Что такое катализатор и когда нужна его замена

Многие автолюбители наверняка слышали про каталитический нейтрализатор (или просто про катализатор) и о том, какую функцию он выполняет в работе выхлопной системы, и автомобиля – в целом. Однако, о его расположении и подробное описание знает не каждый. Ниже постараемся разложить все по «полочкам»: рассмотрим терминологию, предназначение и меры, которые необходимы при его неисправности. Итак, что такое катализатор?

Терминология, принцип действия, конструкция

Что такое катализатор? Каталитический нейтрализатор – один из важнейших узлов, который входит в состав системы выхлопа. Задача данного элемента выхлопа заключается в снижении вредных веществ, которые в виде отработанных газов выходят в атмосферу. Такими веществами, в частности, являются оксиды азота (NO2 и NO), углеводород (CH), окись углерода (СO) – данные химические элементы обладают крайней токсичностью и являются составными смога.

Принцип действия

Катализатор в автомобиле действует по следующему принципу: происходит его нагрев от отработанных газов, а после – в нем догорают вредные химические элементы, в результате чего из выхлопной трубы на выходе получается отходная масса, которая соответствует экологическим нормам.

Каталитический нейтрализатор состоит из керамической (либо металлической) сотовой конструкции. Она увеличивает площадь взаимодействия отработанных газов с поверхностью, покрытой каталитическим слоем. Поверх конструкции отлит специальный платиноиридиевый сплав. Все это обеспечивает реакцию окисления окиси азота и углеводорода. Как итог – на выходе получаются вполне экологичные CO2 и N2.
С чем могут быть связаны возможные неисправности каталитического нейтрализатора?

Уничтожение каталитического слоя
Если автомобиль эксплуатируется в соответствии со всеми предписанными правилами, то причиной его неисправности может послужить каталитический слой, который сгорает. Уменьшенная площадь сот, провоцирует неполное выполнение функций. Иными словами, он перестает бороться с выхлопными газами путем их дожигания, в результате чего в атмосферу начинает попадать больше вредных выбросов. В случае превышения установленных значений (запрограммированы в блоке управления) на панель приборов выводится соответствующее предупреждение в виде лампочки-индикатора «Check Engine».
Диагностика покажет, что блок управления (ЭБУ) хранит в себе код ошибки, которая расшифровывается как «некорректная работа каталитического нейтрализатора».
В целом катализатор служит достаточно долго при нормальной эксплуатации, которая предусматривает качественное топливо и исправную выхлопную систему. Информация о статусе вредного выхлопа выдается особым датчиком, он называется – лямбда-зонд, и располагается непосредственно под каталитическим нейтрализатором.

Неполадки в системе смесеобразования
Каталитический нейтрализатор может выйти из строя в результате некорректной работы системы образования смеси, а также системы зажигания. Если это происходит, то сотовые ячейки забиваются, что затрудняет процесс окисления смеси катализатором.

Плохое топливо. Еще одна причина, в результате которой могут появиться неполадки – низкокачественное топливо.

Забитый катализатор

В нем может содержаться тетраэтилсвинец в количестве, которое превышает допустимые значения. Данное вещество используют с целью повышения октанового числа в бензине. В результате многократных заправок таким бензином, каталитический слой покрывается тетраэтилсвинцом, что и становится причиной некорректной работы каталитического нейтрализатора.

Что делать, если катализатор вышел из строя?

Вряд ли удастся отремонтировать неисправный каталитический нейтрализатор, поэтому единственный выход – это его замена. Данная процедура может обойтись в весьма кругленькую сумму из-за сложной конструкции катализатора (фланцевые соединения, бак и выпускной коллектор) а также дорогостоящих металлов в его составе. В специализированном автомобильном сервисе могут предложить ряд альтернатив неисправному каталитическому нейтрализатору, но нужно понимать, что вышедший из строя узел восстановлению не подлежит. Итак:

Универсальный катализатор
Это бочка каталитического нейтрализатора. Она вваривается в систему выхлопа отработавших газов на место неисправного узла. Причем, замене подлежит только сам катализатор, а трубка (магистраль) остается нетронутой. Универсальный катализатор – наиболее предпочтительный вариант с точки зрения экономии, хотя все зависит от размеров и характеристик.

Пламегаситель.

Каталитический нейтрализатор в полном составе удаляется из системы отработавших газов. На освободившееся место монтируется потенциальный резонатор ( пламегаситель). Причем, в задачу пламегасителя не входит очищение выхлопных газов – он выравнивает фон выхода отработавших газов и удаляет ненужный фоновый шум.

Обманка лямбда-зонда. Решение выгодное экономически, но экология страдает значительно. Обманка может быть в виде проставки (дистанцирует датчик от потоков отработавших газов), или в качестве небольшой схемки, которая включается в себя конденсатор и резистор. Такая схемка способна искажать информацию, поставляемую кислородным датчиком. В результате чего, ЭБУ работает в штатном режиме и принимает полученные данные за приемлемый экологический показатель, тогда как каталитического нейтрализатора может вовсе и не быть.

Что происходит с силовым агрегатом при отсутствии катализатора?

Датчик кислорода (лямбда-зонд) служит с целью выявления кислородной концентрации в составе отработавших газов. Именно посредством балансирования стабильного соотношения воздух/топливо в системе выхлопа обеспечивается корректная работа силового агрегата. Вот здесь то и нужен кислородный датчик, находящийся в выхлопной системе. Контроль концентрации кислорода в отработавших газах называется лямбда-регулированием. Зачастую, присутствуют два датчика –один расположен непосредственно перед катализатором, а другой – и за ним.

Датчики необходимы для оптимального соотношения воздуха и горючей смеси, что обеспечивает корректность работы силовой установки.

Два кислородных датчика в системе

Бытует мнение относительно того, что датчик, установленный после нейтрализатора, необходим для определения некорректной работы каталитического нейтрализатора. Что ж, данное утверждение соответствует действительности. Но что случится при удалении катализатора с ЭБУ? Например, нейтрализатор таки снят – тогда второй датчик выявит неполадку и в автоматическом подстроит смесь для уменьшения степени токсичности выхлопа. Но выполнение данной процедуры возможно лишь посредством увеличения процентного соотношения воздуха в горючей смеси. В результате чего смесь обогащается, а это ведет к уменьшению мощностного потенциала двигателя. Проще говоря, ЭБУ переключается в аварийный режим и запускает процесс образования соответствующей усредненной смеси с одной лишь целью – непрекращающейся работы силовой установки. Причем подача топлива является второстепенной задачей.
Чтобы вернуть приемлемый расход топлива, необходимо вывести силовой агрегат из аварийного режима работы в исходный. Для это вышедший из строя каталитический нейтрализатор подвергается замене, а ЭБУ «перепрошивается» на стандарт Евро-2. Либо ставится спец-обманка на второй датчик кислорода.

Вердикт — замена

Итак, мы выяснили что такое катализатор, и для чего он нужен машине. Если данный элемент выхлопа работает корректно, то можно говорить о приемлемом расходе топлива, и в целом – о корректной работе всего силового агрегата. Если же имеются неполадки, то разумным решением, хоть и не самым дешевым будет его полная замена.