были впервые широко внедрены в автомобили американского производства в 1975 году из-за правил EPA по снижению 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 основные 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 получение электронов.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 количество кислорода в выхлопном потоке и, в свою очередь, сообщает компьютеру двигателя, что нужно отрегулировать соотношение воздух-топливо, поддерживая работу каталитического нейтрализатора на стехиометрической точке и почти 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 недостаток кислорода, полученный 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, монооксидов 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 попадает 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 кислотный дождь, который очень разрушителен 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. Дополнительные 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 (метилциклопентадиенилтрикарбонил 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 увеличить степень сжатия в двигателе), и в настоящее время запрещен к коммерческой продаже из-за правил EPA. Кремний может просачиваться из камеры сгорания в выхлопной поток 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 по себе 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 катализатором. 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 Сэдл 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-восстановительные реакции происходят в трехкомпонентном каталитическом нейтрализаторе?
3. Каталитический нейтрализатор работает со 100% эффективностью? Почему или почему нет?
4. Как можно повредить или неправильно использовать каталитические нейтрализаторы?
5. Почему кражи каталитических нейтрализаторов? What ar

Авторы

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 . Ваш автомобиль 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 под обозначением N ₂ . Выхлоп двигателя также включает воду (H ₂ O). Зимой вы часто будете видеть, как из выхлопных труб капает вода.

Автомобильные двигатели 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.Это касается несгоревших углеводородов, твердых частиц (частиц углерода) и летучих органических соединений (ЛОС) .

Автомобильные двигатели также выделяют угарный газ (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 сами собой. Сотовая структура внутри каталитического нейтрализатора увеличивает площадь поверхности, на которой могут происходить реакции.

Знаете ли вы?

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

Какие химические реакции происходят в катализаторе?

используют реакции восстановления и окисления (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 ).

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

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.

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 поток выхлопных газов. Поддержание правильного количества кислорода делает реакции восстановления и окисления более эффективными.

Знаете ли вы?

Двигатель автомобиля производит наибольшее количество загрязняющих веществ 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!

Контроль выбросов двигателя

Вт.Адди Маевски, Hannu Jääskeläinen

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

Реферат : Увеличение количества дизельных двигателей создает необходимость в контроле выбросов твердых частиц и NOx из дизельного топлива. Первоначальный прогресс в борьбе с выбросами дизельного топлива был достигнут благодаря технологиям двигателей, включая изменения в конструкции камеры сгорания, улучшенные топливные системы, охлаждение наддувочного воздуха и особое внимание к расходу смазочного масла.Нормы выбросов, введенные в период 2005-2010 гг., Дополнительно требуют использования методов нейтрализации выхлопных газов на новых дизельных двигателях. Эти методы включают дизельные фильтры твердых частиц, катализаторы СКВ с мочевиной и адсорберы NOx.

Введение

Выбросы загрязняющих веществ

В современных двигателях внутреннего сгорания за образование и сокращение загрязняющих веществ отвечают две основные системы:

• система сгорания и
• выхлоп система нейтрализации .

Система сгорания включает камеру сгорания, ее форму и характеристики, такие как состав заряда, движение заряда и распределение топлива. Здесь образуются такие загрязнители, как NOx, CO и PM, а также происходит неполное окисление топлива. На то, что происходит в системе сгорания, сильно влияют другие системы двигателя, такие как система управления впускным зарядом и система впрыска топлива. Фактически, основная цель этих вторичных систем — влиять на то, что происходит в процессе сгорания.Доступны многочисленные варианты ограничения образования загрязняющих веществ в системе сгорания. После того, как выхлопные газы покидают систему сгорания, их состав по существу замораживается до тех пор, пока не попадет в систему доочистки выхлопных газов (ATS, также сокращенно EAT или EATS), где может быть реализовано дальнейшее сокращение загрязняющих веществ, а также там, где вторичные выбросы, такие как N ₂ O, Могут происходить NO ₂ и NH ₃ .

