• Increase font size
  • Default font size
  • Decrease font size
Поиск


Автомобильный катализатор и его роль в выхлопной системе

Написать письмо Печать

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 катализаторКаталитический 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 NOx) - 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.

Автомобильный катализатор

Внутри катализатора

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 NOx. 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.

Катализатор с конструкцией "соты"

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 NOx. 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 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 более чем на 90 процентов.

Источник: Авто Релиз.ру.
 

Комментарии 

 
+21 #24 RE: Автомобильный катализатор и его роль в выхлопной системе

1 14.08.2012 16:42
забился он у меня машина вообще не едет что делать?
 
 
-4 #23 Катализаторы

chemist 30.01.2012 11:46
Светлана, а есть ли сайт у Вашей организации? Хотелось бы узнать больше подробностей об этих катализаторах.


Цитирую Светлана:
Катализатор

ООО «СпецНефтеГазПр одукт» настоящим подтверждает готовность поставки по вашим реквизитам следующих катализаторов производства ОАО «Синтез-Каучук»:
- Катализатор ИМ-2201, качество ТУ 38.103706-90.
Применяется в процессе дегидрирования бутана, изопентана и изобутана в кипящем слое циркулирующего катализатора на установках непрерывного действия.
- Катализатор никель на Кизельгуре, качество ТУ 38.101396-89 Е.
Применяется в нефтехимической и химической промышленности для гидрирования примесей ацетиленовых соединений в изопрене и бутадиене-1,3, а также в пищевой промышленности для гидрирования растительных масел, животных жиров и жирных кислот.
- Триизобутилалюм иний технический (раствор в толуоле) ТИБА и ТИБА-С, качество ТУ 38.103154-79. Применяется в процессе производства изопреновых, бутадиеновых синтетических каучуков, полиэтилена низкого давления.
 
 
+15 #22 RE: Автомобильный катализатор и его роль в выхлопной системе

Hren Morzhov 08.08.2011 11:25
Цитирую Hondaxox:
Выбил его, туда вварил пламягаситель, и обманку на лямду - полет нормальный !

ну и мудак!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!! !!!!
 
 
-3 #21 Биокатализатор

Андрей ffi 10.06.2011 21:13
долгосрочная экономичная эксплуатация двигателя и скидка-экономия на вашей заправке от 15% до 25%,
 
 
-4 #20 RE: Автомобильный катализатор и его роль в выхлопной системе

Serj 09.06.2011 19:30
куплю катализатор. С любых автомобилей, в любом состоянии с импортных автомобилей 87770461467
 
 
-3 #19 пламя гасител

RAMIN 02.04.2011 20:31
если заменит катализатор на пламягасителя на автомобиле ваз 2107 инжектор то разход топлива на ней будеть увеличиться многие мастера гаварят что будет увеличиться,но я в этом по моему не согласен какая отношения на расходу топлива ...это как понять...подскажите мне пожалуста
 
 
+5 #18 Если на место катализатора вставит прямую трубу,то расход топлива увеличается помогите на этот вопрос

RAMIN 02.04.2011 20:07
если замнить катализатор просто обычной прямой трубой это на расход бензина имеет отнашение ??? помогите мне на этот вопрос
 
 
+10 #17 катализатор

Дмитрий Володин 23.12.2010 20:55
Цитирую Елена:
что это такое катализатор? У меня на хундай санта фе вышел из строя катализатор. Машина не едет вообще? что посоветуете?

менять на универсальный- дешевле в несколько раз.
если совсем не едет, то по крайней мере вытряхнуть верхний и нижний заменить на трубу или пламягаситель... ошибка гореть будет, но машина поедет
 
 
-4 #16 катализатор

Ранис 23.12.2010 15:46
Цитирую Елена:
что это такое катализатор? У меня на хундай санта фе вышел из строя катализатор. Машина не едет вообще? что посоветуете?

надо применять ТОТЕК-УМТ(топливные присадки). И все будет ОКей!!!
 
