Как работает двигатель без катализатора: Что такое катализатор на автомобиле, зачем он нужен и что будет, если его убрать

Содержание

Что такое катализатор на автомобиле, зачем он нужен и что будет, если его убрать

Автомобиль в системе выхлопа имеет каталитический нейтрализатор, который часто выходит из строя из-за некачественного топлива. Давайте разберемся, что это такое, для чего нужен и что делать в случае засора.

Что такое катализатор

Катализатор предназначен для очистки вредных выхлопов. Он расположен в системе выпуска, в процессе его работы происходят химические реакции: опасные вещества переходят в безопасные формы, после чего выбрасываются вместе с выхлопом. Пройдя этот путь выхлопные газы становятся чище. И как результат, автомобиль наносит меньший вред окружающей среде. 

Схема катализатора

Нейтрализатор работает только после нагрева до 300°C, сразу после запуска двигателя очистка не происходит.

Устройство каталитического нейтрализатора

Основой катализатора являются керамические или металлические соты. В зависимости от модели на стенки сот наносится микрослой из палладия и родия или иридия. Эти металлы обладают высокой химической активностью. Касаясь напыления, часть выхлопа входит с ним в химическую реакцию. Часть элементов, образовавшихся при сгорании топлива, связывается.

Современные катализаторы трехкомпонентные.

  • Первый элемент связывает оксиды азота.
  • Второй - удаляет часть несгоревших элементов топлива. В большей части удаляется окись углерода.
  • Третий элемент — это датчик. Он анализирует газы на выходе из катализатора, данные передаются в бортовой компьютер.

Трехкомпонетные катализаторы

Неисправности катализатора и их причины

Производители пишут, что срок службы нейтрализатора 100–150 тысяч километров. Но на практике проблемы могут возникнуть и при меньшем пробеге, особенно в больших городах, где часто приходится стоять в пробках. 

В зависимости от особенностей эксплуатации, замена каталитического нейтрализатора может производиться раз в 3–7 лет.

Основной причиной неисправности становится выгорание слоя металлов, покрывающих соты. Это естественный процесс, в результате которого качество выхлопа ухудшается. Бортовой компьютер показывает горящий «чек», а в некоторых случаях и вообще не позволяет мотору работать, выключая зажигание.

Ускоряет процесс выгорания и некачественное топливо. Зачастую у бензина увеличивают октановое число путем добавки свинца, это усиливает нагрузку на катализатор, уменьшая срок эксплуатации. В ситуации с дизельным топливом выход из строя может ускорить сам владелец, используя в зимнее время добавки-«антигель».

В некоторых случаях причиной поломки может стать неисправный двигатель. При неправильно выставленном зажигании и проблемах в системе питания (последнее особенно актуально для дизельных двигателей) выгорание каталитического слоя ускоряется.

Соты каталитического нейтрализатора

Диагностика автомобильного катализатора

Определить неисправность можно по нескольким признакам:

  • На панели приборов загорелась лампочка “Check Engine”. Она включается при любых ошибках мотора. В нашем случае, как результат нехарактерных показателей датчика, лямбда-зонд. Точно определить, что причина в катализаторе может диагностика сканером.
  • Снижение мощности двигателя. При неисправном катализаторе машина начинает троить, дергаться, хуже разгоняется. Причина в снижении пропускной способности каталитического нейтрализатора, связанной с частичным разрушением сот: они запекаются, забивают проход для выхлопных газов. В итоге мотор «задыхается».
  • Грохот под днищем. Обычно проявляется на высоких оборотах, изредка сразу после запуска. Причина в частичном разрушении керамической конструкции сот. Отпавшие частицы начинают биться о стенки катализатора под воздействием потока газов и центробежных сил.
  • Недостаточно сильный или ровный напор газов из глушителя. При исправном нейтрализаторе, поднеся руку к выхлопной трубе, можно ощутить слабую пульсацию, она возникает вследствие поочередной работы выпускных клапанов. Если поток ровный или ослабленный, вероятно проблема в разрушенных сотах катализатора.

Каталитический нейтрализатор не выходит из строя резко и неожиданно. Обычно перед отказом начинаются мелкие проблемы из списка выше.

Катализатор в разборе

Оригинал или аналог

Оригинальный катализатор - довольно дорогая вещь. Он не производится в нашей стране, все детали в автомагазинах импортные, поэтому на увеличение цены влияют пошлины.

При этом, в случае использования оригинальной детали, автомобиль сохраняет все режимы работы двигателя. Это положительно сказывается на экологии, а также на ресурсе мотора.

Все описанные ниже способы замены катализатора, носят только ознакомительный характер. Не рекомендуется пользоваться данными методами самостоятельно!

Из-за высокой цены автолюбители ищут альтернативу. Вариантов несколько:

  • универсальный катализатор;
  • пламегаситель.

Под универсальным катализатором подразумевается сразу две группы деталей. Первая — катализатор, подходящий под любой автомобиль. Довольно дорогая вещь, но работает безотказно. Второй вариант — блок с сотами. В этом случае в старый катализатор устанавливают новые соты. Недостатком данного варианта считается сложность с выбором сервиса для ремонта, не везде возьмутся за такую работу. Срок службы универсального нейтрализатора 60–90 тысяч километров.

Съём/Установка катализатора

Более дешевый и распространенный способ — пламегаситель. Он может быть готовым, просто предназначенным для установки вместо катализатора. Другой вариант — установка пламегасителя непосредственно в корпус нейтрализатора. Такой способ несколько сложнее, но позволяет скрыть факт замены детали при продаже автомобиля.

Иногда водители просто выбивают соты из корпуса. Способ дешевый, но может привести к увеличению уровня шума и урону экологии.

Особенности удаления катализатора из выхлопной системы

Ниже рассмотрим, какие нюансы удаления катализатора стоит учитывать. В первую очередь, нужно решить, как будет обходиться лямбда-зонд. После удаления нейтрализатора, датчик будет постоянно выдавать ошибку.

Чтобы обойти датчик, обычно делают обманку. Это проставка, которая отдаляет датчик от выхлопных газов, в результате он фиксирует больше кислорода. Обманку вкручивают на место датчика, и уже в нее устанавливают прибор. Такая система работает стабильно, хоть и имеет большое количество минусов. 

  • Любое вмешательство в конструкцию автомобиля приводит к снятию его с гарантии. Подумайте, что будет, если возникнет неисправность двигателя, которая попадает под гарантийный случай.
  • Невозможность пройти государственный техосмотр. Бортовой компьютер вы обманули, но вот при проверке на стенде, обман вскроется. В итоге, вы получите запрет на эксплуатацию транспортного средства. Со станции СТО, вы поедете уже на эвакуаторе.

Еще можно сделать перепрошивку ЭБУ. В результате система будет считать, имеющиеся показатели за норму. Для такой работы требуются дополнительные знания, а также программное обеспечение.

Предупреждения на приборной панели

При перепрошивке нарушаются нормальные циклы работы мотора. Он начинает работать в неправильном режиме. Это снижает ресурс силового агрегата примерно в два раза. В результате перепрошивка вместо экономии принесет вам только больше расходов.

Заключение

В случае возникновения проблем с катализатором, необходимо его заменить. Оптимальным решением будет установка оригинального нейтрализатора. Все аналоги и обманки могут привести к ускоренному выходу двигателя из строя, сделают невозможным получение диагностической карты, а также создадут дополнительную нагрузку на экологию.

плюсы и минусы удаления устройства

Есть ли жизнь без катализатора: плюсы и минусы удаления устройства

Катализирующие нейтрализаторы устанавливаются производителями во всех современных автомобилях. Их основное назначение – снижать уровень токсичности выхлопных газов методом их дожигания до безопасных показателей и таким образом минимизировать наносимый окружающей среде вред. Однако многие автовладельцы по тем или иным причинам просто снимают эти устройства. Для чего это делается и чем чревато? Попробуем разобраться.

Преимущества удаления автомобильного катализатора

В первую очередь, это – банальная экономия. Если очиститель газового выхлопа выработал свой ресурс или вышел из строя по другой причине, его замена обойдется во внушительную сумму. Эту сумму можно несколько снизить, если вместо оригинального устройства установить универсальный катализатор или даже пламегаситель либо стронгер, а старое устройство сдать в скупочный пункт, кстати, за приличные деньги. Но все же определенных денежных затрат не избежать. Поэтому некоторые обыватели, не задумываясь о последствиях, просто удаляют катализатор и продолжают ездить без него.

Бытует мнение, особенно популярное в среде владельцев спорткаров, что отсутствие каталитического нейтрализатора позитивно сказывается на мощности автомобиля – ее показатели могут увеличиваться до 10%. Определенная доля истины в этом утверждении ест. Однако несколько позже мы расскажем, чем может обернуться подобный тюнинг. Пока же стоит лишь отметить, что такой способ модернизации транспортного средства среди ответственных владельцев спортивных автомобилей вызывает крайне негативную реакцию.

Еще одним достоинством езды без катализирующего приспособления является экономия топлива. Небольшая часть продуктов сгорания, попадая в систему без катализатора, действительно не утилизируется дожиганием, а используется повторно. Однако следует понимать, что подобная технология снижает расход бензина настолько некритично, что существенно сэкономить на этом не получится. Так что плюс – весьма условный.

Недостатки и проблемы от демонтажа автоката

Решаясь на подобную авантюру, следует заранее подготовиться к внушительному перечню неприятностей. Поговорим о том, что ожидает автомобилистов, удаливших катализатор из своего транспортного средства.

  1. Аварийность. На панели управления уведомление об ошибке будет гореть всегда, независимо от того, есть она или нет. Поэтому придется дополнительно озаботиться установкой специальной обманки.
  2. Режим работы двигателя. После монтажа обманки он будет одинаковым и в летнюю жару, и в суровые зимние морозы, что может обернуться серьезными поломками.
  3. Качество выхлопа. По насыщенности и специфическому запаху он приблизится к выхлопу продуктов советского автопрома середины прошлого века, отравляя собой все вокруг.
  4. Токсичные газы с высоким содержанием канцерогенных веществ при определенных обстоятельствах могут попадать в салон, нанося значительный вред здоровью водителя и его пассажиров.

И, наконец, пройти технический осмотр на автомобиле без катализатора, который предусмотрен классом и конструктивом транспортного средства, весьма проблематично. А еще более проблематично – выехать на такой машине за пределы Российской Федерации, особенно, в страны Европы, где требования к экологической благонадежности транспортных средств являются достаточно высокими.

Из вышесказанного можно сделать вывод, что неприятности, с которыми придется столкнуться после удаления каталитического нейтрализатора, заметно перевешивают плюсы и преимущества. А значит, экспериментировать в этом направлении не стоит.