Система доочистки состоит из каталитических реакторов, которые пытаются еще больше снизить загрязнение.В некоторых случаях, например, в двигателях со стехиометрическим искровым зажиганием (SI), одного трехкомпонентного катализатора (TWC) достаточно для достижения очень значительного сокращения загрязняющих веществ. В других случаях, таких как дизельные двигатели, работающие на обедненной смеси, требуется ряд каталитических устройств. Вторичные системы необходимы для обеспечения правильной работы АВР. К ним относятся: контроль состава выхлопных газов посредством управления стехиометрией выхлопных газов или подача дополнительных реагентов, которые обычно отсутствуют в выхлопных газах или отсутствуют в достаточном количестве (например,g., мочевина, дополнительные углеводороды, дополнительный воздух или O ₂ ), терморегулирование для обеспечения работы катализаторов в пределах требуемого температурного окна, системы, обеспечивающие удаление загрязняющих веществ и загрязняющих веществ, которые могут накапливаться (регенерация фильтров, управление серой, мочевина отложений,) и систем для сведения к минимуму образования вторичных загрязнителей, таких как катализатор проскальзывания аммиака (ASC).

Было бы ошибкой рассматривать систему сгорания и АВР как отдельные системы.Чтобы максимизировать их эффективность, требуется высокая степень интеграции. Классическим примером является соотношение воздух-топливо (AFR) в двигателях SI, где требуется очень высокий уровень точности управления для обеспечения максимальной производительности TWC. Управление температурным режимом ATS может осуществляться с помощью настроек двигателя, влияющих на температуру выхлопных газов, выходящих из цилиндра. В некоторых случаях дополнительное топливо, необходимое для ATS (например, для управления температурным режимом), может подаваться с помощью топливных форсунок двигателя.

Важно понимать, что целью оптимизации двигателя не является минимизация выбросов загрязняющих веществ из системы сгорания или максимальное сокращение выбросов загрязняющих веществ в ATS. Скорее цель состоит в том, чтобы достичь целевого уровня выбросов от всей системы. Целевой показатель обычно значительно ниже нормативного предела, чтобы учесть изменчивость производства. Это может потребовать увеличения выбросов некоторых загрязняющих веществ из системы сжигания, если показатели ATS достаточно высоки, чтобы все же обеспечить достижение проектных целей.Например, выбросы NOx из двигателей, оборудованных катализатором SCR мочевины, могут увеличиваться для минимизации выбросов парниковых газов (из-за компромисса NOx-BSFC), если достигается высокая конверсия NOx в катализаторе SCR.

Горюче-смазочные материалы являются важным «партнером» в комбинированной системе двигателя и дополнительной обработки. Низкий уровень выбросов в течение срока службы двигателя будет невозможен, если загрязняющие вещества топлива, такие как сера и некоторые неорганические минералы, не будут доведены до очень низкого уровня.

Контроль выбросов от используемых двигателей

Вышеупомянутые технологии, обсуждаемые далее в следующих разделах, применимы к новым (OEM) двигателям внутреннего сгорания.Некоторые из этих технологий могут также использоваться для уменьшения выбросов и / или повышения эффективности существующих двигателей. Также существует группа технологий, разработанных специально для используемых приложений, которые обычно не используются в новых двигателях. Эти технологии более подробно обсуждаются в разделе «Контроль выбросов от используемых двигателей

Выбросы парниковых газов и экономия топлива

Пределы выбросов парниковых газов и стандарты топливной эффективности создали возможности для внедрения широкого спектра технологий в двигатели и транспортные средства.В поисках повышения топливной экономичности основное внимание уделяется как минимум трем ключевым направлениям:

• КПД трансмиссии,
• автомобильной техники и
• эксплуатационных параметров.

Поскольку эффективность трансмиссии напрямую влияет на расход топлива, это очевидный выбор для повышения эффективности использования топлива. Важные подходы включают повышение эффективности двигателя, рекуперацию кинетической энергии (например, за счет рекуперативного торможения), рекуперацию отработанного тепла и сокращение паразитных потерь от вспомогательных устройств, таких как насосы.Среди автомобильных технологий улучшенная аэродинамика и снижение трения качения — два очевидных фактора, влияющих на экономию топлива. Другие факторы включают вес автомобиля и мощность, используемую вспомогательным оборудованием, не связанным с трансмиссией, таким как кондиционер. И последнее, но не менее важное: рабочие параметры транспортного средства, такие как режим вождения и выбор маршрута, также могут быть использованы для значительного улучшения экономии топлива [1376] . Эти технологии обсуждались в разделе «Технологии эффективности».

