На что влияет катализатор в автомобиле?

Для чего нужен катализатор в автомобиле: признаки неисправности и способы промывки устройства

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.

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.

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.

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.

В первом случае он выполняет относительно простые функции окисления (дожигания) угарного газа и углеводородов до образования воды и двуокиси углерода.
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.

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.

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.

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.

Катализатор, плюсы и минусы

Признаки неисправности катализатора

О том, что катализатор скоро выйдет из строя, в первую очередь свидетельствует снижение мощности мотора: ухудшается разгонная динамика, снижается максимальная скорость, со временем затрудняется пуск двигателя. Закоксовывание катализатора на ранней стадии можно и не заметить. Просто водителю для компенсации потери мощности приходится интенсивнее нажимать на педаль газа. В этой стадии выхлоп иногда приобретает резкий ядовитый запах сероводорода, что как раз и свидетельствует о проблемах с катализатором, в котором нарушаются химические процессы разложения отработавших газов.

Катализаторы выходят из строя в основном по двум причинам: либо когда из-за нарушений правил эксплуатации происходит оплавление керамической сердцевины или соты забиваются сажей, либо когда вследствие длительной эксплуатации в нем разрушаются каталитический слой или сама керамика.

Мифы о катализаторах.
«Катализатор очень быстро выходит из строя»

Это не совсем так. Срок службы катализатора при правильной эксплуатации (использование качественных нефтепродуктов) составляет 60-150 тыс. км пробега автомобиля, после чего рекомендуется его замена, что вполне естественно. Катализатор фильтрует выхлопные газы, а фильтры, как известно, надо менять.
Однако его работоспособность во многом зависит от исправной работы систем зажигания и питания, а также от качества бензина. Внутренние детали катализатора могут быть сделаны из керамики или металла. Керамические катализаторы более дешевые и поэтому более распространены. Однако керамический катализатор довольно хрупок и боится механический воздействий.

От удара, например, о лежащий на дороге камень внутренние соты керамики могут разлететься на мелкие кусочки. То же самое может произойти, если на раскаленный катализатор попадет вода. Также разрушить керамический катализатор могут неполадки системы зажигания двигателя. Происходит это из-за того, что во время неудавшегося пуска мотора несгоревший бензин скапливается в выпускном тракте. Когда автомобиль наконец заводится, в катализаторе происходит взрыв и керамические соты не выдерживают и рассыпаются.

Металлический катализатор в этом отношении более надежен. Но все же какая бы ни была внутренняя структура катализаторов, все они выходят из строя из-за следующих причин: этилированный или просто некачественный бензин; масло или охлаждающая жидкость, попадающая в камеру сгорания и соответственно в катализатор; долгая работа двигателя на холостом ходу; переобогащенная топливная смесь, вызванная неполадками в системе питания двигателя.
Катализатор способен нормально работать только с двигателем, оборудованным электронным зажиганием и системой впрыска с микропроцессорным управлением.

«Катализатор уменьшает мощность мотора»
Это не совсем так. Исправный катализатор, хотя и имеет общую площадь поверхности сот около 20 тыс. кв. м, никоим образом не препятствует прохождению выхлопных газов и практически не снижает мощности двигателя. А вот неисправный (оплавленный, разрушенный) или забитый сажей катализатор действительно снижает проходимость выхлопных газов, в результате чего автомобиль начинает терять мощность. Внутри неисправного катализатора температура может возрасти настолько, что керамика оплавляется и полностью перекрывает путь выхлопным газам. Естественно, ничего хорошего это двигателю не сулит. Поэтому рекомендована замена катализатора через 100 000 км вне зависимости от его работоспособности.

