Назначение катализатора в выхлопной системе авто

Назначение катализатора в выхлопной системе авто

Представить современное общество без транспортных средств невозможно уже более 100 лет, с тех пор, как Карл Бенц (немецкий инженер-изобретатель) в 1885 году явил миру двухместную мотоколяску. Именно Benz Patent-Motorwagen стал первым патентованным автомобилем, оснащенным двигателем внутреннего сгорания.

С тех пор общее количество всевозможных вариаций автомобилей достигло почти миллиардной отметки, при этом большинство из них по-прежнему оснащены двигателями внутреннего сгорания, помимо дизельных двигателей и набирающих популярность электромобилей.

И вся это армада ежесуточно отравляет земную атмосферу токсичными выхлопами — результатом работы ДВС. Для того, чтобы окончательно не угробить экологию планеты, были разработаны не только особые требования к устройству силовых установок автомобилей, но и создан специальный фильтр, осуществляющий очистку токсичных выхлопов от вредных составляющих.

Компонент, монтируемый сегодня в каждый современный автомобиль, оснащенный бензиновым двигателем или дизелем, получил название каталитический нейтрализатор (КН) или в сокращенном варианте просто катализатор.

Что такое катализатор в машине? Рассмотрим подробнее конструктивные особенности катализатора, устанавливаемого на авто с двигателем внутреннего сгорания и дизелем и назначение катализатора.

Трехкомпонентный катализатор

Для того, чтобы понять за что отвечает катализатор в автомобиле, рассмотрим работу фильтра на автомобилях с бензиновой двигательной установкой.

Конструктивно катализатор состоит из трех основных компонентов:

  • стальной внешний защитный корпус;
  • теплоизолирующий материал;
  • блок-корпус или внутренний наполнитель-монолит.

Если предназначение внешнего защитного корпуса понятно из названия компонента, как и с теплоизолирующим материалом, то конструкция наполнителя гораздо сложнее.

Основным материалом монолита выступает керамика или металл. Именно по материалу наполнителя уместно разделять катализаторы на два основных типа: керамические и металлические.

Для изготовления блок-корпуса первого типа КН используется специальная огнеупорная керамика. Из нее формируется большое количество сквозных продольных ячеек, в разрезе напоминающих пчелиные соты.

Читайте также:  Безопасное снятие катализатора

При изготовлении металлического катализатора блок-корпус формируется из волнообразных стальных листов, свернутых в виде спирали.

Такая оригинальная форма, как керамических сот, так и металлические листы, необходима для достижения максимальной площади поверхности наполнителя, заключенного во внешний защитный корпус ограниченного размера.

На всю поверхность блок-корпуса обоих видов катализаторов напыляется особый (каталитический) слой, содержащий ценные металлы платиновой группы: платину, палладий, родий или иридий. Эти металлы являются катализаторами (ускорителями) химической реакции окисления, которая начинается, как только выхлопные газы заполнят внутренние отсеки каталитического нейтрализатора и соприкоснуться с поверхностью каталитического слоя.

Платина и палладий, входящие в состав каталитического слоя — это окислители. Они окисляют оставшиеся углеводороды, превращая их в обычный водяной пар, а углекислым газом становится второй ядовитый компонент — оксид углерода (угарный газ, СО). Третий драгметалл — родий — восстанавливающий. Его задача восстановить из оксидов азота безопасный азот.

Все три металла формируют трехкомпонентный катализатор, который до 95% очищает вредные автомобильные выхлопы.

Условия функционирования катализатора

Для того, чтобы очистка выхлопов происходила качественно, необходимо размещение катализатора сразу за выхлопным коллектором или перед глушителем. Каждый из вариантов имеет свои плюсы и минусы. Отработанные газы, поступающие из камеры сгорания двигателя, имеют достаточную для начала химической реакции температуру. Как правило, это показатель от 300°С и выше. Оптимальной считается температура от 400°С до 800°С.

Если катализатор устанавливается за выходным коллектором, то это способствует быстрому прогреву, но есть опасность достижения очень высоких температур, что может привести к спеканию керамических сот-ячеек. А если КН монтируется перед глушителем, тогда надо обеспечивать оперативный прогрев фильтра для начала реакции окисления.

Достигается это следующими вариантами:

  • установка запаздывающего зажигания;
  • наращивание холостых оборотов;
  • управление газораспределительными фазами;
  • обеспечение нескольких впрысков за 1 такт;
  • доступ воздуха в выпускную систему.
Читайте также:  Зачем и Кому понадобилось придумать катализатор?

Часто для достижения еще большего качества работы трехкомпонентного катализатора его разделяют. Одну часть (первичный КН) монтируют сразу за выпускным коллектором, а основной КН устанавливают под днищем авто перед глушителем.

КН в дизельном моторе

Учитывая, что в выхлопах дизельного мотора присутствует достаточное количество кислорода, катализатор гарантирует качественное окисление токсичных выбросов.

Компоненты отработанных газов (несгоревшие углеводороды, оксид углерода), заполняющие блок-корпус, превращаются в безопасные для человека и окружающей среды элементы — водяной пар и углекислый газ. Так же исчезает неприятный запас, появляющийся вместе с выхлопами.

Однако в процессе работы катализатора в дизельном моторе образуются и прочие продукты. В частности образуется серная кислота, которая является продуктом окисления диоксида серы, превращенного в триокид серы. Образовавшаяся газообразная субстанция объединяется с водными молекулами и образует твердые сульфаты. Последние в свою очередь постепенно накапливаются в блок-корпусе катализатора и закупоривают поры КН. Все это приводит к постепенному снижению очистительных качеств КН. Частично избавиться от образовавшихся сульфатов можно механическим способом, называемым десульфатацией. Необходимо нагреть катализатор до температуры выше 650°С и продуть соты богатыми отработанными газами.

31.07.2021
Оцените статью
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (Пока оценок нет)
Загрузка...

У вас есть вопросы?

Оставьте комментарий и мы обязательно ответим
Узнайте примерную стоимость вашего катализатора

    Заполняя форму, я соглашаюсь с условиями обработки моих персональных данных

    Читайте также

    Сажевый фильтр и катализатор, возможно выгодно продать ?
    Сажевый фильтр и катализатор, возможно выгодно продать ? 13.05.2020

    Сажевый фильтр и катализатор  В борьбе за чистоту выхлопа постоянно ведется разработка устройств, снижающих токсичность газов от работы автомобиля. Для машин на бензиновом топливе был создан каталитический конвертер, для дизелей для очистки ...

    Подробнее
    Последствия удаления катализатора на автомобиле
    Последствия удаления катализатора на автомобиле 10.02.2021

    Сегодня каталитический нейтрализатор (или просто катализатор) устанавливается на все без исключения транспортные средства. Основное назначение данной детали — снижение токсичности продуктов горения, образующихся в результате работы автомобильного ...

    Подробнее
    Подпишитесь и не пропускайте выгодные предложения
    © 2021 ООО "Партнёр"
    Пользовательское соглашение
    Политика конфиденциальности