5 автомобилей, в которых нельзя вырезать катализатор

Фото: carnovato.ru

Среди российских автомобилистов стало модно удалять из выхлопной системы отработавший свой срок катализатор. Вместо него устанавливают пламегаситель, что позволяет сэкономить достаточно приличную сумму, ведь катализатор - не дешёвая деталь. Однако мало кто из водителей задумывается о том, что подобные изменения совсем не идут на пользу двигателю, более того, есть модели автомобилей, у которых категорически нельзя удалять катализатор.

Что будет после удаления?

Автомастерские, которые зарабатывают на удалении катализаторов, обычно рассказывают, что после их работы машина начнёт меньше расходовать топлива, увеличится мощность. Но самое главное - автовладельцу больше не придётся переживать о керамической крошке, которая может попасть в двигатель и сломать его. На самом деле автомобилист получит и ещё кое-что. Например, сильный шум при работе двигателя, который приправляется неприятным запахом от выхлопных газов.

Фото: drive2.ru

Когда катализатор нельзя удалить?

Есть и ещё один неприятный момент, с которым сталкиваются владельцы машин с моторами объёмом 1,4 и 1,6 литра. На таких автомобилях катализатор располагается в выпускном коллекторе и является неотъемлемой и важной частью выхлопной системы. После удаления катализатора некоторые автомобилисты стали замечать, что с двигателем произошли какие-то изменения, и они совсем не положительные.

Автомобилисты обратили внимание на то, что примерно через 20 тысяч километров пробега без катализатора их машины начали расходовать моторное масло, а двигатель стал работать ощутимо громче. Опытные мастера в автосервисе объяснили это явление тем, что на некоторых моделях автомобилей, удаление катализатора приводит к падению давления в моторе, из-за чего и появляется масложор. Больше всего такой проблеме подвержены такие машины, как KIA Rio и Hyundai Solaris с моторами 1,4 литра, Mazda 3, Renault Logan с 16-клапанным двигателем, а также Volkswagen Golf с мотором 1,2 литра.

При использовании любых материалов необходима активная ссылка на DRIVENN.RU

Изменение мощности двигателя после удаления катализатора

Катализатор стал стандартным элементом автомобильного оборудования, и хотя он помогает сделать выхлоп двигателя более чистым, это не значит, что он не справляется со своей справедливой долей проблем. Многие модели автомобилей сегодня поставляются с несколькими каталитическими нейтрализаторами, и удаление лишних становится популярным. Основной причиной, которую содержит каталитический конвертер, является очистка двигателя от выхлопных газов перед тем, как они выйдут из выхлопной трубы.

Некоторые ранние конструкции преобразователей сильно ограничивали поток выхлопных газов, что негативно сказывалось на характеристиках авто, управляемости и экономии топлива. Поскольку они использовались с карбюраторами, не способными точно контролировать топливно-воздушную смесь, они могли перегреваться и поджигать легковоспламеняющиеся материалы под автомобилем.

Многие люди считают, что каталитический нейтрализатор препятствует работе автомобиля и не позволяет ему достичь полной мощности, в то время как другие беспокоятся о том, что он создаст слишком сильное противодавление выхлопных газов автомобиля. Таким образом, некоторые водители предпочитают вынимать катализатор из своих автомобилей и заменять его более упрощенной версией или более энергоэффективной моделью. Использованный катализатор можно продать через удобный сервис autocatalystmarket.com.

Повышение производительности является основной причиной удаления каталитического нейтрализатора. Основным принципом является то, что двигатель может всасывать больше свежего воздуха, если возможно выпустить большее количество выхлопных газов за короткий период времени. Большее количество воздуха в двигателе означает, что он может сжигать топливо более эффективно, что приводит к более высокой мощности двигателя.

После снятия катализатора с авто некоторые модели испытывают значительное увеличение мощности. Это преимущество возникает потому, что устройство создает источник противодавления на двигатель. Он использует сжатие как способ воздействия на выхлопные газы, прежде чем они покинут систему автомобиля. Поскольку газ выходит через выхлоп с добавленной скоростью, когда каталитический нейтрализатор отсутствует, двигатель может работать с максимальным потенциалом, так как больше ничего не остается для его удержания.

Когда происходит сжатие во время процесса выпуска, дополнительная работа, которую двигатель выполняет для выработки мощности, создает больше тепла под капотом. Удаляя каталитический нейтрализатор, вы устраняете это сужение, что означает, что вы можете работать при более низкой рабочей температуре. Вы также ощутите преимущества меньшего трения и нагрузки, если агрегат пропадет, что со временем может снизить общий износ автомобиля.

Насколько мощным будет автомобиль, зависит от того, насколько ограничительным был удаленный конвертер. Это также будет зависеть от того, выбран ли вторичный гоночный каталитический нейтрализатор, который предлагает большой поток газов. Однако не нужно снимать какую-либо часть системы пропусков оригинального оборудования. Кроме того, вместо того чтобы выбросить конвертер, можно повысить производительность, установив более широкую выхлопную трубу и менее ограничивающие глушители.

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.

Удаление катализатора - физическое и программное

На всех современных автомобилях с бензиновыми двигателями установлены один или несколько катализаторов. В следствии естественных причин (забился при большом пробеге авто) илив связи с определенными обстоятельствами (некачественное топливо, механические повреждения, неисправность двигателя или выхлопной системы) катализаторы выходят из строя. Выходят из строя, значит не выполняют свою основную функцию - очищение выхлопных газов. Перестают очищать выхлопные газы они по причине засоренности, оплавления или разрушения. После этого автомобиль теряет тягу, повышается расход топлива, возникает нестабильная работа двигателя на холостых оборотах, ну и появляется всеми любимый Джеки Чан "Check Engine" на приборной панели. Для восстановления нормальной работоспособности автомобиля необходимо произвести ремонт катализатора. Ремонт подразумевает замену старого катализатора на новый (оригинальный очень дорогой, а неоригинальный среднего качества просто дорогой) или удаление катализатора. Поскольку первый вариант ремонта нецелесообразен (катализатор очень дорогой, а менять его придется снова), далее мы расскажем о вариантах удаления катализатора.

Что такое катализатор

Катализатор или каталитический нейтрализатор - это элемент выхлопной системы автомобиля, предназначенный для очищения выхлопных газов и как следствие снижения вредных выбросов в окружающую среду. Состоит он из керамической матрицы с напылением драгоценных металлов (платиновой группы) на стенках. Соты этой матрицы задерживают в себе вредные частицы, которые образуются в следствии химической реакции выхлопных газов и напыления на сотах матрицы. В результате из очень вредных газов в атмосферу попадают уже менее вредные очищенные газы. Катализаторы стали устанавливать на автомобили в конце 90-х годов. Благодаря им появился экологический класс ЕВРО 2. Отличительная особенностью данного класса - возможность физически удалить катализатор без необходимости программных манипуляций или установок обманок и эмуляторов. Говоря простым языком, неисправный катализатор можно было просто удалить без каких либо негативных последствий. Это важно знать для понимания необходимости удаления современных катализаторов (Евро 3 и выше), как самого эффективного способа ремонта.

Разновидности катализаторов

Если говорить о разновидностях катализаторов с точки зрения сложности и стоимости ремонта для потребителя, то стоит выделить:

Катализаторы с 1 лямбда зондом (ЕВРО 2) - имеют 1 датчик кислорода. Он устанавливается до катализатора и измеряет уровень кислорода в выхлопных газах. Самый простой вариант. Катализатор просто удаляется. Вы оплачиваете только слесарные работы по удалению.

Катализаторы с 2 лямбда зондами (ЕВРО 3,4,5) - имеют 2 датчика кислорода. Первый устанавливается до катализатора и измеряет содержание кислорода в выхлопных газах, поступающих из выпускного коллектора. Второй устанавливается после катализатора, получает информацию о количестве кислорода от 1-го датчика, сравнивает с количеством кислорода которое осталось после прохождения через матрицу катализатора и выносит вердикт. Если кислорода стало больше - катализатор исправен. Если количество кислорода не изменилось - катализатор неисправен. Этот вариант намного сложнее. Поскольку после удаления матрицы катализатора, кол-во выхлопных газов до и после катализатора (т.е на обоих датчиках кислорода) становится одинаково - автомобиль впадает в аварийный режим. Основная задача специалиста - "убедить" второй лямбда зонд в разном содержании кислорода или избавиться него насовсем.

Коллекторные катализаторы - катализатор находится внутри корпуса коллектора. Для ремонта необходимо снятие коллектора, что увеличивает стоимость ремонта. Т.е помимо стандартных работ по удалению необходимо оплачивать работы по съему и установке коллектора, что на некоторых автомобилях долго и дорого.

Признаки неисправного катализатора

  1. Значок Check Engine на приборной панели. Компьютерная диагностика выдает ошибку P0420 "Низкая эффективность системы каталитической нейтрализации".
  2. Увеличенный расход топлива.
  3. Потеря тяги.
  4. Неустойчивая работа двигателя на холостом ходу.

Последствия эксплуатации автомобиля с неисправным катализатором

Из-за того, что нормально эксплуатировать автомобиль с неисправным катализатором не получится, случаи серьёзных поломок достаточно редкое явление. Но если они происходят, то заканчиваются дорогостоящим ремонтом. Распространенным случаем является расплавление сот катализатора и их попадание в камеру сгорания, что приводит к задирам в цилиндрах двигателя и поршневой группе.

Volkswagen Tiguan 2.0 t подробнее

Mitsubishi Lancer 9 подробнее

Honda Accord 8 подробнее

Для того чтобы понимать суть разных вариантов работ по удалению катализатора, необходимо знать что такое эмулятор и обманка для датчика кислорода, пламегаситель и турбинка.

Что такое эмулятор сигнала датчика кислорода

Эмулятор сигнала второго датчика кислорода это электронное устройство, основной функцией которого является перехват, корректировка показаний датчика кислорода и их передача в ЭБУ двигателем. Если говорить просто, то эмулятор преобразует аварийный сигнал второго датчика кислорода в нормальный, тем самым предотвращая включение аварийного режима на автомобиле.

Что такое механическая обманка на датчик кислорода

Это маленькая проставка внутри которой находится керамический сетка с каталитическим напылением. Принцип действия такой же как и у обычного катализатора: выхлопные газы проходят через обманку, вступают в реакцию с каталитическим напылением и выходят наружу очищенными. Разница в том, что эффект очищения минимальный, но его хватает, чтобы датчик второго лямбда зонда зафиксировал положительные изменения в количестве кислорода и не выдавал ошибку на ЭБУ.