Признаки неисправности катализатора
О том, что катализатор скоро выйдет из строя, в первую очередь свидетельствует снижение мощности мотора: ухудшается разгонная динамика, снижается максимальная скорость, со временем затрудняется пуск двигателя. Закоксовывание катализатора на ранней стадии можно и не заметить. Просто водителю для компенсации потери мощности приходится интенсивнее нажимать на педаль газа. В этой стадии выхлоп иногда приобретает резкий ядовитый запах сероводорода, что как раз и свидетельствует о проблемах с катализатором, в котором нарушаются химические процессы разложения отработавших газов.
Катализаторы выходят из строя в основном по двум причинам: либо когда из-за нарушений правил эксплуатации происходит оплавление керамической сердцевины или соты забиваются сажей, либо когда вследствие длительной эксплуатации в нем разрушаются каталитический слой или сама керамика.

Почему катализатор стоит дорого?
Производство катализаторов – это довольно дорогой и сложный технологический процесс. К тому же в качестве химического катализатора используется дорогостоящая платина, которая способна противостоять соединениям серы. Для большей эффективности работы в каталитический слой нейтрализатора к платине добавляют палладий и редкоземельный элемент родий.

Чтобы избежать проблем с катализатором, необходимо соблюдать следующие правила эксплуатации:
заправлять автомобиль только качественным бензином;

не запускать двигатель с «толкача», так как попадающее в катализатор несгоревшее топливо может привести к его перегреву и соответственно выходу из строя (дешевле купить новый аккумулятор);

если двигатель не запустился после двух-трех попыток, необходимо сделать паузу, чтобы скопившееся на поверхности устройства топливо успело испариться;

если при устранении неисправностей электрооборудования требуется включить зажигание, во избежание попадания топлива в выхлопную систему и катализатор необходимо отключить реле питания топливного насоса;

на работающем двигателе нельзя проверять наличие подачи тока высокого напряжения на свечи зажигания, снимая с них наконечники высоковольтных проводов, так как топливо из неработающего при этом цилиндра попадает в катализатор;

вероятность выхода из строя катализатора повышается из-за выброса в систему выпуска порции несгоревшего топлива при перебоях в работе двигателя из-за отказа одной из свечей зажигания или пробоя высоковольтного провода.

Как взаимосвязаны катализатор и лямбда-зонд?

Для нормальной работы катализатора нужно обеспечить постоянное оптимальное соотношение воздуха и топлива в рабочей смеси, поступающей в камеру сгорания.
14.7 части воздуха и 1 часть топлива – именно такой состав обеспечивает максимальное сгорание топливно-воздушной смеси, а лямбда-зонд предназначен как раз для того, чтобы поддерживать эту пропорцию. В зависимости от содержания кислорода в выхлопе датчик выдает соответствующее напряжение, и блок управления корректирует состав смеси путем изменения количества топлива, подаваемого в цилиндры.

Обычно датчик стоит перед катализатором и измеряет содержание кислорода в газах именно перед ним. То есть наличие или отсутствие катализатора никак не влияет на сигналы, которые дает лямбда-зонд, на них влияет только количество кислорода. Другое дело, когда стоят два кислородных датчика, один – до, а другой – после катализатора. На основании сигналов от второго датчика происходит дополнительная корректировка состава смеси, а содержание кислорода после прохождения газов через катализатор, конечно же, меняется, и вот тогда его отсутствие может отрицательно сказаться на процессе образования топливно-воздушной смеси.

Можно ли отключать лямбда-зонд?
После замены катализатора на пламегаситель наличие лямбда-зонда как детали, обеспечивающей в числе прочего качественную работу катализатора, становится не важным. Поэтому часто возникает вопрос: можно ли эксплуатировать автомобиль совсем без лямбда-зонда? Здесь одного решения для всех нет. Наиболее просто и правильно эта задача решается в том случае, если у данного автомобиля предусмотрена возможность перепрограммирования блока управления на режим работы без катализатора, как, например, у большинства BMW.

В этом случае после удаления катализатора меняется программа управления и лямбда-зонд просто снимается. У некоторых марок автомобилей перепрограммирование невозможно, и, если неисправность датчика сильно влияет на работу мотора, тогда выхода нет – должен стоять исправный датчик. Также у многих автомобилей неисправность или отсутствие лямбда-зонда практически не сказывается ни на динамике, ни на расходе топлива.