Технологии контроля выбросов

Варианты контроля выбросов можно сгруппировать в три категории: (1) методы проектирования двигателя, (2) технологии, связанные с топливом и смазочными материалами, и (3) доочистка выхлопных газов.Каждый из этих подходов можно разделить на подкатегории, как показано в следующих таблицах. Кроме того, технологии интеграции и управления трансмиссией играют очень важную роль в сокращении выбросов и повышении эффективности двигателя и транспортного средства. Некоторые из методов, обсуждаемых ниже, реализованы в современных движках, другие, которые все еще находятся в стадии разработки, перспективны для будущих приложений.

###

Можно ли водить машину без каталитического нейтрализатора?

Каталитический нейтрализатор, также известный как катализатор, является частью выхлопной системы автомобиля, специально созданной для уменьшения загрязнения и токсичных элементов при сгорании топливовоздушной смеси.

Вы по-прежнему можете ездить без каталитического нейтрализатора, но автомобиль будет иметь повышенный выброс вредных газов, несоответствие экологическим стандартам, неприятный запах из-за газов в салоне, повышенный шум от автомобиля и вероятность выхлопа. системная ошибка.

Катализатор контролируется одним или двумя кислородными датчиками или лямбда-зондами, на основе сигналов, с которых ЭБУ (электронный блок управления) регулирует пропорции топливовоздушной смеси.В целом, его роль заключается в том, чтобы уменьшить загрязнение окружающей среды.

Подробнее о роли каталитического нейтрализатора

Почему водители хотят снимать каталитический нейтрализатор?

Удаление каталитического нейтрализатора не является законной процедурой в большинстве стран. Он заключается в том, чтобы полностью вырезать деталь или выбить ее начинку. Это делается по нескольким причинам, но результат всегда один: выхлопные газы автомобиля выбрасываются в атмосферу без снижения токсичности.

Также считается, что удаление катализатора может снизить расход топлива и моторного масла, а также увеличить мощность двигателя, но это не так. Это не самая лучшая и дешевая форма тюнинга.

В идеальных условиях каталитический нейтрализатор полностью способен проработать от 120 000 до 170 000 километров, или от 74 000 до 100 000 миль. После этого начнутся проблемы. В частности, мощность двигателя будет уменьшаться, расход топлива будет постепенно увеличиваться, обороты холостого хода могут плавать и так далее.

В большинстве случаев водители думают, что снятие каталитического нейтрализатора увеличит мощность двигателя или снизит расход топлива. На самом деле об этом элементе выхлопной системы почти никто даже не вспоминает, пока он исправно работает. Однако, как и любая другая деталь, каталитический нейтрализатор в какой-то момент выйдет из строя.

Еще одна частая причина, по которой водители хотят снять каталитический нейтрализатор, — это его износ. Когда он выходит из строя, он забивается и требует замены, но новый каталитический нейтрализатор очень дорог из-за содержащихся в нем драгоценных металлов, платины, родия и палладия.

В этом случае прибегать к поиску отработанного катализатора на автомобильной свалке нецелесообразно. А также купить неоригинальную или дешевую подделку вместо оригинала.

Преимущества и недостатки удаления каталитического нейтрализатора

1. Вы экономите деньги, не заменяя старый каталитический нейтрализатор на новый

Это кажется единственным преимуществом, если говорить о плюсах и минусах удаления катализатора. Как я уже упоминал выше, оригинальная деталь стоит больших денег.А учитывая бесполезность катализатора с точки зрения динамических характеристик автомобиля, его замена, естественно, вызывает у многих сомнения.

Просто снять каталитический нейтрализатор без других действий и затрат не получится. Вам нужно будет, как минимум, вставить замену на его место.

