Катализатор-как устроен и где применяется?
В последнее время одна из самых обсуждаемых проблем связана с охраной окружающей среды. Опасения по поводу глобального потепления усугубляют законодательные инициативы по ограничению выбросов в атмосферу токсичных веществ, таких как оксид азота (NO), который крайне пагубно влияет на озоновый слой. Автомобильный транспорт — один из основных загрязнителей атмосферы во всём мире. Это причина того, что производители автомобилей ежегодно применяют строгий надзор и многочисленные ограничения. Сегодня их производство должно соответствовать ряду экологических требований, которые с каждым годом становятся всё строже. Отделы разработок автомобильных компаний ведут постоянную гонку со временем, создавая новые системы, снижающие вредные выбросы. Это приводит к появлению ключевого компонента, нашёл место во всех современных автомобилях — «автомобильный каталитический нейтрализатор», более известный как катализатор. Каталитический нейтрализатор — это элемент выхлопной системы автомобиля, который необходим для снижения выбросов вредных газов, которые двигатель выбрасывает в атмосферу.
Устройство и действие
Катализатор представляет собой одну или несколько керамических или металлических гребешков, состоящих из множества коробок с толщиной стенки 0,2 мм, заключённых в оболочку из высококачественной стали и термостойкой ваты. Современные катализаторы изготавливаются из керамики на основе элемента кордиерит, покрытого очень тонким слоем (20-60 микрон) драгоценных металлов, которые необходимы для химического процесса. Они из группы платины — Pt, Pd, Rh. Платина предпочтительна, потому что она обеспечивает хорошее окисление монооксида углерода и углеводородов. Кроме того, он устойчив к соединениям серы, содержащимся в выхлопных газах. Кроме того, используются палладий и родий, и родий особенно полезен для разложения оксидов азота. Действие катализатора основано на химической реакции, вызвано высокой температурой. Когда температура в лепёшке катализатора достигает 250-300 ° C, начинается реакция окисления вредных газов: CO — оксид углерода, HC — углеводород и NO — оксид азота. Они нейтрализуются добавлением молекулы кислорода, в результате чего вредные элементы превращаются в: CO2 — углекислый газ, N2 — азот и H2O — воду.
Катализатор внутри
В некоторых бензиновых автомобилях вместо керамического пирога возле двигателя кладут металлическую фольгу. Он изготовлен из нержавеющей стали, а также покрыт тонким слоем драгоценных металлов. Катализаторы отличаются большим разнообразием и сложностью, но в целом их можно разделить на два основных типа — «окислительные» и «трёхкомпонентные катализаторы».
Окисляющие агенты используются в Соединённых Штатах с 1970-х годов. Они хорошо очищают углеводороды и окись углерода, но не обрабатывают окись азота.
В современных бензиновых автомобилях чаще всего используются трёхкомпонентные катализаторы. Они проводят три типа реакций окисления CO, HC и NO с получением CO2, H2O и N2.
При дизельных двигателях используются «NO-абсорбирующие катализаторы» и «сажевые фильтры» (DPF). В последнее время «селективное каталитическое восстановление» всё чаще используется в дизельных двигателях как метод снижения выбросов оксида азота. Это достигается за счёт использования аммиака или предшественников аммиака в богатой кислородом среде. Аммиак вводится в отдельную ёмкость для повторной очистки дымовых газов, сажи и т. Д.
Проблемы и засорение катализатора
Прогорание внутреннего каталитического нейтрализатора — одна из наиболее частых причин засорения и поломки. Обычно это происходит из-за того, что в выхлопную систему попадает богатая топливная смесь и, следовательно, несгоревшее топливо. Там он воспламеняется, что приводит к резкому повышению температуры и возгоранию колосниковой решётки. Очень часто после безуспешных попыток воспламенения или толкания накапливается топливо, которое неконтролируемо горит в каталитическом баке, разрушая его структуру. По этой причине не рекомендуется ездить на автомобилях с каталитическим нейтрализатором толканием.
Проблема с катализатором также может возникнуть при использовании бензина, богатого свинцом. Свинец откладывается на слое катализатора, забивая ящики и снижая проницаемость системы.
Если в автомобиле горит масло, это также может вызвать засорение каталитического нейтрализатора.
Механическое повреждение катализатора из-за ударов, продолжительного и сильного резонанса и других факторов, которые могут нарушить хрупкую решётку, также являются обычным явлением.
Удаление катализатора
Распространено мнение, что после пробега 150–180 тыс. км., катализатор перестаёт работать и приходит в негодность. Очень часто только на основании пройденных километров родные «мастера» решают, что катализатор пропал и его необходимо удалить. Правда в том, что на работу каталитического нейтрализатора влияет множество факторов, и если автомобиль эксплуатируется правильно, с хорошим топливом и хорошей топливной системой, его ресурс намного больше. Нужно иметь в виду, что в Западной Европе, откуда поступает большинство подержанных автомобилей, при прохождении технических осмотров очень строго соблюдается экологические нормы. К тому же топливо значительно лучше. Поэтому, если недавно купили новый импортный автомобиль и в сервисном центре настаивают на снятии каталитического нейтрализатора, нужно обязательно стоит усомниться в их мотивах. Из-за содержащихся в нём драгоценных металлов катализаторы наивных клиентов обычно удаляют без уважительной причины. После этого их с неплохой прибылью перепродают в точках цветных металлов. Это явление переросло в целую отрасль, и украденные катализаторы нередки! Удаление катализаторов и покупка на месте в Катализаторофф.