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.

азот (N2)
вода (H2O)
углекислый газ (CO2)

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:

CH+O2 -> CO2+H2O;
NO+CO -> N2+CO2;
CO+O2 -> CO2;
NO+H2 -> N2+H2O.

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.

Умер катализатор. Что будет, если вырезать его

Как это работает?

Каталитический нейтрализатор призван очищать выхлопные газы методом доокисления до водяного пара и углекислого газа. Процесс проходит на поверхности керамических сот, покрытых тончайшей пленкой благородных металлов (платины, родия и палладия). Перед блоком каталитического нейтрализатора установлен первый, управляющий, датчик кислорода (лямбда-зонд). Он измеряет количество свободного кислорода в выпускных газах, и блок управления двигателем обеспечивает процесс сгорания в цилиндрах так, чтобы кислорода оставалось достаточно для доокисления вредных веществ в нейтрализаторе. За нейтрализатором ставят второй, диагностический, лямбда-зонд. Он проверяет, как прошел процесс нейтрализации — много ли осталось кислорода.

Почему вообще возникает идея вырезать каталитический нейтрализатор отработавших газов? Ведь очень немногие отключают сами у себя климат-контроль или, например, систему АБС. Чем же это сравнительно новое устройство помешало?

Пока каталитические нейтрализаторы располагались под днищем автомобиля, они были безопасны для двигателей. Они честно очищали выхлоп от вредных примесей. Скончавшись, начинали мешать нормальной езде — и их вырезали. Керамический блок нейтрализатора при этом либо разваливался на куски, либо запекался коркой. В обоих случаях проход отработавших газов был затруднен.

Под днищем вместо нейтрализатора обычно вваривали трубу либо просто выбивали керамическую начинку. Пустая «бочка» могла «бубнить», придавала басовитости звуку выхлопа, и тогда в нее вваривали трубу с отверстиями, за которыми располагалась стальная проволока-путанка или стекловата. Это смягчало неприятный звуковой эффект.

Но прогресс не стоит на месте. Для более быстрого прогрева каталитический нейтрализатор стали устанавливать как можно ближе к двигателю. Все процессы нейтрализации, идущие при высокой температуре, при этом начнутся раньше. Нейтрализатор, совмещенный с выпускным коллектором, называется катколлектором.

Так вот в близости катколлектора и двигателя заключена главная опасность. Керамическая основа со временем начинает крошиться — образовавшиеся частички могут попадать в цилиндры двигателя. А цилиндропоршневая группа и абразивные частицы керамики — вещи несовместимые. Возникают большие износы пары цилиндр-поршень и даже задиры. Мотор может потребовать капитального ремонта задолго до выработки среднего ресурса. Виновны в выкрашивании керамической основы нейтрализатора и низкое качество керамики, и плохое топливо, догорающее в катколлекторе, и присадки к бензину, которые использовал владелец автомобиля.

У разных производителей степень опасности повреждений моторов очень различается.

Решение или вредительство?

Каталитические нейтрализаторы на некоторых моторах начинают разрушаться при пробегах меньше 50 000 км. И владельцы, начитавшись страшилок, едут их ликвидировать. Удалить «каталик» можно двумя способами. Просто извлечь всю керамическую начинку и слои пристеночного уплотнителя. Только надо делать это на снятом устройстве, потому что можно затолкать частицы в цилиндры через открытые клапаны. Звук выхлопа после такой процедуры может стать несколько громче на определенных режимах. Кому это не нравится, вскрывают катколлектор и вместо керамических блоков вваривают пламегаситель.

