Как проверить катализатор на машине

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.

Как проверить катализатор на забитость, не снимая

Три наиболее распространенных метода, как узнать, что устройство забилось:

1. Полный демонтаж рабочего узла и его внешний осмотр на признаки засорения. Снятие детали иногда проблематично — крепление намертво прикипает. В этом случае специалист использует болгарку. Также некоторые автомобили имеют такие сложные конструкции выхлопных систем, что снять ее элементы вообще невозможно или на это уходит несколько дней.
2. Измерение давления, присутствующего в выпускной системе. Чтобы его измерить, необходимо установить манометр на место 1-го кислородного датчика, а затем снять показания при разных режимах работы двигателя. Правильным считается давление на уровне 0,3 кгс/см², при 2,5 тысячах оборотах в минуту. Минус описанного способа в том, что зачастую трудно снимать датчики, они могут довольно сильно прикипать к выпуску.
3. Измерение противодавления при помощи специального тестера. В цилиндр двигателя на место свечи монтируется датчик давления, после чего на увеличенных оборотах анализируется осциллограмма.

Особенности забития катализатора на разных авто

Пройдемся по разным моделям авто, оснащенных данным устройством, чтобы более явно определить, что забит каталитический нейтрализатор.

Начнем с отечественных моделей — ВАЗ 2110, 2114, «Калина».

Итак, помимо того, что автомобиль на низких оборотах «тупит», разгон происходит медленно, неисправность катализатора на этих моделях может выдать появившийся звук под авто, как будто в корпус катализатора насыпали мелкого щебня.

Такой звук является четким сигналом того, что произошло механическое разрушение бобины, из-за чего она рассыпалась на мелкие части.

В целом выявить забитие или оплавление катализатора на ВАЗ иногда бывает достаточно сложно, ведь такие признаки могут быть и из-за проблем с другими элементами авто — датчиками, системой питания, системой зажигания.

Здесь следует отметить, что проблемы с системами питания и зажигания могут как раз и стать причиной выхода катализатора из строя.

Некачественное топливо, неправильное смесеобразование, пропуски зажигания приведут к тому, что топливо не полностью будет сгорать, из-за чего в выхлопных газах будет значительное количество сажи.

И как итог — быстрое забивание бобин с возможным последующим оплавлением.

Что касается иномарок, к примеру, форд Фокус, то признаки забитого элемента полностью идентичны автомобилям ВАЗ.

Вся та же потеря мощности, нестабильная работа силовой установки, возможет шум внутри корпуса.

Вернуться к содержанию ^

Устройство катализатора

Зная, какие основные функции он выполняет, необходимо ознакомиться с его внешним видом и устройством. Без этого сложно будет понять причину его поломки или засорения. Зато, обладая информацией, можно исключить его из списка поломанных деталей в случае его работоспособного вида.

Каталитический нейтрализатор является химическим реактором с катализатором. Последний способствует развитию реакций трансформации одних субстанций в другие. Внешне нейтрализатор очень схож с резонатором и нередко ставится вместо него. Только резонатор служит для равномерного давления отработанных газов и стабилизации их потоков.

Устройство выхлопной трубы

Очень часто люди, не разобравшись полностью в ситуации, вместо вышедшего из строя катализатора ставят резонатор. И при приемлемом функционировании машины, остаются довольны своим результатом. Но нужно понимать, что резонатор не сделает всю работу за удаленный агрегат. И при проверке авто на экологичность выброса, его собственник, в лучшем случае, получит полезный совет. Можно получить и штраф.

Конструктивно каталитический нейтрализатор состоит из одного или пары каталитических блоков с сотами из керамики или рифленого металла. Выглядят они как валы с одной, двумя сотнями осевых артерий приблизительно миллиметровым размером. На них нанесена каталитическая ячеистая смесь из благородных металлов. Из-за того что палладий, платина и родий превышают стоимость золота, с поддержанных катализаторов их пытаются выщелачивать. Но если это делать ради одной детали, то на химические реактивы денежных средств уйдет больше, чем удастся извлечь прибыли из продажи металлов.

Устройство катализатора

Устройство и принцип работы

Зачастую устанавливают этот прибор после выходной трубы двигателя либо же он может быть закреплен непосредственно на фланце выпускного коллектора.

Состоит устройство из специального блока-носителя, металлического корпуса и теплоизоляционных материалов.

Носитель состоит из множества ячеек, похожих на пчелиные соты. Он выполняет в устройстве практически всю работу. Эти соты имеют специальное покрытие – рабочий состав. Интересно, что деталь начитает работать не сразу, а лишь после того, как температура в выхлопном тракте поднимется до 200-300 градусов.