Что такое пламегаситель (турбинка)

Специальная ремонтная вставка в корпус катализатора, выпускного коллектора или в разрез приеной трубы. Представляет из себя конструкцию из двух труб разного диаметра. Внутри труб находится специальный шумопоглащающий материал на основе базальтового волокна или металлическое антикоррозийное наполнение.

Почему нельзя просто оставить пустым корпус катализатора?

  1. Звук будет как у консервной банки,
  2. Быстрее выйдут из строя элементы выхлопной системы,
  3. Автомобиль впадет в аварийный режим (для машин с двумя датчиками кислорода).

А это безопасно? Плюсы и минусы удаления катализатора

Да, это безопасно! Катализатор не несет никакой жизненно важной функции для двигателя. Он просто очищает выхлопные газы. Более того, наличие катализатора отягощает двигатель дополнительными заботами, что влияет на общий КПД. Тем не менее на современных автомобилях недостаточно просто удалить катализатор, необходимо создать заводские условиях для функционирования выхлопной системы автомобиля.

Плюсы:

Если говорить про ощутимые плюсы, то их два:

  1. автомобиль возвращается к нормальной эксплуатации
  2. если не экономить на ремонте, можно избавиться от проблем с катализатором раз и навсегда

Многие пишут про увеличение мощности двигателя, снижении расхода топлива и т.д. Это все актуально, но разница настолько невелика, что вы её не почувствуете. Если нужно добиться снижения расхода топлива, большего крутящего момента и мощности необходимо делать специальный чип тюнинг.

Минусы:

  • автомобиль больше загрязняет окружающую среду.

Варианты удаления катализатора

Удаление катализатора подразумевает два вида работ: слесарные и программные.

Слесарные работы

Удаление катализатора с заменой на пламегаситель или турбинку

Самый распространенный и разрекламированный способ. Катализатор удаляют и на его место устанавливают пламегаситель (внутрь родного корпуса катализатора) или турбинку (в разрез приемной трубы).

Недостатки пламегасителя и турбинки:

  1. Не создают необходимый подпор газов, как с родным катализатором.
  2. Неэффективная работа при высоких оборотах двигателя;
  3. Небольшой срок службы.

Удаление катализатора с заменой на вставку из нержавеющей стали

Этот способ был разработан в нашей компании после неудачного опыта установки катализаторов и турбинок на современные автомобили. Современный автомобиль имеет очень сложное устройство и требует к себе технологичный подход. Наша фирменная вставка изготавливается из высококачественной стали марки 12Х18Н10Т. У неё есть два важных преимущества:

  1. Создает необходимый подпор газам, как и родной катализатор.
  2. Имеет большой срок службы.

Наша вставка одинаково эффективно работает при любых оборотах двигателя. Газодинамические характеристики системы восстанавливаются до заводского уровня. На сегодняшний день она не имеет недостатков по сравнению с пламегасителями и турбинками.

Программные работы

Установка обманок или эмулятор на сигнал второго лямбда зонда (датчика кислорода)

Эмулятор - корректирует сигнал от второго датчика кислорода и передает ЭБУ двигателя данные о том, что катализатор в порядке.

Обманка - выдает на второй датчик кислорода очищенные выхлопные газа, создавая эффект исправного катализатора.

Перепрограммирование автомобиля под нормы ЕВРО 2

По своей сути это чип тюнинг, только основной задачей является программное удаление катализатора, а не повышение мощности и крутящего момента двигателя. С помощью оригинальных (не китайских) программаторов мы считываем заводскую прошивку ЭБУ, на месте (не отправляя в сторонние организации) производим перепрошивку под нормы ЕВРО 2, тем самым удаляя из блока управления двигателем второй лямбда зонд.

Мы рекомендуем всем нашим клиентам выбрать вариант физического удаления катализатора с заменой на нашу фирменную вставку + перепрограммировать ЭБУ под нормы ЕВРО 2. На такой вариант ремонта мы предоставляем гарантию 10 лет! На практике такой ремонт избавит вас от проблем с неисправным катализатором раз и навсегда.

Удаление катализатора на дизеле: особенности работы

Забота об окружающей среде является одним из приоритетов большинства современных производителей авто. Жесткие требования стандартов Евро-4 и Евро-5 заставляют постоянно совершенствовать систему очистки отработанных газов. Её значимым элементом в любом авто является катализатор.

Этот элемент выполняет крайне важную функцию для окружающей среды, расщепляя содержащиеся в выхлопных газах вредные соединения на более безопасные. В частности, он нейтрализует:

  • оксиды азота;
  • альдегиды;
  • углеводороды.

Проходя через этот элемент, данные вещества расщепляются на углекислый газ, азот и воду, что делает их гораздо более безопасными для атмосферы. Учитывая, что выхлоп дизельных двигателей наносит гораздо больший урон окружающей среде, катализатор на дизеле имеет особое значение для соответствия автомобиля нормам Евро-4 и Евро-5.

Когда потребуется удаление катализатора на дизеле

Катализатор на авто устанавливается непосредственно перед выпускным коллектором и принимает на себя львиную долю нагрузки по очистке отработанных газов. Проходящие через узел химические соединения со временем забивают его.

Катализатор рассчитан на выполнение своих функций в течение 100 тысяч километров пробега, однако, до таких показателей в нашей стране не доживает фактически ни одна деталь. Причина в топливе крайне низкого качества, которое имеет очень широкое распространение. Естественно, что чем больше в солярке различных посторонних примесей, тем быстрее элемент выйдет из строя.

Важно! Распространенное заблуждением состоит в том, что катализатор в современном автомобиле только очищает выхлопные газы. Однако он также способствует их охлаждению и более тихой работе автомобиля. Поэтому стоит особенно внимательно взвесить все «за и против», если принимается решение о его удалении.

Можно ли отремонтировать катализатор

Данный узел является невозобновляемым, то есть, очистить забитый катализатор не представляется возможным. Внутри элемента расположено множество каналов или сот, которые не подлежат прочистке. Поэтому, по сути, при забитом узле есть только два решения:

  1. Заменить элемент новым — весьма дорогостоящий вариант, поскольку внутренне покрытие катализатора включает в себя ценные металлы. Самое дорогостоящее решение — установить оригинальный катализатор для вашего авто. Универсальный элемент обойдется чуть дешевле, но всё равно может пробить в бюджете автовладельца ощутимую брешь. К минусам данного решения можно отнести то, что замена не гарантирует того, что новый катализатор также не забьётся в ближайшее время.
  2. Просто удалить элемент — здесь важно учитывать массу нюансов, поэтому доверять такую работу стоит только профессионалам.

Негативные последствия удаления катализатора на дизеле

Любое изменение конструкции систем авто имеет как положительные, так и ярко выраженные негативные последствия. Среди плюсов избавления от катализатора можно назвать:

  1. Существенную экономию средств, так как новый катализатор стоит недешево. Речь конечно, идёт именно о варианте, когда узел вырезается без перепрошивки. В этом случае работа действительно обойдётся автовладельцу недорого, но риск более серьезных проблем слишком велик. Перепрошивка же системы — также весьма небюджетное занятие.
  2. Падение расхода топлива — иногда этот показатель может достигать до 15% от первоначального числа.
  3. Улучшение мощностных характеристик автомобиля — впрочем, его обычно ощущают в том случае, если катализатор был забит и не выполнял своих функций. Удалять исправный элемент с целью повысить мощность, как это часто делают любители тюнинга, всё же не стоит.

Минусов у подобного решения тоже достаточно:

  1. Автомобиль с удаленным катализатором не может соответствовать стандартам Евро-4 и выше, это в лучшем случае — Евро-3. Наносится ощутимый вред окружающей среде.
  2. Одна из функций элемента — рассеивать выхлопные газы, слегка охлаждая их, прежде чем они попадут в глушитель. Без него глушитель будет хуже выполнять свои функции, а также значительно быстрее прогорит, ведь в него будут поступать газы повышенной температуры.
  3. Без катализатора неизменно возрастёт уровень шума при работе автомобиля.
  4. Может появиться повышенная вибрация.

Признаки неисправности, последствиями которых будет удаление катализатора дизельного двигателя

Не заметить забитый катализатор на дизеле непросто. Об этом сигнализируют два основных признака:

  1. Лампа “Check engine”, которая в случае серьёзных неполадок с элементом горит постоянно.
  2. Забитый узел, по сути, создаёт пробку на пути движения отработанных газов, поэтому резко падает тяга, и, как следствие, уменьшается мощность двигателя. Собственно, это — одна из причин, по которой большинство автовладельцев решаются на удаление катализатора.

В большинстве современных дизельных автомобилей обычно установлен не один катализатор. Их может быть от двух до четырёх, и не все они, естественно, забиваются одновременно. Поэтому признаки неполадок могут изначально проявляться в лёгкой форме, если забит только один из них. Однако на остальные элементы в этот момент приходится усиленная нагрузка, поэтому временной промежуток до их забивания, как правило, резко сокращается.

Как производят удаление катализатора

Распространенное заблуждение насчёт катализатора состоит в том, что данный элемент можно просто вырезать из магистрали и тем самым решить все проблемы. На самом деле, на входе и выходе узла установлены датчики, сигналы с которых поступают в ЭБУ. Именно по их показаниям блок управления фиксирует ошибку. Сигнал об этом передаётся тогда, когда содержание кислорода на входе в катализатор и выходе из него становится одинаковым — в норме оно должно различаться. Естественно, что если элемент удалить, датчики будут подавать именно одинаковые показания.
В современных нейтрализаторах для дизелей, помимо датчиков содержания кислорода, имеются еще и узлы, контролирующие уровень NOx и аммиака (Nh4).

Важно! При простом удалении узла ЭБУ неизбежно пропишет в системе новую ошибку, поэтому ожидаемого увеличения тяги, скорее всего, не произойдёт. Напротив, ситуация может только ухудшиться.

Для того чтобы этого не произошло, обязательным элементом удаления является перепрограммирование ЭБУ с целью, во-первых, удалить существующие ошибки, связанные с этим узлом, а, во-вторых, собственно, сведения о датчиках и необходимости считывать с них показания. Учитывая, что речь идёт о трёх и более измерителях, доверять такую работу стоит только профессионалам — риск ошибки при перепрограммировании ЭБУ слишком велик. Только при условии перепрошивки системы удаление будет действительно беспроблемным и позволит увеличить мощность авто.

Для чего при удалении катализатора устанавливают пламегаситель

Частично нивелировать перечисленные выше недостатки поможет установка пламегасителя при удалении катализатора, поэтому данный метод особенно часто применяют на дизельных двигателях, где появление черного дыма и вибрации сильно снижает уровень комфорта при управлении транспортным средством.