Все проблемы решены? Конечно, нет — перечислим, что будет не так:

Система управления двигателем покажет ошибку «Check engine». Ведь второй лямбда-зонд будет видеть то же количество кислорода, что и первый. Выходом может быть перепрошивка блока управления на Евро-2 или установка так называемой обманки на второй датчик кислорода. Обманка — это резьбовая втулка, ограничивающая прохождение газов к кислородному датчику либо содержащая в себе кусочек керамического наполнителя нейтрализатора, способного очищать газы.

Ваша машина станет очень вонючей. И сами этого хлебнете: во время прогрева во дворе и в медленно текущей пробке нанюхаетесь. Соседи по дому и по потоку тоже карму вам не улучшат. Еще, если вы возите детей, а также домашних животных, то помните, что они больше чувствительны к запаху и ездят сзади, где концентрация вредных веществ выше.

Честно получить диагностическую карту не получится. Ведь фактически у вас нет даже Евро-2, вместо записанного в ПТС значения Евро-4 или Евро-5.

Если машина еще на гарантии, то с ней (по крайней мере, с гарантией на двигатель), придется распрощаться.

Выживут не все: почему после удаления катализатора увеличивается расход масла?

Некоторые производители нас научили тому, что каталитический нейтрализатор – это зло, которое надо как можно скорее вырезать. Иначе – керамическая пыль в цилиндрах, задиры и все прочие радости, о которых рассказывают на форумах, пишут в журналах и которыми папы-автомеханики пугают непослушных сыновей. Многие автолюбители соглашаются на ампутацию этого экологического аппендикса, но потом приходят в ужас от сделанного: мотор начинает жрать масло с невероятным аппетитом. Неужели это из-за удалённого катализатора?

Всё-таки катализатор или нейтрализатор?

В комментариях нам периодически пытаются сделать стыдно. Мол, хватит уже называть каталитический нейтрализатор катализатором. Это неправильно, неграмотно и вообще «фу». Давайте всё-таки сначала разберёмся, можно ли называть эту деталь катализатором. Начнём с курса химии.

Задача нейтрализатора (или катализатора) – сократить выброс в атмосферу оксидов азота NOх и несгоревших углеводородов. Сделать это можно в два этапа. Сначала надо разделить NOx азот и водород. И на первом этапе в нейтрализаторе происходит реакция, которую можно записать так:

2NO => N2 + О2 или 2NO2 => N2 + 2*O2

Таким образом мы вместо вредных оксидов азота получаем абсолютно безвредные азот и кислород. Замечу, что тут происходит реакция восстановления.

Второй этап – реакция окисления, во время которой углеводороды СО вступают в реакцию с освободившимися в первой реакции кислородом. Тот, кто учился в школе хорошо, поймёт такую запись:

2CO + O2 => 2CO2

В итоге мы получаем безвредный азот и обычный углекислый газ (диоксид углерода). И всё это было бы невозможно как раз без катализатора – вещества, которое ускоряет химические реакции, но не участвует в них.

В качестве катализаторов в нейтрализаторе могут выступать платина, родий, палладий и даже золото. Без них процесс был бы невозможен, и вся начинка нейтрализатора – это по большому счёту и есть катализатор, который выглядит как напылённый на керамические соты слой драгметаллов. А нейтрализатор – это не только каталитический блок, но ещё и корпус, и лямбда-датчики, и кожух-теплоизолятор. «Пылит» в цилиндры как раз керамический блок – катализатор реакции, а не весь нейтрализатор в сборе, поэтому обычно говорят об удалении именно катализатора, иногда – с заменой его пламегасителем. Так что ошибки тут нет: эту штуку вполне можно называть катализатором.

Ну а нейтрализатор, встроенный в выпускной коллектор, и вовсе называют катколлектором. Так что и тут ошибок в терминологии нет.

Что не так?

Теоретически первые катализаторы стали ставить ещё в 1975 году. Но больших проблем от них тогда ещё не было, и до последнего времени никто и подумать не мог, что катализатор может стать причиной задиров и масложора. Дело в том, что нейтрализаторы стояли далеко от блока цилиндров – в выпускной системе где-нибудь под днищем автомобиля. Да, катализатор может умереть и там: забиться и развалиться.

