Auto katalītiskais neitralizators: kam tas paredzēts, darbība un defekti

El katalizators transportlīdzekļa ar iekšdedzes dzinēju ir atbildīgs par kaitīgo gāzu samazināšanu, kas rodas, sadedzinot degvielu. Patiesībā viņa pilns vārds ir katalizators un ir vairāki galvenie veidi atkarībā no tā, vai tie ir paredzēti dīzeļdegvielai vai benzīnam.

Mēs jums pastāstīsim par to vēsturi, kam tie paredzēti, kā tie darbojas un cik tie maksā. Papildus simptomiem, kas atklāj, ka katalizatorā ir kļūme.

Īsa katalizatora vēsture

Pirmais katalītiskā neitralizatora prototips šiem mērķiem tika izstrādāts Francijā un tika pirmo reizi patentēja Eugene Houdry. Šis mehāniķis Amerikas Savienotajās Valstīs nodibināja uzņēmumu Oxy-Catalyst, kas vispirms attīstījās katalizatori skursteņiem un vēlāk iekrāvējiem, kurā tika izmantots zemas kvalitātes bezsvina benzīns. Vēlāk viņš izstrādāja katalītisko neitralizatoru automašīnām, ko viņš patentēja 1956. gadā.

Pēc Engelhard Corporation uzlabojumiem, kas sasniedza kulmināciju jo 1973, parādījās pirmais katalizators, kas paredzēts masveida ražošanai. Līdz 1975. gadam gandrīz katrai automašīnai Amerikas Savienotajās Valstīs bija uzstādīta tāda automašīna, kas atbilst Vides aizsardzības aģentūras noteikumiem.

Kopš tā laika katalizatori ir uzlabojušies gan efektivitātes, gan efektivitātes ziņā, līdz tādiem variantiem kā selektīvie reducēšanas katalizatori (SCR), kas izmanto AdBlue. Lai gan tie tiek izmantoti kā papildinājums, un tie neizslēdz parasto katalītisko neitralizatoru.

Kam paredzēts katalizators?

Katalizators samazina kaitīgo gāzu daudzumu, kas rodas iekšdedzes dzinējā. Bez tā mēs būtu daudz vairāk pakļauti šādām kaitīgām gāzēm:

• Ar bagātīgs maisījums (vairāk degvielas nekā gaisa) notiek nepilnīga sadegšana, radot:
  • Nesadeguši ogļūdeņraži (HC): ir kancerogēni un kairina elpceļus un acis. Kas attiecas uz vidi, tie var radīt skābo lietu un fotoķīmiskos izgarojumus.
  • Oglekļa monoksīds (CO): mazās devās tas izraisa galvassāpes, elpas un koordinācijas trūkumu, reiboni, aizkaitināmību, apjukumu un atmiņas traucējumus. Lielās devās tas izraisa nāvi, cietušajai personai to neapzinoties, tāpēc viņi to sauc par kluso slepkavu.
• Ar liesa maisījums (vairāk gaisa nekā degviela) tiek ražoti slāpekļa oksīdi, kurus attēlo formula NOx. Tiem ir kancerogēni varianti un tie izraisa elpceļu kairinājumu un līdz ar to bronhopulmonārus stāvokļus un elpošanas problēmas.

Kā darbojas katalizators?

Materiālu izmantošana katalizatorā

Katalizators darbojas, pateicoties tādiem metāliem kā platīns, rodijs, cirkonijs vai pallādijs, kam piemīt katalītiskas īpašības. Tas ir, spēja paātrināt ķīmisko reakciju. Katrs no tiem ir paredzēts cita veida kaitīgām gāzēm:

• El Platīns paātrina nesadegušo ogļūdeņražu oksidēšanos, lai tos pārvērstu oglekļa dioksīdā un ūdenī. Ķīmiskā formula ir šāda: CxH2x+2 + [(3x+1)/2] O2 -> xCO2 + (x+1) H2O.
• El rodijs paātrina slāpekļa oksīdu reducēšanos par slāpekli un skābekli: 2NOx -> xO2 + N2 un oglekļa monoksīda oksidēšanos līdz oglekļa dioksīdam: 2CO + O2 -> 2CO2. Tos arī izmanto cirkonijs o pallādijs, kas ir lētāki, bet mazāk efektīvi.

Neaizmirstiet par citiem katalizatora materiāliem. Šie metāli ir izvietoti uz keramikas struktūras kordierīts, kas atbalsta izplūdes gāzu augstās temperatūras.

Katalizatora forma

Kā redzat, katalizators izmanto noteiktus metālus cietā stāvoklī, lai pārveidotu gāzes. Kas noved pie šķēršļa: kā panākt, lai gāze pēc iespējas vairāk saskartos ar šiem materiāliem, nezaudējot pārāk lielu ātrumu. Šī iemesla dēļ katalizatora keramiskā struktūra ir matricas formā ar gareniskiem kanāliem. Sistēma, kas līdzīga ūdeņraža automašīnas degvielas šūna kas, starp citu, arī izmanto platīnu kā katalizatoru. Lai gan viņa gadījumā gāzes sadalījums ir daudz smalkāks, ar daudz sarežģītāku struktūru.