Кроме того, потребуется настроить программное обеспечение ЭБУ так, чтобы оно «не замечало» потери. Да и сама процедура, если вы не решились сделать ее самостоятельно, стоит денег. В общем, затрат не избежать, их можно только снизить.

2. Расход топлива

Засорившийся каталитический нейтрализатор заставляет автомобиль потреблять больше топлива, поэтому владелец хочет его убрать, думая, что расход топлива вернется к нормальным значениям, более того, даже уменьшится.

Если ему выпадет шанс пойти в ненадежную автомастерскую, там у механиков сложится ложное впечатление, что после удаления катализатора машина будет потреблять даже на 30% меньше.

На самом деле, однако, мнения разделились, одни говорят, что не заметили улучшения расхода топлива, другие говорят, что расход действительно увеличился.

На практике после снятия каталитического нейтрализатора выполнялись и другие операции, в частности, изменение программного обеспечения для ЭБУ. Но после этого снижение расхода топлива в долгосрочной перспективе было практически незаметным.

3. Мощность двигателя

Здесь все так же, как и с расходом топлива. Невозможно со стопроцентной уверенностью сказать, что после снятия мощность двигателя увеличится. Поэтому мощность двигателя нельзя причислить к плюсам снятия каталитического нейтрализатора.

4. Моторное масло

Я слышал, как многие автолюбители говорят, что удаление катализатора поможет снизить расход моторного масла. Ничего лишнего. Каталитический нейтрализатор или его снятие не имеют отношения к расходу моторного масла.

Да, мощность выхлопных газов косвенно влияет на расход моторного масла. Но это настолько незначительно, что глупо надеяться на заметные улучшения только после резки каталитического нейтрализатора.

5. Шум выхлопа

Это один из серьезных недостатков при движении без каталитического нейтрализатора.Значительно повысится уровень шума выхлопной системы. Горячие и быстро движущиеся выхлопные газы резонируют в пустом ряду катализаторов. Если у машины слабая шумоизоляция, то этот шум будет вас раздражать в салоне во время движения.

Для возврата в исходное состояние потребуется установить новый каталитический нейтрализатор.

6. Неприятный запах

Еще одним распространенным недостатком при движении без катализатора является неприятный запах внутри автомобиля, высокая концентрация окиси углерода, более высокая температура, чем ожидалось, и другие вонючие примеси, которые выгорают и разлагаются при работе. катализатор.

Когда эта деталь будет снята, вы почувствуете запах всех газов внутри автомобиля.

7. Автомобиль больше загрязняет

Это самый большой недостаток, когда вы едете с отсутствующим каталитическим нейтрализатором. Конечно, для многих этот недостаток несущественен, потому что им наплевать, особенно на фоне высоких цен на новые катализаторы.

Потеря крупной суммы денег заметнее и реальнее, чем загрязнение окружающей среды, о чем все говорят, но мало кто видит.

8. Отсутствие периодического осмотра

В большинстве случаев автомобиль проходит периодический осмотр, чтобы проверить, находится ли он в хорошем техническом состоянии для движения по дорогам общего пользования. Период техосмотра различается, может быть один раз в 3 или 6 месяцев, один раз в год или на более новых автомобилях один раз в 2-3 года.

Поскольку вы сняли эту деталь, вы, безусловно, не пройдете этот осмотр, и у автомобиля больше не будет права на вождение, если вы не сделаете это на свой страх и риск.

Запрещается ездить без каталитического нейтрализатора?

В большинстве стран да, снимать каталитический нейтрализатор и ездить без него запрещено законом, потому что законом запрещено изменять заводскую конструкцию выхлопной системы автомобиля.Если вас поймают, вам грозят большие штрафы, в том числе конфискация машины.

Заключение

Удаление каталитического нейтрализатора не принесет никакой пользы вашему автомобилю, наоборот, вождение без него может раздражать и наносить больший вред окружающей среде.

Плохая новость заключается в том, что в последнее время участились кражи каталитических нейтрализаторов, потому что они продаются очень быстро и по очень хорошим ценам, даже если они используются.