В зависимости от типа устройств пламегасители могут устанавливаться как на приемной трубе, так и прямо за коллектором.Важным ограничением при установке пламегасителя является возможность перепрограммирования ЭБУ. Если такой опции нет, устанавливать элемент нельзя.

Что такое «катализаторы», а что нет. Катализаторы

Выбор топливного катализатора требует понимания того, что такое катализатор, а что нет, а также понимания того, что катализатор - или некатализатор - может и не может делать. Проблема в том, что определение катализатора - следовательно, функция катализатора - это движущаяся цель. Понять, что такое настоящий катализатор, не так уж сложно. Однако может быть очень трудно понять, для чего маркетологам в индустрии топливных добавок и улучшений используется слово «катализатор».

Настоящий топливный катализатор служит двум целям: повысить топливную эффективность (расход топлива) и снизить выбросы. «Катализатор», предназначенный для других целей - например, для смазки или очистки двигателя - не является катализатором. Если продукт, который вы планируете приобрести, не повысит топливную эффективность и не снизит выбросы, вы не приобретете катализатор.

Это не означает, что многие продукты, продаваемые как «катализаторы», которые на самом деле не являются катализаторами, не имеют ценности. Топливные добавки и присадки имеют ценность.Их можно использовать для очистки внутренних компонентов двигателя внутреннего сгорания, для смазки этих деталей и для увеличения октанового или цетанового числа топлива.

Но очистка, смазка и увеличение сопротивления сжатию топлива не делает его катализатором.

Что такое Catalyst

Настоящий топливный катализатор должен содержать катализаторы. Если компоненты «катализатора» не являются катализаторами, продукт является «катализатором» только по названию. Настоящий топливный катализатор содержит благородные металлы - а.к.а., катализаторы. Практически все благородные металлы - драгоценные металлы. Благородные металлы - уникальные элементы, потому что они обладают способностью катализировать.

Процесс катализа является уникальным в мире химии и физики, потому что катализаторы способны вызывать химические изменения без изменения самих себя. Поскольку катализаторы относятся к топливным катализаторам, благородные металлы в топливном катализаторе могут изменять молекулярную структуру ископаемого топлива без разрушения или разрушения.

Просто благородные металлы, являющиеся катализаторами, могут вызывать химические изменения, не подвергаясь химическим или физическим изменениям.

Что такое топливный катализатор

Топливный катализатор - это механическое устройство перед сгоранием, которое улучшает эффективность сгорания ископаемого топлива. В то время как топливные катализаторы неэффективны при изменении эффективности сгорания топлива с низкой плотностью энергии, топливные катализаторы могут значительно улучшить эффективность сгорания топлива с высокой плотностью энергии, такого как дизельное топливо, мазут и бункерное топливо.

Причина, по которой эффективность сгорания ископаемого топлива, такого как метан и бензин, трудно повысить, заключается в том, что небольшие молекулы с низким энергопотреблением и молекулярные цепи составляют углеводородный состав таких топлив, как бензин, пропан и природный газ.В то время как большие молекулы углеводородов и молекулярные цепи содержат большее количество энергии, чем те, которые содержатся в менее ценном топливе, большие молекулярные цепи связываются в кластеры. Углеводородные кластеры снижают эффективность сгорания.

Кластеры углеводородов, площадь поверхности и оксигенация

Благородные металлы в топливном катализаторе - кстати, те же самые, что и в каталитическом нейтрализаторе - создают гомогенную смесь дизельного и тяжелого топлива. Катализаторы в топливном катализаторе разрывают поляризованные связи, которые удерживают большие молекулы углеводородов вместе в кластеры.Осуществляя деполяризацию углеводородных кластеров и обнажая отдельные молекулы и молекулярные цепи, топливный катализатор создает большую площадь поверхности молекулы. Площадь поверхности важна для оксигенации молекул углеводородов.

Кислород - один из двух ключевых компонентов сгорания углеводородов, другой - искра или огромное давление, достаточное для того, чтобы заставить углеводороды в дизельном топливе сгореть. Молекулы не кислородсодержащих углеводородов не горят. Вместо этого несгоревшие углеводороды выбрасывают выхлопные газы в виде токсичных выбросов.

Как объясняет X-Engineer.org: «В реальных двигателях процесс сгорания является неполным. Это означает, что не вся энергия топлива, подаваемого в двигатель, высвобождается в процессе сгорания. Есть несколько факторов, которые могут влиять на процесс сгорания, наиболее важными из которых являются воздухозаборник и распыление топлива (размер капель).

Оксигенация и сжигание

Для горения топлива внутри цилиндра требуется воздух (кислород).Если кислорода недостаточно, то сгорает не все топливо, поэтому при сгорании выделяется только часть энергии (например, около 96%) ».

«Если мы проанализируем выхлопные газы двигателя внутреннего сгорания, то увидим, что они содержат как продукты неполного сгорания (оксид углерода CO, оксиды азота NOx, несгоревшие углеводороды HC, сажа PM), так и продукты полного сгорания (диоксид углерода CO2 и вода. h3O) ».

Просто топливный катализатор увеличивает насыщение кислородом молекул углеводородов за счет увеличения площади поверхности за счет разрушения кластеров углеводородных молекул и обнажения молекул внутри кластера, которые в противном случае не сгорели бы и выбрасывали бы выхлопные газы как потерянную энергию в виде выбросов.

Какие продукты, продаваемые как «катализаторы», не являются катализаторами

Существует большое количество разнообразных присадок и топливных добавок, которые продаются как катализаторы , хотя они не обладают ни одним из свойств катализатора. Все топливные присадки и добавки претерпевают химические изменения. Что еще более важно, добавки и добавки всегда нужно заменять на большее количество. Присадка к топливу сгорает вместе с топливом, с которым она смешана.

Моющее средство «Катализаторы»

Самыми распространенными топливными присадками являются детергенты.Моющие средства предназначены для очистки внутренних компонентов двигателя внутреннего сгорания. Когда ископаемое топливо горит, ископаемое топливо всегда оставляет остаток. Поскольку ископаемое топливо никогда не сгорит полностью эффективно, углерод накапливается на внутренних компонентах. Накопление углерода внутри двигателя создает трение.

Когда происходит накопление нагара внутри двигателя, детали изнашиваются быстрее из-за увеличения нагрева. Другая проблема, связанная с дополнительным трением, создаваемым скоплением углерода, которое вызывает трение, - это более низкая топливная эффективность.Поскольку моющие средства для топлива удаляют нагар внутри двигателя и уменьшают трение, моющие средства чрезвычайно важны для обслуживания транспортного средства или машины. Однако моющие средства можно и не следует принимать за катализаторы.

Октановые и цетановые добавки

Как и моющие средства, октановые и цетановые добавки жизненно важны для функционирования транспортного средства, если октановое или цетановое число используемого топлива недостаточно высоко для предотвращения предварительного сгорания - a.к.а, стучит. Сегодня инженеры, работающие с бензиновыми двигателями, проектируют автомобили, которые требуют топлива с более высоким октановым числом. Хотя некоторые люди могут полагать, что высокооктановый бензин означает более высокие характеристики, правда о высокооктановом бензине противоположна.

Высокооктановое топливо труднее сгорает, чем стандартный бензин. Причина, по которой высокооктановый бензин не воспламеняется так же легко, как бензин, произведенный без октановых добавок, заключается в том, что высокооктановый бензин имеет более низкую плотность энергии, чем бензин без присадок.Снижая удельную энергию бензина, инженеры предотвращают преждевременное сгорание топлива. Непрофессионалы называют предварительное сжигание термином "стук".

Когда поршни в двигателе поднимаются, если бензин слишком плотный, он воспламеняется в результате силы сжатия, а не воспламеняется, когда загорается свеча зажигания двигателя. За счет снижения летучести бензина - за счет повышения октанового числа бензина - инженеры могут проектировать двигатели с более высокой степенью сжатия. Двигатели с высокой степенью сжатия производят меньше выбросов и, теоретически, имеют более высокий тепловой КПД.

Термический КПД - это количество потерянной (потраченной впустую) энергии, деленное на общую энергию, вложенную в систему. Чем выше термический КПД, тем ниже выбросы и тем лучше расход топлива. Однако, поскольку высокооктановое топливо менее энергоемко, чем бензин без присадок, увеличение теплового КПД от высокооктанового топлива на самом деле не приводит к лучшему расходу топлива.

Однако высокооктановое топливо производит меньше выбросов и предотвращает детонацию. По существу, октановые и цетановые добавки к топливу имеют ценность.Но присадки к топливу с октановым числом и цетановым числом являются , а не топливными катализаторами. Присадки, повышающие октановое число и цетановое число, сгорают при сгорании топлива вместе с бензином или дизельным топливом.

Смазочные добавки

Дизель - густое топливо с высокой смазывающей способностью, которое помогает снизить трение в двигателе внутреннего сгорания перед сгоранием. Бензина же нет. Бензин - легкое топливо, которое легко испаряется, особенно при взбалтывании. Хотя бензин не увеличивает трение в двигателе внутреннего сгорания, внутренние компоненты бензинового двигателя изнашиваются быстрее, чем компоненты дизельного двигателя, если они не смазаны должным образом.Хотя моторное масло смазывает большинство компонентов двигателя, которые в противном случае пострадали бы от воздействия высокой температуры / среды с высоким коэффициентом трения, моторное масло не достигает всех из них.

Смазочные присадки к топливу помогают уменьшить трение между компонентами двигателя внутреннего сгорания, которые моторное масло не смазывает. Смазывая двигатель, смазочные присадки увеличивают срок его службы, а также повышают его эффективность.

Ценны для продления срока службы двигателя и увеличения теплового КПД, тем самым повышая эффективность использования топлива. Смазочные присадки - это , а не катализаторы .Как и почти все другие присадки, смазочные присадки сгорают при попадании в камеру сгорания бензинового двигателя.

Каталитические преобразователи

По физическому составу каталитические нейтрализаторы имеют больше общего с топливными катализаторами, чем любые присадки, детергенты или смазки. Во-первых, рабочие компоненты каталитического нейтрализатора - это истинных катализаторов , благородные металлы. Каталитические нейтрализаторы устанавливаются на выхлопной линии между выпускным коллектором и выхлопной трубой.Благородные металлы в каталитическом нейтрализаторе нагреваются до чрезвычайно высоких температур. После нагрева каталитический нейтрализатор сжигает несгоревшее топливо, выходящее из двигателя.