В этом случае страдания автомобилиста незначительны: машина хуже тянет, но мотор остаётся целым. Может ещё раздражать появившаяся ошибка лямбда-датчиков, которые не понимают, что происходит с количеством кислорода. Решение проблемы элементарное – катализаторы вырезают, ЭБУ прошивают под Евро 2 или ставят на лямбда-зонды обманки, которые имитируют штатную работу катализатора.

Ситуация стала намного хуже, когда катализаторы стали ставить близко к блоку. В случае разрушения основы катализатора керамическая пыль стала попадать в цилиндры. Удивительно, что до сих пор существуют люди, убеждённые, что пыль из выпуска попасть во впуск никак не может. Мол, эти каналы никак не пересекаются. На самом деле они пересекаются очень даже здорово. Например, в момент перекрытия клапанов – подхода поршня к верхней мёртвой точке, когда впускной клапан уже открыт, а выпускной – ещё не закрыт. Ну или через EGR.

Скорее всего, в неверии в возможность керамической пыли попадать в цилиндры отчасти виноваты инженеры по гарантии одного корейского бренда (а, может, и не одного), которые в своё время всеми силами убеждали жертв катализаторов в том, что разрушение сего чудесного элемента не может привести к задирам. Хотя при этом гарантия на катализатор составляла всего тысячу километров (несколько лет назад она стала больше), а убитый мотор предлагалось менять за свои деньги. В общем, керамическая пыль в цилиндры попадать может, это факт, спорить с ним не стоит, и останавливаться на этом вопросе не будем и пойдём дальше.

Пути решения

Керамический катализатор со временем выходит из строя на любой машине. Но опасность представляют собой в первую очередь те, которые стоят на выпускном коллекторе на расстоянии 15-20 см от ГБЦ. Кроме того, есть моторы, где катализатор умудрились ставить в выпускной коллектор, встроенный прямо в ГБЦ. Со временем моторов с катколлекторами становится всё больше (потому что они экологичнее – быстрее прогреваются), а проблема – всё более массовой. Мировой автомобильный разум начал искать способы борьбы со злом.

Очевидно, что лучший способ – это установка нового катализатора. Но его стоимость так неприлично высока (десятки тысяч рублей), что согласиться на такую замену могут только потомки Онассиса, Рокфеллера и других завидно богатых дяденек. А с учётом того, что катализатор способен накрыться и за 20 тысяч пробега, обычные люди идут другим путём. Менее законным, но более рациональным – путём удаления катализатора.

Этот метод практикуется уже давно и в целом успешно (есть исключения, о которых скажу ниже). Тут самое главное – выполнить эту не очень законную операцию вовремя. Этот вопрос сложнее, чем кажется на самом деле. И мы потихоньку пришли к главному вопросу: может ли удаление катализатора повысить расход масла? Может! Но только если удалить его слишком поздно.

На практике это выглядит следующим образом. В сервис приезжает машина с забитым катализатором. Причём неважно, какая именно – хоть «японец», хоть «кореец», хоть «немец» (хотя у последних проблем с катализатором намного меньше. Они губят моторы своими путями, более по-европейски технологичными). Жалобы – отсутствие тяги и ошибки кислородных датчиков. Мотор «крутится» неохотно (это важно), машина страдает отсутствием динамики.

Катализатор оказывается действительно забитым до состояния кирпича. Его удаляют, в идеале – с коррекцией прошивки. И машина начинает ехать. А через некоторое время её владелец возвращается с жалобой на появившийся «масложор». В большинстве случаев причина очень простая: керамическая крошка уже попала в мотор и своё чёрное дело сделала. Но мотор отзывался на педаль газа не слишком охотно, отчего его не больно-то раскручивали. А до красной зоны он часто не мог раскрутиться в принципе. После того, как причина повышенного давления на выпуске была устранена, водитель на радостях стал газовать чуть сильнее, а главное – мотор стал лучше реагировать на педаль газа. А расход масла у мотора с задирами очень сильно зависит от оборотов коленвала. Так возникает ощущение, что «масложор» появился как раз после удаления катализатора. Хотя почти всегда он в этом случае был и раньше: поршневая была уже загублена пылью.

Таким образом, удаление катализатора после того, как он уже сильно повреждён, часто бывает бесполезным. И перед тем, как его вырезать, стоит проверить цилиндры эндоскопом. Если задиры есть, боржоми пить уже поздно, а активная езда заведомо существующий «масложор» только увеличит. Кроме того, присутствующий масложор сам способен убить нормальный катализатор – масляный туман с присадками из-за роста давления в картере забьёт его достаточно быстро.

Стоит признать, что в этом случае повышение расхода масла с удалением катализатора связано очень и очень косвенно. Но существуют ситуация, когда масложор начинается именно из-за удаления катализатора.

Мои знакомые из разных сервисов вспомнили только один мотор, так болезненно воспринимающий эту процедуру – Chrysler Pentastar. V-образный мотор объёмом 3,6 л можно найти под капотом Jeep Wrangler и Grand Cherokee, а также у некоторых моделей Chrysler, Ram и Dodge. У него катализатор стоит как раз во встроенном в головку блока коллекторе, так что «пылить» в цилиндры со временем он начинает хорошо. Конечно, многое зависит от тонкостей эксплуатации и качества бензина, но обычно к ста тысячам пробегам катализатор пора вырезать.

Честно говоря, никто из специалистов не смог однозначно ответить, почему именно Pentastar так критичен к удалению катализаторов. Скорее всего, дело действительно в противодавлении, которое создаёт катализатор. Без него расход масла становится больше, поэтому после удаления катализатора приходится его создавать искусственно – установкой пламегасителей или других приспособлений, которые создают препятствие для отработавших газов.

Удалять или нет?

С проблемой масложора после удаления нейтрализатора встречаются многие, и почти все списывают это на недостаток противодавления. А вот специалисты, которые разбирали десятки (если не больше) моторов с повышенным масляным аппетитом, уверены в обратном: исправный мотор после удаления катализатора есть масло литрами не будет (если он не Pentastar). Но убедить в этом сторонников теории противодавления невозможно. Эти сектанты настолько же упёртые, как и те, кто не верит в возможность попадания керамической пыли в цилиндры.

Так что в итоге: можно удалять катализатор или нет? Если отбросить в сторону этическую сторону вопроса, то удалять можно. А некоторым даже нужно. Например, всем корейским автомобилям с моторами Gamma и Theta или Nissan и Infiniti с моторами VQ, QR, VK45, VK50 и VK56. У них и катализаторы слабые, и расположены они неудачно. Так что примеров с задирами от керамической пыли навалом. А удаляются они там без последствий. Но опять же – только при условии полностью исправного мотора. Если масложор уже есть, он, скорее всего, станет ещё заметнее. И очень захочется выставить виноватыми тех, кто удалял катализатор.

Ну а лучше всего, конечно, стараться продлить катализатору жизнь. Основная причина его раннего выхода из строя – неисправности системы зажигания, позволяющие бензину догорать в выпуске. Плохие свечи, неисправные катушки, некачественный бензин – всё это заметно снижает ресурс нейтрализатора.

Ещё ему сильно вредят холодные пуски и езда на непрогретом моторе. Поэтому если приходится ездить зимой короткими перебежками от дома до работы и обратно, перед поездкой мотор надо обязательно прогревать.

Ну и последний совет – не надо гонять по лужам. Если нейтрализатор стоит под днищем, он может трескаться от резкого перепада температур. Правда, на количество пыли в цилиндрах это практически не влияет: как я уже говорил, установленный далеко от мотора катализатор убить его не может.