Нейтрализатор дожигает окись углерода, которая содержится в продуктах сгорания топлива, а также углеводороды. Также есть и другие вещества, которые нейтрализует катализатор. Что такое эти вещества? Это NOx. Газ очень токсичен и вреден. Он разрушает слизистые оболочки человека.

Ячейки-нейтрализаторы покрыты очень тонкой пленкой на основе уникального платино-иридиевого сплава. Те остатки токсичных веществ, которые не сгорели в двигателе, при касании горячей поверхности мелких ячеек мгновенно догорают. Для данного процесса катализатор забирает остаток кислорода, который остается в уже отработанных токсичных газах. В результате работы этой детали из выхлопной трубы выходят уже не токсичные вещества.

Как определить неисправность катализатора

Ничто не вечно и проблемы с катализатором этот тезис подтверждают. Как и любая другая часть авто, он может выйти из строя. Причин этому много, давайте разбираться.

Каталитический нейтрализатор – расходная деталь

Это важно учесть при покупке подержанного авто, с большим пробегом. Замена катализатора должна произойти не позже накрученных 120 тыс

км (либо по степени засоренности, иногда катализаторы также могут плавится, что также требует ранней замены).
Доказать использование некачественного топлива, являющегося еще одной причиной поломки катализатора – можно только лабораторным путем. Тяжбы и разбирательства вряд ли приведут к результату, поэтому проще сменить заправочную станцию, где нареканий меньше всего.

В результате признаки поломки сопровождаются снижением скоростного режима, динамики движения и разгона. При механической поломке, о причине скажут характерные звуки в выхлопной трубе – дребезжание, гудение.

Европейское законодательство

В 1972 году в странах Западной Европы впервые были утверждены предельные значения для автомобильных выхлопных газов на базе городского цикла (ЕСЕ 15/01). Эти предельные значения постепенно ужесточались до вступления в силу в 1982 году директивы ЕСЕ 1504. В 1992 году была введена ступень Евро-1 и стала обязательной установка на автомобили каталитических нейтрализаторов (катализаторов). Одновременно был принят и новый испытательный цикл движения для легковых автомобилей, так называемый европейский (Neue Europaische Fahrzyklus, NEFZ). Он состоит из городского и загородного циклов. Норма Евро-3 ужесточила предельные количества вредных веществ и требования к испытаниям. Действовавшая ранее 40-секундная фаза холостого хода была упразднена. Теперь проба отработавших газов берется и анализируется сразу после пуска двигателя. Норма Евро-4 начала действовать с 1 января 2005 года для новых типов автомобилей и с 1 января 2006 года для всех новых автомобилей. На сегодняшний день в Евросоюзе действует сертификат Евро-5. Этот стандарт для грузовых автомобилей начал действовать с 1.10.2008 года, а для легковых автомобилей — с 1.09.2009 года. Сертификат Евро-5 был принят в большинстве странах Европейского союза.

Евросоюз планирует принять новый сертификат Евро-6 и еще больше повысить экологические требования. После того, как новый стандарт вступит в силу, все государства-члены ЕС должны отказаться от продаж, регистрации и утверждения автомобилей, которые не соответствуют нормам принятого стандарта. Отсрочку сроком на одим год предусмотрено для транспортных средств, которые удовлетворяют социальные потребности, а также для транспортных средств категории N1 и N2.

Накопительный катализатор — SCR-катализатор

SCR расшифровывается как Selective Catalytic Reduction (селективное каталитическое восстановление). Эти системы особенно подходят для двигателей, работающих на бедных смесях. В диапазоне выше Л = 1 в качестве восстановителей для оксидов азота можно использовать только углеводороды или аммиак. В накопительном катализаторе, также называемом NOx-адсорбером, оксиды азота NOx удерживаются в режиме работы двигателя на бедных смесях до тех пор, пока двигателю не будет дана команда на образование богатой топливовоздушной смеси. В качестве накопительных компонентов для NOx используются щелочные и щелочноземельные соединения. Во время накопления оксид азота каталитически окисляется. Возникающий при этом диоксид азота NO2 вступает в реакцию с оксидом металла, образуя нитрат M-NO3. При кратковременном обогащении смеси содержащиеся в выхлопе восстановители СН и СО расщепляют нитраты. N0 отдается в богатую оксидом углерода среду, и под воздействием родия образуются СO2 и N2 При этом различают четыре этапа превращения.

Недостатками этой технологии являются высокая чувствительность к сере и снижение степени нейтрализации в диапазоне высоких температур. В режиме бедной смеси SO2 в накопительном катализаторе окисляется до SO3. Оксид серы, как и NO, реагирует с аккумулирующим оксидом, образуя агрессивные сульфаты. Они остаются в накопителе и в фазе обогащения, тем самым уменьшая его емкость и производительность. Уже после небольшого пробега в катализаторе начинается отравление серой.

Снижается стойкость к старению, сокращается срок службы. Необходимое обогащение смеси в фазе восстановления приводит к увеличению расхода на 1,5-2%. Таким образом, срок службы накопительного катализатора в основном зависит от качества используемого топлива (в плане содержания серы). Вот причина, по которой выбросы NOK у японских двигателей GDI в Японии уже достаточно давно удалось снизить с помощью накопительного катализатора. В Европе это решение долгое время было невозможным из-за высокого содержания серы в топливе. Так содержание серы до 500 промилле (ррт) существенно снижало степень нейтрализации и срок службы катализаторов. Ситуация изменилась с выходом директивы 98/70/EG о качестве топлива, вступившей в силу 1 января 2000 г.

Используемые в грузовиках SCR-катализаторы с добавками на основе мочевины можно использовать и в легковых автомобилях. Не исключено, что с вводом Евро-5 эта технология будет использоваться и в более крупных бензиновых двигателях с непосредственным впрыском или в дизельных двигателях легковых автомобилей. Первые системы были представлены на автосалоне IAA 2005 концерном Mercedes-Benz в гибридных автомобилях для американского рынка.

Как проверить, забит ли катализатор?

Диагностика выхлопной системы может производиться водителем самостоятельно или специалистами автосервиса. Наиболее достоверный способ, позволяющий как проверить катализатор, так и устранить его неисправность — это демонтаж и осмотр узла. Однако этот метод самый сложный и трудоемкий: болты крепление прикипают, и резьбовые соединения не всегда удается раскрутить.

Рис. 4 – «Визуальная проверка катализатора»

Если же в процессе проверки из катализатора, снятого с автомобиля, высыпается порошок, то это говорит о его разрушении. Такой узел однозначно подлежит замене. Если дело не дошло до крайности, то убедиться в засорении сот можно посветив фонариком в одни из патрубков. Если с другой стороны вы не увидите света, значит большинство пор непроходимо для светового луча и выхлопных газов.

Рис. 5 – «Проверка катализатора манометром»

Существуют и иные менее трудоемкие методы проверки каталитического нейтрализатора, которые используются на СТО и водителями:

• Пытаемся рукой, одетой в перчатку, закрыть выхлопную трубу при этом двигатель должен работать на холостых оборотах. При исправной системе выпуска отработанных газов сделать это не удастся, вы будете явно чувствовать толчки в руку.
• Измерить давление в выпускном коллекторе при помощи манометра, подсоединенного к штуцеру вместо датчика остаточного кислорода (лямбда зонда) на входе в катализатор. Если данный показатель превысит 0,3 кгс/см2 при частоте оборотов двигателя в 2500 мин-1, значит узел неисправен.
• Точно определить забитый катализатор можно при помощи мотор-тестера. На место одной из свечей устанавливается специальный датчик давления, показания которого выводятся на осциллограф. Специалисту остается лишь оценить работу двигателя на больших оборотах. Давление в выхлопной системе более 2 кгс/см2 прямо говорит о непроходимости наполнителя.

Выбор метода проверки каталитического нейтрализатора остается на усмотрение автовладельца. При этом следует заметить, что наиболее достоверными являются демонтаж и визуальный осмотр узла и диагностика при помощи мотор-тестера.

Рис. 6 – «Проверка катализатор осциллографом мотор-тестера»

Признаки убитого катализатора

Существует несколько косвенных признаков, указывающих на частичный или полный износ каталитического нейтрализатора:

• повысился уровень оксида углерода в выхлопных газах (но это надо замерять);
• снизилась мощность двигателя (тоже на глаз не очень-то определишь);
• повысился расход топлива;
• начали «плавать» обороты холостого хода;
• у выхлопных газов появился более резкий и ощутимый запах;
• повысился уровень шума выхлопной системы;
• стал появляться видимый дымок;
• на приборной панели горит индикатор Check Engine;
• катализатор «отходил» более 100 тысяч километров.

Стоит отметить, что отдельно практически ни один из этих признаков не позволяет точно установить факт серьёзного износа катализатора. Наиболее явный и гарантированный способ убедиться в этом — варварская разборка при помощи болгарки. Также в некоторых запущенных случаях можно увидеть износ, если просто снять катализатор. Он либо не просвечивается (забился наглухо или оплавился), либо его начинка высыпается наружу (осыпание).