 
+4 #15 RE: Автомобильный катализатор и его роль в выхлопной системе

Дима 12.12.2010 01:08
Dmitriy ты тупой?? о нем же и пишется!!vvvvvv vvvvvvvvvvvvvvv vvvvvvvvvvvvvvv vvvvvvvvvvvvvvv vv
 
 
-7 #14 Катализатор в СПб

Володин Дмитрий 30.11.2010 14:49
Сейчас на вторичном рынке выпускается большое количество универсальных катализаторов под разные объемы двигателей , стандартов евро 2, 3, 4.
Устанавливая универсальный катализатор, вместо оригинального , можно сэкономить немалые средства.
Мы занимаемся этим в СПб
http://www.negudit.[censored]
 
 
+5 #13 запчасти

Елена 17.09.2010 12:37
что это такое катализатор? У меня на хундай санта фе вышел из строя катализатор. Машина не едет вообще? что посоветуете?
 
 
+30 #12 Камментаторы, умрите

Вася 15.09.2010 15:36
ололо, оденьте катализаторы на реактивные движки самолетов. следующим этапом порекомендую установку катколлекторов на вулканы. за один полет реактивного лайнера над атлантикой выделяется больше токсической хрени, чем за весь сезон формулы один. об экологии моторов F1, полагаю, рассказывать не надо. катализатор - это одно из проявлений мировой бюрократии, озабоченной, как бы сунуть "уважаемым" ими гражданам новый автомобиль, а на его старый задрать налог, а то ведь новый он не купит
 
 
-5 #11 Катализатор нужен

Сергей Безотосный 29.08.2010 19:49
Поставить можно универсальный катализатор,сто ит не дорого евро-2 -1500грн.
евро 3-4 2600-3200грн. в зависимости от обьема двигателя.
 
 
-1 #10 О чем вы думаете!?

Ринат Баршауэр 17.07.2010 23:49
РЕБЯТА КАТАЛИЗАТОР НУЖЕН!!!! Эгоисты хреновы, среду губите!!
 
 
-7 #9  

алкаш одиночка 04.07.2010 07:53
я его выбивал раз 100-это фигня-никому шас в наше время он нафиг не нужен!!! он не стоит тех денег какие за него просят.!
 
 
-2 #8 что за вопрос?

Череп 15.05.2010 22:41
Что за вопросы - где купить?
ОН УЖЕ СТОИТ НА ИНОМАРКАХ.
Здесь просто описан принцып работы.
А стоит дорого. В Англии новый катализатор на Хонду Аккорд - 600 фунтов.
 
 
-3 #7 Каталик

Hondaxox 14.01.2010 16:52
Выбил его, туда вварил пламягаситель, и обманку на лямду - полет нормальный !
 
 
0 #6 Комментарий

Комментарий 05.12.2009 14:44
Какая цена? и Где можно приобрести?
 
 
+1 #5 ВЫхлоп

Ahn`Qiraj 15.10.2009 02:46
его изобрели инопланетяне...
 
 
-6 #4 Катализатор

Гоша 13.10.2009 11:44
И где можна купить катализатор
 
 
-5 #3 @

Abaddon 13.09.2009 20:33
Как самолёт
 
 
+3 #2 @

Yuriy 30.07.2009 18:26
И сколько стоит такой чудо-катализатор?
 
 
+11 #1 @

Dmitriy 17.07.2009 07:36
а вы знаете что сегодня появился катализатор который может не очистить не сгоревшие газы от вседных примесей а исключить их за счет полного сгорания топлива.на сегодняшний день существуют топливные катализаторы.который оказывают каталитический эффект на само топливо и при процессе сгорания он способствует практически полному сгоранию топлива.количество вредных примесей благодаря этому катализатору снижается на 80%.если использовать такой топливный катализатор у машин имеющих вышеописанный в вашем разделе каталитический преобразователь срок службы этого самого преобразователя возрастает в десятки раз.