Без каталитического нейтрализатора несгоревшее топливо выдувается через выхлопные газы как токсичные выбросы. Что касается снижения выбросов, ни один псевдокатализатор не сравнится с каталитическим нейтрализатором. Однако каталитический нейтрализатор не , а не улучшает топливную экономичность. Фактически, создавая противодавление, которое вызывает обратный поток выхлопного воздуха в двигатель, каталитический нейтрализатор фактически снижает топливную эффективность так же, как это делает глушитель.

Топливные катализаторы

Опять же, топливный катализатор похож на каталитический нейтрализатор в том, что касается материалов, из которых он сделан. И, как и каталитический нейтрализатор, топливный катализатор снижает выбросы. Однако, в отличие от каталитического нейтрализатора, который снижает выбросы путем катализа выбросов в качестве устройства дожигания, топливный катализатор представляет собой механическое устройство перед сгоранием.

Топливные катализаторы устанавливаются на топливопроводе перед впускным клапаном дизельного двигателя. Назначение топливного катализатора - гомогенизировать смесь дизельного топлива до того, как смесь достигнет форсунок двигателя.

Повторюсь, все ископаемые виды топлива в их естественном состоянии представляют собой гетерогенную смесь углеводородов и загрязняющих веществ. Топлива с наибольшей плотностью энергии - такие как дизельное топливо, мазут и бункерное топливо - являются наиболее неоднородными смесями. По той же причине тяжелое топливо обычно является топливом с высокой плотностью энергии, тяжелое топливо - плохая смесь. Причина - большие молекулы углеводородов и длинные молекулярные цепочки углеводородов.

Топливо с низкой плотностью энергии, такое как бензин и природный газ, смешиваются более равномерно, поскольку молекулы углеводородов малы, как и их молекулярные цепи углеводородов.Они не слипаются с такой же скоростью, как молекулы в тяжелом топливе с высокой плотностью. Естественная поляризация крупных молекул углеводородов заставляет их слипаться.

Благородные металлы в топливном катализаторе нейтрализуют заряд, который удерживает большие углеводородные молекулы и молекулярные цепи вместе в кластеры. Получающаяся в результате гомогенная смесь дизельного топлива сгорает более эффективно, что увеличивает топливную экономичность и снижает выбросы.

Если топливный катализатор не увеличивает топливную эффективность и не снижает выбросы, это не настоящий топливный катализатор.

Руководство по краже каталитического нейтрализатора

Здесь, в Chapel Hill Tire, мы работаем, чтобы держать наших клиентов в курсе последних новостей автомобильной промышленности. В течение нескольких недель мы можем делиться воодушевляющей информацией, а на этой неделе мы здесь, чтобы обсудить более серьезную проблему, с которой сталкиваются водители: кража каталитического нейтрализатора. Вот все, что вам нужно знать об этой проблеме и о том, что вы можете сделать, чтобы оставаться в безопасности.

Почему крадут каталитические преобразователи?

Каталитический нейтрализатор - неотъемлемая часть вашего автомобиля, предназначенная для уменьшения количества загрязняющих веществ и токсичных газов, выделяемых вашей системой выбросов.Для завершения этого процесса используются драгоценные металлы, такие как платина, родий и палладий. Люди крадут каталитические нейтрализаторы автомобилей, чтобы продать эти металлы на металлолом.

Хотя это происходит уже много лет, недавний всплеск хищений каталитических нейтрализаторов может быть вызван экономической нестабильностью, вызванной пандемией. Кроме того, сокращение пешеходного движения в это время может облегчить задачу ворам, которые не чувствуют себя пойманными. Вору потребуется всего несколько минут, чтобы выпилить каталитический нейтрализатор из вашей машины и оставить вам тысячи долларов ущерба.

Какие автомобили предназначены для кражи каталитического нейтрализатора?

Toyota Prius - самый популярный автомобиль для кражи каталитического нейтрализатора. Как автомобиль с низким уровнем выбросов, конвертеры Prius содержат большее количество драгоценных металлов - платины, родия и палладия.

Воры могут получить до 700 долларов за конвертер с недобросовестных складов металлолома. И, к сожалению, это может оставить владельцев Prius с счетами до 2000 долларов.

Грузовики и внедорожники также часто становятся объектами кражи каталитического нейтрализатора, поскольку они подняты над землей.Это позволяет легче залезть под металл и распилить его. Тем не менее, любой автомобиль на дороге подвержен краже каталитического нейтрализатора.

Что делать при краже каталитического нейтрализатора

Шаг 1. Свяжитесь с властями

Если вы обнаружите, что каталитический нейтрализатор отсутствует, вам следует немедленно связаться с властями. Они проверят местные камеры видеонаблюдения и постараются помочь поймать человека, укравшего ваш конвертер. Кроме того, для вашего страхового покрытия может потребоваться отчет из полиции.

Шаг 2. Обратитесь в свою страховую компанию

В зависимости от вашего страхового покрытия ваша автомобильная страховка может покрывать замену каталитического нейтрализатора. Вы можете связаться со своим страховым агентом, чтобы узнать, какие у вас есть варианты и застрахованы ли вы.

Шаг 3. Посетите механика

Наконец, вам следует отнести свой автомобиль к механику для обслуживания. Эксперт может обсудить с вами варианты ремонта и запретить вам ездить без каталитического нейтрализатора.

Что происходит, если вы едете без каталитического нейтрализатора?

Столкнувшись с затратами на восстановление украденного «кота», многие клиенты задаются вопросом: «Могу ли я ездить без каталитического нейтрализатора?»

Ответ - и да, и нет. Технически автомобиль может работать без каталитического нейтрализатора. Однако это не устойчивый долгосрочный вариант. Вот некоторые из проблем, с которыми вы столкнетесь при движении без каталитического нейтрализатора.

Громкие шумы в автомобиле и отсутствие каталитического нейтрализатора

Первый признак кражи каталитического нейтрализатора - невероятно громкий шум автомобиля.Вы обнаружите, что при езде без каталитического нейтрализатора это будет звучать так, как будто ваш автомобиль рычит, особенно при запуске двигателя или подаче газа.

Грубое вождение и ускорение

Поскольку ваш выхлоп не регулируется, ваш автомобиль будет ездить более грубо. Двигатель обычно пропускает выхлоп через каталитический нейтрализатор. Без этого компонента этот мощный выхлоп приведет к резкому и неравномерному ускорению.

Неудачный ежегодный осмотр автомобиля

Без каталитического нейтрализатора вы не пройдете ни проверку безопасности NC, ни проверку выбросов NC.Хотя отказ проверки выбросов может показаться очевидным, вам может быть интересно, почему из-за отсутствия каталитического нейтрализатора вы не прошли проверку безопасности.

Ваша ежегодная проверка безопасности включает проверку выхлопной системы, которая проверяет, в частности, на наличие снятых и поврежденных компонентов. Это включает в себя ваш каталитический нейтрализатор, а также глушитель, выхлопную трубу, клапан PCP и клапан рециркуляции отработавших газов, среди прочего.

Таким образом, вы не сможете продлить регистрацию автомобиля без каталитического нейтрализатора.Вы можете найти дополнительную информацию о проверках выхлопной системы здесь, в нашем списке всего, что проверено во время вашего ежегодного осмотра безопасности.

Выбросы вредных автомобилей

Ваш каталитический нейтрализатор назван так потому, что он превращает токсины в менее вредные побочные продукты, такие как водяной пар и углекислый газ. Без этого компонента ваш автомобиль больше не будет фильтровать и сокращать вредные выбросы, включая углеводороды, оксиды азота и оксид углерода. Это не только вредно для окружающей среды, но также может привести к ухудшению качества воздуха.Например, когда вы паркуетесь в гараже, эти токсичные загрязнители могут попасть в ваш дом.

Как избежать штрафа в размере 250 долларов

Не каждый, кто ездит без каталитического нейтрализатора, становится жертвой кражи. Некоторые люди предпочитают снимать каталитические нейтрализаторы, чтобы увеличить свою мощность. Если власти обнаружат, что вы сняли каталитический нейтрализатор намеренно, это может привести к огромному штрафу в размере 250 долларов.

Это не относится к украденным каталитическим нейтрализаторам.Штраф назначается «за инструктаж или разрешение человеку вмешаться в работу устройства контроля выбросов транспортного средства с тем, чтобы это устройство вышло из строя или не работало должным образом». Однако, если ваш каталитический нейтрализатор был на самом деле украден, но вы пытаетесь избежать замены с помощью обходных путей, ваши усилия могут напоминать усилия водителя, пытающегося вмешаться в свою систему выбросов. Вот почему так важно сразу же сообщить об украденном каталитическом нейтрализаторе.

Как предотвратить кражу каталитического нейтрализатора?

К счастью, есть несколько профилактических мер, которые вы можете предпринять, чтобы предотвратить кражу вашего каталитического нейтрализатора.

Установите защитное устройство

Кража каталитического нейтрализатора стала настолько заметной, что компании начали продавать защитные устройства. Эти установки делают невозможным отключение вашего каталитического нейтрализатора. К сожалению, качественные устройства и их установка, скорее всего, обойдутся вам в несколько сотен долларов. Однако это может сэкономить тысячи долларов на замене каталитического нейтрализатора.

Вы можете узнать немного больше о Cat Security - одном из этих защитных устройств - в этом видео от наших экспертов и увидеть окончательную установку здесь.

Сигнализация срабатывания вибрации

Некоторые новые автомобили имеют настройку безопасности, которая срабатывает при обнаружении вибрации. Распил вашего каталитического нейтрализатора будет достаточно, чтобы сработать эти сигналы тревоги.

Осознанная парковка

Когда вы находитесь дома, вы можете припарковаться в гараже, чтобы избежать кражи катализатора. Что насчет того, когда ты в пути? Если ваш гараж недоступен, помните несколько советов по парковке:

  • Ярко освещенные места: Парковка под уличными фонарями или в ярко освещенных местах может помочь предотвратить кражу.
  • Густонаселенные районы: Если на стоянке или в гараже, в котором вы находитесь, много пешеходов, вам будет сложно украсть ваш каталитический нейтрализатор, не будучи пойманными.
  • Камера видеонаблюдения: Следите за камерами видеонаблюдения на парковке и постарайтесь найти место, которое они видят.

В лучшем случае эти методы могут предотвратить кражу вашего каталитического нейтрализатора. В противном случае это может помочь властям поймать человека, укравшего детали вашего автомобиля.

Chapel Hill Tire Catalytic Converter Services

Chapel Hill Tyre оснащена устройствами защиты каталитического нейтрализатора, необходимыми для обеспечения вашего спокойствия и защиты вашего автомобиля. Мы продаем и устанавливаем эти устройства, чтобы помочь нашим водителям предотвратить кражу каталитического нейтрализатора.

