Что такое автомобильный катализатор и как проверить (или удалить)

Одной из систем очистки выхлопных газов автомобиля является каталитический нейтрализатор отработавших газов, который называют катализатором или нейтрализатором, хотя это то же самое. Расскажем что это такое и как проверить самому, рассмотрим основные причины, если он забит.

Что это такое

Катализатор — устройство, которое располагается в выхлопной системе и нужно для очистки выходящих оттуда газов. С помощью химических реакций в данном устройстве вредные вещества превращаются в менее пагубные, которые выходят наружу. Т.е. из выхлопной трубы после его работы выходит воздух с минимальными загрязнениями.

Катализатор начинает работать только после нагревания, т.е. при пуске холодного двигателя он бездействует.

Вместе с ним работают кислородные датчики, которые определяют состав смеси и соотношение воздуха с бензином в горючей смеси. Ведь от этого соотношения зависит, какая будет смесь: обогащённая или обеднённая.

Кислородные датчики, в зависимости от показаний, управляют работой катализатора.

Располагается катализатор в выхлопной трубе между двигателем и глушителем, закрытое снизу (обязательно!) дополнительным экраном, потому что при сильном нагреве он раскаляется почти докрасна.

Как проверить: работает или нет

У катализатора бывает ТРИ состояния: рабочее, полурабочее, нерабочее. Рассмотрим эти три состояния и как ведет себя машина при каждом из них. В рабочем состоянии машина работает нормально, лампочка ошибки на панели приборов не загорается при работе двигателя, претензий ни к чему нет.

В «полурабочем» состоянии начинаются проблемы. Машина ведет себя как-то не так:

• Временами (или всегда) пропадает тяга и «приемистость» на больших оборотах; вчера «тянула» нормально, а сегодня ее вроде бы что-то «за зад держит».
• По утрам и в состоянии «на горячую» машина стала заводиться хуже, двигатель приходится долго «гонять» стартером, чтобы завелся.
• Иногда «куда-то пропадают обороты»: давите на педаль газа, а стрелка тахометра с трудом добирается до двух или четырех тысяч и там останавливается. Машина начинает чрезмерно потреблять бензин.

Возможна еще такая проверка — подтверждение «полурабочего» состояния. Когда у Вас начались подобные проблемы, надо завести двигатель и «утопить» педаль до упора. Если двигатель начнет медленно поднимать обороты и остановится где-то на двух-трех тысячах, а дальше — ни в какую — возможны проблемы с катализатором.

В «нерабочем» состоянии машина заводится долго, а когда заведется – то глохнет почти сразу же или не заводится, т.е. даже не «схватывает».

«Третье состояние» проверить просто: надо в момент пуска машины подойти к выхлопной трубе и посмотреть (почувствовать, например, приложенной рукой) – идут оттуда выхлопные газы или нет.

Как удалить катализатор авто

Вопросы экологии и покупки нового не рассматриваем – 99% автолюбителей просто удаляют его, т.к. новый катализатор стоит дорого из-за содержания в нём платины. Хочется предостеречь от распространенной ошибки: всегда удаляйте его полностью, а не пробивайте только отверстие. Кто даст гарантию, что время это отверстие не забьется?

После удаления внимательно осмотрите внутренность той емкости, в которой находился катализатор и увидите «прикипевшую» к поверхности металлическую сеточку, одну или несколько. Ее удаляйте тоже.

Можно вырезать катализатор и вварить гофровую трубу. Это даст не жесткое соединение мотора и выпускной системы, а также дополнительное охлаждение газов.

Возможно ли почистить катализатор

Это зависит от степени и вида загрязнения. Если он забился серой и парафином после заправки плохим бензином — то ничего не поможет. В этом случае меняют на новый или ставят обманку. Другое дело, если забился серой. Специальная автохимия его может очистить.

что делать и чем это грозит мотору

Каталитический нейтрализатор или по-простому катализатор – это элемент выпускной системы автомобиля. Призван уменьшить количество вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу.

Непосредственно на работу мотора он не влияет. Но при этом неисправность катализатора может быстро вывести двигатель из строя. Давайте разберемся, как вовремя заметить проблему и возможен ли ремонт этого узла или только замена?

Устройство катализатора достаточно простое. Основа его конструкции – блок из огнеупорной керамики, состоящий из множества ячеек. На каждой есть напыление из драгоценных металлов для ускорения химических реакций. Конечно, такая «ювелирная» начинка сказывается на цене.

Ресурс катализатора довольно приличный – порядка 120-160 тысяч километров и даже больше.

Однако его состояние напрямую зависит от исправности двигателя и условий эксплуатации. Чаще всего соты забиваются продуктами сгорания некачественного топлива или сомнительных присадок. Другая причина проблем: сбои в системе зажигания или неправильное образование топливной смеси, из-за чего ее часть догорает уже внутри блока, вызывая деформацию элементов.

«Соты начинают слипаться, пропускная способность для выхлопных газов становится меньше. Соответственно, это все сказываться на мощности мотора», – поясняет руководитель отдела продаж официального дилера Александр Новиков.

Как следствие – явная потеря динамики, плюс неустойчивая работа двигателя и повышенный расход. Система самодиагностики при этом зажигает лампу Check engine. Хотите вы этого или нет, но долго ездить с такими симптомами не получится.

«Если катализатор выходит из строя, он может также раскрошиться. И тогда эти крошки могут попасть через циркуляцию выхлопных газов назад в двигатель. Керамика достаточно твердая, попадая в цилиндры, может вызвать большие задиры», – предупреждает руководитель отдела продаж официального дилера Александр Новиков.

Или проще говоря, глубокие царапины, а это уже гарантированный капитальный ремонт.

Причем надо иметь в виду, что в большинстве случаев катализатор не ремонтируется, а меняется. А вот на что – решать вам. Самый простой вариант– поставить оригинальную деталь.

Правда, даже у бюджетных моделей она стоит от 20 тысяч и выше. У некоторых авто катализаторов может быть и два, и даже четыре. Более компромиссное решение – универсальный катализатор. Обойдется он дешевле, но могут возникнуть трудности с подбором под конкретный двигатель.

Наконец, наименее затратный способ – установка так называемого пламегасителя. Стоит он относительно недорого, но требует перепрограммирования блока управления двигателем.

Но главное в этом случае, вы не пройдете обязательный техосмотр, что на фоне ужесточения правил делает этот вариант совсем уж сомнительным.

Как работает автомобильный каталитический нейтрализатор?

Во время работы двигателя внутреннего сгорания в атмосферу выбрасываются отработанные газы, которые не только являются одной из основных причин загрязнения воздуха, но и одной из причин многих заболеваний.

Эти газы, которые выходят из выхлопных систем транспортных средств, состоят из чрезвычайно вредных элементов, поэтому современные автомобили оснащаются особенной системой выхлопа, в которой обязательно присутствует катализатор.

Каталитический нейтрализатор разрушает вредные молекулы выхлопных газов и делает их максимально безопасными для людей и окружающей среды.

Что такое катализатор?

Каталитический нейтрализатор представляет собой тип устройства, основной задачей которого является снижение вредных выбросов от выхлопных газов автомобильных двигателей. Устройство катализатора простое. Это металлическая емкость, которая установлена в выхлопной системе автомобиля.

В емкости есть две трубы. «Вход» преобразователя соединен с двигателем, и через него поступают выхлопные газы, а «выход» соединяется с резонатором выхлопной системы автомобиля.

Когда выхлопные газы двигателя попадают в катализатор, в нем происходят химические реакции. Они разрушают вредные газы и превращают их в безопасные, которые можно выбрасывать в окружающую среду.

Из каких элементов состоит каталитический нейтрализатор?

Чтобы было немного понятнее, как работает автомобильный каталитический нейтрализатор, рассмотрим, каковы его основные элементы. Не вдаваясь в подробности, перечислим только основные элементы, из которых он построен.

Подложка

Подложка представляет собой внутреннюю структуру катализатора, на которую наносятся покрытие катализатора и драгоценные металлы. Существует несколько типов подложек. Их основное отличие — материал, из которого изготавливается. Чаще всего это инертное вещество, которое стабилизирует на его поверхности активные частицы.

Покрытие

Активный материал катализатора обычно состоит из диоксида алюминия и таких соединений, как церий, цирконий, никель, барий, лантан и другие. Цель покрытия — расширить физическую поверхность подложки и служить в качестве основы, на которую наносятся драгоценные металлы.

Драгоценные металлы

Драгоценные металлы, присутствующие в каталитическом нейтрализаторе, служат для проведения чрезвычайно важной каталитической реакции. Обычно используемые драгоценные металлы — это платина, палладий и родий, но в последние годы большое количество производителей начали использовать золото.

Корпус

Корпус представляет собой внешнюю оболочку устройства и содержит подложку и другие элементы катализатора. Материал, из которого обычно делают корпус — нержавеющая сталь.

Трубы

Трубы соединяют каталитический нейтрализатор автомобиля с выхлопной системой автомобиля и двигателем. Они сделаны из нержавеющей стали.

Как работает автомобильный каталитический нейтрализатор?

Для работы двигателя внутреннего сгорания важно, чтобы в его цилиндрах происходил стабильный процесс сгорания воздушно-топливной смеси. Во время этого процесса образуются вредные газы, такие как оксид углерода, оксиды азота, углеводороды и другие.

Если в автомобиле нет каталитического нейтрализатора, все эти чрезвычайно вредные газы после выброса в выпускной коллектор из двигателя будут проходить через выхлопную систему и будут попадать непосредственно в воздух, которым мы дышим.

Если транспортное средство имеет каталитический нейтрализатор, выхлопные газы будут проходить от двигателя к глушителю через соты подложки и вступать в реакцию с драгоценными металлами. В результате химической реакции вредные вещества нейтрализуются, и из выхлопной системы в окружающую среду попадает лишь безвредный выхлоп, состоящий в большей степени из углекислого газа.

Из уроков химии мы знаем, что катализатор — это вещество, которое вызывает или ускоряет химическую реакцию, не влияя на нее. Катализаторы участвуют в реакциях, но не являются ни реагентами, ни продуктами каталитической реакции.

Есть две стадии, через которые проходят вредные газы в катализаторе: восстановление и окисление. Как это работает?

Когда рабочая температура катализатора достигает от 500 до 1200 градусов по Фаренгейту или 250-300 градусов по Цельсию, происходят две вещи: восстановление, и сразу после этого реакция окисления. Это звучит немного сложно, но на самом деле это означает, что молекулы вещества одновременно теряют и получают электроны, из-за чего меняется их структура.

Восстановление (поглощение кислорода), которое происходит в катализаторе, направлено на превращение оксида азота в экологически чистый газ.

Как работает автомобильный катализатор на стадии восстановления?

Когда закись азота из выхлопных газов автомобиля попадает в катализатор, платина и родий в нем начинают воздействовать на разложение молекул оксида азота, превращая вредный газ в совершенно безвредный.

Что происходит на стадии окисления?

Вторая стадия, которая происходит в катализаторе, называется реакцией окисления, в которой не сгоревшие углеводороды превращаются в диоксид углерода и воду путем смешивания с кислородом (окисление).

Реакции, которые происходят в катализаторе, изменяют химический состав выхлопных газов, изменяя структуру атомом, из которых они состоят. Когда молекулы вредных газов переходят из двигателя в катализатор, он разделяет их на атомы. Атомы, в свою очередь, рекомбинируют в молекулы в относительно безвредные вещества, такие как диоксид углерода, азот и вода, и выбрасываются в окружающую среду через выхлопную систему.

Основными типами каталитических нейтрализаторов, используемых в бензиновых двигателях, являются два: двухсторонний и трехходовой.

Двусторонний

Двустенный (двухсторонний) катализатор одновременно выполняет две задачи: окисляет окись углерода до двуокиси углерода и окисляет углеводороды (не сгоревшее или частично сгоревшее топливо) до двуокиси углерода и воды.

Этот тип автомобильного катализатора использовался в дизельных и бензиновых двигателях для снижения вредных выбросов углеводородов и окиси углерода до 1981 года, но поскольку он не мог преобразовывать оксиды азота, после 81 года его заменили трехкомпонентными катализаторами.

Трехходовой окислительно-восстановительный каталитический нейтрализатор

Этот тип автомобильного катализатора, как выяснилось, был представлен в 1981 году, и сегодня его устанавливают на все современные автомобили. Трехходовой катализатор выполняет три задачи одновременно:

• восстанавливает оксид азота до азота и кислорода;
• окисляет окись углерода до двуокиси углерода;
• окисляет не сгоревшие углеводороды до углекислого газа и воды.

Поскольку этот тип каталитического нейтрализатора выполняет обе стадии катализа — восстановление и окисление, он выполняет свою задачу с эффективностью до 98%. Это означает, что если ваш автомобиль оснащен таким каталитическим нейтрализатором, он не будет загрязнять окружающую среду вредными выбросами.

Типы катализаторов в дизельных двигателях

Для дизельных автомобилей до недавнего времени одним из наиболее часто используемых каталитических нейтрализаторов был дизельный катализатор окисления (DOC). Этот катализатор использует кислород в потоке выхлопных газов для преобразования оксида углерода в диоксид углерода и углеводородов в воду и диоксид углерода. К сожалению, этот тип катализатора эффективен только на 90%, и ему удается устранить запах дизеля и уменьшить видимые частицы, но он не эффективен для снижения выбросов NO x.

Дизельные двигатели выделяют газы, которые содержат относительно высокий уровень твердых частиц (сажи), который состоит в основном из элементарного углерода, с которым катализаторы DOC не могут справиться, поэтому частицы должны быть удалены с помощью так называемых сажевых фильтров (DPF).

Как обслуживаются катализаторы?

Чтобы не было проблем с катализатором, важно знать, что:

• Средний срок службы катализатора составляет около 160000 км. Проехав это расстояние, вам нужно подумать о замене преобразователя.
• Если автомобиль оснащен каталитическим нейтрализатором, вы не должны использовать этилированное топливо, так как оно снижает эффективность катализатора. Единственное подходящее топливо в этом случае — неэтилированное.

Несомненно, преимущества этих устройств для окружающей среды и нашего здоровья огромны, но в дополнение к их преимуществам у них есть и свои недостатки.

Одним из их самых больших недостатков является то, что они работают только при высоких температурах. Другими словами, когда вы заводите автомобиль, каталитический нейтрализатор почти ничего не делает для уменьшения выхлопных газов.

Он начинает работать эффективно только после того, как выхлопные газы нагреваются до 250-300 градусов по Цельсию. Вот почему некоторые производители автомобилей предприняли шаги для решения этой проблемы путем перемещения катализатора ближе к двигателю, что, с одной стороны, улучшает производительность устройства, но сокращает его срок службы, поскольку его близость к двигателю подвергает его воздействию очень высоких температур.

В последние годы было решено разместить каталитический нейтрализатор под сиденьем пассажира на расстоянии, которое позволит ему работать более эффективно, не подвергаясь воздействию высоких температур двигателя.

Другими недостатками катализаторов являются частое засорение и обжиг пирога. Выгорание обычно происходит из-за не сгоревшего топлива, попадающего в выхлопную систему, которое воспламеняется в подаче катализатора. Засорение чаще всего происходит из-за плохого или неподходящего бензина, естественного износа, стиля вождения и т.д.

Это очень небольшие недостатки на фоне огромных преимуществ, которые мы получаем от использования автомобильных катализаторов. Благодаря этим устройствам ограничиваются вредные выбросы, производимые автомобилями.

Некоторые критики утверждают, что углекислый газ — тоже вредный выброс. Они считают, что катализатор в автомобиле не нужен, так как из-за таких выбросов усиливается парниковый эффект. На самом деле, если автомобиль не имеет каталитического нейтрализатора и выделяет угарный газ в воздух, этот оксид сам превратится в углекислый газ в атмосфере.

Кто изобрел катализатор?

Хотя катализаторы массово не появлялись до конца 1970-х годов, их история началась намного раньше.

Отцом катализатора считается французский инженер — химик Евгений Гудри, который в 1954 году запатентовал свое изобретение под названием «Каталитический нейтрализатор выхлопных газов».

До этого изобретения Гудри изобрел каталитический крекинг, в котором крупные сложные органические химические вещества разделяются на безвредные продукты. Затем он экспериментировал с различными видами топлива, его целью было сделать его более чистым.

Фактическое применение катализаторов в автомобили имело место в середине 1970-х годов, когда были введены более строгие правила контроля выбросов, требующие удаления свинца из выхлопа из-за некачественного бензина.

ПОХОЖИЕ СТАТЬИ

Автомобильный катализатор и его роль в выхлопной системе

Катализатор имеет удивительно простое устройство, но воздействие его очень велико. Из этой статьи вы узнаете, какие загрязняющие вещества образуются в результате работы двигателя, и как каталитический преобразователь справляется с каждым из них, сокращая выбросы вредных выхлопных газов.

Автомобильные катализаторы

На дороги ежедневно выезжают миллионы автомобилей, и каждый из них — источник загрязнения воздуха. Особенно это чувствуется в крупных городах, где выхлопные газы автомобилей могут создавать большие проблемы.

Каталитический преобразователь или катализатор

Для решения этих проблем каждая страна издает свои законы, которые ограничивают допустимый уровень загрязнения, который может создавать каждая машина. За прошедшее время автопроизводители внесли много улучшений в конструкцию автомобильного двигателя и топливных систем, чтобы соответствовать этим требованиям. Одно из значительных изменений произошло в 1975 году — именно в этом году появилось новое устройство, называемое каталитическим преобразователем (конвертером) или просто катализатором. Работа каталитического преобразователя заключается в преобразовании вредных выхлопных газов в менее вредные прежде, чем они покинут выхлопную систему автомобиля.

Выбросы загрязняющих веществ

В целях сокращения выбросов, современные автомобильные двигатели тщательно контролируют количество сжигаемого ими топлива.

Их задача — сохранить соотношение «воздух-топливо» как можно ближе к идеальной точке, называемой стехиометрической. Теоретически, при этом соотношении все топливо сгорит с использованием всего имеющегося в воздухе кислорода. Для бензина стоихиометрический коэффициент — около 14,7:1, что значит, что при сожжении одной единицы бензина будет сожжено 17,4 единицы воздуха. фактически во время езды сгорание топливной смеси немного отличается от идеального соотношения. Иногда смесь может быть бедной (при коэффициенте «воздух-топливо» выше, чем 14,7), или, наоборот, насыщенной (при более низком коэффициенте).

Основные загрязняющие вещества, вырабатываемые двигателем, это:

• газообразный азот (N₂) — воздух состоит на 78 процентов из газообразного азота, и большая часть его проходит сквозь автомобильный двигатель
• диоксид углерода (СО₂) — один из продуктов сгорания. Углерод из топлива соединяется с кислородом воздуха.
• водяной пар (H₂O) — еще один продукт сгорания. Водород из топлива соединяется с кислородом воздуха.

Это выбросы в основе своей не опасны, хотя, как считается, выброс углекислого газа (СО₂) способствует глобальному потеплению. Но так как процесс горения никогда не совершенен, небольшое количество гораздо более вредных выхлопных газов выделяется при работе двигателя автомобиля. Именно на снижение их уровня ориентированы каталитические преобразователи:

• окись углерода (СО) — ядовитый газ без цвета и запаха
• углеводороды, также известные как летучие органические соединения — один из главных компонентов смога, образуется за счет неполного сгорания топлива
• оксиды азота (NO и NO₂, которые часто объединяют под обозначением NO _x) — также являются компонентом смога, а также кислотных дождей, оказывают влияние на слизистую человека.

В следующем разделе мы рассмотрим, какие именно процессы происходят внутри каталитического преобразователя.

Как катализаторы сокращают вредные выбросы в выхлопных газах

Если вспомнить химию, то катализатор — это вещество, которое ускоряет или вызывает химическую реакцию, само не входя в продукты реакции. Катализаторы участвуют в реакции, но не являются не реактивом, ни продуктом реакции. Так, для человеческого организма естественным катализатором многих важных биохимических реакций являются ферменты.

В каталитических преобразователях существуют два различных типа катализаторов: восстанавливающий катализатор и окислительный катализатор. Оба типа состоят из керамической структуры, покрытой металлическим катализатором (обычно это платина, родий и/или палладий). Идея заключается в том, чтобы создать структуру, которая подставляет под поток выхлопных газов максимальную площадь катализатора и свести к минимуму задействованное при этом количество самого катализатора, так как используемые материалы весьма дороги. В некоторых преобразователях даже стали использовать золото с примесью более традиционных катализаторов. Золото дешевле по сравнению с остальными катализаторами, и может повысить степень окисления на 40 процентов, что необходимо для снижения количества вредных газов.

Большинство современных выхлопных систем в автомобилях оснащены тремя каталитическими преобразователями, по одному для каждого из веществ, выброс которых необходимо уменьшить.

Восстанавливающий катализатор — первый этап каталитического преобразователя. Он использует платину и родий чтобы уменьшить выбросы NO_x. Когда молекула NO или NO₂ встречается с молекулами катализатора, от нее отделяется атом азота, высвобождая кислород — O₂. Атом азота же связывается с другим атомом азота, образуя N₂.

Окислительный катализатор — второй этап каталитического преобразователя. Он снижает количество несгоревшего топлива и окиси углерода в результате их сжигания (окисления) с помощью таких катализаторов, как платина и палладий. Этот катализатор также помогает СО вступить в реакцию с несгоревшим кислородом, образуя углекислый газ СО₂.

Существуют два основных вида конструкций, используемых в каталитическом преобразователе — это конструкция по типу «соты» и «керамические бусины». Большинство автомобилей используют сотовые структуры.

Следующий раздел посвещен третьей стадии процесса преобразования, и тому, как добиться от своего каталитического преобразователя лучшего результата.

Контроль загрязнения и повышение эффективности выхлопной системы

Третьим этапом преобразования является система управления, которая контролирует поток выхлопных газов и использует эту информацию для управления системой впрыска топлива. Один датчик кислорода установлен выше автомобильного катализатора, то есть ближе к двигателю, чем сам преобразователь. Этот датчик говорит компьютеру двигателя, сколько кислорода содержится в выхлопе. Компьютер двигателя уменьшает или увеличивает количество кислорода в выхлопных газах за счет регулировки количества воздуха, поступающего к топливу. Эта схема позволяет контролировать двигатель компьютера, чтобы убедиться, что двигатель работает на соотношении, близком к стехиометрической точке, а также чтобы убедиться, что в выхлопных газах достаточно кислорода для работы окислительного катализатора для окисления несгоревших углеводородов и СО.

Каталитический преобразователь проделывает большую работу по уменьшению загрязнения окружающей среды, но его производительность может быть существенно улучшена. Одним из недостатков является то, что каталитический преобразователь работает только при достаточно большой температуре. Когда вы только заводите машину, каталитический преобразователь почти не работает.

Простое решение этой проблемы состоит в том, чтобы передвинуть каталитический преобразователь ближе к двигателю. Тогда выхлопные газы, поступающие в каталитический преобразователь, будут более горячими,и он нагреется быстрее, но это одновременно сокращает срок службы конвертера из-за воздействия чрезмерно высоких температур. Большинство автопроизводителей размещает каталитический преобразователь под передним пассажирским сиденьем, достаточно далеко от двигателя, именно для того, чтобы высокие температуры не вредили ему.

Подогрев каталитического преобразователя — хороший способ снижения выбросов. Самый простой способ подогреть катализатор — использование электрических нагревателей. К сожалению, 12-вольтовая электрическая система, установленная на большинстве машин, не может нагреть каталитический преобразователь достаточно быстро. Большинство людей не будет ждать несколько минут, пока нагреется каталитический преобразователь. Гибридные машины имеют большие, высоковольтные батареи, которые могут достаточно быстро нагреть автомобильный катализатор.

Каталитические преобразователи дизельных двигателей плохо справляются с сокращением выбросов NO_x. Одна из причин в том, что дизельные двигатели сами по себе функционируют в более низком температурном режиме, чем обычные, а преобразователи работают лучше при нагреве. Некоторые ведущие эксперты в области «зеленого» автомобилестроения придумали новую выхлопную систему, которая помогает исправить этот недостаток. Они впрыскивают водный раствор мочевины в выхлопную трубу до того, как газы достигнут преобразователя. При этом возникает химическая реакция, которая уменьшает количество NO_x. Карбамид, также известный как мочевина — органическое соединение углерода, азота, кислорода и водорода. Его можно обнаружить в моче млекопитающих и земноводных, что и объясняет такое название. Мочевина реагирует с NO_x с получением азота и водяного пара, снижая количество оксидов азота в выхлопных газах более чем на 90 процентов.

Источник: Авто Релиз.ру.

Катализатор в машине это

что в нем ценного и что будет если его убрать

Резкий скачок уровня автомобилизации общества в конце двадцатого века потребовал глобального усиления требований к экологичности двигателей внутреннего сгорания. Суровые законодательные меры вынудили производителей разработать и внедрить сложные технические комплексы очистки выхлопных газов, главными компонентами которых стали системы электронного управления впрыском топлива и специальные узлы дополнительной переработки продуктов выпуска – каталитические нейтрализаторы.

Содержание статьи:

Зачем нужен в машине каталитический нейтрализатор

Большая часть выхлопных газов состоит из вполне нейтральных и безвредных веществ – азота, водяного пара и двуокиси углерода. Но обойтись только их наличием практически невозможно, такое случается лишь в идеально отрегулированном двигателе, работающем в предсказуемом стационарном режиме.

Во всех других случаях мотор начинает выделять крайне опасные для человека химически активные вещества, моноокись углерода, углеводороды и окислы азота.

Читайте также: Для чего нужна балансировка колес автомобиля

Прямое уничтожение подобных ядов с большой скоростью и в требуемом объёме практически невозможно, поэтому инженеры были вынуждены прибегнуть к известным из химии каталитическим реакциям переработки вредных веществ в относительно нейтральные.

Катализатором в химии называется компонент реакции, который участвует в процессе, хорошо его ускоряет, но сам при этом не расходуется.

Что ценного в устройстве

К сожалению, ценного там оказалось много. В роли катализаторов пришлось применить благородные металлы, наиболее подходящие для этой цели.

Дошло до того, что самым дешёвым из них оказалось золото, но чаще приходится использовать платину, палладий и родий. Многим известно, что эти элементы существенно дороже всем понятного золота.

Одновременно с применением столь недешёвых компонент потребовалось создать геометрически непростую структуру, обеспечивающую контактирование каталитического вещества со всем объёмом выпускаемого цилиндрами газа. Это мельчайшие керамические или металлические соты, сквозь которые и продувается весь поток выхлопа.

Статья по теме: Установка и подключение кнопки Старт/Стоп с алиэкспресс

В результате автомобиль приобрёл сложное, массивное и дорогое устройство в виде металлического корпуса, высокотехнологичной начинки, да ещё и обрамлённое контрольными датчиками с двух сторон, непрерывно следящими за его сохранностью и правильной работой.

Экологичность даром не даётся. Да и на этом прогресс не остановился, дальнейшее ужесточение требований законодателей продолжает влиять на появление дополнительных систем очистки выхлопа.

Виды катализаторов

По своему назначению нейтрализатор может быть двух- или трехкомпонентным.

1. В первом случае он выполняет относительно простые функции окисления (дожигания) угарного газа и углеводородов до образования воды и двуокиси углерода.
2. Во втором – добавляется сложная способность устройства работать с окислами азота. Особенно много их образуется в современных дизельных и бензиновых моторах, в силу повышения экономичности, которых конструкторам приходится использовать обеднённые и бедные смеси на впуске.

Трёхкомпонентые катализаторы, а именно такие чаще всего применяются, в свою очередь, могут отличаться по конструктивному признаку, изготавливаясь на базе керамических или металлических сотовых изделий.

Керамические относительно дешевле, но не обладают высокой механической прочностью и долговечностью, склонны к растрескиванию и разрушению, не терпят ударов при наезде на препятствия.

Металлические конструктивы обладают достаточной упругостью, поэтому лучше держат внешние и внутренние удары. Внутренние могут возникать при аномальных процессах горения и разрушительно воздействовать на тонкую сотовую начинку, где, как уже упоминалось, обычно нанесены такие непростые вещества, как платина, палладий и родий.

Но даже металл не спасает от предательского попадания на тонкие соты посторонних веществ из двигателя в виде компонент контрафактных рабочих жидкостей, слишком богатой смеси или всевозможных соединений кремния.

Это интересно: Почему не загорается лампа давления масла при включении зажигания

Катализаторы отличаются и по способу их установки. Раньше они располагались в виде врезок выхлопной трубы, подобно глушителям и резонаторам. Но оказалось, что так их очень трудно и затратно прогревать до рабочей температуры, при которой начинаются каталитические реакции.

Поэтому сейчас нейтрализаторы ставят непосредственно за выпускным коллектором, максимально близко к точке выхода раскалённых выхлопных газов. Уже не надо долго ждать выхода прибора на режим, меньше загрязняются кислородные датчики и сокращаются расходы топлива на поддержание температуры.

Причины и признаки неисправности

Теоретически катализатор должен работать вечно. Благородные металлы не окисляются и не расходуются в химических реакциях каталитического типа. Но реальность выглядит значительно хуже. Тонкие приборы оказываются бессильны перед нарушениями температурного режима и механическими ударами.

Почти все проблемы бывают связаны с нарушением работы систем питания и зажигания двигателя, а также с применением некачественного топлива. Всё это приводит к повышению температуры нейтрализатора, оплавлению и выкрашиванию его сотовой структуры с последующим закупориванием пути свободного прохода выхлопных газов.

При этом катализатор способен нанести страшный ответный удар двигателю. Его близкое расположение к зоне выпускных клапанов привело к опаснейшему эффекту – раскрошенная керамика может попадать в цилиндры.

Это не является парадоксом, дело в том, что импульсный характер движения газов на выпуске приводит к хаотическому перемещению частиц по коллектору и всасыванию их в двигатель перепадами давления.

Результат известен многим мотористам – царапины и задиры на поверхностях, которым это полностью противопоказано. Двигатель отправляется в капитальный ремонт.

Общим признаком неисправности станет потеря мощности двигателя, его неспособность развить большие обороты. В конце концов он просто перестанет запускаться. Это легко себе представить интуитивно, вообразив, что некто коварно заткнул выхлопную трубу. Результат абсолютно идентичен.

Как проверить

Симптомы слишком характерны, чтобы вызывать сложности с диагностикой забитого катализатора.

Изменившийся звук выхлопа, сдавленное шипение в выпускной системе, иногда вообще крайне слабая реакция руки, подведённой к срезу выхлопной трубы. Обычно к тому же зажигается лампочка контроля состояния двигателя, ЭСУД заметит нештатные показания датчиков.

К сведению: Почему перестал работать парктроник (причины, диагностика, ремонт)

Окончательный диагноз будет поставлен после снятия катализатора с автомобиля. Запечённые, заполненные отложениями и раскрошенные соты невозможно не заметить.

Как почистить

В тех случаях, когда соты ещё не повреждены, но пропускная способность нейтрализатора уже снижена смолянистыми отложениями, его можно промыть.

Для этого лучше всего использовать жидкость, обычно применяемую для очистки карбюраторов или топливных форсунок. Только потребуется её значительно больше.

Катализатор заливается промывочной жидкостью, после чего ей предоставляется время на растворение загрязнений, затем её сливают, внутренности детали промываются горячей водой и просушиваются (продуваются).

Обычно процедура требует неоднократного повторения. Существуют также специально предназначенные для подобных промывок составы.

Зачем вырезают катализатор на автомобиле

Подобное удаление имеет негативные последствия в виде увеличения загрязнения окружающей среды.

Выполняется оно обычно по двум причинам – экономии на покупке новой детали, взамен пришедшей в негодность (изделие дорогое по описанным выше причинам) и мощностного тюнинга автомобиля.

Снижение сопротивления на выхлопе позволит мотору раскручиваться более уверенно. К тому не секрет, что экологичность и экономичность пока не могут существовать одновременно. На обслуживание хорошего катализатора требуется значительное количество дополнительного топлива, не несущего полезной нагрузки.

Тонкости удаления устройства из выхлопной системы

Выполнить это без значительных затрат времени иногда невозможно. Прошли времена, когда катализатор представлял собой удобный в обращении жестяной цилиндр с хрупкой керамической начинкой. Два крепких удара ломом — и дело сделано.

Сейчас приходится иметь дело с изделием замысловатой формы, без доступа к внутренностям, да ещё и с крепкими металлическими сотами. Приходится вскрывать корпус и потом его заваривать. В условиях СТО операция не самая дешёвая.

По теме: Почему течет масло из двигателя, как найти и устранить протечку

Завершиться процесс должен перенастройкой «мозгов» двигателя, иначе они сразу вычислят обман. Это делается различными способами, в зависимости от квалификации и привычек исполнителя. Могут применяться как программные, так и аппаратные «обманки» контролирующих датчиков.

Результат один – мотор адаптируется к новым условиям и перестаёт паниковать лампочкой «Check engine». Иногда ставят так называемый пламегаситель – специальную вварку, нормализующую звук, температуру и внутреннюю аэродинамику выхлопа.

Что такое катализатор на автомобиле, зачем он нужен и что будет, если его убрать

Автомобиль в системе выхлопа имеет каталитический нейтрализатор, который часто выходит из строя из-за некачественного топлива. Давайте разберемся, что это такое, для чего нужен и что делать в случае засора.

Что такое катализатор

Катализатор предназначен для очистки вредных выхлопов. Он расположен в системе выпуска, в процессе его работы происходят химические реакции: опасные вещества переходят в безопасные формы, после чего выбрасываются вместе с выхлопом. Пройдя этот путь выхлопные газы становятся чище. И как результат, автомобиль наносит меньший вред окружающей среде. 

Схема катализатора

Нейтрализатор работает только после нагрева до 300°C, сразу после запуска двигателя очистка не происходит.

Устройство каталитического нейтрализатора

Основой катализатора являются керамические или металлические соты. В зависимости от модели на стенки сот наносится микрослой из палладия и родия или иридия. Эти металлы обладают высокой химической активностью. Касаясь напыления, часть выхлопа входит с ним в химическую реакцию. Часть элементов, образовавшихся при сгорании топлива, связывается.

Современные катализаторы трехкомпонентные.

• Первый элемент связывает оксиды азота.
• Второй — удаляет часть несгоревших элементов топлива. В большей части удаляется окись углерода.
• Третий элемент — это датчик. Он анализирует газы на выходе из катализатора, данные передаются в бортовой компьютер.

Трехкомпонетные катализаторы

Неисправности катализатора и их причины

Производители пишут, что срок службы нейтрализатора 100–150 тысяч километров. Но на практике проблемы могут возникнуть и при меньшем пробеге, особенно в больших городах, где часто приходится стоять в пробках. 

В зависимости от особенностей эксплуатации, замена каталитического нейтрализатора может производиться раз в 3–7 лет.

Основной причиной неисправности становится выгорание слоя металлов, покрывающих соты. Это естественный процесс, в результате которого качество выхлопа ухудшается. Бортовой компьютер показывает горящий «чек», а в некоторых случаях и вообще не позволяет мотору работать, выключая зажигание.

Ускоряет процесс выгорания и некачественное топливо. Зачастую у бензина увеличивают октановое число путем добавки свинца, это усиливает нагрузку на катализатор, уменьшая срок эксплуатации. В ситуации с дизельным топливом выход из строя может ускорить сам владелец, используя в зимнее время добавки-«антигель».

В некоторых случаях причиной поломки может стать неисправный двигатель. При неправильно выставленном зажигании и проблемах в системе питания (последнее особенно актуально для дизельных двигателей) выгорание каталитического слоя ускоряется.

Соты каталитического нейтрализатора

Диагностика автомобильного катализатора

Определить неисправность можно по нескольким признакам:

• На панели приборов загорелась лампочка “Check Engine”. Она включается при любых ошибках мотора. В нашем случае, как результат нехарактерных показателей датчика, лямбда-зонд. Точно определить, что причина в катализаторе может диагностика сканером.
• Снижение мощности двигателя. При неисправном катализаторе машина начинает троить, дергаться, хуже разгоняется. Причина в снижении пропускной способности каталитического нейтрализатора, связанной с частичным разрушением сот: они запекаются, забивают проход для выхлопных газов. В итоге мотор «задыхается».
• Грохот под днищем. Обычно проявляется на высоких оборотах, изредка сразу после запуска. Причина в частичном разрушении керамической конструкции сот. Отпавшие частицы начинают биться о стенки катализатора под воздействием потока газов и центробежных сил.
• Недостаточно сильный или ровный напор газов из глушителя. При исправном нейтрализаторе, поднеся руку к выхлопной трубе, можно ощутить слабую пульсацию, она возникает вследствие поочередной работы выпускных клапанов. Если поток ровный или ослабленный, вероятно проблема в разрушенных сотах катализатора.

Каталитический нейтрализатор не выходит из строя резко и неожиданно. Обычно перед отказом начинаются мелкие проблемы из списка выше.

Катализатор в разборе

Оригинал или аналог

Оригинальный катализатор — довольно дорогая вещь. Он не производится в нашей стране, все детали в автомагазинах импортные, поэтому на увеличение цены влияют пошлины.

При этом, в случае использования оригинальной детали, автомобиль сохраняет все режимы работы двигателя. Это положительно сказывается на экологии, а также на ресурсе мотора.

Все описанные ниже способы замены катализатора, носят только ознакомительный характер. Не рекомендуется пользоваться данными методами самостоятельно!

Из-за высокой цены автолюбители ищут альтернативу. Вариантов несколько:

• универсальный катализатор;
• пламегаситель.

Под универсальным катализатором подразумевается сразу две группы деталей. Первая — катализатор, подходящий под любой автомобиль. Довольно дорогая вещь, но работает безотказно. Второй вариант — блок с сотами. В этом случае в старый катализатор устанавливают новые соты. Недостатком данного варианта считается сложность с выбором сервиса для ремонта, не везде возьмутся за такую работу. Срок службы универсального нейтрализатора 60–90 тысяч километров.

Съём/Установка катализатора

Более дешевый и распространенный способ — пламегаситель. Он может быть готовым, просто предназначенным для установки вместо катализатора. Другой вариант — установка пламегасителя непосредственно в корпус нейтрализатора. Такой способ несколько сложнее, но позволяет скрыть факт замены детали при продаже автомобиля.

Иногда водители просто выбивают соты из корпуса. Способ дешевый, но может привести к увеличению уровня шума и урону экологии.

Особенности удаления катализатора из выхлопной системы

Ниже рассмотрим, какие нюансы удаления катализатора стоит учитывать. В первую очередь, нужно решить, как будет обходиться лямбда-зонд. После удаления нейтрализатора, датчик будет постоянно выдавать ошибку.

Чтобы обойти датчик, обычно делают обманку. Это проставка, которая отдаляет датчик от выхлопных газов, в результате он фиксирует больше кислорода. Обманку вкручивают на место датчика, и уже в нее устанавливают прибор. Такая система работает стабильно, хоть и имеет большое количество минусов. 

• Любое вмешательство в конструкцию автомобиля приводит к снятию его с гарантии. Подумайте, что будет, если возникнет неисправность двигателя, которая попадает под гарантийный случай.
• Невозможность пройти государственный техосмотр. Бортовой компьютер вы обманули, но вот при проверке на стенде, обман вскроется. В итоге, вы получите запрет на эксплуатацию транспортного средства. Со станции СТО, вы поедете уже на эвакуаторе.

Еще можно сделать перепрошивку ЭБУ. В результате система будет считать, имеющиеся показатели за норму. Для такой работы требуются дополнительные знания, а также программное обеспечение.

Предупреждения на приборной панели

При перепрошивке нарушаются нормальные циклы работы мотора. Он начинает работать в неправильном режиме. Это снижает ресурс силового агрегата примерно в два раза. В результате перепрошивка вместо экономии принесет вам только больше расходов.

Заключение

В случае возникновения проблем с катализатором, необходимо его заменить. Оптимальным решением будет установка оригинального нейтрализатора. Все аналоги и обманки могут привести к ускоренному выходу двигателя из строя, сделают невозможным получение диагностической карты, а также создадут дополнительную нагрузку на экологию.

что это такое и что ценного в нем, признаки неисправностей и их устранение

Автомобильный катализатор – он же каталитический нейтрализатор – это деталь, которая призвана уменьшить объем вредных веществ, выбрасываемых из выхлопной трубы автомобиля в атмосферу. Достаточно сложное устройство и принцип работы – причины, по которым катализаторы нередко доставляют автовладельцам массу проблем. Что нужно знать об этой детали и надо ли ее убрать?

Что такое катализатор и для чего он нужен?

Выхлопные газы – продукты окисления углеводородного топлива, не полностью сгораемого внутри автомобильного двигателя. В составе выхлопа есть как безвредные, так и токсичные вещества. К первым относится азот, кислород, углекислый газ. Спектр вредных компонентов значительно шире:

• угарный газ;
• углеводороды;
• оксиды азота;
• альдегиды;
• бензпирен;
• частицы сажи.

Все перечисленные выше вещества являются токсичными, а сажа и бензпирен еще и сильные канцерогены. Неправильная настройка двигателя приводит к тому, что концентрация вредных выбросов увеличивается от двух раз для бензиновых моторов и до двадцати раз для дизельных.

Задача катализатора – нейтрализовать негативное действие углеводородов, оксидов углерода и азота в выхлопных газах, и тем самым снизить вред автомобиля с ДВС для окружающей среды. Сам процесс нейтрализации происходит в ходе окислений либо восстановления в зависимости от типа нейтрализатора. В результате реакций токсины превращаются в свободный азот и углекислый газ.

Для контроля катализатора в выхлопной системе устанавливается особый датчик – лямбда-зонд. Он отслеживает концентрацию кислорода в отработанных газах. Показания кислородного датчика влияют на режим работы двигателя авто, от чего в свою очередь зависит состав выхлопных газов.

Как устроен автомобильный катализатор?

Каталитические нейтрализаторы в современных автомобилях имеют весьма простое устройство:

• корпус из нержавеющей стали;
• керамический наполнитель;
• термическая защитная прокладка;
• кислородный датчик (лямбда-зонд).

В зависимости от типа детали в качестве наполнителя используются металлические либо керамические мелкие соты, покрытие тончайшим слоем редких металлов – иридия, палладия и родия. Лямбда-зонд устанавливается на входе в катализатор и на выходе, т.е с обеих его сторон.

Принцип работы катализатора

Точный принцип работы автомобильного катализатора зависит от того, к какому типу он относится:

• В восстанавливающем элементе происходит разложение оксидов азота на кислород и молекулярный азот. За эти химические реакции отвечают драгметаллы платина и родий.
• В окисляющем элементе свободный кислород вступает в активную реакцию окисления с углеводородами и угарным газом из выхлопа, связывая их в безопасные соединения.

В обоих перечисленных случаях вредность отработанных газов для природы заметно уменьшается.

Виды катализаторов

В первую очередь каталитические нейтрализаторы классифицируются по принципу работы на два типа – восстанавливающие и окисляющие. Они уже были рассмотрены ранее. Кроме типа реакций, которые протекают внутри этих устройств, оба типа различаются составом. В первых используется платина и родий, во вторых – платина и палладий. Соответственно, это влияет на стоимость детали.

Второй признак, по которому различаются детали – материал, из которого сделана сотовая сетка:

• Керамические. Главное достоинство деталей с сеткой из керамики – низкая цена. Это обусловлено дешевизной материала и технологии изготовления. Отсюда же вытекает основной недостаток – хрупкость. Даже небольшого удара хватит для растрескивания.
• Металлические. Отличаются долговечностью, прочностью, надежностью. Хорошо переносят воздействие влажности, удары, вибрацию, тряску. В связи с этим стоимость металлических катализаторов существенно больше, если сравнивать их с керамическими.

Следующий критерий для классификации каталитических нейтрализаторов – место установки в выхлопной системе автомобиля. По этому признаку устройства делятся всего на две категории:

• Монтируемые на приемной трубе. Деталь может располагаться как на самой трубе, так и сразу после нее, непосредственно перед резонатором. Это удобный в плане замены и ремонта тип размещения, так как демонтировать устройство с приемной трубы очень легко.
• Монтируемые внутри коллектора. В этом случае элемент является частью выпускного коллектора. Первый серьезный недостаток – неремонтопригодность такого катализатора. Второй – деталь быстро и сильно нагревается до критических температур.

Исходя из преимуществ, оптимальный вид нейтрализатора – керамический с установкой прямо на приемной трубе выхлопной системы. Если позволяет бюджет, лучше купить металлическую деталь.

Причины и признаки неисправности

В теории катализатор может работать на протяжении многих десятилетий, так как расход редких металлов в его составе очень небольшой. На практике все получается не так радужно. Есть целый ряд причин, по которым каталитический нейтрализатор выхлопных газов может выйти из строя:

• механическое воздействие – критично для керамических катализаторов;
• попадание воды (особенно холодной) на раскаленную поверхность детали;
• взрыв топлива внутри катализатора из-за проблем в системе зажигания;
• регулярное использование низкокачественного и загрязненного топлива;
• применение этилированного бензина – катализатор может прогореть;
• попадание в нейтрализатор масла, охлаждающей жидкости или промывки.

Перечисленные причины могут привести к таким распространенным поломкам нейтрализатора, как выгорание активного слоя, оплавление, появление нагара на внутренних стенках устройства.

Эксплуатация автомобиля с неисправным катализатором уменьшает ресурс самого двигателя. По этой причине нельзя откладывать ремонт или замену детали на потом – это выйдет очень дорого.

Как проверить катализатор?

Не надо быть специалистом, чтобы догадаться о неисправности автомобильного катализатора. На его выход из строя и необходимость замены указывает ряд достаточно специфичных признаков:

• увеличенный расход топлива без видимых причин;
• автомобиль медленнее набирает скорость;
• возникли проблемы с тягой, упала мощность мотора;
• загорелась лампочка проверки двигателя;
• несколько увеличился расход масла;
• при нажатии на педаль газа мотор откликается не сразу;
• при запуске двигателя чувствуется неприятный запах.

Лучший способ диагностики неисправности нейтрализатора – осмотр. Также своего рода средством проверки является приборная панель, а именно лампочка «Check engine» и соответствующий поломке лямбда-зонда или катализатора код ошибки в бортовом компьютере.

Еще один способ – измерить давление выхлопных газов с помощью манометра, после чего сравнить показания с нормативами. Так, нормой считается давление 0,3 кгс/см2. Если это значение больше, скорее всего с деталью есть проблемы, и нужна помощь специалистов из автосервиса.

Как почистить катализатор?

Засорившийся с течением времени катализатор рекомендуется быстро и тщательно прочистить. В противном случае двигатель начнет «задыхаться», его мощность упадет, а расход топлива, наоборот, вырастет. На необходимость заняться очисткой нейтрализатора указывают признаки:

• упавшая мощность мотора и медленный разгон;
• возникают проблемы с запуском двигателя;
• мотор самопроизвольно отключается на ходу;
• двигатель нестабильно работает на холостом ходу;
• цвет выхлопа изменился, стал более выраженным.

Визуально на необходимость прочистки нейтрализатора указывает его загрязненность продуктами горения, смолами, маслом и прочими посторонними включениями. Есть два способа его очистки:

• Механическая. Для такой прочистки применяется наждачная бумага. Нужно демонтировать нейтрализатор, взять кусочек наждачки и счистить налет с металлических или керамических сот, аккуратно надавливая на них. Оставшиеся после процедуры частицы грязи, масла и сажи удаляются из нейтрализатора сжатым воздухом, подаваемым под давлением.
• Жидкостная. Используется специальная промывка, которую можно купить в магазине автодеталей. Если такой возможности нет, можно использовать этанол или жидкость для очистки карбюратора. Порядок работ – демонтаж катализатора и его погружение в тару. Далее соты обильно поливаются промывкой, а через 20-30 минут – струей горячей воды.

В конце жидкостной очистки нужно тщательно просушить нейтрализатор с помощью сжатого воздуха. Если чистота детали вас не удовлетворит, процедура повторяется еще раз с самого начала.

В случае с механической очисткой важно проявить аккуратность и не давить наждачкой на соты слишком сильно. Керамические детали могут треснуть, раскрошиться и от небольшого давления.

Зачем вырезают катализатор из автомобиля?

Весьма популярна практика самостоятельного удаления катализатора из выхлопной системы авто. Делается это не просто так – демонтаж нейтрализатора предоставляет водителю преимущества:

• не надо покупать новую деталь;
• увеличение мощности двигателя;
• можно заливать «грязное» топливо;
• уменьшение расхода топлива;
• отсутствие ошибок лямбда-зонда;
• нет проблем с запуском двигателя.

Автомобиль вполне исправно работает и без каталитического нейтрализатора. Но последствия все же есть, и в первую очередь для окружающей среды. Выхлоп становится грязным и приобретает неприятный запах. В выхлопной системе могут появляться посторонние звуки, шумы и вибрации.

Если удаление было сделано неправильно, на приборной панели регулярно будут отображаться ошибки. Также машина без катализатора не сможет пройти регулярный технический осмотр.

Как удалить устройство из выхлопной системы?

Для демонтажа катализатора потребуется установить автомобиль над смотровой ямой. Далее из положения снизу демонтируется та часть выхлопной трубы, на которой установлен этот элемент. После этого нейтрализатор срезается болгаркой, и труба заваривается, либо разбирается, если такая возможность предусмотрена конструктивно. Последний этап – монтаж пламегасителя. Он обеспечит нормальную работу резонатора выхлопной трубы и устранит ряд плохих последствий.

Сложность удаления катализатора заключается в риске повредить выхлопную трубу, резонатор или выпускной коллектор в зависимости от того, где установлен элемент. Несмотря на возможность самостоятельного демонтажа катализатора, рекомендуется доверять эту работу специалистам из автосервиса. Так риск негативных последствий для автомобиля будет минимальным или нулевым.

Заключение

Каталитический нейтрализатор, несмотря на благородное предназначение, доставляет водителю больше проблем, нежели пользы. Невысокое качество и чистота топлива делают из теоретически «вечной» детали часто выходящий из строя рудимент. Все больше автовладельцев предпочитают удалять катализатор и устанавливать на его место обманку – такой шаг обходится заметно дешевле.

Каждый автомобилист сам решает, изымать нейтрализатор из выхлопной системы своего авто, или нет. Однако в развитых странах Европы давно приняли решение – наличие катализатора в авто играет большую роль для всей природы и для каждого человека в отдельности. Вот по этой причине катализаторы в обязательном порядке устанавливаются на все современные автомобили мира.

Катализатор. Принцип работы, назначение. Удаление или чистка

На протяжении многих лет авто производители создают много усовершенствований в автомобильных двигателях и топливных системах, чтобы идти в ногу со временем и, безусловно, с законами, направленными на улучшение экологической ситуации на фоне выбросов автомобилей. Одно из кардинальных таких усовершенствований произошло в 1975 году с интересным устройством под названием катализатор. По сути работа катализатора заключается в преобразовании вредных веществ в менее вредные выбросы, прежде чем они покинут выхлопную систему автомобиля.

Устройство и принцип работы каталитического нейтрализатора

В составе выхлопных газов автомобиля содержится довольно много токсичных веществ. Для предотвращения их попадания в атмосферу используется специальное устройство, получившее название «каталитический нейтрализатор» (более известный как «катализатор»). Он устанавливается на автомобилях, оснащенных двигателями внутреннего сгорания, работающих как на бензине, так и на дизельном топливе. Зная принцип работы катализатора, вы сможете понять важность его работы и оценить последствия, которые может вызвать его удаление.

Конструкция и функции катализатора

Нейтрализатор является частью системы выхлопа. Он располагается сразу за выпускным коллектором двигателя. Катализатор состоит из:

• Металлический корпус (монтажный мат), имеющий входной и выходной патрубки.
• Керамический блок (монолит). Представляет собой пористую структуру с множеством ячеек, которые увеличивают площадь соприкосновения выхлопных газов с рабочей поверхностью.
• Каталитический слой — специальное напыление на поверхностях ячеек керамического блока, состоящее из платины, палладия и родия. В последних моделях для напыления иногда используется золото — драгоценный металл, который имеет более низкую стоимость.
• Металлический кожух. Выполняет функции теплоизоляции и защиты катализатора от механических повреждений.

Главная функция каталитического нейтрализатора — это нейтрализация трех основных токсических компонентов отработавших газов, поэтому он получил свое название — трехкомпонентный. Вот эти нейтрализуемые компоненты:

• Окислы азота NOx – компонент смога, причина кислотных дождей, ядовиты для человека.
• Угарный газ СО – смертельно опасен для человека при концентрации в воздухе от 0,1%.
• Углеводороды CH – компонент смога, отдельные соединения канцерогены.

Принцип действия катализатора

На практике трехкомпонентный каталитический нейтрализатор имеет следующий принцип действия:

Выхлопные газы из двигателя попадают внутрь керамических блоков, где проникают в ячейки, полностью заполняя их.

Металлы-катализаторы палладий и платина провоцируют реакцию окисления, в результате которой несгоревшие углеводороды СН преобразуются в водяной пар, а угарный газ СО в углекислый.

Восстановительный металл-катализатор родий преобразует NOx (оксид азота) в обычный безвредный азот. В атмосферу выпускаются очищенные отработавшие газы. 

Если в автомобиле установлен дизельный двигатель, то возле катализатора всегда находится сажевый фильтр. Иногда эти два элемента могут быть совмещены в единую конструкцию. Рабочая температура катализатора играет решающую роль в эффективности процесса нейтрализации токсичных компонентов. Реальное преобразование начинается только после достижения 300°С. Идеальной, с точки зрения эффективности и срока службы, считается температура от 400 до 800°С. В диапазоне температур от 800 до 1000°С наблюдается ускоренное старение нейтрализатора. Длительная работа при температуре свыше 1000°С оказывает губительное воздействие на катализатор. Альтернативой керамике, выдерживающей высокие температуры, является металлическая матрица из гофрированной фольги. Катализаторами в такой конструкции выступают платина и палладий. 

Что ценного в катализаторах

К сожалению, ценного там оказалось много. В роли катализаторов пришлось применить благородные металлы, наиболее подходящие для этой цели.

Дошло до того, что самым дешёвым из них оказалось золото, но чаще приходится использовать платину, палладий и родий. Многим известно, что эти элементы существенно дороже всем понятного золота.

Одновременно с применением столь недешёвых компонент потребовалось создать геометрически непростую структуру, обеспечивающую контактирование каталитического вещества со всем объёмом выпускаемого цилиндрами газа. Это мельчайшие керамические или металлические соты, сквозь которые и продувается весь поток выхлопа.

В результате автомобиль приобрёл сложное, массивное и дорогое устройство в виде металлического корпуса, высокотехнологичной начинки, да ещё и обрамлённое контрольными датчиками с двух сторон, непрерывно следящими за его сохранностью и правильной работой.

Экологичность даром не даётся. Да и на этом прогресс не остановился, дальнейшее ужесточение требований законодателей продолжает влиять на появление дополнительных систем очистки выхлопа.

В дизеле

Катализаторы в дизельном двигателе работают гораздо хуже в сокращении выбросов NOx. Одной из причин этого является то, что дизельные двигатели имеют более низкую рабочую температуру, чем бензиновые двигатели, и катализатор в целом в дизельном двигателе работает хуже, поскольку он меньше нагревается. Некоторые из ведущих экспертов экологических авто придумали новую систему, которая помогает бороться с этим. Они используют мочевину в решении этой проблемы: прежде чем оксиды азота уходят в катализатор, их принудительно испаряют и смешивают с выхлопом и затем создают химическую реакцию, которая приведёт к сокращению выбросов NOx. Мочевина, также известная как карбамид, представляет собой органическое соединение, изготовленное ​​из углерода, азота, кислорода и водорода. Мочевина содержится в моче млекопитающих и земноводных. Мочевина реагирует с NOx, производя в результате реакции азот и водяной пар и утилизируя более 90 процентов оксидов азота в выхлопных газах.

Виды катализаторов

По своему назначению нейтрализатор может быть двух- или трехкомпонентным.

1. В первом случае он выполняет относительно простые функции окисления (дожигания) угарного газа и углеводородов до образования воды и двуокиси углерода.
2. Во втором – добавляется сложная способность устройства работать с окислами азота. Особенно много их образуется в современных дизельных и бензиновых моторах, в силу повышения экономичности, которых конструкторам приходится использовать обеднённые и бедные смеси на впуске.

Трёхкомпонентые катализаторы, а именно такие чаще всего применяются, в свою очередь, могут отличаться по конструктивному признаку, изготавливаясь на базе керамических или металлических сотовых изделий.

Керамические относительно дешевле, но не обладают высокой механической прочностью и долговечностью, склонны к растрескиванию и разрушению, не терпят ударов при наезде на препятствия.

Металлические конструктивы обладают достаточной упругостью, поэтому лучше держат внешние и внутренние удары. Внутренние могут возникать при аномальных процессах горения и разрушительно воздействовать на тонкую сотовую начинку, где, как уже упоминалось, обычно нанесены такие непростые вещества, как платина, палладий и родий.

Но даже металл не спасает от предательского попадания на тонкие соты посторонних веществ из двигателя в виде компонент контрафактных рабочих жидкостей, слишком богатой смеси или всевозможных соединений кремния.

Катализаторы отличаются и по способу их установки. Раньше они располагались в виде врезок выхлопной трубы, подобно глушителям и резонаторам. Но оказалось, что так их очень трудно и затратно прогревать до рабочей температуры, при которой начинаются каталитические реакции.

Поэтому сейчас нейтрализаторы ставят непосредственно за выпускным коллектором, максимально близко к точке выхода раскалённых выхлопных газов. Уже не надо долго ждать выхода прибора на режим, меньше загрязняются кислородные датчики и сокращаются расходы топлива на поддержание температуры.

 

Срок службы катализатора

Средний ресурс катализатора составляет 100 тыс. километров пробега, но при правильной эксплуатации он может исправно функционировать и до 200 тыс. километров. Основные причины раннего износа — неисправность двигателя и качество топлива (топливовоздушной смеси). При наличии обедненной смеси происходит перегрев, а при слишком богатой возникает засорение пористого блока остатками несгоревшего топлива, что препятствует протеканию необходимых химических процессов. Это приводит к тому, что срок службы каталитического нейтрализатора существенно снижается. Еще одной распространенной причиной неисправности керамического катализатора являются механические повреждения (трещины), возникающие при механических воздействиях. Они провоцируют быстрое разрушение блоков. При возникновении неисправностей работа каталитического нейтрализатора ухудшается, что фиксируется при помощи второго лямбда-зонда. В этом случае электронный блок управления сообщит о неисправности, выдав на приборной панели ошибку «CHECK ENGINE». Также признаками выхода из строя являются дребезжание, увеличение расхода топлива и ухудшение динамики. В этом случае его меняют на новый (оригинального производства или универсальный). Почистить или восстановить катализаторы невозможно, а поскольку это устройство имеет высокую цену, многие автомобилисты предпочитают просто удалить его.

Можно ли удалить катализатор? 

При удалении катализатора его очень часто заменяют на пламегаситель. Последний выравнивает поток выхлопных газов. Его установка рекомендуется для устранения неприятных шумов, которые возникают при удалении катализатора. При этом, если вы выбрали именно удаление, лучше полностью снять устройство и не прибегать к рекомендациям некоторых автомобилистов пробить в нем отверстие. Подобная процедура улучшит ситуацию только на время. В автомобилях, соответствующих экологическим стандартам Евро-3, помимо удаления катализатора необходима перепрошивка электронного блока управления. Ее обновляют до версии, в которой отсутствует каталитический нейтрализатор. Также можно установить эмулятор сигнала кислородного датчика, который избавит от необходимости перепрошивать ЭБУ.

Как почистить

В тех случаях, когда соты ещё не повреждены, но пропускная способность нейтрализатора уже снижена смолянистыми отложениями, его можно промыть.

Для этого лучше всего использовать жидкость, обычно применяемую для очистки карбюраторов или топливных форсунок. Только потребуется её значительно больше.

Катализатор заливается промывочной жидкостью, после чего ей предоставляется время на растворение загрязнений, затем её сливают, внутренности детали промываются горячей водой и просушиваются (продуваются).

Обычно процедура требует неоднократного повторения. Существуют также специально предназначенные для подобных промывок составы.

Источники: techautoport.ru, autovogdenie.ru, drive2.ru.

Какие бывают катализаторы в машине

Большинство неопытных автовладельцев узнают о наличии нейтрализатора только в сервисном центре, когда им сообщают, что эта деталь выхлопной системы неисправна. Однако такие устройства играют очень важную роль в управлении транспортным средством и защите окружающей среды. Сегодня мы расскажем, зачем нужны катализаторы в машине, из чего они состоят и почему так дорого стоят.

Принцип действия автомобильного катализатора

Современные производители регулярно улучшают качество автопродукции, изготавливая запчасти в соответствии с экологическими требованиями. Нейтрализатор, впервые выпущенный в конце 70-х годов прошлого столетия, стал настоящей находкой. Несмотря на простоту конструкции, эта деталь выполняет важнейшую задачу – очищение отработанных выхлопных газов от токсичных компонентов, негативно влияющих на состояние окружающей среды и здоровье человека.

Устройство представляет элемент из металла и керамики, заключенный в прочный стальной корпус, который позволяет избежать преждевременного износа конструкции, защищает нейтрализатор от ударов и перегрева. Внутренний блок имеет ячеистую структуру, обеспечивающую большую площадь соприкосновения выхлопов с рабочей поверхностью. Фильтрация газов выполняется благодаря покрытию из драгоценных металлов, обладающих каталитическими свойствами – ячейки катализатора обработаны тонким слоем родия, палладия и платины. Вступая в контакт с выхлопами, эти элементы преобразуют токсичные азотные оксиды, углеводород и другие вредные вещества в безопасные для живых организмов водяной пар, азот, углекислый газ. Кроме того, драгоценное напыление уменьшает образование мельчайших частиц сажи.

Что делать, если катализатор в машине сломался

Запчасти рассчитаны на пробег 50 000 – 100 000 километров, однако, как показывает практика, они редко «доживают» до таких показателей. К износу катализатора приводят различные факторы:

• Использование низкокачественного бензина.
• Частая езда на холостом ходу.
• Эксплуатация авто в условиях бездорожья – особенно от ударов и тряски «страдают» хрупкие керамические изделия.
• Попадание масел, антифриза и других жидкостей в камеру сгорания.
• Проблемы с мотором.

Даже после выхода из строя автокатализаторы не теряют ценности – отработанные изделия можно выгодно продать в пункт приема металлолома. Дело в том, что родий, платина и палладий относятся к группе редкоземельных металлов, которые практически не встречаются в природе в чистом виде. Сейчас основным источником этих дорогостоящих элементов служат нейтрализаторы. Особенно высоко оцениваются платиносодержащие детали, которые чаще всего устанавливаются на иномарках премиум-класса и автомобилях с дизельным двигателем.

Понравилась информация? Поделись с друзьями

Катализатор в автомобиле: что это? из чего состоит? в чем заключается работа?

Автопроизводители создают всё более усовершенствованные автомобили, чтобы соответствовать законам, следящим за экологической ситуацией окружающей среды. Основной прорыв был сделан в 1975 году при создании элементарного устройства — катализатора. Его задача обезвредить вещества до выхода в воздух.

 

Какие выбросы производит автомобиль?

Бортовой компьютер контролирует объём сгораемого топлива, с целью сохранения пропорций воздух:топливо предельно близкими к стехиометрической точке. В теории, это соотношение дает возможность топливу сгореть полностью без избытка окислителя. В двигателях внутреннего сгорания она равна 14,7:1 — на долю горючего требуется 14,7 долей кислорода. Но на практике, топливная смесь далеко не идеальна.

Что такое катализатор в автомобиле?

Катализатор (каталитический нейтрализатор) – часть выхлопной системы, уменьшающий вредные вещества (окись углерода, углеводороды, оксиды азота) в выхлопах.
Автомобильным катализатором называют всю приемную трубу — деталь, сложную и затратную в изготовлении. Состоит из выпускного коллектора, сложных фланцевых соединений, гофры и конечно бочка каталитического преобразователя.

Из чего состоит автомобильный катализатор?

В корпусе располагается керамическая или металлическая конструкция с удлиненными сотами. На сотовую конструкцию наносится тонкий слой сплавов (катализаторов). Она увеличивает площадь контакта проходящих газов с поверхностью каталитического слоя и снижает потребность в веществах, так как используемые элементы дорогие. После бочка катализатора располагается датчик (лямбда-зонд), показывающий загрязненность газов после очистки.

%rtb-4%

В чем заключается работа катализатора?

Термин «катализатор» пришёл из химии. Означает вещество, ускоряющее реакцию, не являющееся продуктом реакции. Бывает двух типов: катализатор восстановления, катализатор окисления.
В современных автомобилях используется трёхкомпонентный каталитический преобразователь, уменьшающий количество выбросов 3‐х самых вредных веществ, озвученных ранее.
Первая стадия очистки — катализатор восстановления, снижает количество оксидов азота.
Вторая стадия — катализатор окисления, снижает уровень несгоревших вредных веществ.
Третью стадию выполняет компьютер, контролирующий поток выхлопов и использующая данные для эффективного управления впрыском топлива. Кислородный датчик, установленный ближе к двигателю, передает бортовому компьютеру объем кислорода в выхлопе. Который регулирует пропорцию воздуха к топливу, попадающего в двигатель. Такая модель позволяет удостовериться, что работа двигателя максимально эффективна, и в выхлопной системе остаётся достаточно кислорода для окисления не сгоревших веществ.
Каталитический нейтрализатор работает эффективно, но не достиг идеала. Самый большой недостатком: работа только при высокой температуре. В момент прогрева каталитический преобразователь практически бесполезен. Можно переместить бочку катализатора выше к двигателю, но газы будут более горячими, что приведет к перегреву, а это уменьшит срок работы нейтрализатора. Большинство производителей размещают каталитический преобразователь в районе правого переднего колеса — на достаточном расстоянии от двигателя, с возможностью поддержания необходимой безвредной температуры.

Для сокращения выбросов можно использовать предварительный нагрев каталитического нейтрализатора. Самое элементарное — использовать электрические нагреватели сопротивлений. Но большинство автомобилей (12-вольтные) не нагревают катализатор до необходимой температуры за короткое время. Гибридные автомобили (высоковольтные) справляются с этой задачей очень быстро. Дизельный двигатель работает при низкой температуре, вследствие чего катализатор не продуктивен. В связи с этим, ведущие проектировщики эко-автомобилей изобрели систему, использующую мочевину (карбамид). Мочевина реагируя с оксидом азота, выделяет азот и водяной пар, обезвреживая более 90% оксидов из выхлопа.

%rtb-4%

Причины выхода из строя автомобильного катализатора?

Ресурс данной экологической детали велик (100–150 тыс.км). Этого хватит не более чем на 5–7 лет. За это время сотовая конструкция выгорает, и теряет свойство фильтрации выхлопов.
Не маловажная причина – низкокачественное топливо. Некачественный бензин искусственно догоняют до нужного значения октанового числа, добавляя свинцовые добавки. При горении выделяются большие температуры, чем обычном бензине. Катализатор перегревается и оплавляется изнутри, забивая фильтрующие «соты».

Что делать при выходе из строя катализатора?

Менять. Дилеры отказывают в гарантии на эту деталь, объясняя поломку следствием использования некачественного бензина. Оригинальный катализатор стоит очень дорого. В нем содержатся дорогие драгоценные металлы, влияющие на условия растаможивания. Сервисы по ремонту автомобилей предлагают альтернативные варианты катализатору.

• Универсальный катализатор. Непосредственно бочка катализатора. Устанавливается вместо сломанного катализатора.

 

• Пламегаситель (предварительный резонатор). Ставится вместо катализатора. Выравнивает поток выхлопов (не фильтруя!), устраняя громкие звуки, возникающие в отсутствии катализатора.

Плюсы и минусы аналогов катализатора.

Универсальный катализатор имеет один недостаток: отсутствие гарантии, потому что эксплуатация зависит от внешних факторов. Долговечность у него 60-80 тыс.км, но не редко ломаются раньше, из-за сбоя в системе зажигания или в работе двигателя.
Пламегаситель не фильтрует выхлопные газы, загрязняя атмосферу. Осложняет прохождение техосмотра.

Для чего нужен лямбда-зонд в автомобиле

Признаки забитого или разрушенного катализатора машины. Методы диагностирования неисправностей катализатора

Что это? Зачем мне нужен катализатор на машине?

В современных автомобилях есть одна деталь, которая уже много лет является причиной очень жарких баталий автомобилистов. Но в этих спорах сложно понять аргументы каждой из сторон. Одна часть автолюбителей «за», а другая «против». Эта деталь представляет собой каталитический нейтрализатор. Зачем нужен катализатор, что так важно в дизайне автомобиля, почему об этом постоянно спорят? Попробуем разобраться в этом.

Каталитический нейтрализатор

Эта деталь имеет простую конструкцию, но роль, которую она играет в автомобиле, очень велика и серьезна.Работа любого двигателя внутреннего сгорания сопровождается выбросом множества самых разных и очень вредных веществ (все эти вещества и токсичные газы через выходную магистраль автомобиля выбрасываются прямо в атмосферу). Нейтрализатор позволяет значительно снизить уровень токсичности выбросов, тем самым улучшив экологическую обстановку.

Так, с помощью специальных химических реакций особо токсичные вещества, не лучшим образом влияющие на состояние атмосферы, превращаются в менее токсичные газы, которые затем выводятся через выхлопную трубу.

В выхлопной системе, кроме нейтрализатора, работают еще и кислородные датчики. Они контролируют качество топливной смеси и влияют на работу каталитического нейтрализатора. Найти это устройство можно в выхлопном тракте между глушителем и двигателем. Устройство дополнительно защищено металлическим экраном, так как во время работы устройство нагревается. Посмотрите, как выглядит катализатор — его фото размещено ниже.

История создания

В 60-е годы в правительстве всех развитых стран мира обратили внимание на уровень экологии и обеспокоили количеством выбросов из выхлопных труб многочисленных автомобилей.И надо сказать, что тогда закон не регулировал уровни выбросов.

В 1970 году были приняты самые первые стандарты, на которые обратило внимание руководство автомобильных концернов. В этих стандартах приводится перечень указаний содержания и количества особо опасных веществ в выхлопных токсичных газах.

В этом стандарте указано, что в новых автомобилях обязательно используется катализатор, что такое устройство позволит значительно снизить количество окиси углерода и продуктов сгорания углеводородов.

С 1975 года все выпускаемые автомобили оснащаются катализаторами. Эта деталь стала обязательной.

Устройство и принцип работы

Часто это устройство устанавливают после выходного патрубка двигателя или его можно закрепить непосредственно на фланце выпускного коллектора.

Устройство состоит из специальной несущей конструкции, металлического корпуса и теплоизоляционных материалов.

Среда состоит из ряда ячеек, похожих на пчелиные соты. Он выполняет практически всю работу в устройстве.Эти соты имеют специальное покрытие — рабочий состав. Интересно, что деталь начинает работать не сразу, а только после повышения температуры в выхлопном тракте до 200-300 градусов.

Нейтрализатор сжигает окись углерода, которая содержится в продуктах сгорания топлива, а также углеводороды. Есть и другие вещества, нейтрализующие катализатор. Что это за вещества? Это NOx. Газ очень токсичен и вреден. Он разрушает слизистые оболочки человека.

Ячейки нейтрализатора покрыты очень тонкой пленкой на основе уникального сплава платины и иридия. Те остатки токсичных веществ, которые не сгорели в двигателе, при прикосновении к горячей поверхности маленьких ячеек моментально выгорают. Для этого процесса катализатор забирает остаток кислорода, который остается в уже использованных токсичных газах. В результате в этой части выхлопной трубы больше нет токсичных веществ.

Виды

Картриджи катализатора могут быть изготовлены из керамических материалов или из металла.Среди автомобилистов более распространена и популярна керамика. Они отлично выдерживают высокие температуры, не подвержены коррозии. Среди плюсов — невысокая цена на такой катализатор (специалисты знают, что такое вещество, как керамика, имеет невысокую стоимость).

Есть еще минус керамический катализатор. В этом его хрупкость. Деталь абсолютно неустойчива к любым механическим повреждениям, а поскольку устройство находится под днищем станка, велика вероятность встретить устройство бордюром, камнем, чем-либо.Тогда деталь сломается. Аналоги из металла намного прочнее, но цена их очень высока из-за сплава платины. Например, катализатор ВАЗ при поломке не ремонтируют, и многие не покупают новый из-за дороговизны.

Катализаторы на разные марки автомобилей

Автомобили в зависимости от производителя могут существенно различаться. То же самое и с нейтрализаторами. Они также различаются от модели к модели. Мы рассмотрим самые популярные марки автомобилей.

ВАЗ

Катализатор на ВАЗах ничем особенным не отличается. Все они металлические, часто выходят из строя из-за различных повреждений. Найти устройство в машине можно под днищем, возле выхлопной трубы двигателя. Часто при выходе из строя ремонт катализатора невозможен.

Ford

В отличие от отечественных автопроизводителей компания Ford позаботилась о водителях. Таким образом, устройство обезвреживания токсичных газов в машинах этой марки выполнено на основе керамики.

Для регулирования количества кислорода в приборе, интегрированном в компьютер, используется лямбда-зонд для качественной химической реакции.

Таким образом, катализатор «Фокуса» состоит из одного каталитического коллектора и двух датчиков. У мощных двигателей есть два коллектора, а также четыре датчика. Последние можно найти как до, так и после устройства. Управлять нейтрализатором можно с панели приборов.

Устройство рассчитано на 120 тысяч километров пробега. Если использовать с двигателем некачественное топливо, эта деталь может выйти из строя намного быстрее. В случае поломки отремонтировать катализатор «Форд» невозможно. В этом случае выполняется только замена.

Проверить работоспособность можно очень просто, но понять необходимость замены тоже несложно. При неработающем катализаторе мощностные характеристики существенно падают. Чтобы проверить работу устройства, необходимо провести замеры вредных веществ в выхлопе машины. Если фильтры забиты, то уровень вредных токсинов зашкаливает.

Также это можно проверить, сняв датчик, установленный перед нейтрализатором.

Затем с помощью специального переходника необходимо подключить манометр и произвести замеры давления при различных нагрузках двигателя. Даже если устройство вышло из строя, ремонт катализатора невозможен.

Если катализатор «Форд» забился, в этом случае снимаем старый прибор, а на его место устанавливаем новый с повышенными стандартами. Также возможна замена катализатора на пламегаситель или универсальный нейтрализатор.

Тойота ускоритель

«Тойота» в этом выпуске тоже ничем примечательным не отличается.Это такие же соты с позолотой или платино-иридиевым сплавом. В новых автомобилях этой марки таких устройств три — они соединены между собой последовательно. Каждый из них предназначен для очистки газов от одного вида вредных веществ.

Правильная работа катализатора

Чтобы сохранить прибор как можно дольше в экологической ситуации, необходимо правильно им пользоваться. Итак, первая и самая главная рекомендация, которая продлит срок службы оборудования, — это качественное топливо известных и популярных брендов.Некачественное топливо может содержать субстанцию ​​

.

Как работают автомобильные катализаторы и для чего они нужны.

«Мы рассказываем все о катализаторах выхлопных газов автомобилей».

Что такое катализатор и для чего он нужен?

Некоторые принимают катализатор за фильтр, это явно не так.

Просто вызывает реакцию в выхлопных газах, которая превращает вредные выбросы в более безопасные.

В идеальном мире автомобильный двигатель эффективно сжигал бы весь бензин, подаваемый в двигатель, и не выделял бы ничего, кроме двуокиси углерода и водяного пара.

К сожалению, двигатель внутреннего сгорания не очень эффективный зверь, в результате с выхлопными газами выделяется несколько различных загрязняющих веществ.

Каталитические нейтрализаторы стали обязательными в Великобритании для всех новых автомобилей с 1 ^st января 1993 года, чтобы уменьшить загрязнение окружающей среды. Их часто обвиняют в потере мощности, о чем мы говорим в статье для спортивного катализатора .

Catalysts — агентство по проверке выбросов загрязняющих веществ в выхлопных газах

Какие вредные компоненты содержатся в выхлопных газах?

Неполное сгорание бензина приводит к образованию окиси углерода и различных летучих органических соединений (ЛОС).

Эта проблема наиболее остро стоит на холостом ходу или при замедлении. Окись углерода ядовита и является парниковым газом.

Летучие органические соединения вредны для здоровья, а некоторые могут вызывать рак.

Очень высокие температуры в двигателе (более 1500 ° C) заставляют азот из воздуха реагировать с кислородом из воздуха с образованием оксидов азота.

Они вызывают различные проблемы, например, диоксид азота реагирует с водой в атмосфере с образованием разбавленной азотной кислоты, которая вызывает кислотные дожди.

Воздействие солнечного света на эту смесь загрязняющих веществ вызывает фотохимический смог и образование других загрязняющих веществ, таких как озон.

Так как же катализатор преобразовывает эти элементы?

Вы можете думать о своем катализаторе как о агентстве по знакомству с загрязнителями выхлопных газов, которое помогает им найти своего идеального партнера и превращает их в диоксид углерода и водяной пар.

Некоторые химические реакции, происходящие в каталитическом нейтрализаторе, показаны ниже.

• оксид углерода + кислород → диоксид углерода
• Летучие органические соединения (частично сгоревший бензин) + кислород → двуокись углерода + вода
• окись азота + окись углерода → двуокись углерода + азот

Выше стандартного поперечного сечения катализатора и ниже спортивного катализатора.

Вы можете видеть, что спортивный кот течет намного лучше и менее ограничен.

Между этими двумя крайностями доступны различные классы размера ячеек.

Каталитический нейтрализатор — чудо инженерной мысли. Когда вы включаете двигатель, он должен справиться с резким повышением температуры на несколько сотен ° C менее чем за минуту.

Рабочие температуры составляют до 1000 ° C, на хорошо настроенном двигателе TorqueCars это значение чаще становится на верхнем пределе этого диапазона.

Катализатор должен обеспечивать хороший контакт с выхлопными газами, не препятствуя их потоку.

Скорость, с которой текут выхлопные газы, означает, что у катализатора есть несколько миллисекунд, чтобы творить чудеса.

Ответ — керамическая решетка с примерно 400 каналами на квадратный дюйм, покрытая смесью, содержащей драгоценные металлы, платину, родий и палладий, а также оксиды других металлов.

Одна из основных причин поломки каталитических нейтрализаторов — высокие температуры.

Обычная рабочая температура составляет 150-600 ° C, но пропуски зажигания и высокие скорости движения могут привести к температуре до 1000 ° C.

Повреждает поверхность катализатора, снижая его эффективность, и в экстремальных условиях может расплавить керамику.

Еще одна проблема — отравление из-за примесей в выхлопных газах. Сера в бензине или фосфор из моторного масла могут нанести необратимый ущерб эффективности катализатора.

Пожалуйста, присоединяйтесь к нам на нашем дружеском форуме, чтобы быть в курсе последних тенденций в области катализаторов и выхлопных систем для вашего автомобиля.

ПОЖАЛУЙСТА, ПОМОГИТЕ: МНЕ НУЖНЫ ВАШИ ПОЖЕРТВОВАНИЯ, ЧТОБЫ ПОКРЫТЬ РАСХОДЫ НА РАБОТУ ЭТОГО САЙТА И ПОДДЕРЖАНИЕ ЕГО РАБОТА Я не взимаю плату с за доступ к этому веб-сайту, и это экономит большинство читателей TorqueCars 100 долларов каждый год — , но мы НЕ ПРИБЫЛЬНЫ и даже не покрываем наши расходы.Чтобы мы продолжали работать, ПОЖАЛУЙСТА, Пожертвуйте здесь

Эта статья написана мной, Уэйнном Смитом, основателем TorqueCars, и я ценю ваши отзывы и предложения. Эта запись была подано в статьи, Уход за автомобилем. Вы можете оставить отзыв ниже или присоединиться к нашему форуму, чтобы подробно обсудить эту статью и модификацию автомобиля с нашими участниками.

Если вам понравилась эта страница , поделитесь ею с друзьями, напишите ссылку на своем любимом форуме или используйте параметры закладок, чтобы сохранить ее в своем профиле в социальной сети.

Обратная связь

Пожалуйста, используйте наш форум , если вы хотите задать вопрос о настройке , и обратите внимание, что мы не продаем запчасти или услуги, мы просто интернет-журнал.

Помогите нам улучшить, оставьте предложение или дайте чаевые

.

Как выходят из строя каталитические нейтрализаторы в автомобилях и почему это важно

Кредит: CC0 Public Domain

В современных автомобилях используются каталитические нейтрализаторы для удаления окиси углерода, углеводородов и других вредных химикатов из выхлопных газов.

Для этого они полагаются на дорогостоящие металлы, обладающие особыми химическими свойствами, эффективность которых со временем снижается.Доцент Маттео Карнелло и докторант Эммет Гудман недавно возглавили команду, которая предложила новый способ снизить стоимость и продлить срок службы этих материалов, решив проблему, которая долгие годы беспокоила автомобильных инженеров. В процессе этого Карнелло и его коллеги сделали нечто замечательное: совершили прорыв в зрелой области, где изменения происходят медленно, если вообще происходят.

Что насчет каталитических нейтрализаторов, которые нужно улучшить?

Новый каталитический нейтрализатор может стоить 1000 долларов и более, что делает его одной из самых дорогих деталей в любом автомобиле.Они дороги, потому что в них используются дорогие металлы, такие как палладий, для ускорения химических реакций, очищающих выхлоп. Палладий стоит около 50 долларов за грамм — больше, чем золото, — и каждый каталитический нейтрализатор содержит его около 5 граммов. Такие металлы, как палладий, являются катализаторами — особым классом материалов, которые ускоряют химические реакции, но не изменяют себя химически. Теоретически катализаторы можно использовать снова и снова, бесконечно долго. На практике, однако, характеристики катализаторов со временем ухудшаются.Чтобы компенсировать это, мы вынуждены заранее использовать больше этих дорогих металлов, что увеличивает стоимость. Наша цель — лучше понять причины этого ухудшения и способы борьбы с ним.

Почему катализаторы выходят из строя?

В идеале катализаторы должны быть сконструированы так, чтобы иметь максимально возможную площадь поверхности, способствующую наибольшему количеству химических реакций. Поэтому производители обычно разбрасывают множество мелких частиц по поверхности нового каталитического нейтрализатора. Из прошлых исследований мы знаем, что со временем атомы металла начинают двигаться, образуя все более и более крупные частицы, которые имеют меньшую площадь поверхности и, следовательно, становятся менее эффективными.Мы называем этот процесс комкования «спеканием». Чтобы противодействовать спеканию, производители используют чрезмерное количество металла, чтобы преобразователь соответствовал нормам выбросов в течение 10-15-летнего срока службы автомобиля. Наша команда обнаружила, что спекание — не единственная причина дезактивации. Фактически, этот новый механизм дезактивации оказывается совершенно противоположным спеканию. В некоторых случаях частицы не становятся больше, а разлагаются на более мелкие частицы и в конечном итоге становятся отдельными атомами, которые по существу неактивны.Это новое понимание, которое, как мы полагаем, никто не представляло раньше, побудило нас искать совершенно новый способ максимального увеличения срока службы и производительности металлов в каталитических нейтрализаторах.

Что мы можем сделать, чтобы катализаторы прослужили дольше?

Наши исследования показывают, что если мы тщательно контролируем и размер, и расстояние между металлическими частицами, частицы палладия не будут спекаться в большие сгустки и не распадаться на отдельные атомы.Раньше многие люди в сообществе катализа думали, что если вы хотите сделать частицы стабильными, вы должны держать их как можно дальше друг от друга, чтобы предотвратить миграцию частиц. Мы опровергли это понятие, объединив команду, которая изучила деградацию по-новому. Аарон Джонстон-Пек из Национального института стандартов и технологий использовал передовую микроскопию, чтобы визуализировать присутствие отдельных атомов. Саймон Бэр из Национальной ускорительной лаборатории SLAC использовал рентгеновские методы, чтобы доказать, что каталитические материалы начинаются как частицы и заканчиваются как отдельные атомы.Чтобы поместить эти экспериментальные результаты в теоретическую основу, мы работали с Фрэнком Абильдом-Педерсеном из Центра изучения интерфейсов и катализа и SLAC SUNCAT и Филиппом Плессоу из Технологического института Карлсруэ в Германии. У них были вычислительные ресурсы, чтобы помочь нам смоделировать механизм деактивации в атомарном масштабе. В конце концов, мы предоставили научную основу, которая могла бы позволить поддерживать снижение загрязнения, используя меньше драгоценных металлов и снижая стоимость каталитических нейтрализаторов.Если автомобильные инженеры в конечном итоге подтвердят и осуществят эти выводы, это станет огромной победой для потребителей в долгосрочной перспективе.

---

Исследователи превращают CO в CO2 с помощью одного атома металла

---

Дополнительная информация: Эммет Д.Goodman et al. Дезактивация катализатора через разложение на отдельные атомы и роль загрузки металла, Nature Catalysis (2019). DOI: 10.1038 / s41929-019-0328-1 Предоставлено Стэндфордский Университет

Ссылка : Как каталитические нейтрализаторы в автомобилях выходят из строя и почему это важно (2019, 14 августа) получено 14 декабря 2020 с https: // физ.org / news / 2019-08-cattic-cars-bad.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, нет часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

.Автомобильный катализатор

— английское определение, грамматика, произношение, синонимы и примеры

Устройство и способ особенно полезны для покрытия автомобильных катализаторов без потерь и с расширенными вариантами конструкции. патенты-wipo патенты-wipo

Исследовано влияние степени мелкости помола отработанных моторных автомобильных катализаторов на выход металлов платиновой группы (МПГ) гидрометаллургическим методом. Обычное сканирование Обычное сканирование

S # ограничения скорости, S # запреты на движение для автомобилей без катализаторов , S # запреты на движение грузовиков по внутренним городским дорогам еврлекс еврлекс

Та же группа высокотехнологичных металлов также является основой новых экологически чистых продуктов: электромобили, требующие лития и неодима, автомобильные катализаторы , платина , солнечные панели, требующие индий, галлий, селен и теллур, энергоэффективные высокоскоростные поезда, требующие кобальта. и самарий, и новые топливосберегающие авиационные сплавы рения.Кордис Кордис

В отрасли, где сокращение затрат может иметь значение для конкуренции, финансируемый ЕС проект Regencats рассматривает практические аспекты реактивации отработанных автомобилей выхлопных катализаторов . Кордис Кордис

Металлосодержащие присадки принимаются для защиты седла клапана только в автомобилях с катализатором без катализатора. UN-2 UN-2

Раунды IMEP (Международная программа оценки измерений) -9 (микроэлементы в воде) и -11 (металлы в автомобилях, выхлопных газах, катализаторах ) были завершены более чем 235 лабораториями-участниками из более чем 40 стран.ЕврЛекс-2 ЕврЛекс-2

Три основных краткосрочных меры касались дорожного движения в общенациональном масштабе: ограничение скорости S1, запрет движения S2 для автомобилей без катализаторов , запрет S3 на движение грузовиков по внутренним городским дорогам. ЕврЛекс-2 ЕврЛекс-2

Три основных краткосрочных меры касались дорожного движения в общенациональном масштабе: S # ограничение скорости, S # запрет на движение для автомобилей без катализаторов , S # запрет на движение грузовиков по внутренним городским дорогам еврлекс еврлекс

В области транспорта промышленность инициировала несколько программ, включая автобусы и грузовики, работающие на природном газе, электрические автомобили и дизельные катализаторы для тяжелых транспортных средств.Гига-френ Гига-френ

Примеры проектов, которые будут реализованы стипендиатами Марии Кюри, включают: вербальные команды персональным компьютерам; исследования растений в засушливых регионах; идентификация замены родия, используемого в автомобилей выхлопных катализаторах . Кордис Кордис

Для автомобилей на водородном топливе требуются катализаторы на основе платины . ЕврЛекс-2 ЕврЛекс-2

В бензин, предназначенный для катализатора , оборудованный автомобилей , настоятельно не рекомендуется добавлять калий или натрийсодержащие присадки. UN-2 UN-2

Программа IMEP IRMM оказала серьезную поддержку экологической политике за счет завершения IMEP-9 (металлы в воде) с участием 201 лаборатории из 35 разных стран и IMEP-11 (металлы в выхлопных газах автомобилей , катализатор ) с участием 36 участников. из 16 разных стран.ЕврЛекс-2 ЕврЛекс-2

В случае общенационального запрета на вождение легковых автомобилей без трехходового катализатора (- #% NOx еврлекс еврлекс

Катализатор для автомобиля выхлопных газов tmClass tmClass

Даже некоторые CB80 для Европы имели катализатор , тогда как автомобили UK не имели. WikiMatrix WikiMatrix

Кроме того, есть свидетельства увеличения использования платины в катализаторах для дизельных автомобилей в Европе.ЕврЛекс-2 ЕврЛекс-2

Более того, когда срок службы автомобиля подходит к концу, повторное использование катализатора на другом автомобиле будет выгодным не только с экономической, но и с экологической точки зрения. Кордис Кордис

Catalyst -оборудованный автомобилей были впервые представлены в США в 1974 году, но появились на европейских дорогах только в 1985 году, а в 1993 году законодательство предписало их использование на автомобилях. Обычное сканирование Обычное сканирование

Исследование, проведенное для Комиссии в 1997 году, показывает, что в Европе количество переработанных катализаторов зависит от стимулов к их сбору, от цен на драгоценные металлы, а также от доли списанных автомобилей , оснащенных катализаторы .ЕврЛекс-2 ЕврЛекс-2

Современные ограничения выбросов для мотоциклов требуют технологии, сопоставимой с катализатором до стадии для легковых автомобилей . ЕврЛекс-2 ЕврЛекс-2

Меры, относящиеся к осмотру и техническому обслуживанию, были сосредоточены в основном на проверке пригодности к эксплуатации катализатора , оборудованных автомобилей , построенных в соответствии со стандартом Евро 1, то есть в соответствии с Директивой 91/441 / EEC. ЕврЛекс-2 ЕврЛекс-2

Катализаторы окисления являются исходным типом автокатализаторов и использовались с середины 1970-х годов для бензиновых двигателей автомобилей , пока не были заменены трехкомпонентными катализаторами .Обычное сканирование Обычное сканирование

По заявлению комитета, химия поверхности «может помочь нам понять такие разнообразные процессы, как почему ржавеет железо, как работают топливные элементы и как работают катализаторы в наших автомобилях ». Кордис Кордис

.

автомобильный катализатор — определение — английский

Примеры предложений с «автомобильным катализатором», память переводов

патентов-wipo Устройство и метод особенно полезны для покрытия автомобильных катализаторов без потерь и с расширенными вариантами конструкции. Обычное ползание Влияние степени измельчения мелкое исследованы использованные автомобильные катализаторы по выпуску металлов платиновой группы (МПГ) гидрометаллургическим методом. eurlexS # ограничения скорости, S # запреты на движение автомобилей без катализаторов, S # запреты на движение грузовых автомобилей по внутригородским дорогам. -технологические металлы также имеют фундаментальное значение для новых экологически чистых продуктов: электромобили, требующие лития и неодима, автомобильные катализаторы, платиновые, солнечные панели, требующие индий, галлий, селен и теллур, энергоэффективные высокоскоростные поезда, требующие кобальта и самария, и новое топливо. экономичные авиационные рениевые сплавы.Кордис В отрасли, где сокращение затрат может иметь значение для конкуренции, финансируемый ЕС проект Regencats рассматривает практические аспекты реактивации старых автомобильных выхлопных катализаторов. UN-2 Металлосодержащие добавки принимаются для защиты седла клапана только в автомобилях без катализатора. 2ИМЭП (Международная программа оценки измерений) раунды -9 (микроэлементы в воде) и -11 (металлы в катализаторах выхлопных газов автомобилей) были завершены более чем 235 лабораториями-участниками из более чем 40 стран. EURLex-2 Три основных краткосрочных действия касались дорожного движения в общенациональном масштабе: ограничения скорости S1, запреты на движение S2 для автомобилей без катализаторов, S3 запреты на движение грузовиков по внутренним городским дорогам.eurlex Три основных краткосрочных действия касались дорожного движения в общенациональном масштабе: S # ограничение скорости, S # запрет на вождение автомобилей без катализаторов, S # запрет на вождение грузовиков по внутренним городским дорогам Giga-fren На транспортном фронте промышленность инициировала несколько программ включая автобусы и грузовики, работающие на природном газе, электромобили и дизельные катализаторы для тяжелых транспортных средств.cordis Примеры проектов, которые будут реализованы стипендиатами Марии Кюри, включают: передачу устных команд персональным компьютерам; исследования растений в засушливых регионах; идентификация замены родия, используемого в катализаторах выхлопных газов автомобилей.EurLex-2 Для автомобилей на водородном топливе требуются катализаторы на основе платины. UN-2 В бензин, предназначенный для автомобилей с катализатором, настоятельно рекомендуется не добавлять калий или натрийсодержащие присадки EurLex-2 Программа IMEP IRMM оказала сильную поддержку экологической политике благодаря завершению IMEP -9 (металлы в воде) с участием 201 лаборатории из 35 разных стран и IMEP-11 (металлы в катализаторе выхлопных газов автомобилей) с участием 36 участников из 16 стран. Eurlex В случае общенационального запрета на вождение легковых автомобилей без трех -way катализатор (- #% NOxtmClassCatalyst единицы для выхлопных газов автомобилей WikiMatrix Даже некоторые CB80 для Европы имели катализатор, хотя британские автомобили не использовали.EurLex-2 Кроме того, есть свидетельства увеличения использования платины в катализаторах для дизельных автомобилей в Европе. Cordis Более того, когда автомобиль подходит к концу своего срока службы, повторное использование его катализатора на другом автомобиле будет выгодно не только с экономической точки зрения. Автомобили, оборудованные системой CrawlCatalyst, были впервые представлены в США в 1974 году, но появились на европейских дорогах только в 1985 году, а в 1993 году законодательство предписало их использование на автомобилях. Исследование EurLex-2A, проведенное для Комиссии в 1997 году, показывает, что В Европе количество переработанных катализаторов зависит от стимулов к их сбору, от цен на драгоценные металлы, а также от доли утилизированных автомобилей, оснащенных катализаторами.EurLex-2 Современные ограничения выбросов для мотоциклов требуют технологии, сравнимой со стадией прекатализатора для легковых автомобилей. EurLex-2Measures, относящиеся к осмотру и техническому обслуживанию, сосредоточены в основном на проверке пригодности к эксплуатации автомобилей с катализатором, построенных по стандарту Euro 1. т.е. в соответствии с Директивой 91/441 / EEC. Катализаторы ползучего окисления являются исходным типом автокатализаторов и использовались с середины 1970-х годов для автомобилей с бензиновым двигателем, пока их не заменили трехкомпонентные катализаторы.CordisSurface Chemistry «может помочь нам понять такие разнообразные процессы, как почему железо ржавеет, как работают топливные элементы и как работают катализаторы в наших автомобилях», — заявили в комитете.

Показаны страницы 1. Найдено 78 предложения с фразой автомобильный катализатор.Найдено за 11 мс.Накопители переводов создаются человеком, но выравниваются с помощью компьютера, что может вызвать ошибки. Найдено за 0 мс.Накопители переводов создаются человеком, но выравниваются с помощью компьютера, что может вызвать ошибки. Они поступают из многих источников и не проверяются. Имейте в виду.

.

Этика автономных автомобилей, самоуправление и проблема тележки

За последние несколько лет в автомобили было встроено все больше и больше автономных функций. А всего пару месяцев назад Tesla выпустила следующее видео, в котором хвастается своим достижением «полного самоуправления».

В статье Techopedia сообщается, что даже более ранние автомобили Tesla содержали «необходимое оборудование для автономного вождения», хотя активация этой способности зависела от обновления программного обеспечения.В статье также предусматривается разница между тем, как построенные сегодня автономные автомобили будут отличаться от автомобилей будущего.

В настоящее время автомобили Tesla оснащены необходимым оборудованием для автономного вождения, но для полной активации этой функции требуются обновления программного обеспечения. Хотя это позволит полностью автономное вождение, оно также позволит водителю-человеку взять на себя управление, когда ситуация требует вмешательства.

Однако следующему поколению автономных транспортных средств не потребуются рулевые колеса, педали или трансмиссии.Преимущество таких автомобилей заключается в возможности уменьшения количества аварий и предоставления необходимого транспорта для людей, не способных управлять автомобилем, таких как пожилые люди или люди с ограниченными возможностями зрения или физическими недостатками.

Но есть и потенциальный недостаток: необходимость в человеческом агентстве, которое настраивает программирование автомобиля, чтобы предвидеть все возможные сценарии и направлять автомобиль, чтобы выносить те суждения, которые люди должны делать, когда сценарий требует действий, которые неизбежно причинить вред в той или иной форме.

Хотя Tesla, возможно, является самым известным именем в области искусственного интеллекта для транспортных средств, она, безусловно, не единственный игрок на этом растущем рынке. Некоторые гораздо более почтенные имена в индустрии также участвовали в этом процессе.

СВЯЗАННЫЙ: ИНТЕРЕСНАЯ ИСТОРИЯ ЭЛЕКТРОМОБИЛЕЙ

Бернард Марр недавно написал о миллиардных инвестициях Toyota в беспилотные автомобили и искусственный интеллект. Компания поставила перед собой цели, которых она хочет достичь к 2020 году:

«Благодаря инвестициям Toyota в технологические стартапы, такие как Perceptive Automata, она надеется создать технологию, которая позволит автономным транспортным средствам более интуитивно, чем у человека, когда они находятся в движении. Дорога больше похожа на то, как водители-люди взаимодействуют с пешеходами.”

История безопасности беспилотного вождения

Конечно, мы еще не достигли этого. Но вопрос в том, является ли это конечной целью и должны ли мы ее преследовать, не принимая во внимание последствия полностью независимого автомобиля.

В каждом случае ДТП и смерти самоуправляемого автомобиля перечислено девять ДТП с участием автономных транспортных средств, только четыре из которых привели к гибели людей. Однако, несмотря на претензии к названию, список неполный, поскольку после публикации статьи в таких авариях были жертвы.

Последний случай со смертельным исходом, о котором сообщалось, был связан с автомобилем Tesla Model X 23 марта 2018 года. Водитель автомобиля погиб, когда он врезался в шлагбаум. Тесла обвинил это в том, что барьер мешал автономной системе вождения автомобиля:

«Причина, по которой эта авария была настолько серьезной, заключается в том, что амортизатор столкновения, барьер безопасности на шоссе, который предназначен для уменьшения удара о бетонный разделитель полосы движения, имел был раздавлен в предыдущей аварии без замены », — говорится в заявлении Tesla.

Компания добавила: «Мы никогда не видели такого уровня повреждений Model X при любой другой аварии».

К сожалению, на этом аварии беспилотных автомобилей Tesla со смертельным исходом не закончились. Ряд из них произошел в этом году.

Среди инцидентов был один 1 марта 2019 года. Национальный совет по безопасности транспорта США (NTSB) подтвердил, что полуавтономное программное обеспечение автопилота использовалось на Tesla Model 3, когда он врезался в тягач с прицепом, пытающимся пересек шоссе Флориды, водитель автомобиля погиб.

Хотя они все еще относительно редки, по сравнению с дорожно-транспортными происшествиями, вызванными водителями-людьми, тот факт, что в результате беспилотных автомобилей случаются несчастные случаи и гибнут люди, заставляет людей беспокоиться об их безопасности и программировании. Фактически, в этом году Quartz поставил под сомнение заявления Tesla о безопасности.

Как и в случае аварии Tesla, в большинстве аварий с автономными автомобилями погибает человек, сидящий на водительском сиденье. Однако были случаи, когда люди, находившиеся вне автомобиля, сбивались и убивались автономными автомобилями.

Самым печально известным инцидентом такого рода может быть инцидент, связанный с Uber, когда в марте 2018 года погибла Элейн Херцберг. 49-летняя женщина шла и толкала свой велосипед через Милл-авеню в Темпе, штат Аризона, когда ее сбила машина Uber.

Видео инцидента, опубликованное полицией, можно посмотреть здесь:

В результате Uber принял политику, предусматривающую включение людей в свои автомобили. История сообщается здесь: Uber возвращает к работе беспилотные автомобили, но с водителями-людьми.

Это способ для Uber обойти проблему, с которой нам придется столкнуться, если и когда полностью автономные автомобили станут нормой: как запрограммировать их, чтобы они включали инстинкт сохранения человеческой жизни.

Программирование ИИ с заботой об этике

Как мы видели в другой статье «Наш дивный новый мир: почему развитие ИИ вызывает этические опасения», огромная сила ИИ влечет за собой большую ответственность — убедиться, что технологии не позволяют ситуации хуже во имя прогресса.Изучение этики ИИ привлекло внимание людей, которые думают о том, что нужно сделать перед внедрением автоматизированных решений.

Один из этих людей — Пол Тагард, доктор философии, канадский философ и ученый-когнитивист, поднял некоторые из проблем, с которыми мы должны сейчас столкнуться в отношении этики программирования в ИИ в книге «Как создать этический искусственный интеллект».

Он поднимает следующие 3 препятствия:

1. Этические теории очень противоречивы.Некоторые люди предпочитают этические принципы, установленные религиозными текстами, такими как Библия или Коран. Философы спорят о том, должна ли этика основываться на правах и обязанностях, на высшем благе для наибольшего числа людей или на добродетельных поступках.
2. Этичное поведение требует удовлетворения моральных ценностей, но нет единого мнения о том, какие ценности подходят или даже о том, какие ценности являются. Без учета соответствующих ценностей, которые люди используют, когда действуют этично, невозможно согласовать ценности систем ИИ с ценностями людей.
3. Чтобы построить систему ИИ, которая ведет себя этично, представления о ценностях, правильном и неправильном должны быть достаточно точными, чтобы их можно было реализовать в алгоритмах, но точность и алгоритмы крайне не хватает в текущих этических обсуждениях.

Тагард действительно предлагает подход к преодолению этих проблем, говорит он и ссылается на свою книгу Естественная философия: от социального мозга к знаниям, реальности, морали и красоте . Однако в ходе статьи он не предлагает решения, специально предназначенного для программирования беспилотных автомобилей.

Беспилотные автомобили и проблема тележки

В идеале водители избегают столкновения ни с чем, ни с кем-либо. Но можно попасть в ситуацию, в которой невозможно избежать столкновения, и единственный выбор — в кого или людей ударить.

Эта этическая дилемма известна как проблема тележки, которая, как и сама тележка, возникла более века назад. Обычно это представляется следующим образом:

Вы видите, как сбежавший троллейбус движется к пяти связанным (или иным образом недееспособным) людям, лежащим на рельсах.Вы стоите рядом с рычагом, который управляет переключателем. Если вы потянете за рычаг, тележка будет перенаправлена ​​на боковой путь, и пять человек на главном пути будут спасены. Однако на обочине дороги лежит одинокий человек.

У вас есть два варианта:

1. Ничего не делать и позволить тележке убить пять человек на главном пути;
2. Потяните за рычаг, отклонив тележку на боковую колею, где она убьет одного человека.

Конечно, действительно хорошего выбора здесь нет.Вопрос в том, какой из двух плохих вариантов меньше. Именно такую ​​дилемму Зеленый Гоблин представил Человеку-пауку в фильме 2002 года, пытаясь заставить его выбирать между спасением канатной дороги, полной детей, или женщины, которую он любит:

Быть супергероем, Человек-паук смог использовать свои способности прядения паутины и силу, чтобы спасти их обоих. Но иногда даже супергероям приходится делать трагический выбор, как это было в фильме 2008 года « Темный рыцарь », в котором Бэтмен решил оставить любимую женщину во взорвавшемся здании.

Таким образом, даже те, кто обладает превосходными способностями, не всегда могут спасти всех, и такая же ситуация может применяться к автомобилям с поддержкой ИИ.

Тогда возникает вопрос: какой этический кодекс мы применяем, чтобы запрограммировать их на такой выбор?

Что должен делать беспилотный автомобиль?

MIT Technology Review привлек внимание некоторых исследователей, которые несколько лет назад работали над формулировкой ответов в книге «Как помочь самоуправляемым автомобилям принимать этические решения». Среди исследователей в этой области — Крис Гердес, профессор Стэнфордского университета, который изучал «этические дилеммы, которые могут возникнуть, когда самоуправляемое транспортное средство внедряется в реальном мире».»

Он предложил более простой выбор: иметь дело с ребенком, выбегающим на улицу, который заставляет машину что-то удариться, но позволяет ему выбирать между ребенком и фургоном на дороге. Для человека это не должно быть — умение понимать, что защита ребенка важнее защиты фургона или самого автономного автомобиля.

Но что подумает ИИ? А как насчет пассажиров в автомобиле, которые могут получить травмы в результате такого столкновения?

Гердес заметил: «Это очень трудные решения, с которыми каждый день сталкиваются разработчики алгоритмов управления для автоматизированных транспортных средств.

В статье также цитируется Адриано Алессандрини, исследователь, работающий над автоматизированными транспортными средствами в Университете де Рома Ла Сапиенца в Италии, который возглавлял итальянскую часть европейского проекта CityMobil2 по тестированию автоматизированных транспортных средств. Смотрите видео об этом ниже:

Она описала проблему тележки для водителей и беспилотных автомобилей в следующем суммировании:

«Вы можете увидеть что-то на своем пути, и вы решите сменить полосу движения, как и вы, в этом переулке есть что-то еще.Так что это этическая дилемма ».

Другой видный специалист в этой области — Патрик Лин, профессор философии в Калифорнийском Политехническом университете, с которым работал Гердес. TED-Ed Линя рассматривает этические проблемы программирования беспилотных автомобилей для принятия решений о жизни или смерти, представленный в виде мысленного эксперимента в этом видео:

Если бы мы управляли автомобилем с коробкой в ​​ручном режиме, Какой бы способ мы ни отреагировали, это будет восприниматься как реакция, а не намеренное решение », — говорит Линь в видео.Соответственно, это следует понимать как «инстинктивное паническое движение без предусмотрительности или злого умысла».

Совершенно реальная возможность гибели людей не в результате неисправности, а в результате того, что машины следуют своему программированию, — вот что делает так важно заранее подумать о том, как справиться с тем, что Лин описывает как «своего рода алгоритм прицеливания. »

Он объясняет, что такие программы будут «систематически отдавать предпочтение или дискриминировать определенный тип объекта, в который можно врезаться.«

В результате те, кто находится в« целевых транспортных средствах, будут страдать от негативных последствий этого алгоритма не по своей вине ».

Он не предлагает решения этой проблемы, но это предупреждение, о котором мы должны подумать. о том, как мы собираемся справиться с этим:

«Обнаружение этих моральных крутых поворотов сейчас поможет нам маневрировать по незнакомой дороге технологической этики и позволит нам уверенно и сознательно отправиться в наше прекрасное новое будущее».

Это, вероятно, докажет. это даже более сложная задача для навигации, чем дороги, по которым должны ехать автономные транспортные средства.

.

Каталитический нейтрализатор: устройство и принцип работы

С каждым годом требования к экологической безопасности автомобилей возрастают. В первую очередь это относится к самому опасному в экологическом отношении фактору автомобиля, то есть к токсичности выхлопных газов. К счастью, технический прогресс не стоит на месте, и сегодня это проблема вполне решаема.

Кроме того, что сама конструкция двигателей современных автомобилей позволяет уменьшить токсичность выхлопных газов, на автомобили также устанавливаются и специальные устройства, так называемые каталитические конвертеры – нейтрализаторы, или как называют их автомобилисты — катализаторы.

Каталитический конвертер

Это устройство, интегрированное в выхлопную систему автомобиля, дополнительно снижает токсичность выхлопа. Работает катализатор посредством дожигания несгоревших остатков углеводорода и угарного газа, за счет полученного при восстановлении оксидов азота кислорода, для такого дожигания.

Конструкция катализатора довольно проста (рис. выше) – он состоит из керамического мелкоячеистого наполнителя, поверхность которого покрыта специальным слоем платиноиридиевого сплава. Ячеистая конструкция наполнителя позволяет получить максимальную площадь контакта выхлопных газов, проходящих через наполнитель с его поверхностью, за счет чего увеличивается активная рабочая поверхность катализатора.

Как происходит процесс нейтрализации вредных веществ?

Катализатор позволяет значительно снизить в выхлопных газах содержание таких вредных веществ как:

• окись углерода;
• углеводороды;
• оксиды азота.

Сам процесс нейтрализации проходит так:

1. Остатки не сгоревших веществ в выхлопных газах (CO, HC, NOx, O2), проходя через катализатор и взаимодействуя с его поверхностью, покрытой каталитическим слоем, окисляются. То есть, как бы дополнительно дожигаются кислородом, который тоже присутствует в выхлопных газах.
2. Во время этой реакции выделяется тепло, которое в свою очередь дополнительно активизирует реакцию окисления.

Благодаря такому процессу на выходе катализатора выхлопные газы содержат в своем составе N2, h3O, CO2.

Вещества входящие в катализатор и элементы выходящие

Следует заметить, что нормальная работа катализатора может быть обеспечена только при нормальном, так называемом стехиометрическом соотношении топлива и кислорода в горючей смеси. В автомобилях, оснащенных инжекторной системой впрыска топлива с электронным управлением, условия для такой оптимальной работы каталитического нейтрализатора обеспечивает электронная система, регулирующая состав горючей смеси.

Специальный кислородный датчик, установленный в выхлопной системе, определяет содержание кислорода, оставшегося в выхлопных газах. По этому показателю электронный блок управления корректирует состав рабочей смеси, увеличивая или уменьшая подачу топлива в камеры сгорания.

При неполадках в системе подачи топлива, в результате чего нарушается оптимальное соотношение воздуха и топлива в горючей смеси, катализатор также не может работать в оптимальном режиме. Это даже может сократить его срок службы.

Смотрите познавательное видео, как устроен каталитический конвертер-нейтрализатор:

Катализаторы на дизельных двигателях

Катализаторы, устанавливаемые на дизельные двигатели, схожи по принципу работы, но, несколько отличаются по своей конструкции. Такие катализаторы нерегулируемые, из-за особенностей работы дизельного мотора.

Катализатор для дизельного двигателя

Дело в том, что в камеру сгорания дизеля, воздуха поступает всегда больше, чем нужно для полного сгорания топлива, поэтому такая регулировка состава смеси по контролю за количеством оставшегося в выхлопных газах кислорода, просто не нужна. Катализатор для дизельного мотора преобразует токсичный угарный газ и углеводород в углекислый газ и воду, кроме того, устраняет неприятный запах выхлопных газов.

К сожалению, дизельные катализаторы плохо справляются с нейтрализацией оксидов азота (NO и NO2), содержащихся в выхлопе. Это связано с относительно низкой температурой выхлопных газов дизеля, из-за чего процесс нейтрализации проходит хуже.

Для решения этой проблемы, катализаторы для дизельных двигателей, стараются размещать ближе к двигателю, то есть там, где температура газов выше, или снабжают катализаторы собственными встроенными электрическими нагревателями.

Загрузка…

Стоит ли удалять автомобильный катализатор? — Иксора

У водителей довольно много вопросов касательно катализатора в автомобиле. Многих интересуют последствия, а также плюсы и минусы удаления каталитического нейтрализатора. В этой статье мы рассмотрим все эти вопросы.

Катализатор автомобиля устанавливается для того, чтобы очистить выхлоп от вредных выбросов и сделать его более экологичным. Проще говоря, катализатор очищает выхлопные газы от вредных соединений (CO, CH и прочих) в более безобидные экологичные вещества (CO2, N2, O2). Таким образом, работа катализатора позволяет сохранить чистоту окружающей среды.

Как устроен катализатор?

Устройство катализатора довольно простое. Он представляет собой утолщенную трубу, которая внутри имеет длинные и полые соты, выполненные из керамических элементов с напылением из благородных металлов (иридий, родий, палладий).

Плюсы удаления катализатора

Как правило, удаление катализатора происходит при тюнинге транспортного средства. Удаление заводского катализатора позволяет улучшить характеристики автомобиля, такие как мощность и расход топлива. Однако, такой метод является временным и не приветствуется в среде профессионалов. Лучше всего использовать спортивные аналоги катализатора – пламегаситель, который увеличивает мощность автомобиля, и при этом сохраняет чистоту выхлопа.

Минусы удаления катализатора

Удаление катализатора может принести целый ряд проблем незадачливому водителю.

Во-первых, отсутствие катализатора, или же его неверная работа, автоматически приравнивает транспортное средство к разряду аварийных, загорается знак «CHECK ENGINE» на приборной панели авто. Результатом снятия катализатора является снижение тяги, троение, сложность запуска двигателя.

Если катализатор оплавился или забился, то отработанные газы не могут через него пройти, а значит, возвращаются в камеру сгорания и делают горючую смесь менее эффективной.

Если катализатор не оплавился, но горит «CHECK ENGINE», скорее всего деталь вышла из строя по причине высоко уровня пробега автомобиля. Все современные авто оборудованы датчиками кислорода, один из которых устанавливается перед канализатором, а другой – после. Один из них улавливает наличие вредных соединений в отработанных газах, второй же, при повышении процента концентрации вредных веществ, подает сигнал о том, что нейтрализатор не работает и требует замены. Как следствие, при неработающем катализаторе некоторые автомобили могут даже не запуститься.

Без катализатора выхлоп автомобиля приобретает неприятных запах, загрязняет окружающую среду, а также вредные газы могут попадать внутрь салона автомобиля и подвергнуть пассажиров влиянию токсических элементов.

Симптомы неисправности катализатора в автомобиле

Катализатор, как и любой элемент в конструкции автомобиля, нуждается в своевременном техобслуживании и замене. Признаками поломки катализатора могут явиться:

• появление дребезжания и грохота в области днища;
• уровень оборотов двигателя ниже привычного;
• при визуальном осмотре можно заметить пригоревшую к поверхности гофру.

Забитый катализатор обладает рядом заметных симптомов, среди которых наиболее распространены следующие:

• автомобиль не может набрать скорость на протяжении нескольких минут;
• при достижении высокого разгона, автомобиль начинает самопроизвольно сбрасывать скорость;
• возникают проблемы с запуском двигателя.

Приобретать детали для проведения ремонта или замены вышедших их строя запчастей рекомендуем в магазине IXORA – широкий ассортимент и вежливые консультанты помогут сделать правильный выбор и приобрести запчасть на свой автомобиль на выгодных условиях.

Производитель	№ детали	Наименование детали
LIQUI MOLY	3721	Присадка в масло Liqui Moly антифрикционная Cera Tec, 0,3л
LIQUI MOLY	3919	Присадка в масло Liqui Moly Hydro-Stossel-Additiv, 0,3л
LIQUI MOLY	1988	Присадка в масло Liqui Moly антифрикционная Getriebeoil-Additiv, 0,02л
HI-GEAR	SMT2514	Присадка в масло Hi-Gear синтетическая, кондиционер металла, 0,236л
Suprotec	121144	Присадка триботехнический состав Suprotec Active Plus, бензин, 90мл
Suprotec	121045	Присадка триботехнический состав Suprotec в АКПП, 80мл
Suprotec	121151	Присадка триботехнический состав Suprotec Active, дизель, 90мл
RAVENOL	4014835802674	Присадка-очиститель в моторное масло RAVENOL Professional Engine Cleaner (0,4l)
Suprotec	4660007120734	Присадка в топливо Suprotec Active Regular, 100мл

* Применяемость деталей конкретно для Вашего автомобиля уточняйте у менеджеров по телефону: 8 800 555-43-85 (звонок по России бесплатный).

Полезная информация:

Получить профессиональную консультацию при подборе товара можно, позвонив по телефону 8 800 555-43-85 (звонок по России бесплатный).

Как работают каталитические нейтрализаторы?

Как работают каталитические нейтрализаторы? — Объясни это Рекламное объявление

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 20 октября 2020 г.

Почерневшие здания и удушье улицы — если это ваш опыт когда вы открываете входную дверь утром, вы, вероятно, живете в большом такой город, как Лос-Анджелес, Лондон, Париж или Пекин. Автомобили, автобусы и грузовики стали большим подарком миру, потому что они помогают нам перемещаться себя (и то, что нам нужно) быстро и качественно.Но их загрязнение двигателя портит места, где мы живем и вредит нашему здоровью. К счастью, сейчас большинство автомобилей оснащены уменьшающие загрязнение агрегаты, называемые каталитическими конвертеры (иногда называемые «коты» или «кошки-минусы»), которые превращают вредные химические вещества в выхлопных газах автомобиля превращаются в безвредные газы, такие как Стим. Давайте подробнее рассмотрим эти блестящие гаджеты и то, как они Работа!

Иллюстрация: Основная концепция каталитического нейтрализатора: расположенный между двигателем вашего автомобиля и выхлопной трубой, он забирает грязный воздух и удаляет из него значительное количество загрязнений с помощью химических катализаторов.

Почему двигатели загрязняют окружающую среду

Фото: Колонны Парфенона в Афинах, Греция, почернели из-за загрязнения автомобиля. Афины — один из самых загрязненных автомобильным транспортом городов мира. Фото Майкла М. Редди любезно предоставлено Геологическая служба США.

Автомобильные двигатели работают на бензине или дизельном топливе, которые сделаны из нефти. Большая часть нашей нефти образуется, когда останки крошечных морских существ гниют, нагреваются и сдавливаются слои горных пород морского дна.Нефть состоит из углеводородов (молекулы, построенные из атомов углерода и водорода) потому что живые организмы тоже в основном состоят из этих атомов.

Теоретически, если вы сжигаете любое углеводородное топливо с кислородом из воздуха, вы выделяете много энергии и не производят ничего, кроме углекислого газа и воды, которые являются чистыми и относительно безвредными. Однако на практике бензин представляет собой смесь около 150 различных химикатов, не только углеводородов, но и присадок, и он горит не так чисто, как хотелось бы.Это означает, что вы обычно получаете загрязнение воздуха как побочный продукт. Загрязняющие газы, производимые автомобильными двигателями, включают: ядовитый газ, называемый монооксидом углерода, а также ЛОС (летучие органические соединений) и оксидов азота, вызывающих «смог» (вид удушья, облачное загрязнение транспортных средств, которое мы все знаем и ненавидим).

Рекламные ссылки

Что такое каталитический нейтрализатор?

Загрязняющие газы состоят из вредных молекул, но эти молекулы сделаны из относительно безвредных атомов.Итак, если бы мы могли найти способ расщепление молекул после того, как они покидают двигатель автомобиля и до они выбрасываются в воздух, мы могли бы решить проблему загрязнение — во всяком случае, некоторая его часть. Это работа каталитического нейтрализатора.

Фото: экспериментальный новый каталитический нейтрализатор. тестируется под автомобилем. Фотография любезно предоставлена ​​Юго-Западным исследовательским институтом и Министерство энергетики США / Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (DoE / NREL).

Эти гаджеты намного проще, чем кажется.Катализатор это просто химическое вещество, которое заставляет химическую реакцию идти быстрее без самого себя меняется в процессе. Это немного похоже на тренера по легкой атлетике, который стоит на обочине трассы и кричит бегунам, чтобы те ехали быстрее. В тренер никуда не бежит; он просто стоит, машет руками, и заставляет бегунов разгоняться. В каталитическом нейтрализаторе Задача катализатора — ускорить удаление загрязнений. Катализатор изготовлен из платины или аналогичного платиноподобного металла. такие как палладий или родий.

Каталитический нейтрализатор — это большой металлический ящик, прикрепленный болтами к днищу автомобиля, из которого выходят две трубы. Один из них («вход» преобразователя) подключен к двигателю и выводит горячие загрязненные пары из цилиндров двигателя (где топливо сгорает и вырабатывает энергию). Вторая труба («выход» преобразователя) подсоединяется к выхлопной трубе (выхлопной трубе). Когда газы из выхлопных газов двигателя обдувают катализатор, на его поверхности происходят химические реакции, разлагающие загрязняющие газы и превращающие их в другие газы, которые достаточно безопасны, чтобы безвредно выбрасывать их в воздух.

Одна очень важная вещь, которую следует отметить в отношении каталитических нейтрализаторов, заключается в том, что они требуют от вас используйте неэтилированный бензин, потому что свинец в обычном топливе «отравляет» катализатор и не позволяет ему поглощать вредные вещества в выхлопных газах. газы.

Что происходит внутри преобразователя?

Фото: Инженеры постоянно стараются улучшить производительность каталитических нейтрализаторов, например, путем разработки катализаторов, которые более эффективно работают на более низкие температуры.Это пример низкотемпературного катализатора окисления из оксида олова и платины. Фото CPL Bryant V любезно предоставлено Исследовательским центром NASA в Лэнгли (NASA-LaRC).

Внутри конвертера газы проходят через плотные соты. конструкция из керамики с покрытием с катализаторами. Сотовая структура означает, что газы соприкасаются с большая площадь катализатора сразу, поэтому они быстрее преобразуются и эффективно.

Обычно в одном катализатор:

• Один из них решает проблему загрязнения оксидом азота с помощью химический процесс, называемый восстановлением (удаление кислорода).Это расщепляет оксиды азота на азот и кислородные газы (которые безвредны, потому что они уже существуют в воздухе вокруг нас).
• Другой катализатор работает за счет противоположного химического процесса, называемого окислением (добавление кислород) и превращает окись углерода в двуокись углерода. Другая реакция окисления превращает несгоревшие углеводороды в выхлопных газах в диоксид углерода и воду.

Фактически, одновременно происходят три разные химические реакции. Вот почему мы говорим о трехкомпонентных каталитических нейтрализаторах.(Некоторые, менее эффективные преобразователи проводят только вторые две (окислительные) реакции, поэтому они называются двухкомпонентными каталитическими нейтрализаторами.) После того, как катализатор выполнил свою работу, из выхлопной трубы выходит в основном азот, кислород, углекислый газ и вода (в виде Стим).

Насколько эффективны каталитические нейтрализаторы?

Диаграмма: Эффективность каталитических нейтрализаторов. Кошки имеют большое значение для выбросов, поскольку трехходовые преобразователи дают значительное дополнительное преимущество по сравнению с двусторонними преобразователями.Цифры показывают загрязняющие вещества в граммах на километр на расстоянии 80 000 километров. Диаграмма, составленная Explain that Stuff.com с использованием данных Агентства по охране окружающей среды США (1990 г.) для легковых автомобилей с бензиновым двигателем, приведенных в таблице 3.2 (стр. 75) документа «Загрязнение воздуха автотранспортными средствами: стандарты и технологии контроля выбросов», Faiz et al. Всемирный банк, 1996.

Каталитические нейтрализаторы

в основном предназначены для уменьшения непосредственного локального загрязнения воздуха — грязного воздуха, в котором вы едете, — и эта диаграмма, безусловно, свидетельствует об их эффективности.Тем не менее, люди иногда задаются вопросом, действительно ли они такие зеленые, как кажутся. Важно помнить, что они сокращают выбросы , а не полностью их устраняют.

Одна проблема заключается в том, что они действительно работают только при высоких температурах (более 300 ° C / 600 ° F или около того), когда двигатель успевает прогреться. Первым типам каталитических нейтрализаторов обычно требовалось около 10–15 минут для разогрева, поэтому они были совершенно неэффективны в течение первых нескольких километров / миль пути (или любой части очень короткого пути).Современные конвертеры прогреваются всего за 2–3 минуты; даже в этом случае в это время все еще могут происходить значительные выбросы.

Таблица

: Каталитические нейтрализаторы становятся эффективными только при высоких рабочих температурах. Эта диаграмма показывает эффективность типичного устройства при преобразовании окиси углерода в диапазоне различных температур. Оксиды азота преобразуются с несколько большей эффективностью, а углеводороды — с несколько меньшей эффективностью. При высоких температурах окись углерода преобразуется с наименьшей эффективностью из трех.

Другой вопрос — увеличивают ли они выбросы парниковых газов. Мы думаем о двуокиси углерода как о безопасном газе, потому что он не токсичен в повседневных концентрациях. Тем не менее, это не совсем безобидно, потому что теперь мы знаем, что это основная причина глобального потепления и изменения климата. Некоторые люди считают, что каталитические нейтрализаторы усугубляют изменение климата, потому что они превращают окись углерода в двуокись углерода. Фактически, окись углерода, производимая вашим автомобилем, в конечном итоге сама по себе превращается в углекислый газ в атмосфере, поэтому каталитический нейтрализатор не имеет никакого значения в этом отношении: он просто уменьшает угарный газ, который автомобиль выбрасывает на улицу, когда он едет. улучшение качества местного воздуха.

Но когда дело доходит до изменения климата, автоинженеры и экологи давно отметили еще одну серьезную проблему. Хотя кошки превращают большую часть оксидов азота в азот и кислород, они также производят небольшие количества закиси азота (N2O), парникового газа, который более чем в 300 раз сильнее углекислого газа. Проблема в том, что при таком большом количестве транспортных средств на дороге даже небольшое количество закиси азота становится серьезной проблемой. Еще в 2000 году Межправительственная группа экспертов по изменению климата отметила: «Внедрение каталитических нейтрализаторов в качестве меры борьбы с загрязнением в большинстве промышленно развитых стран приводит к значительному увеличению Выбросы N2O от автомобилей с бензиновым двигателем.» К счастью, новые каталитические нейтрализаторы производят значительно меньше закиси азота, чем старые. Тем не менее, хотя каталитические нейтрализаторы, безусловно, помогли нам справиться с краткосрочным загрязнением воздуха, есть опасения, что когда дело доходит до долгосрочного изменения климата, они могут усугубить ситуацию.

Как работает каталитический нейтрализатор

До того, как были разработаны каталитические нейтрализаторы, отработанные газы, производимые автомобильным двигателем, сбрасывались прямо в выхлопную трубу. выхлопную трубу и в атмосферу.Каталитический нейтрализатор находится между двигателем и выхлопной трубой, но он не работает как простой фильтр: он меняет химический состав выхлопных газов, переставляя атомов, из которых они сделаны:

1. Молекулы загрязняющих газов откачиваются из двигателя мимо сотового катализатора, выполненного из платины, палладия или родия.
2. Катализатор расщепляет молекулы на атомы.
3. Затем атомы рекомбинируют в молекулы относительно безвредных веществ, таких как углекислый газ, азот и вода, которые безопасно выдуваются через выхлоп.

Каталитические нейтрализаторы работают на дизельных двигателях?

График

: Грязные дизели? Только малая часть выбросов дизельного двигателя (около одного процента) — это загрязнение. Этот один процент состоит в основном из оксидов азота (около 50 процентов) и твердых частиц с относительно небольшими количествами моноксида углерода, углеводородов и диоксида серы. Построено с использованием цифр из публикации Ибрагима Аслана Решитоглу и др., «Выбросы загрязняющих веществ от автомобилей с дизельным двигателем и систем нейтрализации выхлопных газов», «Чистые технологии и политика в области окружающей среды», январь 2015 г., том 17, выпуск 1, в котором приводятся данные из «Выбросы дизельных двигателей и их контроль» М.Хаир и В. Маевски. Society of Automotive Engineers, Inc., Warrendale, PA: 2006.

.

В дизельных двигателях могут использоваться и используются каталитические нейтрализаторы, но есть несколько важных отличий. от того, как они работают в бензиновых двигателях.

• В дизелях вместо трехкомпонентных катализаторов используются двухкомпонентные катализаторы окисления. (которые решают только угарный газ и углеводороды), и специально разработанные работать с дизельными выхлопами, которые значительно холоднее бензиновых.
• Поскольку у них нет катализаторов восстановления, дизельные двигатели производят гораздо более высокие выбросы оксидов азота в выхлопные трубы, чем бензиновые двигатели.(Существуют различные другие механизмы, которые дизели могут использовать для борьбы с выбросами NOx, но мы не будем здесь вдаваться в подробности.)
• Каталитические нейтрализаторы в дизельных двигателях действительно помогают снизить выбросы твердых частиц (в основном сажи), хотя и незначительно; в частности, они устраняют один тип твердых частиц, известный как растворимая органическая фракция, SOF, состоящий из углеводородов, связанных с сажей. Дизельные сажевые фильтры (DPF) должны использоваться для значительного воздействия на выбросы сажи из двигателя.
• Помимо автомобилей, дизельные двигатели, как правило, приводят в движение автомобили гораздо большей мощности, чем бензиновые (например, огромные строительные машины), со значительно большей мощностью выхлопных газов.Вместо одного каталитического нейтрализатора, установленного между двигателя и выхлопной трубы, они могут иметь несколько отдельных блоков, установленных параллельно, чтобы справиться с более крупной выхлопной трубой. объем газа (как на схеме ниже).

Иллюстрации: Большие дизельные двигатели могут производить гораздо больший объем выхлопных газов, поэтому им, возможно, придется использовать несколько каталитических нейтрализаторов «параллельно». В этой конструкции компании Caterpillar 1990-х годов огромный преобразователь (серый) имеет диаметр около 1 м (3,3 фута). Выхлопной газ входит слева (1), равномерно разделяется на потоки блоком распределения потока (2, синий), проходит через один из семи отдельных блоков каталитического нейтрализатора (3, красный), подавляется системой глушителя шума (4 , зеленый) и выходы, несколько очищенные, через выхлопную трубу (5).Иллюстрация из патента США 5 578 277: Модульный каталитический нейтрализатор и глушитель для двигателя внутреннего сгорания Скотта Т. Уайта и др., Caterpillar, любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Кто изобрел каталитический нейтрализатор?

« Мне нравится делать вещи реальностью, и именно этим занимаются инженеры — они берут основы науки и заставляют вещи происходить. »

Джон Дж. Муни, пионер катализаторов

Кого мы благодарим за то, что сделали улицы и города безопаснее и чище? Французский инженер-химик Юджин Гудри (1892–1962) запатентовал то, что, кажется, было самым первым каталитический нейтрализатор в США, зарегистрировав изобретение 5 мая 1950 г. и получив его (Патент США 2674521: Каталитический нейтрализатор выхлопных газов) четыре года спустя, 6 апреля 1954 г.Гудри ранее изобрел каталитический крекинг , промышленный процесс, многие крупные сложные органические химические вещества в нефти разделены на десятки полезных продуктов, включая бензин. После этого он экспериментировал с различными видами автомобильного топлива и делал их чище. Хотя он осознавал растущую проблему загрязнения воздуха, его идеи намного опережали свое время: Каталитические нейтрализаторы были «отравлены» свинцовыми присадками, используемыми в бензине для улучшения характеристик.К счастью, в 1970-х годах люди начали осознавать опасность свинца, токсичного тяжелого металла. В 1973 году Агентство по охране окружающей среды США (EPA) выпустило отчет, демонстрирующий, как свинец наносит вред здоровью людей, что положило начало медленному процессу удаления свинца из бензина. Первые практические каталитические нейтрализаторы появились вскоре после этого, в середине 1970-х годов, и с тех пор используются в автомобилях.

Изображение: оригинальный каталитический нейтрализатор Юджина Гудри из его патента 1950 года.По сути, это набор концентрических металлических трубок (синего цвета), через которые проходят выхлопные газы. Чистый воздух всасывается через вентиляционные отверстия (желтые) с помощью трубки Вентури (оранжевая). Как и в случае с современным котом, Хаудри объясняет, что «нанесенный мелкодисперсный металлический катализатор предпочтительно представляет собой платину», хотя можно использовать другие подобные металлы; В отличие от современной кошки, катализатор (зеленый) расположен не в виде сот, а установлен в шестнадцати отдельных кольцах (красных) с интервалами вдоль трубки, причем каждое из них работает параллельно.Изображение из патента США 2 674 521: Каталитический нейтрализатор выхлопных газов, любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Houdry изобрел основной катализатор окисления для борьбы с оксидом углерода. Усовершенствованные трехкомпонентные каталитические нейтрализаторы, которые также могут нейтрализовать оксиды азота, были разработаны в начале 1970-х гг. Карл Кейт (1920–1988), Джон Муни (1929–2020) и инженеры-химики из Engelhard Corporation. Помимо удаления большего количества загрязняющих веществ, они начинают очищать выхлопные газы намного быстрее, чем предыдущие преобразователи, поэтому они более эффективны при более коротких поездках.

Изображение: В улучшенной конструкции Карла Кейта и Джона Муни есть два отдельных каталитических нейтрализатора. Загрязненные газы выходят из двигателя (красный, 10) и выпускного коллектора (оранжевый, 11) через первый катализатор (зеленый, 13), а затем второй (25), расположенный на некотором расстоянии, прежде чем выйти через выхлопную трубу (серый , 26). Иллюстрация из патента США 3,896,616: процесс и оборудование, любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Рекламные ссылки

Узнать больше

На сайте

Книги

• Каталитический контроль загрязнения воздуха: коммерческая технология Рональда М.Хек, Роберт Дж. Фаррауто, Суреш Т. Гулати. John Wiley & Sons, 2016. Тщательно исчерпывающее руководство по теме, которое начинается с основ химии катализа, а затем переходит к преобразователям бензиновых и дизельных двигателей, стационарным источникам и таким темам, как контроль озона в самолетах и ​​очистка атмосферного воздуха.
• «Загрязнение воздуха автотранспортными средствами: стандарты и технологии контроля выбросов» Асифа Файза, Кристофера С. Уивера и Майкла П. Уолша. Публикации Всемирного банка, 1996 г.Интересный технический отчет с акцентом на то, как на практике контролируются выбросы в наиболее развитых и загрязненных городах мира. Включает множество полезных цифр и таблиц, а также сравнение эффективности законодательства о выбросах в разных странах. Вы также можете скачать его в формате PDF с исследовательского сайта Всемирного банка.
• Автомобильные каталитические преобразователи Кэтлин К. Тейлор. Springer, 1984/2012. Немного устарело, но все же полезно для справочной информации.

Новостные статьи

• Воры по всей стране скользят под автомобилями, проникая в каталитические нейтрализаторы Хироко Табучи, The New York Times, 21 февраля 2021 года.Драгоценные металлы по-прежнему делают каталитические нейтрализаторы привлекательной мишенью для воров.
• Джон Дж. Муни, изобретатель каталитического нейтрализатора, умер в возрасте 90 лет, пишет Сэм Робертс, The New York Times, 25 июня 2020 года. Оглядываясь на жизнь инженер, который первым изобрел трехкомпонентные каталитические нейтрализаторы.
• Заявление изобретателя о более чистом двигателе: BBC News, 22 января 2010 г. Шотландский изобретатель утверждает, что разработал двигатель с охлаждением, который практически не производит выбросов твердых частиц (сажи).
• «Когда платина взлетает, каталитический нейтрализатор нагревается» Мэтью Феникс. Wired, 17 февраля 2008 г. Почему воры считают, что из-за стремительного роста цен на платину каталитические нейтрализаторы стоит украсть
Преобразователи автомобилей
• сокращают смог, но усугубляют глобальное потепление, Мэтью Уолд. The New York Times, 29 мая 1998 г. EPA выпускает отчет, в котором освещаются проблемы с оксидом азота.
• Каталитические нейтрализаторы действительно «зеленые» ?: The Guardian, Notes and Queries. Читатели высказывают свое мнение о том, действительно ли кошки помогают планете.
• Каталитический нейтрализатор: Большое «Если» 1975 года Роберта У. Ирвина. The New York Times, 13 октября 1974 г. Эта статья из архивов показывает, как автомобильная промышленность серьезно беспокоилась об эффективности каталитических нейтрализаторов, когда они были впервые представлены в середине 1970-х годов.

Патенты

• Патент США 2 674 521: Каталитический нейтрализатор для выхлопных газов, автор Юджин Худри, 6 апреля 1954 г. В этом очень удобном для чтения патенте Хаудри объясняет, почему он разработал каталитические конвекторы и различные технические проблемы, которые он должен был решить в процессе (например, решение газы, образующиеся при различных условиях вождения).
• Патент США 3,896,616: процесс и устройство, авторы Карл Д. Кейт и Джон Дж. Муни, 29 июля 1975 г. Другой очень удобный для чтения патент, в нем описан улучшенный трехкомпонентный каталитический нейтрализатор, используемый в большинстве современных транспортных средств.
Патент США №
• № 4672809: Каталитический нейтрализатор для дизельного двигателя, автор — Ричард К. Корнелисон и Уильям Б. Реталлик, WR Grace and Co, 16 июня 1987 г. Описывает некоторые проблемы, связанные с работой каталитического нейтрализатора с выбросами дизельного двигателя.
• Патент США 5,578,277: Модульный каталитический нейтрализатор и глушитель для двигателя внутреннего сгорания Скотта Т.Уайт и др., Caterpillar, 26 ноября 1996 г. В этом патенте объясняется, как несколько каталитических блоков работают вместе над выхлопными газами очень большого дизельного двигателя.

Практические статьи

• Тестирование и ремонт каталитических нейтрализаторов, автор: Морт Шульц, Popular Mechanics, декабрь 1985 г. Датированная, но все же очень интересная статья, в которой объясняются различные типы каталитических преобразователей и исследуются причины их отказа.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США.Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2007, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Следуйте за нами

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис.(2007/2020) Каталитические нейтрализаторы. Получено с https://www.explainthatstuff.com/catalyticconverters.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте …

Как работают каталитические нейтрализаторы?

Как работают каталитические нейтрализаторы? — Объясни это Рекламное объявление

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 20 октября 2020 г.

Почерневшие здания и удушье улицы — если это ваш опыт когда вы открываете входную дверь утром, вы, вероятно, живете в большом такой город, как Лос-Анджелес, Лондон, Париж или Пекин.Автомобили, автобусы и грузовики стали большим подарком миру, потому что они помогают нам перемещаться себя (и то, что нам нужно) быстро и качественно. Но их загрязнение двигателя портит места, где мы живем и вредит нашему здоровью. К счастью, сейчас большинство автомобилей оснащены уменьшающие загрязнение агрегаты, называемые каталитическими конвертеры (иногда называемые «коты» или «кошки-минусы»), которые превращают вредные химические вещества в выхлопных газах автомобиля превращаются в безвредные газы, такие как Стим. Давайте подробнее рассмотрим эти блестящие гаджеты и то, как они Работа!

Иллюстрация: Основная концепция каталитического нейтрализатора: расположенный между двигателем вашего автомобиля и выхлопной трубой, он забирает грязный воздух и удаляет из него значительное количество загрязнений с помощью химических катализаторов.

Почему двигатели загрязняют окружающую среду

Фото: Колонны Парфенона в Афинах, Греция, почернели из-за загрязнения автомобиля. Афины — один из самых загрязненных автомобильным транспортом городов мира. Фото Майкла М. Редди любезно предоставлено Геологическая служба США.

Автомобильные двигатели работают на бензине или дизельном топливе, которые сделаны из нефти. Большая часть нашей нефти образуется, когда останки крошечных морских существ гниют, нагреваются и сдавливаются слои горных пород морского дна.Нефть состоит из углеводородов (молекулы, построенные из атомов углерода и водорода) потому что живые организмы тоже в основном состоят из этих атомов.

Теоретически, если вы сжигаете любое углеводородное топливо с кислородом из воздуха, вы выделяете много энергии и не производят ничего, кроме углекислого газа и воды, которые являются чистыми и относительно безвредными. Однако на практике бензин представляет собой смесь около 150 различных химикатов, не только углеводородов, но и присадок, и он горит не так чисто, как хотелось бы.Это означает, что вы обычно получаете загрязнение воздуха как побочный продукт. Загрязняющие газы, производимые автомобильными двигателями, включают: ядовитый газ, называемый монооксидом углерода, а также ЛОС (летучие органические соединений) и оксидов азота, вызывающих «смог» (вид удушья, облачное загрязнение транспортных средств, которое мы все знаем и ненавидим).

Рекламные ссылки

Что такое каталитический нейтрализатор?

Загрязняющие газы состоят из вредных молекул, но эти молекулы сделаны из относительно безвредных атомов.Итак, если бы мы могли найти способ расщепление молекул после того, как они покидают двигатель автомобиля и до они выбрасываются в воздух, мы могли бы решить проблему загрязнение — во всяком случае, некоторая его часть. Это работа каталитического нейтрализатора.

Фото: экспериментальный новый каталитический нейтрализатор. тестируется под автомобилем. Фотография любезно предоставлена ​​Юго-Западным исследовательским институтом и Министерство энергетики США / Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии (DoE / NREL).

Эти гаджеты намного проще, чем кажется.Катализатор это просто химическое вещество, которое заставляет химическую реакцию идти быстрее без самого себя меняется в процессе. Это немного похоже на тренера по легкой атлетике, который стоит на обочине трассы и кричит бегунам, чтобы те ехали быстрее. В тренер никуда не бежит; он просто стоит, машет руками, и заставляет бегунов разгоняться. В каталитическом нейтрализаторе Задача катализатора — ускорить удаление загрязнений. Катализатор изготовлен из платины или аналогичного платиноподобного металла. такие как палладий или родий.

Каталитический нейтрализатор — это большой металлический ящик, прикрепленный болтами к днищу автомобиля, из которого выходят две трубы. Один из них («вход» преобразователя) подключен к двигателю и выводит горячие загрязненные пары из цилиндров двигателя (где топливо сгорает и вырабатывает энергию). Вторая труба («выход» преобразователя) подсоединяется к выхлопной трубе (выхлопной трубе). Когда газы из выхлопных газов двигателя обдувают катализатор, на его поверхности происходят химические реакции, разлагающие загрязняющие газы и превращающие их в другие газы, которые достаточно безопасны, чтобы безвредно выбрасывать их в воздух.

Одна очень важная вещь, которую следует отметить в отношении каталитических нейтрализаторов, заключается в том, что они требуют от вас используйте неэтилированный бензин, потому что свинец в обычном топливе «отравляет» катализатор и не позволяет ему поглощать вредные вещества в выхлопных газах. газы.

Что происходит внутри преобразователя?

Фото: Инженеры постоянно стараются улучшить производительность каталитических нейтрализаторов, например, путем разработки катализаторов, которые более эффективно работают на более низкие температуры.Это пример низкотемпературного катализатора окисления из оксида олова и платины. Фото CPL Bryant V любезно предоставлено Исследовательским центром NASA в Лэнгли (NASA-LaRC).

Внутри конвертера газы проходят через плотные соты. конструкция из керамики с покрытием с катализаторами. Сотовая структура означает, что газы соприкасаются с большая площадь катализатора сразу, поэтому они быстрее преобразуются и эффективно.

Обычно в одном катализатор:

• Один из них решает проблему загрязнения оксидом азота с помощью химический процесс, называемый восстановлением (удаление кислорода).Это расщепляет оксиды азота на азот и кислородные газы (которые безвредны, потому что они уже существуют в воздухе вокруг нас).
• Другой катализатор работает за счет противоположного химического процесса, называемого окислением (добавление кислород) и превращает окись углерода в двуокись углерода. Другая реакция окисления превращает несгоревшие углеводороды в выхлопных газах в диоксид углерода и воду.

Фактически, одновременно происходят три разные химические реакции. Вот почему мы говорим о трехкомпонентных каталитических нейтрализаторах.(Некоторые, менее эффективные преобразователи проводят только вторые две (окислительные) реакции, поэтому они называются двухкомпонентными каталитическими нейтрализаторами.) После того, как катализатор выполнил свою работу, из выхлопной трубы выходит в основном азот, кислород, углекислый газ и вода (в виде Стим).

Насколько эффективны каталитические нейтрализаторы?

Диаграмма: Эффективность каталитических нейтрализаторов. Кошки имеют большое значение для выбросов, поскольку трехходовые преобразователи дают значительное дополнительное преимущество по сравнению с двусторонними преобразователями.Цифры показывают загрязняющие вещества в граммах на километр на расстоянии 80 000 километров. Диаграмма, составленная Explain that Stuff.com с использованием данных Агентства по охране окружающей среды США (1990 г.) для легковых автомобилей с бензиновым двигателем, приведенных в таблице 3.2 (стр. 75) документа «Загрязнение воздуха автотранспортными средствами: стандарты и технологии контроля выбросов», Faiz et al. Всемирный банк, 1996.

Каталитические нейтрализаторы

в основном предназначены для уменьшения непосредственного локального загрязнения воздуха — грязного воздуха, в котором вы едете, — и эта диаграмма, безусловно, свидетельствует об их эффективности.Тем не менее, люди иногда задаются вопросом, действительно ли они такие зеленые, как кажутся. Важно помнить, что они сокращают выбросы , а не полностью их устраняют.

Одна проблема заключается в том, что они действительно работают только при высоких температурах (более 300 ° C / 600 ° F или около того), когда двигатель успевает прогреться. Первым типам каталитических нейтрализаторов обычно требовалось около 10–15 минут для разогрева, поэтому они были совершенно неэффективны в течение первых нескольких километров / миль пути (или любой части очень короткого пути).Современные конвертеры прогреваются всего за 2–3 минуты; даже в этом случае в это время все еще могут происходить значительные выбросы.

Таблица

: Каталитические нейтрализаторы становятся эффективными только при высоких рабочих температурах. Эта диаграмма показывает эффективность типичного устройства при преобразовании окиси углерода в диапазоне различных температур. Оксиды азота преобразуются с несколько большей эффективностью, а углеводороды — с несколько меньшей эффективностью. При высоких температурах окись углерода преобразуется с наименьшей эффективностью из трех.

Другой вопрос — увеличивают ли они выбросы парниковых газов. Мы думаем о двуокиси углерода как о безопасном газе, потому что он не токсичен в повседневных концентрациях. Тем не менее, это не совсем безобидно, потому что теперь мы знаем, что это основная причина глобального потепления и изменения климата. Некоторые люди считают, что каталитические нейтрализаторы усугубляют изменение климата, потому что они превращают окись углерода в двуокись углерода. Фактически, окись углерода, производимая вашим автомобилем, в конечном итоге сама по себе превращается в углекислый газ в атмосфере, поэтому каталитический нейтрализатор не имеет никакого значения в этом отношении: он просто уменьшает угарный газ, который автомобиль выбрасывает на улицу, когда он едет. улучшение качества местного воздуха.

Но когда дело доходит до изменения климата, автоинженеры и экологи давно отметили еще одну серьезную проблему. Хотя кошки превращают большую часть оксидов азота в азот и кислород, они также производят небольшие количества закиси азота (N2O), парникового газа, который более чем в 300 раз сильнее углекислого газа. Проблема в том, что при таком большом количестве транспортных средств на дороге даже небольшое количество закиси азота становится серьезной проблемой. Еще в 2000 году Межправительственная группа экспертов по изменению климата отметила: «Внедрение каталитических нейтрализаторов в качестве меры борьбы с загрязнением в большинстве промышленно развитых стран приводит к значительному увеличению Выбросы N2O от автомобилей с бензиновым двигателем.» К счастью, новые каталитические нейтрализаторы производят значительно меньше закиси азота, чем старые. Тем не менее, хотя каталитические нейтрализаторы, безусловно, помогли нам справиться с краткосрочным загрязнением воздуха, есть опасения, что когда дело доходит до долгосрочного изменения климата, они могут усугубить ситуацию.

Как работает каталитический нейтрализатор

До того, как были разработаны каталитические нейтрализаторы, отработанные газы, производимые автомобильным двигателем, сбрасывались прямо в выхлопную трубу. выхлопную трубу и в атмосферу.Каталитический нейтрализатор находится между двигателем и выхлопной трубой, но он не работает как простой фильтр: он меняет химический состав выхлопных газов, переставляя атомов, из которых они сделаны:

1. Молекулы загрязняющих газов откачиваются из двигателя мимо сотового катализатора, выполненного из платины, палладия или родия.
2. Катализатор расщепляет молекулы на атомы.
3. Затем атомы рекомбинируют в молекулы относительно безвредных веществ, таких как углекислый газ, азот и вода, которые безопасно выдуваются через выхлоп.

Каталитические нейтрализаторы работают на дизельных двигателях?

График

: Грязные дизели? Только малая часть выбросов дизельного двигателя (около одного процента) — это загрязнение. Этот один процент состоит в основном из оксидов азота (около 50 процентов) и твердых частиц с относительно небольшими количествами моноксида углерода, углеводородов и диоксида серы. Построено с использованием цифр из публикации Ибрагима Аслана Решитоглу и др., «Выбросы загрязняющих веществ от автомобилей с дизельным двигателем и систем нейтрализации выхлопных газов», «Чистые технологии и политика в области окружающей среды», январь 2015 г., том 17, выпуск 1, в котором приводятся данные из «Выбросы дизельных двигателей и их контроль» М.Хаир и В. Маевски. Society of Automotive Engineers, Inc., Warrendale, PA: 2006.

.

В дизельных двигателях могут использоваться и используются каталитические нейтрализаторы, но есть несколько важных отличий. от того, как они работают в бензиновых двигателях.

• В дизелях вместо трехкомпонентных катализаторов используются двухкомпонентные катализаторы окисления. (которые решают только угарный газ и углеводороды), и специально разработанные работать с дизельными выхлопами, которые значительно холоднее бензиновых.
• Поскольку у них нет катализаторов восстановления, дизельные двигатели производят гораздо более высокие выбросы оксидов азота в выхлопные трубы, чем бензиновые двигатели.(Существуют различные другие механизмы, которые дизели могут использовать для борьбы с выбросами NOx, но мы не будем здесь вдаваться в подробности.)
• Каталитические нейтрализаторы в дизельных двигателях действительно помогают снизить выбросы твердых частиц (в основном сажи), хотя и незначительно; в частности, они устраняют один тип твердых частиц, известный как растворимая органическая фракция, SOF, состоящий из углеводородов, связанных с сажей. Дизельные сажевые фильтры (DPF) должны использоваться для значительного воздействия на выбросы сажи из двигателя.
• Помимо автомобилей, дизельные двигатели, как правило, приводят в движение автомобили гораздо большей мощности, чем бензиновые (например, огромные строительные машины), со значительно большей мощностью выхлопных газов.Вместо одного каталитического нейтрализатора, установленного между двигателя и выхлопной трубы, они могут иметь несколько отдельных блоков, установленных параллельно, чтобы справиться с более крупной выхлопной трубой. объем газа (как на схеме ниже).

Иллюстрации: Большие дизельные двигатели могут производить гораздо больший объем выхлопных газов, поэтому им, возможно, придется использовать несколько каталитических нейтрализаторов «параллельно». В этой конструкции компании Caterpillar 1990-х годов огромный преобразователь (серый) имеет диаметр около 1 м (3,3 фута). Выхлопной газ входит слева (1), равномерно разделяется на потоки блоком распределения потока (2, синий), проходит через один из семи отдельных блоков каталитического нейтрализатора (3, красный), подавляется системой глушителя шума (4 , зеленый) и выходы, несколько очищенные, через выхлопную трубу (5).Иллюстрация из патента США 5 578 277: Модульный каталитический нейтрализатор и глушитель для двигателя внутреннего сгорания Скотта Т. Уайта и др., Caterpillar, любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Кто изобрел каталитический нейтрализатор?

« Мне нравится делать вещи реальностью, и именно этим занимаются инженеры — они берут основы науки и заставляют вещи происходить. »

Джон Дж. Муни, пионер катализаторов

Кого мы благодарим за то, что сделали улицы и города безопаснее и чище? Французский инженер-химик Юджин Гудри (1892–1962) запатентовал то, что, кажется, было самым первым каталитический нейтрализатор в США, зарегистрировав изобретение 5 мая 1950 г. и получив его (Патент США 2674521: Каталитический нейтрализатор выхлопных газов) четыре года спустя, 6 апреля 1954 г.Гудри ранее изобрел каталитический крекинг , промышленный процесс, многие крупные сложные органические химические вещества в нефти разделены на десятки полезных продуктов, включая бензин. После этого он экспериментировал с различными видами автомобильного топлива и делал их чище. Хотя он осознавал растущую проблему загрязнения воздуха, его идеи намного опережали свое время: Каталитические нейтрализаторы были «отравлены» свинцовыми присадками, используемыми в бензине для улучшения характеристик.К счастью, в 1970-х годах люди начали осознавать опасность свинца, токсичного тяжелого металла. В 1973 году Агентство по охране окружающей среды США (EPA) выпустило отчет, демонстрирующий, как свинец наносит вред здоровью людей, что положило начало медленному процессу удаления свинца из бензина. Первые практические каталитические нейтрализаторы появились вскоре после этого, в середине 1970-х годов, и с тех пор используются в автомобилях.

Изображение: оригинальный каталитический нейтрализатор Юджина Гудри из его патента 1950 года.По сути, это набор концентрических металлических трубок (синего цвета), через которые проходят выхлопные газы. Чистый воздух всасывается через вентиляционные отверстия (желтые) с помощью трубки Вентури (оранжевая). Как и в случае с современным котом, Хаудри объясняет, что «нанесенный мелкодисперсный металлический катализатор предпочтительно представляет собой платину», хотя можно использовать другие подобные металлы; В отличие от современной кошки, катализатор (зеленый) расположен не в виде сот, а установлен в шестнадцати отдельных кольцах (красных) с интервалами вдоль трубки, причем каждое из них работает параллельно.Изображение из патента США 2 674 521: Каталитический нейтрализатор выхлопных газов, любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Houdry изобрел основной катализатор окисления для борьбы с оксидом углерода. Усовершенствованные трехкомпонентные каталитические нейтрализаторы, которые также могут нейтрализовать оксиды азота, были разработаны в начале 1970-х гг. Карл Кейт (1920–1988), Джон Муни (1929–2020) и инженеры-химики из Engelhard Corporation. Помимо удаления большего количества загрязняющих веществ, они начинают очищать выхлопные газы намного быстрее, чем предыдущие преобразователи, поэтому они более эффективны при более коротких поездках.

Изображение: В улучшенной конструкции Карла Кейта и Джона Муни есть два отдельных каталитических нейтрализатора. Загрязненные газы выходят из двигателя (красный, 10) и выпускного коллектора (оранжевый, 11) через первый катализатор (зеленый, 13), а затем второй (25), расположенный на некотором расстоянии, прежде чем выйти через выхлопную трубу (серый , 26). Иллюстрация из патента США 3,896,616: процесс и оборудование, любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Рекламные ссылки

Узнать больше

На сайте

Книги

• Каталитический контроль загрязнения воздуха: коммерческая технология Рональда М.Хек, Роберт Дж. Фаррауто, Суреш Т. Гулати. John Wiley & Sons, 2016. Тщательно исчерпывающее руководство по теме, которое начинается с основ химии катализа, а затем переходит к преобразователям бензиновых и дизельных двигателей, стационарным источникам и таким темам, как контроль озона в самолетах и ​​очистка атмосферного воздуха.
• «Загрязнение воздуха автотранспортными средствами: стандарты и технологии контроля выбросов» Асифа Файза, Кристофера С. Уивера и Майкла П. Уолша. Публикации Всемирного банка, 1996 г.Интересный технический отчет с акцентом на то, как на практике контролируются выбросы в наиболее развитых и загрязненных городах мира. Включает множество полезных цифр и таблиц, а также сравнение эффективности законодательства о выбросах в разных странах. Вы также можете скачать его в формате PDF с исследовательского сайта Всемирного банка.
• Автомобильные каталитические преобразователи Кэтлин К. Тейлор. Springer, 1984/2012. Немного устарело, но все же полезно для справочной информации.

Новостные статьи

• Воры по всей стране скользят под автомобилями, проникая в каталитические нейтрализаторы Хироко Табучи, The New York Times, 21 февраля 2021 года.Драгоценные металлы по-прежнему делают каталитические нейтрализаторы привлекательной мишенью для воров.
• Джон Дж. Муни, изобретатель каталитического нейтрализатора, умер в возрасте 90 лет, пишет Сэм Робертс, The New York Times, 25 июня 2020 года. Оглядываясь на жизнь инженер, который первым изобрел трехкомпонентные каталитические нейтрализаторы.
• Заявление изобретателя о более чистом двигателе: BBC News, 22 января 2010 г. Шотландский изобретатель утверждает, что разработал двигатель с охлаждением, который практически не производит выбросов твердых частиц (сажи).
• «Когда платина взлетает, каталитический нейтрализатор нагревается» Мэтью Феникс. Wired, 17 февраля 2008 г. Почему воры считают, что из-за стремительного роста цен на платину каталитические нейтрализаторы стоит украсть
Преобразователи автомобилей
• сокращают смог, но усугубляют глобальное потепление, Мэтью Уолд. The New York Times, 29 мая 1998 г. EPA выпускает отчет, в котором освещаются проблемы с оксидом азота.
• Каталитические нейтрализаторы действительно «зеленые» ?: The Guardian, Notes and Queries. Читатели высказывают свое мнение о том, действительно ли кошки помогают планете.
• Каталитический нейтрализатор: Большое «Если» 1975 года Роберта У. Ирвина. The New York Times, 13 октября 1974 г. Эта статья из архивов показывает, как автомобильная промышленность серьезно беспокоилась об эффективности каталитических нейтрализаторов, когда они были впервые представлены в середине 1970-х годов.

Патенты

• Патент США 2 674 521: Каталитический нейтрализатор для выхлопных газов, автор Юджин Худри, 6 апреля 1954 г. В этом очень удобном для чтения патенте Хаудри объясняет, почему он разработал каталитические конвекторы и различные технические проблемы, которые он должен был решить в процессе (например, решение газы, образующиеся при различных условиях вождения).
• Патент США 3,896,616: процесс и устройство, авторы Карл Д. Кейт и Джон Дж. Муни, 29 июля 1975 г. Другой очень удобный для чтения патент, в нем описан улучшенный трехкомпонентный каталитический нейтрализатор, используемый в большинстве современных транспортных средств.
Патент США №
• № 4672809: Каталитический нейтрализатор для дизельного двигателя, автор — Ричард К. Корнелисон и Уильям Б. Реталлик, WR Grace and Co, 16 июня 1987 г. Описывает некоторые проблемы, связанные с работой каталитического нейтрализатора с выбросами дизельного двигателя.
• Патент США 5,578,277: Модульный каталитический нейтрализатор и глушитель для двигателя внутреннего сгорания Скотта Т.Уайт и др., Caterpillar, 26 ноября 1996 г. В этом патенте объясняется, как несколько каталитических блоков работают вместе над выхлопными газами очень большого дизельного двигателя.

Практические статьи

• Тестирование и ремонт каталитических нейтрализаторов, автор: Морт Шульц, Popular Mechanics, декабрь 1985 г. Датированная, но все же очень интересная статья, в которой объясняются различные типы каталитических преобразователей и исследуются причины их отказа.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США.Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2007, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Следуйте за нами

Сохранить или поделиться этой страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом своим друзьям с помощью:

Цитируйте эту страницу

Вудфорд, Крис.(2007/2020) Каталитические нейтрализаторы. Получено с https://www.explainthatstuff.com/catalyticconverters.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте …

Каталитические преобразователи | Давайте поговорим о науке

Есть ли у вас друзья, которые готовятся к экзамену по вождению? Или, может быть, вы тот, кто усвоил правила дорожного движения. Но как много вы на самом деле знаете о своей машине? Например, вы говорили, что благородные металлы помогают очищать выхлоп двигателя?

Предупреждение о заблуждении

Благородные металлы и драгоценные металлы — это не одно и то же.Драгоценные металлы имеют высокую денежную ценность. Благородные металлы обладают высокой устойчивостью к коррозии и окислению. Однако некоторые драгоценные металлы также относятся к благородным металлам.

Что выходит из выхлопной трубы автомобиля?

Выхлоп автомобилей также называют выхлопными газами автомобилей. В нем много веществ. Некоторые из них более вредны, чем другие.

В двигателе вашего автомобиля, вероятно, используется бензин в качестве топлива. Бензин — углеводородов . Ваш автомобиль смешивает это топливо с воздухом перед тем, как сжечь его.Этот процесс называется сжиганием , и он дает множество побочных химических продуктов.

Некоторые из этих побочных продуктов совершенно безопасны. Например, воздух на 78% состоит из газообразного азота (N ₂ ). Часть этого азота реагирует с кислородом во время горения. Однако большая его часть попадает в выхлоп двигателя как N ₂ . Выхлоп двигателя также включает воду (H ₂ O). Зимой вы часто будете видеть, как из выхлопных труб капает вода.

Автомобильные двигатели также выделяют много вредных веществ.Некоторые из них могут вызвать кислотное осаждение. Это касается диоксида углерода (CO ₂ ), оксидов азота (NO _x ) и оксидов серы .

Другие выбросы от транспортных средств могут вызвать проблемы со здоровьем, такие как сердечно-сосудистые заболевания и рак. Это касается несгоревших углеводородов, твердых частиц (частиц углерода) и летучих органических соединений (ЛОС) .

Автомобильные двигатели также выделяют окиси углерода (CO) .Этот ядовитый газ может заменить кислород в вашем кровотоке. Если вы вдыхаете его достаточно, он может даже задохнуться!

Звучит очень опасно, не так ли? К счастью, каталитические нейтрализаторы помогают снизить вредные выбросы двигателя. Вот как.

Что такое каталитический нейтрализатор?

Каталитический нейтрализатор был изобретен около 1950 года Эженом Удри. Он был французским инженером-механиком. Он разработал каталитический нейтрализатор для очистки выхлопных газов автомобилей.

Широкое использование каталитических нейтрализаторов началось примерно в 1975 году. В то время правительства начали попытки уменьшить загрязнение воздуха от автомобилей. Но тогда многие автомобили использовали этилированный бензин. Свинец (Pb) может препятствовать нормальной работе каталитического нейтрализатора. Это потому, что свинец может покрывать поверхность, которая обычно вступает в реакцию с выхлопными газами.

Знаете ли вы?

Представьте, что вы использовали одинаковое количество топлива в внедорожнике с каталитическим нейтрализатором и в газонокосилке без него.Газонокосилка будет выделять примерно в 100 раз больше загрязняющих веществ!

Как работают каталитические нейтрализаторы?

На автомобиле каталитический нейтрализатор прикреплен к выхлопной трубе. Металлический корпус содержит керамические соты. Соты покрыты смесью платины (Pt), палладия (Pd) и родия (Rh). Эти благородные металлы хорошо сопротивляются окислению, коррозии и кислоте. Это означает, что они могут противостоять плохой погоде и всем химическим веществам, выделяемым автомобильным двигателем.

Благородные металлы в каталитических нейтрализаторах действуют как катализаторы .Катализаторы — это соединения , которые могут запускать химическую реакцию, не затрагивая самих себя. Сотовая структура внутри каталитического нейтрализатора увеличивает площадь поверхности, на которой могут происходить реакции.

Каталитические преобразователи используют в качестве катализаторов такие элементы, как платина (Pt), палладий (Pd) и родий (Rh) (Давайте поговорим о науке с использованием фотографий Periodictableru [CC BY], Изображения химических элементов в высоком разрешении [CC BY и Alchemist-hp ( talk) www.pse-mendelejew Производная работа: Purpy Pupple [CC BY-SA 3.0] Wikimedia Commons (Pt, Pd, Rh)).

Знаете ли вы?

Сегодня около 98% всех продаваемых в мире новых автомобилей содержат каталитический нейтрализатор.

Какие химические реакции происходят в катализаторе?

Каталитические нейтрализаторы

используют реакции восстановления , и , (окислительно-восстановительный потенциал) для уменьшения вредных выбросов.

Они используют катализатор восстановления , состоящий из платины и родия. Он помогает уменьшить количество оксидов азота (NO _x ), удаляя атомы азота из молекул оксида азота (NO и NO ₂ ).Это позволяет свободному кислороду образовывать газообразный кислород (O ₂ ). Затем атомы азота, прикрепленные к катализатору, вступают в реакцию друг с другом. В результате этой реакции образуется газообразный азот (N ₂ ).

Реакции восстановления азотной кислоты и диоксида азота (© Let’s Talk Science, 2019).

Изображение — текстовая версия

Азотная кислота и диоксид азота восстанавливаются с образованием газообразного азота и газообразного кислорода.

Каталитические нейтрализаторы

также используют катализатор окисления , состоящий из платины или палладия.Это помогает снизить содержание углеводородов (HC) и оксида углерода (CO). Начнем с того, что окись углерода и кислород соединяются с образованием двуокиси углерода (CO2). Затем несгоревшие углеводороды и кислород объединяются с образованием диоксида углерода и воды.

Реакции окисления монооксида углерода и несгоревших углеводородов (© Let’s Talk Science, 2019).

Изображение — текстовая версия

Окись углерода и кислород соединяются с образованием двуокиси углерода. Несгоревшие углеводороды и кислород соединяются с образованием диоксида углерода и воды.

В современных каталитических нейтрализаторах также используются датчики кислорода . Иногда их называют лямбда-датчиками. Они контролируют, сколько дополнительного кислорода закачивается в выхлопной поток. Поддержание правильного количества кислорода делает реакции восстановления и окисления более эффективными.

Знаете ли вы?

Двигатель автомобиля производит наибольшее количество загрязнений сразу после его включения. Это потому, что каталитическим нейтрализаторам может потребоваться несколько минут, чтобы сработать.Это отличный повод прогуляться, если вам нужно проехать лишь небольшое расстояние!

Исследователи изучают, можно ли использовать золото в каталитических нейтрализаторах. Это может показаться дорогим. Но на самом деле золото дешевле многих других благородных металлов. И это еще не все! Фактически, в ближайшие пару десятилетий у нас могут закончиться такие металлы, как платина. В некоторых местах люди даже воруют каталитические нейтрализаторы, чтобы добраться до драгоценных благородных металлов внутри!

Что такое каталитический нейтрализатор и как он работает?

Что это?

Каталитические нейтрализаторы (или сокращенно «коты») — одна из важнейших частей выхлопной системы современных автомобилей.Каталитический нейтрализатор, обычно расположенный рядом с двигателем, устраняет загрязнения, выходящие из выхлопной трубы.

Проще говоря, это металлический ящик, который очищает выбросы, выходящие из задней части вашего автомобиля, но наука, лежащая в основе этого, намного сложнее, чем это.

Как это работает?

Каталитические нейтрализаторы содержат катализаторы — химические вещества, которые ускоряют процесс химических реакций, которые сами по себе не изменяются во время этого процесса.Катализаторы разрушают вредные выхлопные газы, выходящие из двигателя, разделяя атомы, составляющие эти молекулы.

Обычно внутри обычного трехкомпонентного каталитического нейтрализатора находятся два разных катализатора: один устраняет оксид азота путем удаления кислорода посредством процесса, называемого восстановлением, а другой превращает оксид углерода в диоксид углерода путем добавления кислорода, называемого окислением.

2

Существует также вторая реакция окисления, которая происходит внутри каталитического нейтрализатора, которая превращает несгоревшие углеводороды в диоксид углерода и воду.

Все это сводится к меньшему количеству дыма и запаха, исходящего из выхлопных газов автомобилей, чем до введения каталитических нейтрализаторов австралийскими властями в 80-х годах для всех продаваемых здесь автомобилей.

Также стоит отметить, что каталитические нейтрализаторы — одна из причин, по которой сегодня мы должны использовать неэтилированное топливо в автомобилях, поскольку этилированное топливо, которое больше не продается в Оз, предотвращает разрушение катализаторами загрязняющих веществ в выхлопных газах.

Почему это важно?

Возможно, если бы не использовались каталитические нейтрализаторы, города были бы намного более дымными, чем они есть, и смог бы нанести гораздо больший вред окружающей среде и людям.

Поскольку каталитические нейтрализаторы играют жизненно важную роль в сокращении краткосрочного загрязнения воздуха, их, безусловно, можно считать полезными, хотя они не лишены недоброжелателей.

Некоторые органы, занимающиеся проблемами окружающей среды, такие как Межправительственная группа экспертов по изменению климата, утверждают, что из-за количества производимого ими закиси азота они наносят окружающей среде больше долгосрочного вреда, чем пользы.

Однако новые каталитические нейтрализаторы производят гораздо меньше закиси азота, чем старые, и их влияние на сокращение выбросов углеводородов, монооксида углерода и оксидов азота, безусловно, заметно.

Q&A: Как выходят из строя каталитические нейтрализаторы в автомобилях и почему это важно

В современных автомобилях используются каталитические нейтрализаторы для удаления окиси углерода, углеводородов и других вредных химикатов из выхлопных газов.

Для этого они полагаются на дорогостоящие металлы, обладающие особыми химическими свойствами, эффективность которых со временем снижается. Доцент Маттео Карнелло и докторант Эммет Гудман недавно возглавили команду, которая предложила новый способ снизить стоимость и продлить срок службы этих материалов, решив проблему, которая долгие годы беспокоила автомобильных инженеров.В процессе Карнелло и его коллеги сделали нечто выдающееся: совершили прорыв в зрелой области, где изменения происходят медленно, если вообще происходят.

Что насчет каталитических нейтрализаторов?

Новый каталитический нейтрализатор может стоить 1000 долларов и более, что делает его одной из самых дорогих деталей в любом автомобиле. Они дороги, потому что в них используются дорогие металлы, такие как палладий, для ускорения химических реакций, очищающих выхлопные газы. Палладий стоит около 50 долларов за грамм — больше, чем золото, — и каждый катализатор содержит его около 5 граммов.Такие металлы, как палладий, являются катализаторами — особым классом материалов, которые ускоряют химические реакции, но не изменяют сами себя химически. Теоретически катализаторы можно использовать снова и снова, бесконечно долго. Однако на практике характеристики катализаторов со временем ухудшаются. Чтобы компенсировать это, мы вынуждены заранее использовать больше этих дорогих металлов, что увеличивает стоимость. Наша цель — лучше понять причины этого ухудшения и способы борьбы с ним.

Почему катализаторы портятся?

В идеале катализаторы должны быть сконструированы так, чтобы иметь максимально возможную площадь поверхности, способствующую наибольшему количеству химических реакций.Поэтому производители обычно разбрасывают множество мелких частиц по поверхности нового каталитического нейтрализатора. Из прошлых исследований мы знаем, что со временем атомы металла начинают двигаться, образуя все более и более крупные частицы, которые имеют меньшую площадь поверхности и, следовательно, становятся менее эффективными. Мы называем этот процесс комкования «спеканием». Чтобы противодействовать спеканию, производители используют чрезмерное количество металла, чтобы преобразователь соответствовал нормам выбросов в течение 10-15-летнего срока службы автомобиля. Наша команда обнаружила, что спекание — не единственная причина дезактивации.Фактически, этот новый механизм дезактивации оказывается прямо противоположным спеканию. В некоторых случаях вместо того, чтобы увеличиваться в размерах, частицы распадаются на более мелкие частицы и в конечном итоге становятся отдельными атомами, которые по существу неактивны. Это новое понимание, которое, как мы полагаем, никто не представляло раньше, побудило нас искать совершенно новый способ увеличения срока службы и производительности металлов в каталитических нейтрализаторах.

Что мы можем сделать, чтобы катализаторы прослужили дольше?

Наши исследования показывают, что если мы тщательно контролируем и размер, и расстояние между металлическими частицами, частицы палладия не будут спекаться в большие сгустки и не распадаться на отдельные атомы.Раньше многие люди в сообществе катализа думали, что если вы хотите сделать частицы стабильными, вы должны держать их как можно дальше друг от друга, чтобы предотвратить миграцию частиц. Мы опровергли это понятие, объединив команду, которая изучила деградацию по-новому. Аарон Джонстон-Пек из Национального института стандартов и технологий использовал передовую микроскопию, чтобы визуализировать присутствие отдельных атомов. Саймон Бэр из Национальной ускорительной лаборатории SLAC использовал рентгеновские методы, чтобы доказать, что каталитические материалы начинаются как частицы и заканчиваются как отдельные атомы.Чтобы поместить эти экспериментальные результаты в теоретическую основу, мы работали с Фрэнком Абильдом-Педерсеном из Центра изучения взаимодействия и катализа и SLAC SUNCAT, а также с Филиппом Плессоу из Технологического института Карлсруэ в Германии. У них были вычислительные ресурсы, чтобы помочь нам смоделировать механизм деактивации в атомарном масштабе. В конце концов, мы предоставили научную основу, которая могла бы позволить поддерживать сокращение загрязнения, используя меньше драгоценных металлов и снижая стоимость каталитических нейтрализаторов.Если автомобильные инженеры в конечном итоге подтвердят и осуществят эти выводы, это станет огромной победой для потребителей в долгосрочной перспективе.

Эта работа была поддержана Министерством энергетики США, Центром изучения взаимодействия и катализа SUNCAT, Стэнфордским источником синхротронного излучения и Национальной ускорительной лабораторией SLAC.

Связанные | Маттео Карнелло, доцент кафедры химического машиностроения и материаловедения и инженерии.

Как работает каталитический нейтрализатор?

1 — Корпус из нержавеющей стали

Разработан для долгого срока службы и долговечности. Ребристый корпус сводит к минимуму расширение и деформацию, а также формирует карманы, которые защищают амортизирующий коврик от прямого воздействия выхлопных газов.

2 — Монолитная сыпучая основа

Подложки — это основа преобразователя. Именно здесь запатентованная смесь драгоценных металлов и лакового покрытия позволяет осуществить процесс преобразования.Покрытия разработаны для обеспечения устойчивости к высоким температурам и оптимальной каталитической активности, а также совместимости с системой OBD. Преобразователи доступны с одной или несколькими подложками.

3 — Амортизирующий коврик для катализатора

Мат обеспечивает амортизацию подложки преобразователя, удерживая керамический катализатор в правильном положении и приспосабливаясь к тепловому расширению тела.

4 — Головные щитки, соответствующие OE

Защищает ходовую часть автомобиля от тепла, создаваемого химическими реакциями в гидротрансформаторе.

5 — O ₂ (кислород) Порты датчика

Еще одна важная часть системы контроля выбросов, эти датчики размещаются до и после каталитического нейтрализатора на автомобиле OBDII. Они предназначены для контроля уровня O2 в выхлопных газах, а также используются для оценки состояния преобразователя. Эта информация вместе с данными, предоставляемыми датчиками массового расхода воздуха, MAP (абсолютное давление в коллекторе) и двигателя, позволяет PCM настраивать элементы управления подачей топлива.

6 — Драгоценные металлы / катализаторы

Драгоценные металлы, нанесенные на подложку, служат катализаторами химической обработки неочищенных выхлопных газов.Чаще всего используются платина (Pt), палладий (Pd) и родий (Rh).

Узнайте больше о качественных деталях выхлопной системы, найдите нужную деталь для автомобиля или найдите местную ремонтную мастерскую сегодня.

Содержание этой статьи предназначено только для информационных целей и не должно использоваться вместо обращения за профессиональной консультацией к сертифицированному технику или механику. Мы рекомендуем вам проконсультироваться с сертифицированным техником или механиком, если у вас есть конкретные вопросы или проблемы, связанные с какой-либо из тем, затронутых в данном документе.Ни при каких обстоятельствах мы не несем ответственности за любые убытки или ущерб, вызванные вашим использованием какого-либо контента.

Каталитический нейтрализатор

: как он работает в выхлопных системах

Каталитический нейтрализатор должен прослужить долго, но со временем он может засориться. Современные автомобили будут предупреждать вас, когда что-то пойдет не так (дополнительную информацию см. В нашем сообщении о предупреждениях на приборной панели), поэтому у вас должно быть достаточно предупреждений, чтобы решить проблему.

Старые автомобили, оборудованные карбюратором, более подвержены проблемам со смесью газов и воздуха, в результате чего двигатель работает более интенсивно (горячее), чем должен.Много топлива покидает камеру сгорания, не загораясь, попадая в котел. Основной износ (например, уплотнения) также может привести к попаданию в каталитический нейтрализатор разного рода мусора. Засорение в конечном итоге приводит к большему нагреву, чем может выдержать металл внутри, поэтому он плавится.

К счастью, неисправности легко распознать — вот некоторые признаки неисправного каталитического нейтрализатора:

• Как уже упоминалось, современный автомобиль загорится сигнальной лампой двигателя, а современные диагностические инструменты обнаружат проблему.
• Газ содержит серу, которая является одной из частиц, которые, как предполагается, разрушает кошка. Если он не работает должным образом, сера выйдет наружу. Так что, если вы чувствуете запах тухлых яиц, проверьте кошку.
• Двигатель требует полностью исправной выхлопной системы. Неисправный блок заблокирует систему и приведет к потере мощности.
• В некоторых штатах или расположенных в них районах (в основном в городах) требуются периодические испытания на выбросы. Точно так же от вас могут потребовать проверить выбросы автомобилей перед продажей.Автомобиль с неисправным каталитическим нейтрализатором, очевидно, не выдержит этих испытаний.
• Неисправный каталитический нейтрализатор, несомненно, повлияет на работу всего двигателя. Он не будет работать оптимально, что обычно приводит к увеличению расхода топлива.
• Наконец, если вы слышите дребезжащий звук под автомобилем, это также может указывать на проблему с кошкой. Это наиболее заметно, когда вы заводите машину, но вы также услышите дребезжание под полом во время движения. Труднее диагностировать, если автомобиль хорошо изолирован.

После того, как вы диагностировали проблему, вам может быть интересно, что лучше: отремонтировать или полностью заменить. Если вы обнаружите проблему достаточно рано, каталитический нейтрализатор можно очистить с помощью присадки или вручную удалить и очистить его. Если слишком долго не проверять, кошка растает, и в этот момент потребуется замена.