Šie gareniskie kanāli ļauj gāzēm iziet bez apstāšanās pārāk ilgi, bet nonākt saskarē ar pēc iespējas vairāk sienu. Tādējādi tiem ir vairāk nekā 70 caurules uz cm2.

Turklāt mūsdienu automašīnās bieži tiek izmantoti divi vai pat trīs katalizatori, lai pēc iespējas vairāk izvadītu kaitīgās gāzes, lai 6. gadā atbilstu Euro 7 (šī panta datumā) un Euro 2025 piesārņojuma novēršanas noteikumiem.

Ap šo katalizatora matricu ir aptīts siltuma vairogs un metāla slānis. Pretējā gadījumā tajā uzkrātais siltums var sabojāt transportlīdzekli vai virsmas, kur tas tiek novietots. Bez tā var viegli izcelties ugunsgrēks.

Katalizatora darba temperatūra

Lai metāli ar katalītiskām īpašībām darbotos ar maksimālu efektivitāti, ir jābūt parastam katalizatoram virs 500ºC. Tāpēc vismaz viens no dzinēja katalītiskajiem neitralizatoriem parasti ir tuvu dzinēja izplūdes kolektors, kur gāzēm joprojām ir ļoti augsta temperatūra.

Pateicoties tam, katalizators tiek uzkarsēts iepriekš un ir nepieciešams mazāk laika, lai sāktu likvidēt kaitīgās gāzes. Ja mēs varētu redzēt, ka katalizators darbojas caur saviem aizsargslāņiem, mēs to redzētu keramikas matrica un tajā esošie metāli ir sarkani karsti.

To zinot, tu to sapratīsi auksts dzinējs izdala vairāk kaitīgo gāzu nekā tāda, kas jau kādu laiku darbojas. Anekdotiski Toyota bija jārisina šī emisiju problēma, izstrādājot Prius. Izslēdzot siltumdzinēju par labu elektriskajam, katalizators daudzos gadījumos nesasniedza pareizo darba temperatūru. Šī iemesla dēļ viņiem bija jāizstrādā sistēma, kas ar citiem līdzekļiem pārnestu siltumu no iekšdedzes dzinēja uz katalītisko neitralizatoru.

Benzīna automašīnas katalizators

Šie katalizatori parasti ir trīskārši. Tas nozīmē, ka tiem ir trīs iepriekš aprakstītās katalizējošās sistēmas: platīna priekš noņemt nesadegušos ogļūdeņražus un rodijs, cirkonijs vai pallādijs noņemt NOx un CO.

Tas ir tāpēc, ka benzīna dzinēji izdala mazāk NOx nekā dīzeļi un katalizators viens pats var tos samazināt Pietiekami. Lai gan piesārņojuma novēršanas progresa dēļ modernākām automašīnām var būt cita veida katalītiskie neitralizatori.

dīzeļa automobiļa katalītiskais neitralizators

Dīzeļdzinējos parastie katalizatori ir divvirzienu. Tas ir, viņi rūpējas tikai par nesadegušo ogļūdeņražu noņemšana un CO. NOx tika atstāts tādu gāzes recirkulācijas sistēmu rokās kā EGR vārsts, kas tos atgrieza sadegšanas kamerā, lai pilnībā sadedzinātu.

Ir arī NOx akumulatora katalizators, kam ir svarīga loma sistēmu cīņā par to, lai dīzeļdegviela kļūtu vēl tīrāka un atbilstu turpmākajiem emisiju limitiem, kas būs vēl stingrāki nekā šobrīd. Tas atrodas aiz oksidācijas katalizatora un makrodaļiņu filtra, un tam ir īpašs slānis, kas savāc slāpekļa oksīdus no izplūdes gāzēm.

NOx uzglabāšanas katalizatorā izšķir divus dažādus darbības veidus: Normālā darbībā (Lambda > 1) NO vispirms oksidējas līdz NO2 un pēc tam, veidojoties nitrātam (NO3), tas uzkrājas katalizatorā par sārmu metālu oksīdu. (piemēram, bārija oksīds).

Tas pats, kas makrodaļiņu filtrs patiesais izaicinājums NOx uzglabāšanas katalizatoram ir reģenerācija, tas ir, periodiska akumulatora iztukšošana. Akumulatora reģenerācijai jāizveido eļļaini apstākļi izplūdes gāzēs (Lambda < 1). Šādos ekspluatācijas apstākļos ir tik daudz reducētāju (oglekļa monoksīda, ūdeņraža vai dažādu ogļūdeņražu), ka pēkšņi tiek atbrīvota nitrātu saite un cēlmetāla katalizators tiek pārveidots par netoksisku slāpekli (N2). Uzlādes ilgums ir aptuveni 30 līdz 60 sekundes atkarībā no apkalpošanas vietas, un reģenerācija ilgst no 1 līdz 2 sekundēm.

Lai noteiktu reģenerācijas nepieciešamību, ir nepieciešami daudzi temperatūras un spiediena sensori. Katalizators akumulators var samazināt NOx emisijas līdz pat 85%.

Tomēr pašreizējās dīzeļa automašīnas viņiem ir arī a SCR katalizators (selektīvs reducēšanas katalizators). Tas ir tas, ko izmanto kopā ar piedevu Reklāma zilā krāsā, kas ir nekas vairāk kā urīnviela, kas tiek izsmidzināta izplūdes gāzēs, pirms tās sasniedz šo katalizatoru. Tas ierosina ķīmisku reakciju, kas daudz efektīvāk nekā vecākas sistēmas sadala NOx par N2 un H2O.

Katalizatora defekti un to simptomi

Lielākā daļa no katalītiskā neitralizatora kļūmes ir saistītas ar kādu iepriekšēju dzinēja problēmu. Piemēram, degvielas pārpalikums izplūdes sistēmā (pārāk bagāts maisījums) sliktu aizdedzes sveču, nepareiza laika vai bojāta skābekļa sensora dēļ. Iemesls tam ir tas, ka katalītiskais neitralizators sasniedz pārāk augstu temperatūru, kas izkausē metāla sastāvdaļas un salauž keramikas matricu.

Var gadīties arī, ka eļļa vai antifrīzs nokļūst izplūdes sistēmā bojātu blīvju, blīvējumu dēļ vārsti sabojāts vai virzuļu gredzeni nēsāts. Tas izraisa kvēpu uzkrāšanos katalītiskajā neitralizatorā.

L katalītiskā neitralizatora kļūmes simptomi skaņa:

• Sapuvušu olu smarža ko izraisa benzīnā esošais sērs, kas degšanas laikā pārvēršas sērūdeņādā. Tā kā gāzu pārveide nenotiek bojāta katalizatora dēļ, sērūdeņradis nonāk ārā.
• Jaudas zudums, jo izplūdes sistēmu daļēji aizsprosto katalītiskais neitralizators. Ja šis šķērslis rodas tāpēc, ka materiāli kūst un lūst, jums būs jānomaina katalizators un jānoskaidro, kas ir dzinēja vaina, kas to izraisījusi. Ja to aizsprosto tikai netīrumi, varat mēģināt to notīrīt.
• Emisijas tests neizdevās. Lieki par to skaidrot, jo katalizators kaitīgās gāzes nepārvērš un tests liecina, ka tas nedarbojas. Spānijā tā ir transportlīdzekļu tehniskā apskate (ITV).

• grabošs troksnis zem automašīnas, kad tā darbojas tukšgaitā vai kustas. To izraisa katalizatora iekšpusē saplīsušās keramikas matricas daļas, kuras pārvieto izplūdes gāzes. Esiet piesardzīgs, jo, ja šie gabali sasniedz trokšņa slāpētāju, izplūdes sistēma var vairāk aizsprostot.
• Patēriņa pieaugums. Tas nav slikta katalītiskā neitralizatora simptoms, bet gan bagātīga degvielas maisījuma simptoms, kas mēdz sabojāt katalītisko neitralizatoru. Tāpēc tas ir simptoms, kas jāņem vērā.
• Dzinēja bojājuma indikators deg. Ja automašīnas sensori konstatē, ka gāzes pārveide nenotiek pareizi, vadības bloks ieslēgs šo brīdinājuma gaismu. Lai gan, tā kā tas kalpo arī daudzām citām kļūmēm, tas ir simptoms, kas pats par sevi neliecina par katalītiskā neitralizatora kļūmi. Varat savienot automašīnu ar OBD lasītāju, lai redzētu, kādu kļūdas kodu tas ir reģistrējis, lai uzzinātu, kāda ir konkrētā problēma.

Uzmanieties no aizsprostojumiem izplūdes sistēmā, jo tie paaugstina izplūdes kolektora un citu cauruļu temperatūru un var radīt daudz nopietnākus bojājumus automašīnai.

Lai gan dzinēja atteice ir visizplatītākais katalītiskā neitralizatora atteices cēlonis, ir arī modeļi, kuriem atkārtojas katalizatora problēmas konstrukcijas vai ražošanas defektu dēļ.

Katalizatora cena

Kā jūs redzējāt visā rakstā, ir vairāki katalizatoru veidi. Tāpēc to cenas var ievērojami atšķirties atkarībā no modeļa. Tomēr katalītiskā neitralizatora nomaiņa pret jaunu parasti ir starp 600 un 1.000 eiro vieglajām automašīnām. Jebkurā gadījumā šis skaitlis var būt lielāks, ja papildus parastajam katalizatoram tiek izmantoti citi katalizatori.

También existen universālie katalizatori par labu cenu saderīgs ar dažādiem modeļiem. Lai gan jums arī jāpārliecinās, ka tas atbilst eiro noteikumiem, kas ir un ir jūsu automašīnai apstiprināts. Tad mēs iesakām montāžu veikt profesionālim, jo ​​tas ir smalks elements.

Attēli - Frankieleons, Railijs Kaminers, Duurzaam Bedrijfsleven, Gonzalo Malpartida