если их нет, значит, катализатор вообще «запекся».
Наконец, получить объективный ответ на вопрос, исправен ли катализатор, поможет проверка уровня СО в выхлопе, давления в выпускном коллекторе или отсоединение выпускной системы от приемной трубы (если не используется катколлектор, где корпус катализатора совмещен с выпускным коллектором).
Причины «смерти»
Катализатор выходит из строя по нескольким причинам. Это может быть механическое повреждение, например, от удара, в результате чего рассыпается керамическая сердцевина.
Однако основная причина сокращения ресурса катализатора – некачественное топливо. Если бензин содержит большое количество железосодержащих присадок, то частицы металла покрывают активную поверхность, из-за чего реакции прекращаются. Катализатор также не любит отклонений в составе рабочей смеси.
Не отрегулированный двигатель с повышенным содержанием углеводородов в выхлопе просто уничтожает его. Слишком бедная смесь вызывает перегрев монолита, от чего он также страдает. Если в выпускной тракт проникает масло (например, из-за изношенной поршневой группы), оно оседает на активной поверхности и «запекается» подобно лаку. При запуске мотора «с толкача», с помощью буксира, в катализатор может попасть несгоревший бензин, что способно вызвать химическую реакцию вплоть до взрыва. Не любит раскаленный до 900 градусов корпус и контакта с холодной водой во время форсирования водных преград.
По утверждению специалистов СТО, в последнее время проблемы с катализаторами возникают также из-за перенасыщения бензина присадками, которые повышают температуру отработавших газов. Это становится причиной оплавления его сот и выхода из строя.
Появился дребезжащий звук под водительским сиденЬем. В чем может быть проблема?
Когда катализатор забился, наступает следующая стадия разрушения катализатора. Керамические соты под давлением начинают прогорать по периметру, и через некоторое время куски керамики начинают болтаться в корпусе, создавая дребезжащий звук. Также разрушение катализатора в корпусе возможно от удара – керамические соты очень хрупкий материал.
Решение проблемы
В случае выхода катализатора из строя проблему решают двумя путями – покупкой и установкой нового узла или выбиванием из корпуса старого забитого рабочего элемента. Первый вариант значительно дороже, однако он не создает дополнительных проблем. Да и атмосфера загрязняется меньше. При выбивании старого катализатора могут возникнуть побочные негативные эффекты. Во-первых, из-за изменения характеристик выпускного тракта может повыситься расход топлива. Во-вторых, если катализатор удалить из системы с двумя лямбда-зондами, может потребоваться перепрограммирование ЭБУ мотора, так как электроника постоянно будет подавать сигнал неисправности.
 
Чтобы корпус выбитого катализатора (1) не был источником дополнительного шума, на его место лучше установить прямую трубу (2) или пламегаситель
СО, СН и другие
Углеводороды (СН) появляются в выхлопных газах в основном из-за не сгоревшего полностью топлива. Больше всего CH выбрасывается при переобогащенной смеси и на переходных режимах работы мотора. Другой вредный компонент – CO образуется в выхлопной трубе также вследствие неполного сгорания топлива. Оксид углерода (угарный газ) представляет собой бесцветный, но очень ядовитый газ без вкуса и запаха. Даже концентрация СО 0,01% во вдыхаемом воздухе вызывает сильную головную боль, а 0,3% может привести к летальному исходу.
Кроме того, в результате сгорания топлива образуется моноксид азота (NO), который при охлаждении окисляется до ядовитого диоксида NO2. Попавшие в атмосферу оксиды азота вступают в реакцию с несгоревшими углеводородами (тем же этиленом и бутаном), в результате чего в крупных городах наблюдается ядовитый смог. Поэтому, двигаясь за чадящим впереди автомобилем, заблаговременно включайте систему рециркуляции воздуха в салоне, а если ее нет, постарайтесь держаться подальше от него.
| 