Если ваш каталитический нейтрализатор был украден, немедленно свяжитесь с властями, чтобы сообщить об этой краже. Вы также можете посетить Chapel Hill Tyre, чтобы обсудить варианты ремонта. Мы с гордостью обслуживаем территорию Большого Треугольника, включая Роли, Дарем, Чапел-Хилл, Апекс и Каррборо, через наши 9 офисов.Мы также обслуживаем близлежащие города, такие как Уэйк-Форест, Питтсборо, Найтдейл, Гарнер и другие города. Запишитесь на прием здесь онлайн, чтобы начать работу сегодня и оставаться в безопасности!

Вернуться к ресурсам

Как работают каталитические нейтрализаторы | HowStuffWorks

В химии катализатор - это вещество, которое вызывает или ускоряет химическую реакцию, не затрагивая себя. Катализаторы участвуют в реакциях, но не являются ни реагентами, ни продуктами реакции, которую они катализируют.В организме человека ферменты являются естественными катализаторами, ответственными за многие важные биохимические реакции [источник: Chemicool].

В каталитическом нейтрализаторе работают два различных типа катализатора: катализатор восстановления и катализатор окисления . Оба типа состоят из керамической структуры, покрытой металлическим катализатором, обычно платиной, родием и / или палладием. Идея состоит в том, чтобы создать структуру, которая подвергает максимальную площадь поверхности катализатора потоку выхлопных газов, а также минимизирует необходимое количество катализатора, поскольку материалы чрезвычайно дороги.Некоторые из новейших конвертеров даже начали использовать золото, смешанное с более традиционными катализаторами. Золото дешевле, чем другие материалы, и может увеличивать окисление, химическую реакцию, которая снижает количество загрязняющих веществ, до 40 процентов [источник: Kanellos].

Большинство современных автомобилей оборудованы трехкомпонентными каталитическими нейтрализаторами . Это относится к трем регулируемым выбросам, которые он помогает снизить.

Катализатор восстановления - первая ступень каталитического нейтрализатора.В нем используются платина и родий, чтобы уменьшить выбросы NOx. Когда молекула NO или NO2 контактирует с катализатором, катализатор вырывает атом азота из молекулы и удерживает его, высвобождая кислород в форме O2. Атомы азота связываются с другими атомами азота, которые также прилипают к катализатору, образуя N2. Например:

2NO => N2 + O2 или 2NO2 => N2 + 2O2

2NO => N 2 + O 2 или 2NO 2 => N 2 + 2O 2

Катализатор окисления - вторая ступень каталитического нейтрализатора.Он уменьшает количество несгоревших углеводородов и окиси углерода путем их сжигания (окисления) над платиновым и палладиевым катализатором. Этот катализатор способствует реакции CO и углеводородов с оставшимся кислородом в выхлопных газах. Например:

2CO + O 2 => 2CO 2

В каталитических нейтрализаторах используются два основных типа структур - соты и керамические шарики . В большинстве автомобилей сегодня используется сотовая структура.

В следующем разделе мы рассмотрим третий этап процесса конверсии и то, как вы можете получить максимальную отдачу от вашего каталитического нейтрализатора.

7.1: Каталитические преобразователи - Chemistry LibreTexts

Каталитический нейтрализатор - это устройство, используемое для уменьшения выбросов двигателя внутреннего сгорания (используется в большинстве современных автомобилей и транспортных средств). Недостаточно кислорода для полного окисления углеродного топлива в этих двигателях до двуокиси углерода и воды; таким образом образуются токсичные побочные продукты. Каталитические преобразователи используются в выхлопных системах, чтобы обеспечить место для окисления и восстановления токсичных побочных продуктов (таких как оксиды азота, монооксид углерода и углеводороды) топлива до менее опасных веществ, таких как диоксид углерода, водяной пар и газообразный азот.

Введение

Каталитические нейтрализаторы

были впервые широко внедрены в автомобили американского производства в 1975 году из-за правил EPA по сокращению токсичных выбросов. Закон Соединенных Штатов о чистом воздухе требовал сокращения выбросов всех новых моделей автомобилей на 75% после 1975 года, причем снижение должно было осуществляться с использованием каталитических нейтрализаторов. Без каталитических нейтрализаторов автомобили выделяют углеводороды, окись углерода и окись азота. Эти газы являются крупнейшим источником приземного озона, который вызывает смог и вреден для жизни растений.Каталитические нейтрализаторы также можно найти в генераторах, автобусах, грузовиках и поездах - почти все, что имеет двигатель внутреннего сгорания, имеет форму каталитического нейтрализатора, прикрепленного к его выхлопной системе.

Каталитический нейтрализатор - это простое устройство, в котором используются базовые окислительно-восстановительные реакции для уменьшения количества загрязняющих веществ, производимых автомобилем. Он преобразует около 98% вредных паров, производимых автомобильным двигателем, в менее вредные газы. Он состоит из металлического корпуса с керамической сотовой внутренней частью с изолирующими слоями.Этот сотовый интерьер имеет тонкостенные каналы, покрытые тонким слоем оксида алюминия. Это пористое покрытие увеличивает площадь поверхности, позволяя протекать большему количеству реакций и содержит драгоценные металлы, такие как платина, родий и палладий. В одном конвертере уходит не более 4-9 граммов этих драгоценных металлов.

Конвертер использует простые реакции окисления и восстановления для преобразования нежелательных паров. Вспомните, что окисление - это потеря электронов, а восстановление - это их получение.Драгоценные металлы, упомянутые ранее, способствуют переносу электронов и, в свою очередь, преобразованию токсичных паров.

Последняя секция преобразователя управляет системой впрыска топлива. Этой системе управления помогает датчик кислорода, который отслеживает, сколько кислорода находится в выхлопном потоке, и, в свою очередь, сообщает компьютеру двигателя, чтобы он отрегулировал соотношение воздух-топливо, поддерживая работу каталитического нейтрализатора на стехиометрической точке и около 100%. эффективность.

Функции

Трехкомпонентный каталитический нейтрализатор выполняет одновременно три функции:

  1. Восстановление оксидов азота до элементарного азота и кислорода: \ [NO_x \ rightarrow N_x + O_x \]
  2. Окисление окиси углерода до двуокиси углерода: \ [CO + O_2 \ rightarrow CO_2 \]
  3. Окисление углеводородов до диоксида углерода и воды: \ [C_xH_ {4x} + 2xO_2 \ rightarrow xCO_2 + 2xH_2O \]

Есть два типа «систем», работающих в каталитическом нейтрализаторе: «обедненная» и «богатая».«Когда система работает« на обедненной смеси », кислорода больше, чем требуется, и поэтому реакции способствуют окислению монооксида углерода и углеводородов (за счет восстановления оксидов азота). Напротив, когда система работает «богатый», топлива больше, чем необходимо, и реакции способствуют восстановлению оксидов азота до элементарного азота и кислорода (за счет двух реакций окисления). При постоянном дисбалансе реакций система никогда не достигает 100% эффективность.

Примечание: конвертеры могут накапливать «лишний» кислород в потоке выхлопных газов для дальнейшего использования. Это хранилище обычно происходит, когда система работает экономно; газ выделяется, когда в выхлопном потоке недостаточно кислорода. Выделяемый кислород компенсирует нехватку кислорода, полученного в результате восстановления NO x , или когда происходит резкое ускорение, и система соотношения воздух-топливо обогащается быстрее, чем каталитический нейтрализатор может адаптироваться к этому. Кроме того, высвобождение накопленного кислорода стимулирует процессы окисления CO и C x H 4x .

Опасности загрязняющих веществ

Без окислительно-восстановительного процесса для фильтрации и преобразования оксидов азота, оксидов углерода и углеводородов качество воздуха (особенно в больших городах) становится вредным для человека.

Оксиды азота: Эти соединения относятся к тому же семейству, что и диоксид азота, азотная кислота, закись азота, нитраты и оксид азота. Когда NO x выбрасывается в воздух, он вступает в реакцию, стимулируемую солнечным светом, с органическими соединениями в воздухе; результат - смог.Смог является загрязнителем и оказывает вредное воздействие на легкие детей. NO x , реагируя с диоксидом серы, производит кислотные дожди, которые очень разрушительны для всего, на что он попадает. Кислотный дождь разъедает автомобили, растения, здания, национальные памятники и загрязняет озера и ручьи до непригодной для рыбы кислотности. NO x также может связываться с озоном, создавая биологические мутации (например, смог) и уменьшая пропускание света.

Окись углерода: Это опасный вариант природного газа, CO 2 .Не имеющий запаха и цвета, этот газ не выполняет многих полезных функций в повседневных процессах.

Углеводороды: Вдыхание углеводородов из бензина, бытовых чистящих средств, топлива, керосина и других видов топлива может быть смертельным для детей. Другие осложнения включают нарушения центральной нервной системы и сердечно-сосудистые проблемы.

Каталитическое ингибирование и разрушение

Каталитический нейтрализатор - это чувствительное устройство с внутренним покрытием из драгоценных металлов.Без этих металлов окислительно-восстановительные реакции не могут происходить. Есть несколько веществ и химикатов, которые тормозят работу каталитического нейтрализатора.

  1. Свинец: Большинство автомобилей работают на неэтилированном бензине, в котором весь свинец удален из топлива. Однако, если свинец добавляется в топливо и сжигается, он оставляет осадок, покрывающий каталитические металлы (Pt, Rh, Pd и Au) и предотвращающий контакт с выхлопными газами, что необходимо для проведения необходимых окислительно-восстановительных реакций.
  2. Марганец и кремний: Марганец в основном содержится в металлоорганическом соединении ММТ (метилциклопентадиенил-трикарбонил марганца).MMT - это соединение, используемое в 1990-х годах для увеличения октанового числа топлива (более высокое октановое число указывает на то, что газ с меньшей вероятностью воспламеняется, вызывая взрыв двигателя. Это важно, поскольку двигатели с более высокими рабочими характеристиками имеют высокую степень сжатия, что может нужен бензин с более высоким октановым числом, чтобы дополнить степень сжатия в двигателе), и в настоящее время запрещен к коммерческой продаже из-за правил EPA. Кремний может просачиваться из камеры сгорания в поток выхлопных газов из охлаждающей жидкости внутри двигателя.

Эти загрязнения препятствуют нормальной работе каталитического нейтрализатора. Однако этот процесс можно обратить вспять, запустив двигатель при высокой температуре, чтобы увеличить поток горячих выхлопных газов через преобразователь, расплавив или сжижая некоторые загрязнения и удалив их из выхлопной трубы. Этот процесс не работает, если металл покрыт свинцом, потому что свинец имеет высокую температуру кипения. Если отравление свинцом достаточно серьезное, весь преобразователь приходит в негодность и подлежит замене.