Наиболее подвержены таким кражам автомобили старые, у которых эта деталь находится под автомобилем, и ее легче удалить.И этот аспект будет означать для жертвы немало головной боли.

Каталитический нейтрализатор — обзор

2.5.2 Современные низкосортные схемы

Наличие в больших количествах автомобильных каталитических нейтрализаторов (автокотов) привело к развитию технологий плавки на основе сбора железа и меди (Mishra and Reddy , 1987; Hoffmann, 1988). Энгельхард разработал пирометаллургические и гидрометаллургические технологии для концентрирования и очистки различных материалов, содержащих низкие содержания драгоценных металлов, включая золото (Benson et al., 2000). Это отход от типичных плавильных печей с автокатастрофой, где золото не рассматривается как сырье для печи.

Плавильный завод представляет собой угольную дугу под флюсом мощностью 2,5 МВА с трехэлектродным кольцом (AC) и работает как печь сопротивления шлака. Плотность мощности этой специализированной печи относительно высока и составляет 320 кВт / м ² для подачи высокоглиноземистого сырья. Печь футерована огнеупором и охлаждается тремя водоохлаждаемыми медными пластинами для разработки футеровки замораживания.Операция полунепрерывная; выпуск шлака производится каждые 3 часа через водоохлаждаемую шлакобезьянку, а выпуск сплава производится один раз в день через выпускное отверстие в глиноземном блоке. Брызговик используется для открытия и закрытия летки из сплава, а летка для шлака открывается и закрывается вручную.

Поток отходящего газа проходит через термоокислитель для окисления CO до CO ₂ , смешивается с охлаждающим воздухом и фильтруется с использованием статического мешка для первичной очистки. Затем отходящий газ очищается щелочью и проходит через электрофильтр перед окончательным выбросом в атмосферу.

Для плавки доступно довольно большое количество разнообразных материалов, включая остатки нефтепереработки, образующиеся во внутренних контурах гидрометаллургической переработки; автокатализаторы (также называемые автокатализаторы ) от внутреннего производства и сторонних источников, а также отработанные катализаторы от химической промышленности. Остатки нефтепереработки представляют собой нерастворимые материалы, обычно остатки выщелачивания, содержащие значительное содержание МПГ, включая золото и серебро вместе со значительными количествами натрия и хлорида.

При производстве Autocat образуется значительный объем отходов с небольшим, но значительным содержанием МПГ. Эти керамические подложки представляют собой алюмосиликаты с высокой температурой плавления, а именно кордиерит [Mg ₂ Al ₄ Si ₅ O ₁₈ ] и муллит [Al ₆ Si ₂ O ₁₃ ], с различными количества глинозема. Автокошки после продажи значительно различаются по содержанию МПГ, с загрязнителями, которые включают железо, никель, хром, свинец, фосфор, цинк и редкоземельные металлы, такие как CeO ₂ .

Отработанные катализаторы представляют собой тугоплавкие материалы с широким спектром составов, от оксида алюминия, алюмосиликатов, цеолитов и силикатов до карбидов кремния. Содержание металлов колеблется от 0,1% до 5% МПГ, а составы варьируются от отдельных МПГ (Pt на Al ₂ O ₃ ) до отдельных МПГ плюс основной металл (Pt / Fe на Al ₂ O ₃ ). к смешанным МПГ (Au / Pd на Al ₂ O ₃ ). Эти материалы обычно имеют относительно небольшое содержание МПГ и большую площадь поверхности и плохо реагируют на выщелачивание из-за значительной потери МПГ, происходящей при повторной абсорбции.

Более традиционные очистители также добавляются в цикл плавки и включают в себя очистители для ювелиров, которые обычно содержат менее 0,1% золота, а также полировальные помады, которые представляют собой смеси тугоплавких абразивных материалов, таких как оксиды железа, корунд [Al ₆ Si ₂ O ₁₃ ] и оксид алюминия [Al ₂ O ₃ ]. Плавка таких сложных смесей требует хорошего химического анализа для расчета добавок извести и других флюсов для образования жидких шлаков в диапазоне 1500–1600 ° C.Для этого при компаундировании плавильных смесей делается ссылка на тройные фазовые диаграммы для CaO – Al ₂ O ₃ –SiO ₂ и CaO – FeO – SiO ₂ .

