Системы нейтрализации выхлопных газов машины

Эффективная нейтрализация выхлопных газов

Требования к нейтрализации выхлопных газов двигателей внутреннего сгорания растут из года в год. Несмотря на это, компетенции Liebherr в области двигателестроения позволили нам разработать оптимальные решения для соответствия даже самым строгим экологическим нормам. Мы предлагаем системы обработки выхлопных газов, которые надёжно работают в тяжёлых условиях эксплуатации, эффективно снижают выброс вредных веществ в атмосферу и, вместе с тем, оптимально сочетаются с нашими дизельными двигателями.

Дизельный двигатель D9508: на испытательном стенде производится замер выброса оксидов азота и сажевых частиц.

Liebherr традиционно придерживается принципов вертикальной интеграции производственных процессов. В этом ключе мы самостоятельно проектируем и изготавливаем основные компоненты и системы нашей техники. Учитывая растущие экологические требования к нейтрализации выхлопных газов, мы сосредоточили усилия на разработке собственной топливной аппаратуры и системы управления двигателем. Сегодня Liebherr предлагает унифицированный базовый двигатель, модульная архитектура которого позволяет быстро дополнять его разнообразными модификациями и системами нейтрализации ОГ. В результате двигатели Liebherr легко адаптируются к экологическим стандартам, действующим в различных странах и регионах.

Модульная система для любых норм токсичности отработавших газов

Двигатель с оптимизированным расходом топлива

• Дизельные двигатели
• Система топливоподачи Common Rail
• Блок управления двигателем

Система SCRonly согласно нормам Stage IV и Tier 4 Final

Система EGR согласно норме Stage ІІІА

Система SCRFilter согласно норме Stage V

Двигатель с оптимизированным расходом топлива

Базовые модели двигателей с оптимизированным расходом топлива и без системы нейтрализации ОГ подходят для применения в странах, где отсутствует жесткое регулирование норм токсичности отработавших газов. Они отличаются исключительной прочностью и надежностью работы даже при использовании топлива различного качества.

Система топливоподачи Common Rail

Оптимизированная система топливоподачи Liebherr, обеспечивающая высокий КПД двигателя при минимальном расходе топлива.

Блок управления двигателем

С помощью электронной системы управления двигателем регулируются не только процессы впрыскивания и сгорания топлива внутри двигателя, но и нейтрализация отработавших газов (ОГ).

Система EGR согласно норме Stage ІІІА

Базовая конфигурация двигателя с внешней системой рециркуляции отработавших газов (СРОГ) подходит для стран со сравнительно мягким регулированием в отношении норм токсичности ОГ. СРОГ позволяет снизить выбросы оксидов азота, удерживая их значение в пределах допустимого. При возврате части ОГ в цилиндры двигателя в них уменьшается процентное содержание кислорода. Таким образом понижается температура сгорания смеси и сокращается выработка токсичных оксидов азота.

Система SCRonly согласно нормам Stage IV и Tier 4 Final

Чтобы обеспечить соответствие нормам Stage IV и Tier 4 Final, регулирующим допустимую токсичность ОГ, достаточно оснастить дизельный двигатель Liebherr системой SCRonly. Она позволяет избежать необходимости внедрения целого ряда дополнительных технологий и оборудования: фильтра твердых частиц, СРОГ и дизельного катализатора окисления.

Система SCRFilter согласно норме Stage V

Разработанная Liebherr система SCRFilter включает в себя дизельный катализатор окисления, катализатор селективного восстановления и фильтр твердых частиц с системой избирательной каталитической нейтрализации. При этом фильтр SCRFilter всего на 20% длиннее предыдущих моделей, являясь при этом достаточно компактным решением, обеспечивающим соответствие норме токсичности ОГ Stage V (вступает в силу с 2019 г.) В странах с крайне жестким регулированием в отношении токсичности ОГ, таких как Швейцария, а также в отраслях, где действуют особые требования, например, в туннелестроении, эта система может с успехом применяться уже сегодня.

Технология SCRonly для стандартов Stage IV / Tier 4 final

Дизельный двигатель Liebherr D946 A7, соответствующий экологическим требованиям Stage IV

Для нейтрализации выхлопных газов в соответствии со стандартами Stage IV или Tier 4 final в двигателях Liebherr применяется технология SCRonly, основанная на принципе селективного каталитического восстановления. Система SCRonly гарантирует соблюдение экологических норм и, вместе с тем, позволяет отказаться от дизельных катализаторов окисления (DOC-катализаторов), сажевых фильтров (DPF) и систем рециркуляции ОГ (EGR). Высокую производительность технологии SCRonly обеспечивает система непрерывного мониторинга выхлопных газов. Вместе с тем, мы также повысили КПД самого катализатора селективного восстановления. Так, для более точной дозировки раствора мочевины AdBlue в системе SCRonly используются специальные инжекторы. Они максимально распыляют жидкость и способствуют более эффективному снижению выброса оксидов азота.

Преимущества

В основе инновационной технологии Liebherr SCRonly лежит катализатор селективного восстановления, позволяющий нейтрализовать выхлопные газы без применения катализаторов окисления и сажевых фильтров. Такая система обработки ОГ является одним из самых современных отраслевых решений. К преимуществам технологии SCRonly относятся:

• Компактные монтажные размеры
• Лёгкая конструкция
• Отсутствие сажевого фильтра, требующего регулярной очистки
• Продолжительные интервалы замены масла
• Низкая стоимость приобретения и минимальные эксплуатационные затраты
• Малая потребность в охлаждении за счёт отсутствия рециркуляции ОГ

Соответствие требованиям Stage V

Анализ потока газов в SCR-системе

Уже сейчас инженеры Liebherr работают над тем, чтобы обеспечить соответствие наших двигателей экологическим стандартам Stage V, которые в 2019 году вступят в силу на территории Европейского Союза. Одним из наиболее переспективных решенй в этой области являются наши SCR-фильтры, которые зарекомендовали себя в тоннелестроительных машинах Liebherr и успешно прошли сертификацию на соответствие нормам Stage IV на территории Швейцарии. Конструктивно это решение объединяет дизельный катализатор окисления (DOC-катализатор), катализатор селективного восстановления (SCR-катализатор) и сажевый фильтр с каталитическим покрытием. Данные фильтры нетребовательны и удобны в обслуживании. Как правило, потребность в чистке SCR-фильтров возникает не раньше 4500 моточасов, а выполнить её можно в любом центре восстановления компонентов Liebherr-Reman.

Устройство и принцип работы каталитического нейтрализатора

В составе выхлопных газов автомобиля содержится довольно много токсичных веществ. Для предотвращения их попадания в атмосферу используется специальное устройство, получившее название “каталитический нейтрализатор” (более известный как “катализатор”). Он устанавливается на автомобилях, оснащенных двигателями внутреннего сгорания, работающих как на бензине, так и на дизельном топливе. Зная принцип работы катализатора, вы сможете понять важность его работы и оценить последствия, которые может вызвать его удаление.

1. Конструкция и функции каталитического нейтрализатора
2. Принцип действия катализатора
3. Срок службы катализатора
4. Можно ли удалить катализатор

Конструкция и функции каталитического нейтрализатора

Нейтрализатор является частью системы выхлопа. Он располагается сразу за выпускным коллектором двигателя. Катализатор состоит из:

• Металлический корпус (монтажный мат), имеющий входной и выходной патрубки.
• Керамический блок (монолит). Представляет собой пористую структуру с множеством ячеек, которые увеличивают площадь соприкосновения выхлопных газов с рабочей поверхностью.
• Каталитический слой – специальное напыление на поверхностях ячеек керамического блока, состоящее из платины, палладия и родия. В последних моделях для напыления иногда используется золото – драгоценный металл, который имеет более низкую стоимость.
• Металлический кожух. Выполняет функции теплоизоляции и защиты катализатора от механических повреждений.

Главная функция каталитического нейтрализатора – это нейтрализация трех основных токсических компонентов отработавших газов, поэтому он получил свое название – трехкомпонентный. Вот эти нейтрализуемые компоненты:

• Окислы азота NOx – компонент смога, причина кислотных дождей, ядовиты для человека.
• Угарный газ СО – смертельно опасен для человека при концентрации в воздухе от 0,1%.
• Углеводороды CH – компонент смога, отдельные соединения канцерогены.

Принцип действия катализатора

На практике трехкомпонентный каталитический нейтрализатор имеет следующий принцип действия:

• Выхлопные газы из двигателя попадают внутрь керамических блоков, где проникают в ячейки, полностью заполняя их.
• Металлы-катализаторы палладий и платина провоцируют реакцию окисления, в результате которой несгоревшие углеводороды СН преобразуются в водяной пар, а угарный газ СО в углекислый.
• Восстановительный металл-катализатор родий преобразует NOx (оксид азота) в обычный безвредный азот.
• В атмосферу выпускаются очищенные отработавшие газы.

Если в автомобиле установлен дизельный двигатель, то возле катализатора всегда находится сажевый фильтр. Иногда эти два элемента могут быть совмещены в единую конструкцию.

Рабочая температура катализатора играет решающую роль в эффективности процесса нейтрализации токсичных компонентов. Реальное преобразование начинается только после достижения 300°С. Идеальной, с точки зрения эффективности и срока службы, считается температура от 400 до 800°С. В диапазоне температур от 800 до 1000°С наблюдается ускоренное старение нейтрализатора. Длительная работа при температуре свыше 1000°С оказывает губительное воздействие на катализатор. Альтернативой керамике, выдерживающей высокие температуры, является металлическая матрица из гофрированной фольги. Катализаторами в такой конструкции выступают платина и палладий.

Срок службы катализатора

Средний ресурс катализатора составляет 100 тыс. километров пробега, но при правильной эксплуатации он может исправно функционировать и до 200 тыс. километров. Основные причины раннего износа – неисправность двигателя и качество топлива (топливовоздушной смеси). При наличии обедненной смеси происходит перегрев, а при слишком богатой возникает засорение пористого блока остатками несгоревшего топлива, что препятствует протеканию необходимых химических процессов. Это приводит к тому, что срок службы каталитического нейтрализатора существенно снижается.

Еще одной распространенной причиной неисправности керамического катализатора являются механические повреждения (трещины), возникающие при механических воздействиях. Они провоцируют быстрое разрушение блоков.

При возникновении неисправностей работа каталитического нейтрализатора ухудшается, что фиксируется при помощи второго лямбда-зонда. В этом случае электронный блок управления сообщит о неисправности, выдав на приборной панели ошибку «CHECK ENGINE». Также признаками выхода из строя являются дребезжание, увеличение расхода топлива и ухудшение динамики. В этом случае его меняют на новый (оригинального производства или универсальный). Почистить или восстановить катализаторы невозможно, а поскольку это устройство имеет высокую цену, многие автомобилисты предпочитают просто удалить его.

Можно ли удалить катализатор

При удалении катализатора его очень часто заменяют на пламегаситель. Последний выравнивает поток выхлопных газов. Его установка рекомендуется для устранения неприятных шумов, которые возникают при удалении катализатора. При этом, если вы выбрали именно удаление, лучше полностью снять устройство и не прибегать к рекомендациям некоторых автомобилистов пробить в нем отверстие. Подобная процедура улучшит ситуацию только на время.

В автомобилях, соответствующих экологическим стандартам Евро-3, помимо удаления катализатора необходима перепрошивка электронного блока управления. Ее обновляют до версии, в которой отсутствует каталитический нейтрализатор. Также можно установить эмулятор сигнала кислородного датчика, который избавит от необходимости перепрошивать ЭБУ.

Наилучшим решением при поломке каталитического нейтрализатора будет его замена на оригинальную деталь в специализированном сервисе. Таким образом будет исключено вмешательство в конструкцию автомобиля, а его экологический класс будет соответствовать заявленному производителем.

Выпускная система

Выпускная система (другое наименование — система выпуска отработавших газов, выхлопная система) предназначена для отвода отработавших газов из цилиндров двигателя, их охлаждения, а также снижения шума и токсичности.

Система выпуска отработавших газов включает множество конструктивных элементов, среди которых выпускной коллектор, каталитический нейтрализатор, сажевый фильтр (на дизельных двигателях), глушитель и соединительные трубы.

Все конструктивные элементы выпускной системы расположены под днищем автомобиля.

Выпускной коллектор обеспечивает непосредственный отвод отработавших газов, а также продув цилиндров двигателя. Форма и размеры выпускного коллектора определяют характер колебательного процесса отработавших газов в выпускной системе, и в итоге влияют на мощность и крутящий момент двигателя. Колебательный процесс отработавших газов в выпускной системе должен быть согласован с колебательным процессом топливно-воздушной смеси в впускной системе.

На выпускной коллектор приходится самая большая температурная нагрузка, поэтому он изготавливается, как правило, из жаропрочного чугуна. К выпускному коллектору крепиться приемная труба глушителя.

Для изоляции конструктивных элементов выпускной системы от вибрации двигателя используется виброизолирующая муфта (обиходное название — сильфон). Сильфон представляет собой гибкий металлический шланг, закрытый стальной оболочкой.

Каталитический нейтрализатор предназначен для уменьшения концентрации вредных веществ в отработавших газах. В обиходе каталитический нейтрализатор называют катализатором. Разные модели автомобилей различаются конструкцией и расположением каталитических нейтрализаторов. На современных автомобилях применяются трехкомпонентные каталитические нейтрализаторы, защищающие от трех вредных веществ — несгоревших углеводородов, оксида углерода и оксида азота.

На дизельных двигателях применяется сажевый фильтр, который обеспечивает снижение выброса сажи в атмосферу с отработавшими газами. В выпускной системе сажевый фильтр может быть объединен с каталитическим нейтрализатором.

В современном автомобиле помимо выпускной системы применяются и другие экологические системы — вентиляции картера, рециркуляции отработавших газов, улавливания паров бензина.

Кислородный датчик служит для управления составом топливно-воздушной смеси двигателя за счет измерения кислорода в отработавших газах. Кислородный датчик хоть и устанавливается в выпускной системе, является конструктивным элементом системы управления двигателем.

В современных системах управления устанавливается два кислородных датчика – один перед каталитическим нейтрализатором, другой – за ним. Помимо кислородного датчика в выпускном тракте могут устанавливаться другие входные устройства: датчик температуры отработавших газов, датчик оксидов азота.

Глушитель, как следует из названия, предназначен для снижения уровня шума и преобразования энергии отработавших газов. Глушитель состоит из нескольких частей. В большинстве своем глушитель включает два элемента — предварительный глушитель (резонатор) и основной глушитель. Снижение шума в глушителе происходит за счет наложения звуковых волн, многократного изменения направления и величины потока отработавших газов, а также их поглощения.

На спортивных автомобилях, а также при тюнинге автомобиля устанавливаются так называемые прямоточные глушители, обеспечивающие прирост мощности двигателя.

Реагент AdBlue обеспечивает соответствие грузовых автомобилей стандартам Евро-4 и Евро-5, эффективно нейтрализуя вредные продукты сгорания дизельного топлива.

Статьи

В целях очистки выхлопных газов дизельных двигателей ведущие автопроизводители рекомендуют использовать водный раствор мочевины AdBlue. В его состав входят карбамид (мочевина) – 32,5 % и деминерализованная вода – 67,5 %.

Реагент AdBlue широко применяется в технике, работающей по технологии SCR (Selective Catalytic Reduction – селективная каталитическая нейтрализация), в качестве добавочной рабочей жидкости. На сегодняшний день практически все грузовые автомобили в развитых странах оборудованы системой очистки выхлопных газов. AdBlue обеспечивает соответствие современного большегрузного автотранспорта европейским стандартам (Евро-4, Евро-5).

Система SCR состоит из следующих компонентов:
• селективный катализатор, куда направляются горячие выхлопные газы;
• распылитель;
• дозатор;
• отдельный бак с AdBlue.

В катализатор добавляется определенное количество реагента. В ходе химической трансформации опасные оксиды азота распадаются на безвредный азот и водяные пары. В целях ускорения реакции можно воспользоваться пентаоксидом ванадия.

Применение жидкости EFELE AdBlue в системе SCR помогает избежать серьезных технических проблем вплоть до выхода двигателя из строя.

Правообладателем торговой марки AdBlue является разработчик SCR – Ассоциация Автомобильной Промышленности Германии (VDA). По его лицензии реагент производится на химических предприятиях, которые строго соблюдают технологические нормы по следующим основным стандартам:
• стандарт VDA;
• ISO 22241-1;
• ISO 22241-3.

Жидкость EFELE AdBlue – материал отечественного производства. Купить этот реагент надлежащего качества в России возможно, только обратившись к официальным дистрибьюторам.

Использование восстанавливающего агента AdBlue от компании “Эффективный элемент” способствует снижению уровня вредных веществ в выхлопных газах, а также:
• улучшает рабочие характеристики двигателя;
• уменьшает эмиссию частиц;
• максимизирует энергию топлива;
• сокращает расход топлива (в среднем на 5 %).

Реагент EFELE AdBlue безопасен для людей и животных (соответствует сертификату ЕС 67/548/ЕЕС), невзрывоопасен, нетоксичен и негорюч.

Расход жидкости AdBlue в среднем составляет 1,5…2 литров на 100 километров (4…6 % от общего потребления дизельного топлива). Уровень данного раствора в системе фиксируется при помощи специальных диагностических датчиков (OBD). В отсутствие реагента мощность двигателя ограничивается автоматически.

В рамках повышения эффективности технологии SCR необходимо обеспечивать чистоту жидкости AdBlue, а для этого следует соблюдать определенные правила ее хранения и эксплуатации.

Важную роль при работе с реагентом играет применяемое оборудование. Легко вступая в реакцию с различными материалами и веществами (алюминий, цинк, чугун, медь, латунь и др.), EFELE AdBlue провоцирует образование солей. При попадании в катализатор эти побочные продукты способствуют выходу его из строя.

Минимальный срок хранения реагента AdBlue – 12 месяцев. При температуре -10…0 °С он повышается до 36-ти месяцев. При -11 °С (и ниже) жидкость кристаллизуется, не теряя при этом своих свойств. Не рекомендуется хранить EFELE AdBlue при температурах свыше +35 °С.

ПОЧЕМУ НАМ ДОВЕРЯЮТ

Наши сотрудники — эксперты в области смазочных, герметизирующих и клеевых материалов. Мы предлагаем только оригинальные продукты ведущих зарубежных и отечественных производителей. Для любой задачи наших клинетов мы находим индивидуальное решение. Успешны наши клиенты — успешны мы!

ПОСЛЕДНИЕ НОВОСТИ

Благодаря материалам EFELE электрооборудование автомобилей стало долговечнее

На мебельных фабриках используются покрытия MODENGY

Автомобильный катализатор что это?

Выхлопная система современного авто, произведенного за рубежом или собранного по лицензии в России, намного сложнее того, что отечественный автопром устанавливал еще пару десятилетий назад на «Лады» собственного производства.

Выбросы автомобилей в атмосферу

Незаменимые в быту и хозяйственной деятельности человека автомобили представляют наибольшую опасность для среды обитания человека. Вредное воздействие продуктов сгорания автомобильных двигателей имеет глобальные и локальные последствия:

• Глобальные. Толщина и площадь озонового слоя, защищающего Землю от космических излучений, за последние десятилетия катастрофически уменьшилась, что в перспективе создает опасность для существования человечества.
• Локальные. В мире есть еще немало территорий с чистой экологией. Но это никак не касается городов, где уже сегодня дышать чистым воздухом практически невозможно.

Как в этих процессах участвуют наши автомобили? Самым непосредственным образом! Их доля в загрязнении окружающей среды составляет не менее 70%. Всего за один год эксплуатации среднестатистический автомобиль выбрасывает в атмосферу:

• 135 кг окиси углерода;
• 25 кг оксидов азота;
• 20 кг углеводородов;
• 4 кг двуокиси серы;
• 1,2 кг твердых частиц;
• до 10 кг бензопропилена.

Всего получается не менее 12 миллионов тонн веществ, которые уничтожают не только среду обитания человека, но и разрушают защитный озоновый слой планеты. С каждым годом количество автомобилей увеличивается, что в перспективе не сулит ничего хорошего.

В связи с этим на международном уровне приняты стандарты качества топлива и количества вредных веществ, попадающих в атмосферу в процессе его сгорания в автомобильном двигателе. С 2005 года в странах Евросоюза установлен экологический стандарт Евро-5 для всех производимых транспортных средств. В России переход на стандарт Евро-4 осуществлен в 2015 году.

Зачем нужен катализатор

Каталитический нейтрализатор выхлопных газов – элемент выхлопной системы автомобиля, ответственный за нейтрализацию вредных для экологии продуктов сгорания бензина – углеводородов, окисей азота и углерода, сажи. В любой каталитический реакции обязательно присутствую активные реагенты. В автомобильном катализаторе нейтрализация вредных веществ осуществляется в мелкоячеистых порах, покрытых тонким слоем редкоземельных и благородных металлов – палладий, иридий, платина. Благодаря им несгоревшие вещества принудительно и практически бесследно дожигаются.

Принцип работы

Трехкомпонентный каталитический нейтрализатор действует следующим образом:

• исходящие из цилиндров двигателя внутреннего сгорания выхлопные газы заполняют покрытые платиной и палладием ячейки, размещенные в керамических блоках;
• металлическое покрытие ячеек инициирует химическую реакцию, в результате которой происходит преобразование несгоревших углеводородов в водяной пар, а угарный газ превращается в углекислый;
• проходя через покрытые родием ячейки, оксид азота распадается на нейтральный азот и кислород;
• результат – из выхлопной трубы наружу поступают полностью очищенные от вредных компонентов газы.

Если в автомобиле установлен дизельный двигатель, то совместно с катализатором работает сажевый фильтр.

Устройство

Нейтрализатор всегда расположен после выпускного коллектора двигателя. В его состав входит:

• изготовленный из металла корпус с патрубками на входе и выходе;
• монолитный керамический блок, представляющий собой пористую структуру с многочисленными ячейками, обеспечивающими максимально большую площадь рабочей поверхности, с которой соприкасаются отработанные газы;
• каталитический слой, состоящий из редкоземельного палладия, иридия и благородной платины, а в некоторых моделях и менее дорогостоящего золота;
• теплоизоляционный металлический кожух, защищающий устройство от механических повреждений.

Катализатор предназначен для нейтрализации трех вредоносных компонентов выхлопных газов:

• ядовитых окислов азота, которые участвуют в образовании смога, провоцируют кислотные дожди;
• угарного газа, смертельно опасного для человеческого организма;
• канцерогенных углеводородов.

В современных автомобилях производители устанавливают катализаторы различных типов и модификаций. Вне зависимости от устройства и используемых для нейтрализации вредных продуктов сгорания топлива, все они более или менее в равной степени обеспечивают соответствующую европейским нормам степень очистки.

В современных автомобилях используются катализаторы:

• химические;
• металлические;
• керамические;
• магнитно-стрикционные.

Металлические

Это дорогостоящие катализаторы, в процессе производства требуют сложного технологического оборудования. В результате устройство не подвержено механическим воздействиям, колебаниям температуры. Металлическая передняя часть блока может служить нагревательным элементом. Тонкие стенки несущего материала обеспечивают невысокое аэродинамическое сопротивление, что позволяет использовать катализатор во всех разновидностях техники, в том числе повышенной мощности. Среди преимуществ – пониженный расход топлива и длительный срок эксплуатации.

Керамические катализаторы

Наиболее популярная сотовая конструкция, которая устанавливается на большинстве современных моделей автомобилей. Керамическая поверхность покрывается перечисленными выше благородными и редкоземельными металлами, которые активизируют свои каталитическое свойства под воздействием тепла. Срок службы керамического устройства в Европе не превышает 120 000 км. Это обстоятельство несколько смущает покупателей подержанных автомобилей. Но ввиду низкого качества бензина отечественного производства замену катализатора придется апроизвести после пробега максимум 80 000 км. Керамика – материал хрупкий и поэтому тряска наших дорог на ее целостности отражается самым негативным образом.

Сажевый фильтр

Если в бензиновом автомобиле используется каталитический нейтрализатор, то для очистки выхлопа дизеля устанавливается сажевый фильтр. Его задача – улавливание частиц сажи. Сажевый фильтр не имеет целью нейтрализацию вредных отходов в отработанных газах. В некоторых моделях авто производители устанавливают в сажевый фильтр дополнительные ячейки, предназначенный для улавливания содержащихся в газах вредных веществ.

Спортивный

Повышенная эффективность спортивного катализатора достигается за счет увеличенного слоя катализаторов. Напыления драгметаллов превосходит стандартные нейтрализаторы в 3-8 раз. В результате увеличивается его пропускная способность и срок эксплуатации. Спортивное устройство предназначено вовсе не для любителей экстремальной езды. Его можно установить и на дорогой спорткар, и на простой б/у автомобиль среднего класса.

Двухсторонние

Такие катализаторы предназначены для:

• преобразования вредного для здоровья угарного газа в нейтральный углекислый газ;
• окисления не полностью сгоревших углеводородов в воду и обычный углекислый газ.

Такие устройства нашли применение в дизельных двигателях.

Трехсторонние

Этот тип нейтрализатора решает следующие задачи:

• разложение окиси азота на составляющие – чистый азот и кислород;
• окисление угарного газа до углекислого газа;
• преобразование несгоревших продуктов в углекислый газ и воду.

Что делать, если катализатор вышел из строя

Катализатор ремонту не подлежит. Любая попытка обмануть бортовой компьютер приведет к тому, что ваш автомобиль превысит допустимые в цивилизованных странах пределы содержания вредных веществ в выхлопных газах. Цивилизованное решение – сдать вышедшую из строя деталь в утиль и установить новую, обеспечивающую безопасность для окружающих.

Другие новости

Признаки забитого катализатора

Каталитический нейтрализатор автомобилисты часто называют просто катализатором. Это устройство, которое очищает выхлопные газы, делая их не такими токсичными и более безопасными для окружающей среды. Оно представляет собой металлический корпус, в котором находится множество керамических ячеек с активным покрытием. Эти компоненты вступают в реакцию с выхлопным газом и очищают его химическим путем. Ячеистая структура задерживает частички сажи.

Электроника и оргтехника: утилизируем правильно

Со временем любая техника выходит из строя. Но не стоит сразу выбрасывать в мусорный бак технику после того, как она перестала работать. Системный блок, монитор, принтер, а также мышки и другие устройства можно сдать на повторную переработку. Если их правильно утилизировать, то около 94% таких отходов вернутся к нам в виде новых моделей техники и гаджетов. И только 6% содержащихся в них компонентов нельзя будет использовать повторно – они отправляются на заводы по переработке твердых отходов. Все это позволяет минимизировать вред окружающей среде.

Что лучше при удалении катализатора – обманка или прошивка?

Современные автомобили должны соответствовать всем нормам экологичности, поэтому перед выхлопной трубой устанавливается каталитический нейтрализатор (конвертер), или просто катализатор. Эта деталь состоит из множества очень мелких керамических ячеек, которые задерживают вредные вещества из выхлопных газов.

Что такое сажевый фильтр

Дизельные двигатели – самые «грязные». Кроме выхлопных газов, в них образуется еще и сажа. В отличие от бензиновых моторов, дизели используют обогащенное топливо. Именно различные примеси, а также конструктивные особенности подачи воздуха и горючей смеси, приводят к тому, что образуются продукты неполного сгорания, называемые сажей.

Системы нейтрализации выхлопных газов

При современном уровне развития техники наиболее эффективным способом снижения токсичности выхлопа является нейтрализация токсичных компонентов отработавших газов с использованием химических реакций окисления и (или) восстановления. С этой целью в выпускную систему двигателя устанавливают специальный термический реактор (каталитический нейтрализатор). Постоянное повышение экологических требований к выбросам вредных веществ заставляет автопроизводителей совершенствовать системы нейтрализации.

Как работает каталитический нейтрализатор

Системы нейтрализации бензиновых двигателей

Еще при введении норм Евро-3 в методику испытаний добавили режим холодного пуска: измерения производятся сразу же после запуска двигателя при температуре -7 градусов. При отрицательных температурах смесь нужно сильно обогащать – количество СО и СН при этом в выхлопных газах резко возрастает. А не успевший прогреться до рабочей температуры каталитический нейтрализатор практически бездействует.

Для решения этой проблемы было найдено несколько способов. Первый, сравнительно простой – расположить нейтрализатор не под днищем автомобиля, а поближе к выпускному коллектору. Так появились катколлекторы, в которых два узла объединены в один. Для более быстрого прогрева их изготавливают не из чугуна, а из тонкой стали. Чтобы уменьшить потери тепла предусматривается теплоизоляция.

Ускорить прогрев нейтрализатора можно и другим способом – добавить в выхлопные газы воздуха с одновременным обогащением топлива. Таким образом «лишняя» горючая смесь, догорая вне цилиндра, повышает температуру отработанных газов, а они, в свою очередь, быстрее нагревают нейтрализатор. В двигателях с непосредственным впрыском того же эффекта добиваются подачей дополнительной порции бензина во время рабочего хода. Есть и третий способ – разогрев нейтрализатора электрическим термоэлементом.

Повысить точность работы системы нейтрализации удалось добавлением второго датчика кислорода. Первый предназначен для контроля качества смеси – богатая она или бедная. А по показаниям второго контроллер более точно корректирует работу системы топливоподачи. Еще более совершенными являются широкополосные датчики – они способны определять, насколько соотношение воздуха и бензина отличается от стехиометрического.

Произошли изменения и в материале изготовления сот нейтрализатора. Мы привыкли к тому, что их изготавливают из керамики. Но она имеет ряд недостатков – в силу своей хрупкости не переносит тряски и ударов, быстро разрушается некачественным топливом или в случае нарушений в работе ЭСУД. В настоящее время все больше применяются соты из металлической проволоки. Они медленнее прогреваются и имеют меньшую рабочую поверхность, зато легко переносят механические воздействия и высокие температуры. Очень важно также то, что металлические соты создают намного меньшее сопротивление потоку выхлопных газов.

Еще одну проблему пришлось решать для современных двигателей с непосредственным впрыском, которые способны работать на бедных смесях. При этом достигается заметная экономия топлива, однако количество оксидов азота в выхлопных газов также значительно возрастает. Обычный нейтрализатор не в состоянии с ними справиться. Поэтому в выпускную систему дополнительно вводится NO-накопитель. Конструктивно он практически не отличается от обычного нейтрализатора, за исключением веществ, которыми покрываются его соты. Оксиды калия, стронция, циркония, кальция, лантана, бария задерживают оксиды азота. Периодически рабочая смесь обогащается, и накопленные вредные вещества выжигаются, разлагаясь при этом на азот и углекислый газ. Располагается накопитель после нейтрализатора, так как для его работы нужна более низкая температура (около 400 градусов).

Системы нейтрализации дизельных двигателей

Другой подход нужен к дизелям. Здесь приходится бороться с углеводородами, оксидами азота и сажей (твердыми частицами). Сажевые фильтры придуманы давно. В первых конструкциях накопившуюся сажу периодически выжигали при температуре около 600 градусов, кратковременно обогащая смесь. Но при этом увеличивался выброс других вредных веществ. Поэтому в современных конструкциях сажевый фильтр объединили с окислительным нейтрализатором. Одно устройство и оксиды азота разлагает, и сажу сжигает, причем при более низкой температуре (около 250 градусов).

Для очистки выхлопа грузовиков дополнительно применяется технология SCR (Selective Catalitic Reduction). Ее суть – периодический впрыск в нейтрализатор раствора мочевины (AdBlue). Там она превращается в аммиак и вступает в реакцию с оксидами азота. В результате образуются безвредные азот и вода.

Однако возможности ученых и изобретателей не безграничны. Нормы Евро-6, по всей видимости, – предел, достижимый современными ДВС. А дальше придется искать другие экологически чистые источники энергии.

Практические рекомендации

Во время и после работы двигателя корпус нейтрализатора имеет достаточно высокую температуру. В связи с этим, во избежание пожара, не следует парковать автомобиль над легко воспламеняющимися предметами, например сухими листьями, травой, бумагой и т.д.

Следует соблюдать основные правила, направленные на предупреждение ситуации, когда в нейтрализатор может попасть значительное количество несгоревшего топлива. В этом случае возможная вспышка может привести к его разрушению.

Наиболее общие рекомендации таковы:

• не следует бесполезно крутить двигатель стартером длительное время;
• нельзя пускать двигатель путем буксировки. Следует использовать метод “прикуривания” от другого автомобиля;
• запрещается проверять работу цилиндров, отключая свечи зажигания.
• при перебоях в работе системы зажигания не допускайте работы двигателя с высокой частотой вращения коленвала до устранения неисправности;
• не заливайте моторное масло сверх максимального уровня. Излишки масла, попав в каталитический нейтрализатор, могут повредить покрытие или полностью разрушить его.