Устройство автомобильного катализатора

Знаете ли вы, какая часть выхлопной системы очищает выхлоп от большого количества вредных веществ? Специалисты называют его каталитическим реактором. Для большинства из нас это просто катализатор. Давайте изучим вопрос, как работает катализатор, и объясним, почему это важный компонент автомобиля.

Средство от токсичных паров

Сегодня каждый автомобиль, который покидает завод, оснащен катализатором. Если у нашего автомобиля его нет, значит, мы являемся владельцами очень старого автомобиля. До 1995 года каталитические реакторы не использовались из-за мягких норм выбросов выхлопных газов. Сегодня они настолько ужесточены, что без этой части выхлопной системы вам не обойтись. Почему?

Дымовой газ содержит вредные для окружающей среды соединения, такие как углеводороды (HC), оксиды азота (NO x ) и оксиды углерода (CO). Их выпуск в настоящее время регулируется стандартом EURO 6. Чтобы не попасть в атмосферу напрямую, нужно уменьшить их количество. Для этого используются каталитические нейтрализаторы, которые выполняют соответствующие химические реакции, которые быстрее протекают при высокой температуре. В старых автомобилях эти элементы были установлены на выхлопной трубе, в более новых — в выпускном коллекторе. Благодаря этому, катализатор более эффективен и нагревается более эффективно.

Устройство катализатора показано на картинке ниже.

Как работает катализатор?

В бензиновых двигателях используются трехходовые реакторы TWC (Three-Way Catalyst), которые, как следует из названия, выполняют три роли:

  • окисляют углеводороды до воды и двуокиси углерода;
  • окисляют окись углерода до двуокиси углерода;
  • уменьшают выброс окислов азота.

Чтобы этот тип химической реакции происходил в катализаторе, он должен быть правильно сконструирован. Снаружи этот элемент выглядит как металлическая банка. Однако настоящее «средство от паров» скрыто внутри. Внутри находится сердечник в виде керамического или металлического монолита. Его каналы напоминают сотовую структуру и расположены поперечно в соответствии с потоком дымовых газов. Они покрыты соответствующими драгоценными металлами (родий, рутений, палладий, платина). Именно они действуют как каталитические вещества, которые реагируют с вредными соединениями, содержащимися в выхлопе. Задача платины и палладия состоит в том, чтобы ускорить процессы окисления, а родий и рутений ответственны за восстановление оксидов азота.

Зачем нужен лямбда-зонд

Лямбда-зонды играют ключевую роль в работе катализаторов. Они используются в автомобилях с бензиновыми двигателями с 1979 года, когда вступили в силу строгие американские нормы выбросов выхлопных газов. В немного более старых автомобилях датчик ввинчивается между выпускным коллектором и каталитическим нейтрализатором. На более новых автомобилях они должны быть установлены до и после реактора. Это своего рода датчик, измеряющий содержание кислорода в выхлопе и отслеживающий эффективность сгорания топливовоздушной смеси в цилиндрах.

Первый зонд определяет состав топливовоздушной смеси и благодаря этому катализатор подбирает оптимальные условия работы. Второй контролирует работу системы очистки выхлопных газов. Когда катализатор выходит из строя, мы можем почувствовать падение мощности двигателя или услышать звон, иногда дребезжание из-под шасси. Мы будем проинформированы о неправильной работе каталитического нейтрализатора с помощью включенного индикатора двигателя CHECK, который отвечает за любые неисправности, связанные с двигателем.

На дизельные двигатели устанавливают сажевые фильтры, которые выполняют функцию, аналогичную катализаторам. Однако они почти исключительно ответственны за уменьшение «черного дыма», то есть сажи. Остается проблема оксидов азота, поэтому в новых моделях автомобилей используется AdBlue — жидкий реагент, используемый для очистки выхлопных газов дизельных двигателей методом селективной каталитической нейтрализации.