Механизм сбора, по сути, использует карботермическую реакцию между гематитом и углеродом с образованием мелкодисперсных частиц железа, которые действуют как коллектор. Считается, что условия плавки являются окислительными, когда большая часть железа выводится в шлак в виде FeO, но некоторая часть оксида железа восстанавливается до металла, образуя плотную мелкодисперсную металлическую фазу.Мелкодисперсный коллектор железа проходит через расплавленный шлак, сталкиваясь с золотом и МПГ, и при достижении критического размера частиц гравитационные силы заставляют частицы оседать на поду.

Основные карботермические реакции резюмируются следующим образом:

(47,1) Fe2O3 + C → 2FeO + CO (г)

(47,2) FeO + C → Fe + CO (г)

Оксид железа не единственный источник коллекционного металла. При температуре 1600 ° C большинство оксидов металлов восстанавливается до металла, что приводит к дополнительному выпадению металла, что снижает содержание МПГ в сплаве.Это особенно верно в присутствии SiO ₂ , где восстановление до кремния термодинамически выгодно при температурах выше 1600 ° C. Восстановление приводит к образованию в сплаве ферросилиция, что нежелательно с гидрометаллургической точки зрения. Образованный сплав имеет плотность 7–8 г / см ³ и значительно плотнее шлака, который обычно составляет 2–4 г / см ³ . Содержание МПГ в получаемом сплаве обычно находится в диапазоне 10–15%.

Коэффициенты распределения D _x интересующих металлов между фазой сплава и шлака приведены в таблице 47.3.

Таблица 47.3. Коэффициенты распределения для МПГ в типичных условиях плавки

D _x (% (м / м) металла X) сплав / (% (м / м) металла X) _шлак .

На рис. 47.3 показана типичная технологическая схема для концентрации МПГ из глинозема и алюмосиликатного сырья в плавильных и гидрометаллургических установках.

Рисунок 47.3. Типовая технологическая схема каталитических нейтрализаторов плавки и выщелачивания.

Что вызывает отказ каталитических нейтрализаторов? — Новости

Поскольку на каталитическом нейтрализаторе нет движущихся частей, можно было бы ожидать, что они будут достаточно прочными и долговечными, и это так, но, несмотря на все достижения в технологии каталитических нейтрализаторов, они все равно не работают.В компании Viper Motorsports в Уэтерфорде, штат Техас, мы устанавливаем сменные каталитические нейтрализаторы почти каждый день. Часто неисправность каталитического нейтрализатора является признаком неисправности в другом месте автомобиля.

Крайне важно, чтобы вы устранили проблему, которая привела к отказу OEM-катализатора, потому что, если вы этого не сделаете, эта же проблема, скорее всего, приведет к повреждению и заменяющего преобразователя. Гарантия на новый каталитический нейтрализатор не распространяется на повреждения, перечисленные ниже.

Если каталитический нейтрализатор, установленный на заводе, нуждается в замене, одна из перечисленных ниже проблем, скорее всего, способствовала его выходу из строя.

Требуется настройка двигателя
Двигатели, нуждающиеся в обслуживании, и более старые двигатели, которые сжигают масло из-за изношенных стенок цилиндров, заедания колец и изношенных направляющих клапанов, будут производить побочные продукты, которые могут загрязнять преобразователь. Когда двигатель работает за пределами надлежащих технических характеристик, это может привести к износу и повреждению каталитического нейтрализатора, а также самого двигателя.Неправильная топливно-воздушная смесь, неправильный выбор времени или пропуски зажигания в свечах зажигания могут привести к выходу из строя каталитического нейтрализатора или к худшему.

Плохие свечи зажигания или провода свечей зажигания
Свечи зажигания, которые не срабатывают или пропускают зажигание, вынуждают несгоревшее топливо попасть в выхлопную систему. Поскольку каталитический нейтрализатор сильно нагревается, это несгоревшее топливо может воспламениться внутри нейтрализатора и привести к частичному или полному расплавлению керамического катализатора.

