Чем отличается сажевый фильтр от катализатора?

За миллиарды лет существования Земли, на ней были созданы уникальные условия, породившие жизнь. Человеческое общество в полной мере пользуется этими естественными благами. Однако по мере совершенствования технических средств вообще и транспортных средств в частности, стала все острее проявляться и обратная сторона растущего количества разных механизмов, в том числе и автомобилей.

Основа движения автомобилей — силовая установка, двигатель. Исторически так сложилось, что пока львиная доля силовых агрегатов делится на двигатели внутреннего сгорания и дизельные двигатели. Стал появляться и самый современный вид ТС — электромобили, но они пока не могут составить существенную конкуренцию почти миллиарду единиц классических машин.

Постепенно стало фиксироваться ухудшение экологической обстановки из-за автомобильных выхлопов, ежеминутно выбрасываемых в земную атмосферу. Сформировалась необходимость создания особых деталей, устанавливаемых в авто, с целью снижения токсичности попадающих в воздух отработанных газов.

В результате инженерных изысканий был создан особый фильтр, способный расщеплять вредные компоненты выхлопов в безвредные составляющие. Фильтр получил название каталитический нейтрализатор автомобильных выхлопов. Часто водители используют иные наименования детали — каталитический преобразователь или еще проще — катализатор. В любом случае в названии подчеркивается основной принцип работы агрегата — речь о каталитическом (ускоряющем) процессе.

Конструкция катализатора

Устанавливается каталитический нейтрализатор на автомобили, оснащенные двигателем внутреннего сгорания. При внешнем осмотре катализатор представляется, как правило, в виде утолщенного цилиндра, трубы или параллелепипеда со скругленными углами. Монтируется такая деталь сразу за выхлопным коллектором, что объясняется условиями качественной работы детали.

Данный цилиндр является ничем иным как внешним корпусом катализатора, служащим для защиты внутренних элементов от внешних ударов во время движения авто.

Внутренним конструктивным элементом является специальный керамический или металлический наполнитель — монолит. Именно на него возложена главная функция фильтра — обезвреживание опасных компонентов автомобильных выхлопов.

Катализатор в автомобиле монтируется в выхлопную систему с помощью входного и выходного патрубка, куда врезаются два лямба-зонда, фиксирующие качество очистки. Вот, собственно, и вся конструкция каталитического фильтра. Как же работает данный агрегат?

Принцип работы катализатора

В основе функционирование каталитического преобразователя лежат химические процессы. Точнее способность ряда металлов ускорять процесс расщепления одних соединений на другие. В случае с катализаторами такими металлами выступают платина, палладий и родий.

Именно они наносятся в виде специального слоя на поверхность монолита. Причем поверхность наполнителя делается максимально большой, чтобы за единицу времен смог расщепиться весь объем газов, заполнивших внутреннюю полость фильтра.

Чтобы обеспечить протекание такой реакции придумана оригинальная форма монолита, который помещается во внешний кожух. Если в качестве материала изготовления применяется огнеупорная керамика (она формирует класс керамических катализаторов), то формируются очень мелкие продольные ячейки, которые в разрезе напоминают пчелиные соты.

Если для создания монолита берутся металлические листы (металлические катализаторы), то они сворачиваются в виде спирали, при этом сами волнообразно изгибаются. Получаются тоже очень мелкие сквозные туннели. И в первом и во втором случае общая поверхность монолита многократно увеличивается.

Поступающие через входной патрубок горячие выхлопные газы заполняют все туннели-ячейки катализатора и соприкасаются с каталитическим слоем драгметаллов, нанесенных на стенки ячеек. Температура газов должна находить в интервале от 350 до 750 градусов по шкале Цельсия.

В противном случае реакция либо не наступит (если температура ниже 350°С) либо ячейки могут спечься, если они изготовлены из керамики.

Металлические катализаторы более устойчивы к высоким температурам, но они и существенно дороже своих керамических собратьев

Ну, а что же сажевый фильтр? Чем отличается сажевый фильтр от катализатора?

Сажевый фильтр

Сажевый фильтр устанавливается на все транспортные средства с дизельной иловой установкой. Если сравнивать каталитический нейтрализатор и сажевый фильтр внешне, то они будут весьма похожи. Тот же бочонок или утолщенная труба, которая, как и в случае с катализатором, монтируется в выхлопную систему современного автомобиля.

Но главное отличие сажевого фильтра от катализатора в устройстве как раз наполнителя, точнее в размере его сот-ячеек. Как было сказано у каталитического фильтра они очень мелкие. Наполнитель же сажевого фильтра состоит из ячеек более крупного размера.

Это объясняется функциональным предназначением у данного фильтра. Наполнитель каталитического преобразователя при соприкосновении с газами расщепляет токсические компоненты на безвредные составляющие. И вот тут кроется ответ на вопрос: «катализатор и сажевый фильтр в чем разница?»

Сажевый фильтр ничего не расщепляет, а просто улавливает сажу. Для этого и нужны более крупные ячейки, именуемые карманами.

От такой принципиальной разницы двух агрегатов отличается и их обслуживание. Так, ячейки керамического каталитического нейтрализатора постепенно или спекаются от повышенной температуры или разрушаются под внешними ударами. Наполнитель металлического катализатора забивается остатками некачественного несгоревшего топлива. 

Все это приводит к поломке катализатора в машине приходиться вырезать и заменять на новый. Ремонту такой забитый катализатор не подлежит, так как ячейки становятся совершенно непригодными к очищению газов. Отработанный катализатор можно сдать на вторпереработку и получить денежное вознаграждение за содержащиеся в каталитическом напылении ценных металлов.

А вот у сажевого фильтра ячейки-карманы можно довольно качественно очистить от скопившейся сажи. После очистки сажевый фильтр будет способен и дальше выполнять свою основную задачу — улавливать сажу и накапливать ее в крупных ячейках.