Термодинамика каталитических нейтрализаторов

Напомним, что термодинамика предсказывает, являются ли реакция или процесс самопроизвольными при определенных условиях, но не скорость этого процесса. Приведенные ниже окислительно-восстановительные реакции протекают медленно без катализатора; даже если процессы термодинамически благоприятны, они не могут происходить без надлежащей энергии. Эта энергия представляет собой энергию активации (\ (E_a \) на рисунке ниже), необходимую для преодоления начального энергетического барьера, препятствующего реакции.Катализатор способствует термодинамическому процессу за счет снижения энергии активации; сам катализатор не производит продукт, но он влияет на количество и скорость образования продуктов.

  1. Восстановление оксидов азота до элементарного азота и кислорода: \ [NO_x \ rightarrow N_x + O_x \]
  2. Окисление окиси углерода до двуокиси углерода. \ [CO + O_2 \ вправо CO_2 \]
  3. Окисление углеводородов до диоксида углерода и воды. \ [C_xH_ {4x} + 2xO_2 \ стрелка вправо xCO_2 + 2xH_2O \]

Каталитический нейтрализатор угонный

Из-за наличия драгоценных металлов в покрытии внутренней керамической конструкции многие каталитические нейтрализаторы стали объектами краж.Преобразователь является наиболее легкодоступным компонентом, поскольку он находится снаружи и под автомобилем. Вор легко мог проскользнуть под машину, пропилить соединительные трубки на каждом конце и уйти вместе с каталитическим нейтрализатором. В зависимости от типа и количества драгоценных металлов внутри каталитический нейтрализатор можно легко продать по 200 долларов за штуку.

Глобальное потепление

Хотя каталитический нейтрализатор помогает снизить токсичность выхлопных газов автомобильных двигателей, он также оказывает вредное воздействие на окружающую среду.При конверсии углеводородов и окиси углерода образуется двуокись углерода. Двуокись углерода - один из наиболее распространенных парниковых газов, вносящий значительный вклад в глобальное потепление. Конвертеры иногда вместе с углекислым газом перестраивают азотно-кислородные соединения с образованием закиси азота. Это то же соединение, которое используется в веселящем газе и в качестве усилителя скорости в автомобилях. Как парниковый газ, закись азота в 300 раз сильнее углекислого газа и пропорционально способствует глобальному потеплению.

Список литературы

  1. Тимберлейк, Карен К. Химия: Введение в общую, органическую и биологическую химию . 10-е изд. Верхняя Сэддл Ривер: Высшее образование Прентис Холл, 2008.
  2. Петруччи, Ральф Х., Уильям С. Харвуд и Джефф Э. Херринг. Общая химия: принципы и современные приложения . 9 изд. Река Аппер Сэдл: Прентис Холл, 2006. d Биологическая химия . 10-е изд. Тимберлейк, Карен К. Химия: Введение в общие, органические и биологические Chmi

Проблемы

  1. Каковы потенциальные опасности токсичных веществ, выбрасываемых автомобилем без каталитического нейтрализатора?
  2. Какие 3 окислительно-восстановительных реакции происходят в трехкомпонентном каталитическом нейтрализаторе?
  3. Каталитический нейтрализатор работает с КПД 100%? Почему или почему нет?
  4. Как каталитические нейтрализаторы могут быть повреждены или неправильно использованы?
  5. Почему кражи каталитических нейтрализаторов? What ar

Авторы

Более дешевый катализатор удаляет пары дизельных автомобилей: Nature News

Материал, не содержащий платины, означает топливосберегающие двигатели при более низкой стоимости.

Более дешевые материалы катализатора могут помочь автопроизводителям соответствовать более жестким стандартам выбросов для своих автомобилей. Ingram Publishing

Дорогой платиновый катализатор, очищающий выхлопные газы дизельных автомобилей, можно заменить более дешевыми материалами, как выяснили химики. Это открытие может снизить стоимость экономичных двигателей, в том числе для бензиновых транспортных средств, что облегчит автопроизводителям соблюдение более жестких стандартов выбросов.

Команда под руководством Вэй Ли из научно-исследовательских лабораторий General Motors в Уоррене, штат Мичиган, показала, что оксиды перовскита из обычной минеральной руды, обогащенные металлами стронцием и палладием, лучше, чем платина, очищают выхлопные газы. двигатели внутреннего сгорания, работающие на обедненной смеси.Автомобили с этими двигателями (обычно с дизельными двигателями) выделяют меньше парниковых газов и потребляют меньше топлива на километр, чем автомобили с бензиновым двигателем, но, как правило, дороже.

Джим Паркс, который работает над выбросами топлива и катализаторами в Национальной лаборатории Ок-Ридж, штат Теннесси, говорит, что если бы платину можно было удалить из дизельных катализаторов, «разница в цене поначалу может быть относительно небольшой; возможно, от 100 до 400 долларов США в зависимости от размер транспортного средства ». Но, добавляет он, более важным моментом этой новейшей технологии является то, что она может позволить производителям автомобилей рассмотреть возможность использования двигателей с обедненной смесью в бензиновых автомобилях, поскольку они пытаются - или вынуждены по закону - увеличить экономию топлива своего автопарка. .

«Сейчас мы работаем над испытаниями реальных автомобилей. Трудно предсказать, когда они попадут в серийное производство, но, возможно, через несколько лет», - говорит Ли. Результаты команды опубликованы в Science 1 , и General Motors владеет предварительными патентами на эту работу.

Скажи платине «нет»

«Большую часть прибыли дизельного автомобиля составляет стоимость системы очистки выхлопных газов», - говорит Ли, - и часть этой стоимости приходится на платину.

Трехкомпонентный каталитический нейтрализатор бензиновых автомобилей, названный так потому, что он удаляет оксиды азота, оксид углерода и углеводороды, использует не более грамма металлической платины, но, по словам Дэвида Джолли, в катализаторах в дизельных двигателях используется в пять-десять раз больше. лондонской химической группы и производителя катализаторов Johnson Matthey. Платиновый металл в настоящее время стоит 1580 долларов за тройскую унцию (что эквивалентно 31 грамму), хотя цена непостоянна; два года назад он превысил 2000 долларов.

Дорогие платиновые катализаторы - одна из причин, по которым экономичные автомобили стоят дороже. E. Parks / AAAS

Платина необходима, потому что двигатели, работающие на обедненной смеси, работают на меньшем количестве топлива и большем количестве воздуха, чем обычные двигатели. В этих богатых кислородом условиях стандартный трехкомпонентный каталитический нейтрализатор по-прежнему будет выполнять свою работу по контролю выбросов монооксида углерода, но не может эффективно очищать оксиды азота (NO x ) - компонент смога. Вместо этого модифицированный катализатор сначала преобразует моноксид азота (NO) в диоксид азота (NO 2 ), который затем хранится.Каждые несколько минут через выхлоп проходит импульс богатого топлива, и NO 2 выделяется в виде газообразного азота. Платина имеет решающее значение для преобразования NO в NO 2 .

Уже сейчас можно вообще отказаться от использования платиновых катализаторов. Многие производители, продающие автомобили в Соединенных Штатах, где действуют более жесткие стандарты выбросов NO x , недавно сделали это. Но это обходное решение сложное и не менее затратное: оно включает хранение мочевины (компонента мочи) на борту автомобиля; он разлагается до аммиака, который реагирует с NO x с образованием азота и воды.Однако мочевина имеет тенденцию замерзать в холодную погоду, и водитель должен доливать ее.

Еще лучше?

Перовскитовые оксиды изучались на предмет их использования в качестве катализаторов в течение десятилетий, но Ли и его команда обнаружили, что замена некоторых атомов в перовскитах лантана-кобальта или лантана-марганца атомами стронция резко улучшила их характеристики при окислении NO.

Более того, добавив в катализатор палладий из редких металлов, команда смогла избежать отравления минералов серой, выделяемой в выхлопных газах топлива.Палладий - еще один редкий металл, но он на 70% дешевле платины. В целом, эта система превзошла коммерческие катализаторы окисления дизельного топлива, сообщает группа Ли 1 .

ОБЪЯВЛЕНИЕ

«Я не видел ничего другого с таким хорошим окислением с использованием катализатора из неблагородных металлов [платины]», - говорит Луиза Олссон, которая работает над катализаторами моторного топлива в Технологическом университете Чалмерса в Гетеборге, Швеция.

«Я работал над этими типами катализаторов 13 лет назад и не смог получить таких результатов», - говорит Оуэн Бейли, который сейчас работает над аналогичными катализаторами в группе материаловедения Umicore со штаб-квартирой в Брюсселе.«Секрет в стронции», - говорит Ли, хотя неясно, что именно он делает. Он предполагает, что это может помочь атомам кислорода связываться с катализатором на решающей стадии окисления.

Бейли считает это улучшение захватывающим, но это всего лишь «еще один потенциальный инструмент» для повышения экономии топлива. «Я не знаю, насколько далеко это может зайти», - говорит он.

«Доставить это из лаборатории в автомобиль - настоящая проблема», - соглашается Джолли.

  • Список литературы

    1. Ким, К.H. et al. Science 327, 1624–1627 (2010). | Статья | ChemPort |

Каталитические преобразователи | Давайте поговорим о науке

Есть ли у вас друзья, которые готовятся к экзамену по вождению? Или, может быть, вы тот, кто усвоил правила дорожного движения. Но как много вы на самом деле знаете о своей машине? Например, вы говорили, что благородные металлы помогают очищать выхлоп двигателя?

Предупреждение о заблуждении

Благородные металлы и драгоценные металлы - это не одно и то же.Драгоценные металлы имеют высокую денежную ценность. Благородные металлы обладают высокой устойчивостью к коррозии и окислению. Однако некоторые драгоценные металлы также относятся к благородным металлам.

Что выходит из выхлопной трубы автомобиля?

Выхлоп автомобилей также называют выхлопными газами автомобилей. В нем много веществ. Некоторые из них более вредны, чем другие.

В двигателе вашего автомобиля, вероятно, используется бензин в качестве топлива. Бензин - углеводород . Ваша машина смешивает это топливо с воздухом перед тем, как сжечь его.Этот процесс называется сжиганием , и он дает множество побочных химических продуктов.

Некоторые из этих побочных продуктов совершенно безопасны. Например, воздух на 78% состоит из газообразного азота (N 2 ). Часть этого азота реагирует с кислородом во время горения. Однако большая его часть попадает в выхлоп двигателя как N 2 . Выхлоп двигателя также включает воду (H 2 O). Зимой вы часто будете видеть, как из выхлопных труб капает вода.