Попадание масла или антифриза в выхлопную систему.
Когда масло или антифриз попадает в выхлопную систему, образуется густой углерод и сажа, которые покрывают и в конечном итоге забивают воздушные каналы в керамическом сотовом катализаторе преобразователя. Это вызывает две отдельные проблемы. Во-первых, эти углеродистые отложения мешают каталитическому нейтрализатору выполнять свою работу по удалению вредных выбросов в потоке выхлопных газов. Во-вторых, когда поры керамического катализатора закупориваются, поток выхлопных газов ограничивается, что увеличивает противодавление. Это приводит к накоплению тепла и выхлопных газов внутри двигателя.Создаваемое избыточное противодавление может фактически вызвать внутреннее повреждение двигателя. Ваш двигатель может фактически втягивать сгоревшие выхлопные газы обратно в камеры сгорания и снижать эффективность следующего цикла сжигания, вызывая потерю мощности и перегрев компонентов двигателя. Изношенные поршневые кольца, неисправные прокладки, неисправные уплотнения клапанов или даже деформированные детали двигателя — все это возможные причины этой проблемы.

Несгоревшее топливо попадает в выхлопную систему.
В идеале топливо, которым питается ваш автомобиль, сжигается в камере сгорания.Любое топливо, которое проходит через камеру сгорания несгоревшим, попадает в выхлопную систему и может воспламениться, когда достигнет каталитического нейтрализатора. Это может привести к перегреву преобразователя, выходящему за пределы его нормального рабочего предела. и вызвать расплавление. Возможные причины — неправильная топливная смесь, неправильное время, плохие свечи зажигания, неисправный кислородный датчик, заедание поплавка, неисправная топливная форсунка или неисправный обратный клапан.

Датчик кислорода не работает должным образом.
Если ваш кислородный датчик не работает должным образом, он может отправлять неверные показания выхлопных газов на компьютер автомобиля.Ошибочные показания датчика могут привести к неправильному (слишком богатому или слишком бедному) состоянию топливной смеси. Слишком богатая смесь может расплавить катализатор из-за горения топлива внутри нейтрализатора. Слишком бедная смесь — конвертер не сможет служить своей цели, превращая углеводороды в безопасные элементы. Это может привести к тому, что ваш автомобиль не пройдет проверку на выбросы во время ежегодного государственного техосмотра.

Дорожное / структурное повреждение
Ячейка катализатора внутри каталитического нейтрализатора состоит из легкого, тонкостенного, хрупкого керамического материала.Он завернут в плотный теплоизоляционный коврик. Этот коврик удерживает катализатор на месте и обеспечивает некоторую защиту от повреждений. Однако сломанные подвески выхлопных газов, езда по бездорожью, выбоины, лежачие полицейские или любые удары под автомобилем могут ударить по каталитическому нейтрализатору, что приведет к его поломке. После того, как керамические соты сломаны, осколки с грохотом разбиваются на более мелкие. В результате поток выхлопных газов прерывается, а противодавление в выхлопной системе увеличивается, что приводит к накоплению тепла и потере мощности.Коррозия, термический шок, усталость металла, изломы под напряжением и снятая резьба датчика кислорода — это некоторые другие проблемы, которые могут потребовать замены каталитического нейтрализатора.

Короткие поездки
Если вы обычно совершаете короткие поездки по городу на своем автомобиле и не ездите регулярно на большие расстояния, ваш каталитический нейтрализатор может не нагреваться настолько, чтобы полностью сжечь углеводороды. Чтобы предотвратить засорение каталитического нейтрализатора, время от времени совершайте поездки по шоссе на 15 или более минут.Это позволит выхлопу достаточно нагреться и сжечь все отложения, накопившиеся в каталитическом нейтрализаторе.

Если ваш каталитический нейтрализатор нуждается в замене, обратитесь к профессиональным специалистам по выхлопу в Viper Motorsports в Уэтерфорде, штат Техас.