Воздухоплавательная ул., д. 13А
ул. Маршала Говорова, д. 29
ул. Караваевская 1 корп. 3
Колпино, Финляндская ул., д. 16
Главная / Наши работы / Справочная информация / Как работает катализатор выхлопной системы?

Как работает катализатор выхлопной системы?

Отработавшие или выхлопные газы автомобиля в исходном состоянии несут определенную угрозу окружающей среде, поскольку в них содержится большое количество различных токсичных компонентов. Для того чтобы предотвратить их попадание в атмосферу в первичном небезопасном состоянии, авто конструкторами было разработано специальное устройство, получившее название «каталитический нейтрализатор» или, говоря по-простому, «катализатор». Без катализатора не обходится устройство выхлопной системы ни одного современного автомобиля, оснащаемого двигателем внутреннего сгорания, вне зависимости от того на каком виде топлива (бензин или дизтопливо) он работает.

Каждый автомобилист должен знать принцип работы катализатора, чтобы понимать важность его работы и суметь оценить последствия, которые могут возникнуть после удаления данного устройства в связи с неисправностью или эксплуатационным износом.

Как устроен катализатор?

Каталитический нейтрализатор, являясь составной частью выхлопной системы автомобиля, располагается непосредственно на выходе выпускного коллектора двигателя. Конструктивно катализатор состоит из следующих элементов:

  • Металлического корпуса или монтажного мата, имеющего два патрубка (на вход и выход);
  • Керамического блока, представляющего собой монолитную пористую структуру с множеством ячеек наподобие пчелиных сот, обеспечивающих достаточно развитую площадь контактной поверхности выхлопных газов с рабочим каталитическим слоем;
  • Каталитического слоя в виде специального напыления на поверхностях ячеек керамического блока, состоящего из активных металлов платиновой группы (платины, палладия или родия), а в некоторых случаях и золота, являющегося более дешевым драгоценным металлом в сравнении с платиноидами;
  • Металлического кожуха, выполняющего функцию защиты катализатора от механических повреждений, а также обеспечивающего требуемый теплоизоляционный эффект.

С чем борется катализатор?

Главной функцией катализатора является нейтрализация основных токсичных компонентов выхлопа до безопасного для окружающей среды состояния. Поскольку выхлопные газы в своем составе содержат в преобладающем количестве три вредных компонента, то и устройства, призванные нейтрализовать их, получили название трёхкомпонентных катализаторов. Перечислим данные компоненты, подлежащие нейтрализации с помощью катализатора:

  • Окислы азота (NOХ) – являются компонентами смога, а также провоцируют выпадение ядовитых для человека атмосферных осадков в виде кислотных дождей;
  • Монооксид углерода или угарный газ (СО) – это смертельно опасный для человека газообразный компонент при его концентрации в воздухе от 0,1%;
  • Углеводородные соединения (CH) – также являются компонентами смога, а отдельные их разновидности обладают канцерогенным воздействием на организм человека.

Как работает катализатор?

Принцип действия катализатора основан на реализации в отдельный момент времени нескольких последовательных этапов работы, а именно:

  • Поступление выхлопных газов из выпускного коллектора двигателя вовнутрь керамического блока, где они проникают в ячейки, полностью заполняя их;
  • Протекание в контактной поверхностной зоне между металлами-катализаторами и компонентами выхлопа химических окислительно-восстановительных реакций, в ходе которых не до конца сгоревшие углеводороды (СН) превращаются в водяной пар, а монооксид углерода (СО) полностью трансформируется в углекислый газ (СО2);
  • Реакция между металлом-катализатором родием и окислами азота (NOХ) преобразует их в обычный молекулярный азот (N2), являющийся абсолютно безопасным для окружающей среды.

Таким образом, благодаря работе каталитического нейтрализатора, в атмосферу поступают нейтрализованные до безопасного состояния отработавшие газы.

Температурный режим работы катализатора

Рабочая температура каталитического нейтрализатора играет решающую роль в эффективности процесса преобразования токсичных компонентов отработавших газов. Так, реальный процесс нейтрализации начинается с момента достижения температурного порога в 300°С. Оптимальным температурным интервалом, с точки зрения эффективности и срока службы катализатора, является диапазон от 400 до 800°С. Процессы, выходящие за пределы оптимального диапазона рабочих температур, вызывают ускоренный износ дорогостоящего катализатора. Так, в интервале температур от 800 до 1000°С фиксируется ускоренное старение катализатора, а в условиях длительной работы при температурах более 1000°С керамический катализатор получает необратимый ущерб, его керамические соты могут оплавляться и деформироваться, благодаря чему срок службы устройства сокращается в разы.

Следует отметить, что более выгодной альтернативой керамике, способной выдерживать более высокие температуры, является катализатор с внутренней начинкой в виде металлической матрицы, изготовленной из гофрированной фольги. В этом случае катализаторами выступают платина и палладий.

Эксплуатационный ресурс катализатора

Средний ресурс работы катализатора составляет 100 тыс. км пробега, однако при условии правильной эксплуатации автотранспортного средства данный показатель может составлять до 200 тыс. км.

Вышедший из строя (забитый) катализатор нельзя почистить или восстановить. Учитывая высокую стоимость нового катализатора, многие автовладельцы выбирают вариант удаления неисправного катализатора и установку вместо него пламегасителя, однако, в этом случае автомобиль становится источником вредных выбросов в атмосферу.

Если Вам небезразлично соответствие Вашего авто актуальному стандарту экологичности, и Вы не хотите вносить свою лепту в загрязнение окружающей среды, правильным выбором будет произвести замену забитого катализатора на аналогичное новое устройство!

В любом случае, какой бы вариант решения проблемы Вы не выбрали для своего автомобиля, лучшим решением будет обратиться за помощью в профессиональный автосервис!