Так как при сжигании топлива выделяются токсичные соединения, современный автомобиль предусматривает наличие устройства катализатора в своей выхлопной системе для минимизации ядовитых выбросов в атмосферу.
Из общеобразовательных курсов по химии хорошо известно, что катализатор это некоторое вещество, ускоряющее процесс какой-либо химической реакции, но не вступающее в неё. Собственно, главными химическими катализаторами в этом автомобильном устройстве выступают такие металлы как: хром, медь, никель, родий, золото, палладий. А принципом его работы является катализация химических процессов посредством перечисленных материалов.
Компоновка выхлопной трубы, в которой устанавливается катализатор, может предусматривать его установку как на выпускном коллекторе, так и непосредственно после него. Соответственно, устройство имеет высокие рабочие температуры (до 300 C), что повышает его эффективность. Но и по этой же определяющей причине ресурс катализатора не велик, срок службы каждой конкретной модели указывается производителем.
В основной массе современные катализаторы трёхкомпонентного типа, т. е. их конструкция предполагает наличие трёх специальных преобразователей, призванных снизить выброс соответствующего токсичного вещества.
Обычно корпус, выполненный в виде большой колбы, изготавливается из листовой нержавеющей стали, внутреннее пространство которой заполнено рядом металлических сот или бусин из керамики, напылённых катализирующим веществом. Для напыления, в основном, использовались родий и платина – , тогда как теперь, для некоторого удешевления изделия, чаще используется золото; а также палладий. Конструкция с применением керамики имеет большее распространение вследствие хорошей термо устойчивости и сравнительной дешевизны, но и обладает таким существенным недостатком, как хрупкость. Не редко водители, при движении по неровному дорожному полотну и повреждении детали от незначительного удара, далеко не сразу замечают поломку.
Принцип работы катализатора
В основе работы автомобильного катализатора лежит полезное применение двух возможных типов химических реакций – окислительной и восстановительной.
Восстановительная реакция происходит за счёт драгоценных металлов – родия, платины или золота, и препятствует выбросам соединений азота. Сталкиваясь с молекулами перечисленных металлов, молекулы оксида и двуокиси азота теряют атомы азота, высвобождая кислород. Сталкиваясь между собой, атомы азота переходят в газообразное состояние.
За осуществлением окислительного процесса обычно стоит палладий. По сути, при катализации сгорают окиси углерода и попавшее в выхлопную систему топливо. А кроме того, объёмы не распавшегося оксида азота, вступая во взаимодействие с уже образовавшимся кислородом, образуют углекислый газ.
В конечном итоге, в основной массе выделяются неопасные, а также являющиеся нормой для естественной атмосферы соединения: азот, углекислый газ, вода.
Поломка катализатора
Исходя из конструктивного типа, катализаторы более или менее подвержены определенным характерным механическим и иным повреждениям.
Для керамических, обычно это:
- Удар о твердую поверхность;
- Резкий перепад температуры при попадании воды;
- Внутренний взрыв при позднем воспламенении топлива.
Для остальных, это:
- Износ поршневых колец;
- Нештатное попадание через систему каких-либо хим. жидкостей;
- Низкокачественное топливо;
- Образование некачественной воздушно-топливной смеси;
- Длительный перегрев.
Признаками неисправного катализатора являются:
- Посторонние звуки из корпуса узла при механических повреждениях;
- Снижение мощности и неустойчивая работа двигателя на холостых оборотах;
- Чрезмерный нагрев устройства.
Ремонт катализатора
Отремонтировать катализатор в гаражных условиях чаще всего не представляется возможным. Такая ситуация обуславливается как сложностью, так и не рентабельностью его ремонта. В полной мере это касается отслуживших положенный срок узлов. И потому, весь ремонт обычно сводится к замене на новый.
Цена на новый катализатор не может быть не высокой уже ввиду, конечно, наличия в нём драгоценных металлов. Как альтернативу дорогому прибору применяют упрощённое "универсальное" устройство, без керамики и сот внутри корпуса. Или же, исключив катализатор или его удешевлённый аналог, систему комплектуют пламегасителем, вовсе не очищающим выхлоп, а, в основном, снижающим шум. Нужно отметить, что в таком случае или даже в случае использования не оригинального и рекомендованного производителем катализатора, заявленный экологический класс транспортного средства теряет актуальность. Это обстоятельство может быть выявлено при проведении технического осмотра автомобиля и соответствующем замере газов выхлопа.