Некоторые автовладельцы дорабатывают систему выпуска путём удаления каталитического нейтрализатора, часто называемого просто катализатором. Операция нелегальная и достаточно спорная, но многие к ней прибегают даже на совершенно исправных автомобилях с нормально работающей системой нейтрализации токсичности выхлопных газов. Причины такого явления требуют анализа противоречий между интересами инженеров, законодательства и водителей.
Зачем нужен катализатор и как он работает
Катализатор представляет собой пространственную структуру из металлов и керамики, размещаемую внутри выпускного коллектора или максимально близко к нему в приёмной трубе. Состоит он из мелких сот, позволяющих всем проходящим газам успеть прореагировать со стенками активной поверхности.
Суть каталитической реакции состоит в том, что благородные металлы, входящие в состав структуры, при высокой температуре обеспечивают быстрое дожигание вредных веществ, вылетающих из цилиндров. Ускоряя процесс. Сами металлы в нём не расходуются, что обеспечивает долгий срок службы, теоретически бесконечный. На практике всё обстоит значительно хуже.
Проблемы, возникающие во время службы каталитического нейтрализатора
Для обеспечения нормальной работы, а также общей конкурентоспособности автомобиля, оценивающейся в том числе и по полноте выполнения самых жёстких экологических нормативов, должно быть выполнено несколько условий:
- стенки сотовой структуры в активной зоне созданы максимально тонкими для эффективного теплообмена с проходящим газом;
- чтобы обеспечить максимально возможную площадь поверхности, содержащей нужный для каталитической реакции металл, каналы для прохода газа выполняются с минимальным сечением;
- газодинамическое сопротивление устройства не должно оказывать заметного влияния на эффективность очистки цилиндров от отработанных газов, поэтому тонких каналов должно быть как можно больше;
- материал стенок выбирается с учётом очень высокой рабочей температуры, поскольку ниже определённого порога, порядка 500 градусов, реакция протекает крайне медленно или вообще отсутствует;
- для постоянного поддержания сот в рабочем диапазоне температур, в них надо подавать кислород и топливо;
- чтобы устройство быстро прогревалось после пуска двигателя и входило в рабочий режим, его располагают в максимальной близости к выпускным клапанам головки блока цилиндров.
Всё перечисленное образовало устоявшийся облик современного катализатора. Это устройство с сотами из керамики, размещённое непосредственно внутри выпускного коллектора. Соответственно, его рабочая зона существует в условиях постоянных ударных нагрузок от пульсации давления выхлопных газов и высоких температур. Усугубляется ситуация при малейших неисправностях в системах двигателя. Нарушение состава смеси и проникновение масла в камеру сгорания вызывают дополнительный приток тепловой энергии, а продукты сгорания способны осаждаться на стенках сотовых каналов.
Высокая температура и наличие отложений ведут к разрушению тонкой керамики и забиванию каналов. Если стенки оплавляются, то путь выхлопных газов будет частично перекрыт, что снизит мощность и увеличит расход топлива.
Но самое страшное для двигателя начинается, если мелкие керамические осколки в виде тонкой абразивной пыли попадают в цилиндры двигателя. Такое вполне реально, на входе в коллектор всегда существуют турбулентные потоки, завихрения и скачки давления. А на режиме торможения двигателем возможен и эффект реверса выхлопных газов.
Попадая в цилиндры, керамика начинает царапать их очень точно выполненные стенки, вызывая задиры. По ним масло попадает в камеру сгорания, растёт его расход, что в свою очередь ещё больше ухудшает условия работы катализатора.
Последствия разрушения, ремонт и способы устранения катализаторов
Блоки цилиндров с царапинами и задирами приходится восстанавливать, что возможно только путём дорогостоящего капитального ремонта двигателя. Удаление катализатора уже после нанесённого им ущерба не поможет. Поэтому многие владельцы стремятся убрать его заранее, не дожидаясь последствий. Или сменить на ремонтный, где требования по экологии не настолько жёсткие, поэтому он прочнее, хотя и менее эффективен.
Можно порекомендовать профилактическую замену катализатора в самом начале его разрушения, но для этого придётся регулярно проводить процедуру эндоскопии. Поэтому не очень озабоченные экологией владельцы просто устраняют прибор из коллектора даже при небольших пробегах. Машины, где это особенно актуально, хорошо известны предприятиям авторемонта.
После устранения решаются две возникшие проблемы – реакция на это системы управления двигателем и изменение звука выхлопа. Первое лучше всего решать перепрошивкой блоков на более низкий экологический стандарт, то есть без контроля состояния катализатора, а второе – вваркой специальной перфорированной трубы с наполнителем, часто называемой пламегасителем.
Производители автомобилей знают о проблеме, поэтому многие катализаторы выполняются достаточно прочными и не разрушаются при эксплуатации. А от перегрева спасает регулярная диагностика системы питания и состояния цилиндров. В штатных режимах катализаторы служат даже дольше, чем двигатель в целом.