Двигатели автомобилей также выделяют много вредных веществ.Некоторые из них могут вызвать кислотное осаждение. Это касается диоксида углерода (CO 2 ), оксидов азота (NO x ) и оксидов серы .

Другие выбросы от транспортных средств могут вызвать проблемы со здоровьем, такие как сердечно-сосудистые заболевания и рак. Так обстоит дело с несгоревшими углеводородами, твердыми частицами (частицами углерода) и летучими органическими соединениями (ЛОС) .

Автомобильные двигатели также выделяют окись углерода (CO) .Этот ядовитый газ может заменить кислород в вашем кровотоке. Если вы вдыхаете его достаточно, он может даже задохнуться!

Звучит очень опасно, не так ли? К счастью, каталитические нейтрализаторы помогают снизить вредные выбросы двигателя. Вот как.

Что такое каталитический нейтрализатор?

Каталитический нейтрализатор был изобретен около 1950 года Эженом Удри. Он был французским инженером-механиком. Он разработал каталитический нейтрализатор для очистки выхлопных газов автомобилей.

Каталитические нейтрализаторы начали широко использовать примерно в 1975 году. В то время правительства начали попытки уменьшить загрязнение воздуха от автомобилей. Но тогда многие автомобили использовали этилированный бензин. Свинец (Pb) может препятствовать нормальной работе каталитического нейтрализатора. Это потому, что свинец может покрывать поверхность, которая обычно вступает в реакцию с выхлопными газами.

Знаете ли вы?

Представьте, что вы использовали одинаковое количество топлива в внедорожнике с каталитическим нейтрализатором и в газонокосилке без него.Газонокосилка будет выделять примерно в 100 раз больше загрязняющих веществ!

Как работают каталитические нейтрализаторы?

На автомобиле каталитический нейтрализатор прикреплен к выхлопной трубе. Металлический корпус содержит керамические соты. Соты покрыты смесью платины (Pt), палладия (Pd) и родия (Rh). Эти благородные металлы хорошо сопротивляются окислению, коррозии и кислоте. Это означает, что они могут противостоять плохой погоде и всем химическим веществам, выделяемым автомобильным двигателем.

Благородные металлы в каталитических нейтрализаторах действуют как катализаторы .Катализаторы - это соединения , которые могут запускать химическую реакцию, не будучи затронутыми ими. Сотовая структура внутри каталитического нейтрализатора увеличивает площадь поверхности, на которой могут происходить реакции.

Каталитические преобразователи используют в качестве катализаторов такие элементы, как платина (Pt), палладий (Pd) и родий (Rh) (Давайте поговорим о науке с использованием фотографий Periodictableru [CC BY], Изображения химических элементов в высоком разрешении [CC BY и Alchemist-hp ( talk) www.pse-mendelejew Производная работа: Purpy Pupple [CC BY-SA 3.0] Wikimedia Commons (Pt, Pd, Rh)).

Знаете ли вы?

Сегодня около 98% всех продаваемых в мире новых автомобилей содержат каталитический нейтрализатор.

Какие химические реакции происходят в каталитическом нейтрализаторе?

Каталитические нейтрализаторы

используют реакции восстановления , и , (окислительно-восстановительный потенциал) для уменьшения вредных выбросов.

Они используют катализатор восстановления , состоящий из платины и родия. Он помогает уменьшить количество оксидов азота (NO x ), удаляя атомы азота из молекул оксида азота (NO и NO 2 ).Это позволяет свободному кислороду образовывать газообразный кислород (O 2 ). Затем атомы азота, прикрепленные к катализатору, вступают в реакцию друг с другом. В результате этой реакции образуется газообразный азот (N 2 ).

Реакции восстановления азотной кислоты и диоксида азота (© Let’s Talk Science, 2019).

Изображение - текстовая версия

Азотная кислота и диоксид азота восстанавливаются с образованием газообразного азота и газообразного кислорода.

Каталитические нейтрализаторы

также используют катализатор окисления , состоящий из платины или палладия.Это помогает снизить содержание углеводородов (HC) и оксида углерода (CO). Начнем с того, что окись углерода и кислород соединяются с образованием двуокиси углерода (CO2). Затем несгоревшие углеводороды и кислород объединяются с образованием диоксида углерода и воды.

Реакции окисления монооксида углерода и несгоревших углеводородов (© Let’s Talk Science, 2019).

Изображение - текстовая версия

Окись углерода и кислород соединяются с образованием двуокиси углерода. Несгоревшие углеводороды и кислород объединяются с образованием диоксида углерода и воды.

В современных каталитических нейтрализаторах также используются датчики кислорода . Иногда их называют лямбда-датчиками. Они контролируют, сколько дополнительного кислорода закачивается в выхлопной поток. Поддержание правильного количества кислорода делает реакции восстановления и окисления более эффективными.

Знаете ли вы?

Двигатель автомобиля производит наибольшее количество загрязнений сразу после его включения. Это потому, что каталитическим нейтрализаторам может потребоваться несколько минут, чтобы сработать.Это отличный повод прогуляться, если вам нужно проехать лишь небольшое расстояние!

Исследователи изучают, можно ли использовать золото в каталитических нейтрализаторах. Это может показаться дорогим. Но на самом деле золото дешевле многих других благородных металлов. И это еще не все! Фактически, в ближайшие пару десятилетий у нас могут закончиться такие металлы, как платина. В некоторых местах люди даже воруют каталитические нейтрализаторы, чтобы добраться до драгоценных благородных металлов внутри!

Катализатор окисления дизельного топлива

Катализатор окисления дизельного топлива

Вт.Адди Маевски

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Abstract : Катализаторы окисления дизельного топлива способствуют химическому окислению CO и HC, а также органической фракции (OF) твердых частиц дизельного топлива. Они также окисляют диоксид серы, который присутствует в выхлопных газах дизельных двигателей при сгорании серосодержащего топлива. Окисление SO 2 приводит к образованию твердых частиц сульфата и может значительно увеличить общие выбросы твердых частиц, несмотря на уменьшение органической фракции.В современных системах нейтрализации дизельных двигателей важной функцией DOC является повышение содержания NO 2 в выхлопных газах для поддержки работы катализаторов SCR и сажевых фильтров.

Каталитические реакции

Катализатор окисления дизельного топлива (DOC) обязан своим названием своей способности способствовать окислению компонентов выхлопных газов кислородом, который в больших количествах присутствует в выхлопных газах дизельных двигателей. При прохождении над катализатором окисления монооксид углерода (CO), газовая фаза углеводородов (HC), органическая фракция дизельных твердых частиц (OF), а также нерегулируемые выбросы, такие как альдегиды или ПАУ, могут окисляться до безвредные продукты, и, следовательно, их можно контролировать с помощью DOC.В современных системах дополнительной обработки дизельного топлива важной функцией DOC является окисление оксида азота (NO) до диоксида азота (NO 2 ) - газа, необходимого для поддержки работы сажевых фильтров и катализаторов SCR, используемых для снижения NOx. . Подробное обсуждение реакций DOC, кинетики реакций и других аспектов технологии можно найти в литературе [3829] .

Механизм реакции над дизельным катализатором окисления объясняется наличием активных каталитических центров на поверхности носителя катализатора, которые обладают способностью адсорбировать кислород.В целом реакция каталитического окисления включает следующие три стадии:

  1. кислород связан с каталитическим центром,
  2. реагентов, таких как CO и углеводороды, диффундируют к поверхности и реагируют со связанным кислородом, а
  3. продуктов реакции, таких как CO 2 и водяной пар, десорбируются с каталитического центра и диффундируют в основной объем выхлопных газов.

Окисление углеводородов и CO в выбросах дизельного топлива можно описать следующими химическими реакциями:

[Углеводороды] + O 2 = CO 2 + H 2 O (1)

C n H 2m + (n + m / 2) O 2 = nCO 2 + mH 2 O (1a)

2CO + O 2 = 2CO 2 (2)

Углеводороды окисляются с образованием диоксида углерода и водяного пара, как описано реакцией (1) или - более стехиометрически строго - реакцией (1a).Фактически реакции (1) и (1а) представляют собой два процесса: окисление газовой фазы HC, а также окисление соединений OF. Реакция (2) описывает окисление монооксида углерода до диоксида углерода. Поскольку углекислый газ и водяной пар считаются безвредными, вышеуказанные реакции приносят очевидную выгоду от выбросов. Окисление углеводородов также приводит к уменьшению запаха дизельного топлива.

Однако катализатор окисления будет способствовать окислению всех соединений восстановительного характера; некоторые из реакций окисления могут приводить к образованию нежелательных продуктов и, по сути, быть контрпродуктивными по отношению к назначению катализатора.Окисление диоксида серы до триоксида серы с последующим образованием серной кислоты (H 2 SO 4 ), описываемое реакциями (3) и (4), возможно, является наиболее важным из этих процессов.

2SO 2 + O 2 = 2SO 3 (3)

SO 3 + H 2 O = H 2 SO 4 (4)

Когда выхлопные газы выпускаются из выхлопной трубы и смешиваются с воздухом либо в окружающей среде, либо в туннеле для разбавления, который используется для отбора проб твердых частиц, их температура снижается.В таких условиях газообразный H 2 SO 4 соединяется с молекулами воды и зародышеобразователями, образуя (жидкие) частицы, состоящие из гидратированной серной кислоты. Этот материал, называемый сульфатными частицами, способствует общему выбросу твердых частиц из двигателя. Каталитическое образование сульфатов, особенно в сочетании с дизельным топливом с высоким содержанием серы, может значительно увеличить общие выбросы ТЧ и, таким образом, стать препятствием для применения катализатора.

Окисление NO до NO 2 необходимо для работы современных систем контроля за выбросами дизельного топлива, где DOC является вспомогательным катализатором, поддерживающим работу других типов катализаторов, расположенных после катализатора окисления, для которых требуется повышенное содержание NO . 2 Отношение / NO.

2НО + O 2 = 2НО 2 (5)

Двуокись азота требуется для повышения эффективности некоторых типов катализаторов SCR, а также для содействия пассивной регенерации сажевых фильтров (DPF). DOC, используемые в приложениях DPF / SCR, обычно оптимизированы для производства с высоким содержанием NO 2 .

Повышенные отношения NO 2 / NO с катализаторами окисления - хотя и необходимы для работы систем нейтрализации дизельных двигателей - также были источником разногласий.Среди двух компонентов выбросов NOx NO 2 проявляет более высокую токсичность, чем NO. В некоторых случаях повышенные выбросы NO 2 могут способствовать ухудшению качества воздуха.

Author:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *