Зачем нужен катализатор в автомобилях

Что такое катализатор (правильнее говорить каталитический нейтрализатор)? Это часть выхлопной системы, сквозь которую проходят выхлопные газы. Состоит из керамической основы, на которую нанесены драгоценные металлы.

При работе двигателя топливо сгорает не полностью. Несгоревшее топливо – это самая экологически вредная часть выхлопных газов. Именно для дожигания этих остатков используются катализаторы. Они делают выхлопные газы менее вредными.

Как работают

Катализатор – это вставка в выхлопную систему автомобиля, которая расположена достаточно близко к двигателю. Когда она нагревается, внутри происходит химическая реакция и остатки топлива догорают (рис. 1). 

После догорания выхлопные газы становятся относительно экологичными, так как после полного сгорания бензина, образуется сероводород и вода.

Эта вставка представляет собой керамическую сетчатую структуру. Состоит из множества мелких сот. 

Катализатор имеет больший диаметр, чем выхлопной трубопровод для того, чтобы не снижать пропускную способность.

Каталитические нейтрализаторы
Рис. 1. Катализатор, схематичное изображение

Откуда взялся «холодный старт»

Рабочая температура катализатора начинается примерно с 400-500°C. Такая температура необходима для эффективной работы. Именно для этого двигатели оснастили вторичной воздушной системой (рис. 2). При запуске холодного двигателя сначала повышаются обороты, и достаточное количество воздуха с богатой смесью поступает непосредственно перед катализатором (минуя двигатель), чтобы сгорание перешло из двигателя в выхлопную систему, и катализатор как можно быстрее прогрелся. 

Именно этот процесс и называется «холодный старт». Чем быстрее катализатор прогреется, тем быстрее он начинает эффективно работать и тем меньше вреда экологии нанесет автомобиль.

Каталитические нейтрализаторы
Рис. 2. Вторичная воздушная система Ауди А8 D4

Как катализатор выходит из строя

Чаще всего происходит разрушение катализатора, т.е сама керамическая структура нарушается, он начинает крошиться, появляются канавки или трещины. Катализатор может лопнуть и сместиться, бывают случаи запекания катализатора, когда внутри спекается комок, который не продувается и соответственно затрудняет проход выхлопным газам (рис. 3).

Естественным износом катализатора можно считать медленное прогорание керамики и покрытия сот. В отличии от разрушения, при таком износе упадёт эффективность работы, но не будет нарушения пропускной способности.

Каталитические нейтрализаторы
Рис. 3. Разрушенный катализатор

Почему катализатор выходит из строя

Катализатор может выйти из строя по нескольким причинам:

  • перегрев;
  • механическое повреждение;
  • некачественное топливо.

Рассмотрим подробнее каждый пункт.

Катализатор может выйти из строя из-за перегрева, это происходит из-за неравномерного нагревания и, как следствие, он может треснуть. 

В качестве примера – Audi RS5 первого поколения с двигателем 4.2 FSI (450 л.с.) и Audi S5 первого поколения рестайлинг с двигателем 3.0TFSI (333 л.с.). В этих автомобилях встречался перегрев левого катализатора, из-за чего он часто разрушался и полностью разлетался по выхлопной системе.

Механические повреждения встречаются достаточно редко. Это случается при наезде выхлопной системной на препятствие или неровность. Выхлопная система может погнуться, а катализатор совсем не пластичен.

Некачественное топливо также может привести к разрушению катализатора. Процесс сгорания может перейти в выхлопную систему и привести к перегреву или запеканию каталитического нейтрализатора. Либо выхлопные газы по своему составу будут такими, что приведут к разрушению, забиванию или оплавлению катализатора.

Чем опасен катализатор для двигателя

При постепенном разрушении катализатора появляется керамическая пыль. Эту керамическую пыль двигатель может затянуть в цилиндры. В процессе набора оборотов под полным газом при отпускании педали газа происходит торможение двигателем. В этот момент выхлопные газы поступают обратно в цилиндры и, таким образом, поднявшаяся пыль может попасть внутрь – в пару трения цилиндра и поршневых колец. Тогда образуются задиры, а после снизится и компрессия (прочитайте нашу статью про задиры — https://mintco.ru/scratches/). Из-за отсутствия сжатия перестанут работать повреждённые цилиндры.

Почему автомобили без катализатора имеют специфический запах

Если сравнить старый автомобиль, сделанный до появления катализатора и современный, но с удаленным катализатором, то последний будет иметь довольно специфический запах. Запах выхлопа будет режущий, от него могут начать слезиться глаза, и даже заболеть голова. 

При этом выхлопные газы старого автомобиля будут не такие едкие. Казалось бы, должно же быть наоборот, мы не стоим на месте, двигаемся вперед, и технологии должны были позволить этого избежать, но нет – двигатели современных автомобилей настроены таким образом, чтобы на холостых оборотах смесь была обогащенная. Это позволяет поддерживать рабочую температуру катализатора. Если смесь не будет обогащенная, то катализатор начнет остывать и урон для экологии будет больше. После удаления катализаторов необходимо правильно изменить прошивку блока управления двигателем. Это сделать реально, но мало кто умеет делать это правильно.

Какие есть методы диагностики катализатора

Существует несколько методов диагностики катализатора, ниже рассмотрим каждый из них.

1. Все современные автомобили оснащены лампой «check engine». В случае неисправности катализатора эта лампочка загорается всегда. Данная неисправность считается одной из самых серьезных поломок, при которой нельзя продолжать движение даже до места ремонта.

2. Если звук выхлопа стал громче и появился характерный звон – это потенциально говорит о неисправности катализатора. Так как вставка катализатора расширена относительно диаметра выхлопной системы, вылет керамической вставки образует пустое металлическое расширение. Появляются резонансные волны, увеличивающие громкость выхлопа и добавляющие звон.

3. Следующий метод диагностики — проверка эндоскопом. Выкручивают лямбда зонды и сквозь технологические отверстия смотрят катализатор с двух сторон. Таким образом можно определить разрушения. Данный метод не защищает от случаев, когда внутри катализатора произошло спекание!

4. Компьютерная диагностика. На некоторых автомобилях (VAG группа), можно запустить процесс теста катализатора, который позволит поставить двигатель в подходящий режим работы, нагреет катализатор и, после этого, изменяя пропорцию топливовоздушной смеси, будет следить за составом выхлопных газов. На основании полученных данных блок управления делает вывод об эффективности работы катализатора. 

Данный метод позволяет выявить проблемы даже если ошибки стерли недавно и ошибок по катализатору нет. У BMW, в свою очередь, есть система слежения за качеством топлива и за выхлопом.

5. Самый правильный и самый трудоёмкий метод проверки катализатора — это снять выхлоп и посмотреть катализатор на его просвет (рис 4). При такой проверке можно увидеть как торцы, так и просвет. Просвет будет говорить о состоянии центральной части.

Каталитические нейтрализаторы
Рис. 4. Катализатор на просвет

Как проверить катализатор при подборе автомобиля или выездной диагностике

При подборе автомобиля, при выездной проверке всё сильно зависит от навыков эксперта при проведении компьютерной диагностики. Именно при помощи правильной компьютерной диагностики и, имея опыт осмотров, можно предвидеть проблемы с катализатором.

Вообще, нужно на месте выполнить все возможные проверки, кроме тех, что требуют снятия катализатора или выкручивания лямбда-зондов. 

Если модель автомобиля попадает в зону риска, то мы рекомендуем проводить дополнительные проверки в сервисных условиях. Но далеко не каждый сервис правильно понимает, что такое эндоскопия катализатора, поэтому рекомендуется обратиться к профессионалам (список рекомендуемых автосервисов – https://mintco.ru/garages/).

На каких моделях катализатор разрушается быстрее

Преждевременным проблемам с катализаторами подвержены следующие модели:

Audi S4/S5/RS4/RS5 с двигателями 3.0TFSI и 4.2FSI;

BMW 3/5 с двигателями B48 (F30/F10 рестайлинговые);

Porsche с двигателями 4.8/4.8 turbo (cayenne, Panamera);

Volkswagen Teramont 3.6;

KIA/Hyundai с двигателями 1.6, 2.0 (все модели);

Nissan X-trail с двигателями 2.5 (T31);

Как продлить катализатору жизнь

В первую очередь необходимо заправляться качественным топливом и не снижать октановое число. Если на лючке бака написано 98 – значит необходимо заливать 98. Заливать топливо с меньшим октановым числом (или существенно меньшим) не желательно – это может повредить катализатор мгновенно.

Дополнительно катализатору поможет сохранить жизнь езда без полной нагрузки и без достижения максимальных скоростей. При езде на максимальной скорости нагрузка на двигатель очень высока и температура катализатора так же высока. 

Температура выхлопных газов настолько высока, что её можно увидеть – выхлопная система вся краснеет, а соответственно и перегревается и катализатор. Поэтому снижение скорости позволит сохранить ему жизнь.

Надо следить за расходом масла. Расход масла может нанести сильный урон катализатору, так как выхлоп будет неправильный по составу. При сгорании масла выделяется образуется больше нагара, выхлопные газы «грязнее», и забивают катализатор.

Польза катализатора

Мировой автопарк всё расширяется и расширяется. Причём, электромобилей производят несравнимо меньше, чем автомобилей с обычными ДВС. В странах, где автопарк молодой и правительство жёстко контролирует техническое состояние каждого автомобиля, дышится намного легче, чем в Москве. Даже в мегаполисах.

Сейчас много рекламы об удалении катализаторов с доплатой. Но прежде, чем соглашаться, подумайте об экологии – жить в загазованном городе и дышать этим, вредно для здоровья.

Заключение

В данной статье мы рассмотрели: 

1. Что это такое катализатор и зачем он нужен

2. Как работает катализатор

3. Что такое «холодный старт»

4. Как катализатор выходит из строя

5. Почему катализатор выходит из строя

6. Какой урон катализатор может нанести двигателю

7. Почему автомобили без катализатора имеют специфический запах

8. Какие есть методы диагностики катализатора

9. Как нужно проверять катализатор при подборе автомобилей

10. Какие модели в зоне риска

11. Как сохранить катализатору жизнь

12. Польза катализатора

С уважением,
Компания Mint Condition
Профессиональный подбор автомобилей
+79261888335
www.mintco.ru
WhatsApp: http://wa.me/79261888335
info@mintco.ru

Данный материал подготовлен компанией Mint Condition и является собственностью компании. Любое копирование или размещение данного материала без согласования с владельцем запрещено.

Авторские права защищены и принадлежат ООО «Валкирия» (товарный знак MintCo, свидетельство №833282) ©
Любое использование или копирование материалов сайта, в том числе, элементов дизайна, фото и видео- материалов, текстового содержания может осуществляться исключительно с письменного разрешения ООО «Валкирия» и только при наличии ссылки на www.mintco.ru.

Выберите, как Вам удобнее с нами связаться:
Нажмите на значок – мы на связи
Другие услуги: