Как сделать катализатор для автомобиля
vitalxbc › Блог › Катализатор выхлопных газов. Мифы и заблуждения.
Катализатор (не котолизатор — это совсем другое устройство и для других целей…), он же каталитический нейтрализатор, каталитический преобразователь или каталитический конвертер — это устройство в выхлопной системе автомобиля направленное на снижение токсичных выбросов в атмосферу путем восстановления оксидов азота до азота и кислорода, дожига угарного газа и несгоревших углеводородов. В химии катализатор — это вещество ускоряющее или вызывающее химическую реакцию, но само при этом на расходующееся. Такими веществами являются медь, никель, золото, палладий, родий, хром и большинство драгоценных и редких металлических элементов. Принцип работы автомобильного катализатора как раз и основан на способности веществ-катализаторов к ускорению химических реакций. Чаще всего расположен катализатор сразу после приемной трубы, однако иногда его устанавливают прямо на приемной трубе, т.н. катколлектор. Делают это для более быстрого прогрева, так как эффективно работает он только при температурах свыше 300-400С. Однако большой минус такого расположения слишком высокие температуры в рабочем режиме и неприлично маленький срок службы катализатора.
Основные вещества, присутствующие в выхлопе, являются безвредными.
Однако процесс горения не совершенен и помимо безвредных веществ при работе двигателя выделяются крайне токсичные, канцерогенные и довольно вредные для людей вещества.
углеводороды (CHx)
оксиды азота (NOx)
окись углерода (CO)
Современные катализаторы являются трехкомпонентными, т.е. оснащены тремя каталитическими преобразователями, по одному на каждое вещество, которое необходимо снизить. Трехкомпонентный катализатор представляет собой металлический корпус из нержавеющей стали, в котором находится «сотовая» керамическая конструкция или реже конструкция типа «керамические бусины». Сотовая конструкция бывает металлической или керамической и покрыта веществами-катализаторами, обычно это платина, родий или палладий (в последнее время на некоторых моделях начинают применять золото, которое что удивительно дешевле других металлов-катализаторов). Керамическая конструкция более распространена, так как дешевле в производстве, однако у такой конструкции есть большой минус — хрупкость. Достаточно небольшого удара, чтобы керамические соты треснули и осыпались. В каталитических преобразователях используются два вида катализаторов: восстанавливающий и окислительный.
Восстанавливающий катализатор использует платину и родий, чтобы уменьшить выбросы оксидов азота. Когда молекула оксида или двуокиси азота встречается с молекулами катализатора, от нее отделяется атом азота, высвобождая кислород. Атом азота же связывается с другим атомом азота, образуя газообразный азот N2.
Окислительный катализатор уменьшает количество несгоревшего топлива СН и окиси углерода СО путем их сжигания (окисления) с помощью платины и палладия. Этот катализатор также помогает оксиду углерода вступить в реакцию с несгоревшим кислородом, образуя углекислый газ. В упрощенном виде эти химические реакции выглядят следующим образом:
Вследствие этих реакций токсичные, вредные вещества CO, CHx и NOx восстанавливаются или окисляются в безвредную воду H2O, азот N2 и углекислый газ CO2.
Каталитические преобразователи дизельных двигателей плохо справляются с сокращением выбросов NOx. Одна из причин в том, что дизельные двигатели сами по себе функционируют в более низком температурном режиме, чем бензиновые, а преобразователи работают лучше при нагреве. 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 NOx. 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 NOx с получением азота и водяного пара, снижая количество оксидов азота в выхлопных газах дизельных двигателей более чем на 90 процентов.
Причины выхода катализатора из строя.
Для керамических катализаторов:
-Удар, например, о камень (достаточно небольшого удара, чтобы керамические соты рассыпались).
-Попадание воды на раскаленный катализатор, например, если заехать в лужу на прогретой машине (также может привести к тому, что соты рассыпятся).
-Неисправность в системе зажигания. Если при пуске двигателя не происходит воспламенение, то топливо может попасть в приемную трубу, а затем и в катализатор и бензин может взорваться в катализаторе (что также может привести к тому, что соты рассыпятся), многократные пропуски зажигания быстро разрушают и даже оплавляют катализатор.
Для всех катализаторов:
-Некачественный (низкое октановое число, содержание смол, дизтоплива) и этилированный бензин.
-Попадание паров и частиц несгоревшего масла (зола не имеет значения) быстро забивают соты.
-Попадание в катализатор антифриза или «левых» жидкостей для промывки топливной системы.
-Переобогощенная топливно-воздушная смесь покрывает катализатор сажей и забивает его.
-Долгая работа двигателя на холостом ходу, пробочная езда, постоянные автозапуски и прогревы.
Признаки неисправного катализатора
-Автомобиль начинает «тупить», ухудшаются динамические характеристики, автомобиль перестает «тянуть», плавают обороты на холостом ходу, двигатель может не разгоняться выше определенных оборотов, катализатор может раскалиться докрасна и даже оплавиться кожух.
-Двигатель начинает «дизелить», громко и жестко работать (сильный подпор выхлопным газам).
-Характерный звон и дребезжание в районе катализатора (соты катализатора рассыпались).
-При перегазовке из выхлопа высыпается «крупа» или белая-серая пыль — частицы катализатора.
Катализаторы не подлежат ремонту, а только замене на родной, либо на универсальный аналог. Также возможна замена катализатора на пламегаситель, с ухудшением норм экологичности до Евро-0 с невозможностью въезда в города большинства цивилизованных стран.
Предпочтительней ставить универсальный катализатор:
-Если автомобиль младше 5-10 лет.
-Если вы не хотите загрязнять атмосферу.
-Если вы планируете выезжать за границу.
-Если вы самостоятельно проходите техосмотр.
-Если работа ДВС без катализатора имеет сложности.
В других случаях более предпочтителен недорогой вариант с пламегасителем и обманкой либо прошивкой.
Средний срок службы современных катколлекторов (находящихся в непосредственной близости к ДВС) около 100-150т.км., катализаторов который устанавливаются снизу авто, после «паука», не менее 250т.км. Нередки случаи жизни катализаторов более 500т.км., только у старых авто, разработки 90х годов, сейчас такое не встречается и считают за чудо, если катализатор прожил 250-300т.км. Все дело в толщине и прочности керамики — раньше не экономили…
Заблуждения и мифы по поводу катализаторов.
-Вопреки расхожим мнениям гаражных, диванных аналитегов и автомастеров, осыпающийся катализатор не может навредить двигателю, вызвать абразивный износ, даже с фазовращателями на впуске и выпуске и катколлектором. Подсос керамической пыли в двигатель попросту НЕВОЗМОЖЕН, особенно если углубиться и посмотреть диаграммы работы двигателя. Выпускные клапана на этапе впуска закрыты ВСЕГДА, когда давление в выхлопной системе превышает давление в камере сгорания. Поэтому керамическая пыль не может попасть в камеру сгорания и наделать задиров на юбках поршня и хоне цилиндров. Тем более при разборках таких двигателей (которые имеют явные задиры и разрушенный катализатор) никакие впрессованные частицы или частицы в масле или фильтрах нигде обнаружены не были. Максимум что может сделать катализатор — постепенно разрушиться и улететь в атмосферу, а вот последнее совершенно не полезно для людей, микрочастицы катализаторной пыли, попадая в легкие (вместе с сажей от дизельных двигателей и пылью выбитой шипами из асфальта) навсегда остаются там и постепенно, накапливаясь — вызывают СИЛИКОЗ, с рубцеванием и разрушением тканей легких и провоцированием развития рака. Как вам такой расклад — любители «псевдозеленых» технологий? Небольшое количество окисей азота и углеводородов покажутся просто страшилкой. Поэтому при малейших признаках разрушения — удаляйте катализатор, меняйте на пламегаситель, спасите жизни окружающих от керамической пыли.
-Вопреки все зеленеющим технологиям, при прогреве двигателя (особенно в мороз) катализатор не работает вообще, а для более быстрого прогрева комп начинает жутко богатить смесь. Адская углеводородная вонища с утра у стоянок (у некоторых богатит аж до черного коптящего дыма в самом начале прогрева — что там про безвредный выхлоп с катализатором?) от только что заведенной машины не только от того что катализатор не работает (если он еще есть…), но и от богатой смеси, предназначенной для прогрева этого самого катализатора. Выходит что авто, комп которых рассчитан на быстрый прогрев катализатора при запуске — загрязняет атмосферу гораздо сильнее, чем те, у которых катализатора нет изначально!
—Правильно рассчитанный инжекторный двигатель, с широкополосной лямбдой, а также двигатель с непосредственным впрыском в катализаторе не нуждаются совершенно. Их выхлоп в нормальных режимах работы, а также при прогреве не содержит ничего вредного (высоких температур нет — окиси азота отсутствуют, смесь чуть бедная или нормальная, поэтому СО и СН в выхлопе тоже не будет), исключая режим работы с «прогревом» катализатора. Особенно бесполезен катализатор ДВС с непосредственным впрыском, т.к. их режимы работы предполагают почти постоянное обеднение смеси с разным соотношением воздух/топливо, вредные выбросы таких двигателей — минимальны.
-Наличие катализатора в системе приводит к росту расхода топлива (при прогреве и при низких температурах — к существенному росту, т.к. катализатор греется несгоревшим топливом), снижению момента и мощности (из-за дополнительного сопротивления в выхлопе), снижению надежности всей системы в целом и добавляет дополнительных расходов на поддержание всей систем в работоспособном состоянии — дополнительные дорогие лямбда-зонды, собственно сами катализаторы, усложнение конструкции выхлопной системы, вместе с ее утяжелением. Думаю многие заметили, что чем «экологичней» автомобиль — тем он дороже…
Вместо того, чтобы правильно настраивать двигатели и исключать появления в выхлопе окисей азота, углеводородов и моноксида углерода (таких способов сейчас существует огромное количество), производители навешали болванок с керамикой, которые еще и нужно прогревать несгоревшим топливом и повышенной температурой выхлопных газов. Т.е. мы жертвуем расходом топлива и ресурсом всей системы лишь ради того, чтобы катализатор всегда был нагрет как минимум до 300-400С, чтобы он мог дожигать несгоревшее топливо, которое подается с избытком для прогрева этого самого катализатора! Идиотизм, да и только…
Т.о. катализатор выхлопных газов был бы очень полезен во времена карбюраторных двигателей с постоянно богатой смесью и плавающей стехиометрией, из-за отсутствия нормальной обратной связи. Но в современных двигателях, очень точно регулирующих смесь до десятых долей %, имеющих широкополостные лямбда-зонды, высокоточные форсунки, а то и непосредственный впрыск применение катализаторов единственное — получение сертификата Евро с все возрастающей цифрой…к сожалению, все современные «экологичные и зеленые» системы и нормы придуманы лишь для одного — извлечения прибыли, из потребителей, организаций, автопроизводителей и всех остальных…все это не борьба за экологию…это борьба ЗА БАБЛО.
Катанет › Блог › Замена катализатора, оригинал или аналог? Давайте разебремся!
Это необходимая деталь в выхлопной системе! В особенности для тех, кто заботится об экологии, ведь автомобиль с неисправным катализатором наносит огромный вред окружающей среде.
Как работает катализатор?
Структура катализатора выполнена в виде сот, покрытых напылением солей родия и палладия. Соты нужны для увеличения площади соприкосновения выхлопных газов с поверхностью нейтрализатора
Остатки отработавших газов проходя через активную поверхность, полностью окисляются содержащимся в них кислородом. При нагреве в катализаторе активируется окисление и в итоге из катализатора выходят в основном углекислый газ и азот.
Сколько разновидностей катализатора?
Самый волнующий вопрос в выборе между оригиналом и универсальным изделием — это цена!
Цена на оригинальную запчасть варьируется от 50000 до 300000 рублей.
Отсюда возникает вопрос, а для чего покупать оригинальный коллектор в сборе если с коллектором на Вашем автомобиле все в порядке?!
Разберемся на примере одного из самых распространенных автомобилей Hyundai Solaris, Kia Rio 1.6 DOHC
Цена оригинального катализатора порядка 100000 рублей, работы мастера по замене коллектора от 3000 рублей!
Цена универсального катализатора : от 7000 до 10000 рублей
Спортивный и гражданский вариант исполнения нейтрализатора
Данные катализаторы соответствуют классу экологичности ЕВРО 5 и отлично справляются с неприятными запахами. Соты катализатора изготовлены из Вольфрама благодаря чему не подвержены воздействию высоких температур и отлично справляются с работой в при штатном расположении. Размерная сетка позволяет подобрать катализатор практически под любой автомобиль, а компетентные специалисты смогут Вам в этом помочь. Так же продукция может использоваться и в тюнинг-решениях т.к. есть катализаторы с увеличенным размером ячеек (спортивные) для повышенной пропускной способности.
Изделие без особых проблем устанавливается на место удаляемого катализатора.
Dimka7171 › Блог › Как правильно удалить катализатор
Роль катализатора в работе автомобильного двигателя одна из ведущих. Он выполняет в общей системе ряд полезных функций:
1) Препятствует загрязнению экологии;
2) Снижает уровень шума выхлопных механизмов.
Есть у этого «борца за чистый воздух» и свои недостатки. Кат отличается подавлением n-ного числа лошадиных сил. Кроме того, он не очень надежен и часто выходит из строя. Если автовладелец «проспал» ремонт, катализатор рождает многочисленные шумы и дребезжания при работе мотора.
Некоторые «тертые» автолюбители рекомендуют убрать катализатор из автомобиля. В результате очень быстро станут заметны перемены в плане расхода топлива – экономия просто налицо. Все знают, что забитый кат «жрет» много топливной смеси. Убирать данную составляющую из своего автомобиля или нет – каждый владелец решает для себя самостоятельно. Данная статья – не руководство к действию, а просто рассуждения на тему.
Плюсы и минусы катализатора
Катализатор может выйти из строя по ряду причин:
Некачественный бензин;
Неисправное зажигание.
Именно проблемы с автомобильной динамкой или возросшим расходом топлива должны стимулировать автовладельца к мероприятиям по замене «очистителя» выхлопных газов. При нормальных условиях эксплуатации кат имеет «запас прочности» от 50 до 150-ти тысяч км пробега. Показатель, честно сказать, достаточно солидный.
Возможно, если убрать причину засорения катализатора, он не станет «есть» лишнее топливо. Регулировка системы зажигания, например, может стать мерой спасения денежных средств. Бензин рекомендуется приобретать в проверенных местах, у внушающих доверие поставщиков. Качественное масло – незаменимый атрибут человека, который заботится о своем автомобиле. Заменить катализатор каждый водитель может самостоятельно, не обязательно для этого посещать дорогой сервис.
Плюсом в пользу варианта убрать кат из машины может стать тот факт, что отыскать комплектующую бывает довольно сложно. Особенно, если марка авто – дорогая и редкая. Да и стоимость новой запчасти может ударить по карману.
Катализатор может негативно воздействовать на автомобильную динамику и по причине чисто механического повреждения. Внутри кат имеет керамическое покрытие. Если выхлопная труба ударилась о что-либо твердое, эта керамика вдребезги разлетается. При появлении характерных шумов при движении авто можно делать выбор: заменить или удалить катализатор из своего «железного коня».
Владелецы авто сталкиваются со следующей симптоматикой:
1) Добавление газа при движении вызывало неприятное дребезжание из-под днища;
2) Занижение оборотов, особенно на холостом ходу;
3) Наличие прогоревшей гофры.
Существует три способа решения данной проблемы:
1) Покупка готового модуля катализатора;
2) Выбить кат как вышедшую из строя запчасть;
3) Замена забитого катализатора на стронгер (пламегаситель).
Любой из способов обладает достоинствами и недостатками. Установить рабочий кат – небюджетно.
Выбить катализирующий модуль – тоже вариант. Катализатор при этом может быть заменен металлической вставкой. Недостаток – лампочка Check engine и другие проблемы — впоследствии может ухудшиться работа системы глушения, туда станет попадать горячий выхлоп. Кроме того, машина будет передвигаться с характерным звуком. Преимуществом того, что убран кат, является дешевизна способа.
Заменить катализатор на стронгер обладает рядом недостатков: выявление ошибок при проверке, CheckEngine. Достоинства тоже есть: вариант бюджетный и как бонус – потенциальный рост моторной приемистости.
Некоторые автовладельцы склоняются к третьему способу и меняют кат на стронгер. Ведь выбить катализатор – слишком просто, можно попробовать сначала немного перехитрить систему.
Подмена катализатора стронгером
Вариант ремонта не дорог и последствия не так уж плачевны. В любом случае при выходе из строя катализатора автомобиля требуется замена прогоревшей гофры. Многие мастера, когда монтируют стронгер, ставят проставку под 2-й лямбда-зонд для устранения ошибок диагностирования.
Манипуляция по снятию ката, замене гофры и врезке на освободившееся место стронгера – поистине искусство хирурга. Поэтому, если владелец машины не уверен в своих силах, дело лучше доверить профессионалам автосервиса.
Стоимость работ не велика: сама замена – 15 долларов, цена новой гофры – 20 долларов, стронгер может достаться даром после сдачи старого катализатора в утиль (платина ценится на рынке вторичного сырья). Сдать кат можно за 35 долларов, что равноценно стоимости стронгера.
Проблемы возможны с кислородным датчиком (лямбда-зонд). Резьбовая часть запасной части нарезается из ката и вваривается в стронгер. После этого на посадочное место «сажают» лямбду. По поводу проставки, которая якобы ликвидирует горение Check engine, специалисты сервисом однозначно заявляют – устройство не спасет от появления ошибки, поэтому и усилия тратить – бессмысленно.
Оба датчика кислорода, установленные на входе в катализатор и на его выходе, работают по принципу большой разницы в показаниях. Проставка, конечно же, может воздействовать на вторую лямбду, но обмануть бортовой компьютер – вряд ли.
Все, перечисленные выше манипуляции закончены, катализатор выбит и заменен стронгером. Тестирование автомобиля показывает отсутствие горения лампочки Check engine. Но ориентироваться на первое впечатление – рановато. Ведь борткомпьютер должен проанализировать работоспособность всех систем, а для этого нужно какое-то время. Убранный и забитый кат сразу же изменяет функционирование двигателя в лучшую сторону.
Через несколько дней злополучная лампочка все же загорелась. Устранить дефект легко, имея даже незначительные знания в радиофизике.
Убираем сообщение CheckEngine
Водить автомобиль, где выбит катализатор и горит лампочка Check engine, как-то стремно. Проблему можно решить, если иметь представление о работе бортового компьютера. Все теоретические основы можно посмотреть в Интернете, ресурсов по данной тематике – масса. Снять ошибку на один раз – бесполезно, поэтому нужно действовать в другом направлении. Перепрошивка борткомпьютера стоит немаленьких денег да и доверить процедуру можно только профессионалу. Можно приобрести эмулятор деятельности 2-го кислородного датчика, работающий в электронном режиме. При этом цена такого устройства начинается с сотни долларов и требует времени на ожидание. Гарантировать 100% эффект при этом никто не берется.
Вариантом решения проблемы может быть иной обход бортового компьютера. Принцип анализа работы кислородных датчиков сходится к следующей схеме: линия синего цвета осциллограммы – сигнал от первой лямбды, а желтая – со второго. Вторая кривая имеет более низкий уровень и лишена всплесков, провалов. Так выглядит работа двигателя, когда на месте исправный катализатор. Если кат удален, линия со 2-го датчика становится похожа на сигнал 1-го прибора. Бортовой компьютер довольно быстро понимает расхождение показаний и результат – ошибка 0420 и горение красной лампочки на приборной панели. Задача – корректор для исправления сигнала со второго лямбда-зонда.
Решение проблемы – установка последовательного R-C фильтра. Понижение уровня сигнала – функция резистора, выравнивание линии – работа конденсатора. Для подключения фильтра потребуются определенные детали, купить которые можно на любом радиорынке или в специализированных магазинах.
Приобрести нужно 2 детали: резистор сопротивления на 1 Мом (мощность 0,25-1 Вт) и конденсатор емкостный на 1 мКф из керамики (электролитный и полярный не подойдет). Выбор рабочего напряжения должен быть в пользу большего значения, от этого зависит термостабильность устройства.
Детали нужно скрутить, места соединения спаять. Поместить все в миниатюрную коробку из пластика и залить эпоксидной смолой. После этого необходимо отыскать под машиной установленный второй лямбда-зонд. Автор эксперимента выполнял манипуляции на Хонде Аккорд. Ко второму кислородному датчику на этом автомобиле подходят четыре провода: 2 черных, 1 синий и 1 белый. Схему соединения можно посмотреть на схеме.
В конце работы нужно пропаять все скрутки и провести изоляцию. Обманка надежно закрепляется на случай вибрации. Ошибку компьютера нужно обнулить. Чтобы это сделать, необходимо снять клемму с минусом с аккумулятора на 10-15 мин.
Все — катализатор исправен, после этого система отлично функционирует и лампочка больше не загорается. Немного радиоэлектроники и автомобиль не замечает удаленный кат. Эффективность работы обманки доказана многочисленными опытами умельцев – даже выбитый катализатор не влияет на работу бортового компьютера!