Каталитический нейтрализатор и его особенности в работе выпускной системы автомобиля

Принцип работы каталитического нейтрализатора и его расположение в выпускной системе

Если на заре автомобилестроения инженеры-конструкторы всерьез не задумывались о влиянии своих детищ на окружающую среду, то в наше время непризнание негативного воздействия выхлопных газов на экологию планеты выглядит, по меньшей мере, глупо, а то и вовсе преступно.

Вот поэтому уже без малого 40 лет в конструкции выпускной системы автомобилей используется такое устройство как каталитический нейтрализатор (конвертер или же просто катализатор), который сокращённо мы называем «КН». Обычно он крепится сразу за приемной трубой выпускной системы или непосредственно на фланце выпускного коллектора.

Принцип работы этого устройства при довольно высокой эффективности очень прост. Выхлопные газы, проходя через внутреннюю ячеистую структуру нейтрализатора, которая покрыта химическим катализатором, вступают в реакцию с ним. В результате химических процессов угарный газ превращается в менее вредный углекислый газ, а окись азота, которая в чистом виде может вызывать паралич дыхательных мышц, распадается на совершенно безопасные для человека азот и водяной пар. Протекание реакции наиболее эффективно при достижении температуры в 250-300 градусов.

Составные части

Нейтрализаторы могут незначительным образом отличаться друг от друга в зависимости от модели автомобиля и завода-изготовителя, но все они имеют общую структуру.

Внутри корпуса из нержавеющего сплава находится блок-носитель, являющийся главным компонентом устройства. Он может быть как металлическим, так и керамическим. Этот блок имеет пористую структуру и состоит из мельчайших ячеек-сот. Все они покрыты тонким слоем химического сплава-катализатора, состоящего из элементов группы платины (палладия, родия или непосредственно самой платины). Так как толщина стенок этих ячеек не превышает 0,2 мм, это позволяет получить поистине огромную площадь, покрытую активным веществом.

Между корпусом и блоком-носителем находится слой изоляции.

Иногда катализатор и лямбда-зонд объединены в одном корпусе.

Типы каталитических нейтрализаторов

Каталитические конвертеры бывают нескольких типов. Так, еще в 70-80-х годах прошлого столетия, в основном американскими производителями, на автомобили устанавливались окислительные катализаторы, которые хорошо справлялись с нейтрализацией вредных соединений углерода, но практически никак не влияли на концентрацию оксида азота в выхлопных газах. Поэтому данный тип каталитических нейтрализаторов практически не применяется в наши дни, а вместо него устанавливается другой тип – трехкомпонентный.

Трехкомпонентный каталитический нейтрализатор содержит в себе сразу три химических элемента – палладий, родий и платину, которые успешно нейтрализуют и угарный газ, и окись азота.

Также различают данные устройства по материалу, из которых изготавливается сотовая структура. Она бывает керамической или металлической. В наши дни чаще используются металлические нейтрализаторы из обработанной специальными методами нержавеющей стали, так как они более прочные. На некоторых автомобилях с дизельным мотором применяются азотоабсорбирующие катализаторы.

Диагностика и устранение неисправностей в КН

К сожалению, каталитический нейтрализатор является довольно уязвимым элементом выпуска автомобиля. Одной из основных его причин выхода из строя выступает низкое качество заправляемого топлива. Если в топливной системе оказывается бензин с высоким содержанием свинца, это довольно быстро приводит к «засаливанию» ячеек-сот (покрытию каталитического слоя тяжелым металлом), что останавливает реакцию нейтрализации.

Перегрев тоже очень вреден для каталитического конвертера. Обычно он вызван неверно выставленным зажиганием, что влечет за собой попадание несгоревшего топлива в систему выхлопа и его догорание в непосредственной близости от катализатора. Утечка масла и его сгорание может привести к засорению решетки устройства, а даже незначительные механические воздействия способны повредить хрупкий блок-носитель, особенно если он керамический. Езда по глубоким лужам, а также буксировка на тросе тоже выступают факторами риска для катализатора.

Если все же уберечь катализатор не удалось, то наиболее очевидным сигналом, извещающем о поломке, будет загорание лампы на панели приборов, причем на некоторых современных авто для этого предусмотрено специальное обозначение, на остальных же об этом сообщит стандартное «CHECK ENGINE».

Однако система самодиагностики не всегда корректно сообщает о проблеме с нейтрализатором. В этом случае помогут другие методы. Первый из них – это замер выхлопа на содержание вредных веществ и сравнение его с заводскими показателями. Серьезное превышение концентрации окиси азота будет свидетельством выхода из строя устройства. Второй – проверка противодавления на выпуске. Его повышение будет означать, что катализатор засорен или же вовсе сломался. Резкий запах сероводорода при работе двигателя тоже является признаком того, что реакция нейтрализации не происходит. Косвенным же признаком того, что катализатор неисправен, является снижение разгонной динамики авто, затрудненный пуск двигателя.

Ремонт и полная замена каталитического нейтрализатора

Если катализатор засорился, его можно попытаться прочистить, но это вряд ли удастся и максимум, что получится – это продлить пробег авто на 1-2 тыс.км., т.е. можно сказать, что до ближайшей станции ТО. В такой ситуации у автовладельца есть три выхода:

• заменить катализатор на новый оригинальный (стоимость начинается от 25 000 — 30 000 рублей без учета работ);
• вместо оригинального катализатора поставить тоже новое устройство, но универсального типа (8 000 — 10 000 рублей);
• удалить катализатор и установить пламегаситель с контроллером кислородного датчика (10 000 – 12 000 рублей).

Все три варианта имеют свои особенности. Первый из них является наиболее оптимальным, но потребует серьезных денежных расходов. Второй вариант можно назвать компромиссным, но стоит помнить, что после установки универсального катализатора может потребоваться регулировка работы топливной системы и системы зажигания, что тоже повлечет некоторые финансовые траты.

Удаление же нейтрализатора фактически никак не скажется на работе двигателя, но увеличит концентрацию вредных выбросов в атмосферу. Так как в странах бывшего СССР в последнее десятилетие наблюдается явная тенденция к ужесточению экологических норм, то, возможно, в самое ближайшее время владельцы таких автомобилей будут обложены дополнительными налоговыми сборами либо же вовсе лишены права выезжать на дороги общего пользования.

Стоимость каталитического нейтрализатора в России и СНГ

Средняя цена каталитических нейтрализаторов на некоторые популярные модели авто в странах России и СНГ в пересчете на российскую валюту:

• для LADA Kalina/Priora/2113/2114/2115 – от 6 800 рублей;
• для PEUGEOT 307 – от 30 000 рублей;
• для CHEVROLET Cruze – от 28 000 рублей;
• для FORD Focus II/Mondeo/Fiesta – от 26 000 рублей;
• для HYUNDAI Accent/Solaris — от 32 000 рублей;
• для KIA Spectra – от 7 000 рублей;
• для TOYOTA Corolla/Avensis – от 27 000 рублей;
• универсальные катализаторы, соответствующие Евро-2, Евро-3 – от 5 000 рублей;
• универсальные катализаторы, соответствующие Евро-4 – от 8 000 рублей;

Конечно, цены могут различаться в зависимости от многих причин, например, от той же региональности.