Для сокращения выбросов вредных веществ все бензиновые и некоторые дизельные двигатели машин оснащают катализаторами. Рассказываем, что это, как работает и какие проблемы могут возникать с такими элементами.
Что такое катализатор в автомобиле и для чего он нужен
Простыми словами, катализатор или каталитический нейтрализатор — это фильтр. Он представляет собой металлический корпус, внутри которого расположены керамические соты. На них нанесено напыление из драгоценных металлов — платины, родия, палладия. Катализатор установлен рядом с выпускным коллектором двигателя и является частью выхлопной системы.
Когда отработавшие газы проходят через катализатор, они вступают в реакцию с драгоценными металлами на поверхности сот. Это позволяет нейтрализовать окись углерода, оксиды азота и углеводороды. У рядных двигателей предусмотрен один катализатор, а у V-образных чаще всего устанавливают два катализатора — по одному на каждый ряд цилиндров.
В системе предусмотрен кислородный датчик — лямбда-зонд. Он установлен в выхлопной магистрали после катализатора. Этот сенсор проверяет работу катализатора, оценивая содержание кислорода в отработавших газах. Информация от датчика поступает в блок управления двигателем. Если показатели отличаются от номинальных — на приборной панели появляется индикатор ошибки. Но в некоторых случаях это может произойти не из-за неисправности катализатора, а по причине выхода из строя самого датчика.
Насколько катализатор полезен для автомобиля
Польза автомобильных катализаторов для окружающей среды очевидна: в воздух попадает меньше вредных веществ. Для водителя и пассажиров польза катализатора выражается в менее едком запахе выхлопных газов.
С другой стороны, после запуска холодного двигателя (ДВС) нужно прогреть катализаторы, потому что нейтрализация вредных веществ происходит при температуре не менее 300 градусов. Поэтому после старта ДВС для быстрого прогрева нейтрализаторов силовой агрегат расходует больше топлива.
Есть мнение, что катализатор снижает мощность двигателя. Это справедливо только отчасти. Исправный каталитический нейтрализатор практически не влияет на скорость потока выхлопных газов. Но есть элемент забился или оплавился, то мощность ДВС действительно снижается.
Почему воруют катализаторы
Встречаются случаи воровства катализаторов. Чаще всего это происходит с моделями, у которых элементы установлены в открытом доступе под днищем. Злоумышленники вырезают нейтрализатор из магистрали, а затем продают драгоценные металлы, которые содержат эти элементы.
Если катализатор украли, придётся установить новый элемент или пламегаситель. Во втором случае также потребуется обманка кислородного датчика или перепрошивка блока управления двигателем.
Неисправности катализатора — причины и признаки
Каталитический нейтрализатор, как и любой другой элемент автомобиля, не может выполнять свои функции вечно. Наиболее распространённая проблема — соты внутри фильтра забиваются отложениями. Со временем это происходит вне зависимости от условий эксплуатации автомобиля. Но использование некачественного топлива ускоряет появление отложений. Так происходит потому, что в его составе много примесей, и при сгорании остаётся сажа.
Если катализатор забит, то отработавшим газам сложнее проходить по магистрали. Поэтому двигатель начинает терять мощность, а на приборной панели может появиться индикатор ошибки. Но это не самое страшное. Если катализатор сильно забит, то возможно разрушение керамических сот. Тогда крошка попадает в ДВС и вредит поверхности стенок цилиндров, а также другим элементам поршневой группы.
Если попадание керамической крошки происходит долгое время, то на стенках цилиндров возникнут задиры. Тогда двигатель будет расходовать много масла, а для устранения дефекта потребуется капитальный ремонт. Выявить задиры можно при диагностике двигателя с помощью эндоскопа. Это устройство с камерой в гибком корпусе, которое можно поместить в цилиндр через свечной канал.
Ещё одна проблема с катализатором — оплавление и так называемое спекание сот. Тогда выхлопным газам становится трудно проходить через нейтрализатор, и мощность двигателя снижается. Также могут появляться ошибки на приборной панели.
Оплавление происходит из-за увеличения температуры выхлопных газов. Например, если происходят пропуски зажигания или форсунки подают слишком много топлива, то оно сгорает не в двигателе, а в выхлопной системе. Тогда температура катализатора может увеличиться до 900 градусов, и произойдёт оплавление сот.
Ещё одной причиной того, что топливо не успевает сгореть в ДВС, может быть использование низкооктанового бензина. В этом случае происходит позднее зажигание, и бензин догорает в выхлопной системе.
Реже встречается разрушение катализатора вследствие конструктивных просчётов. В таком случае керамические соты выкрашиваются вне зависимости от условий эксплуатации. Такие проблемы могут возникать на небольших пробегах — до 100 000 км.
К разрушению керамических сот может привести термоудар — резкий перепад температур. Так происходит, например, если на горячий катализатор попадает вода. Это может случиться при проезде через глубокую лужу.
Повредить катализатор можно при внешних механических воздействиях. Это может произойти из-за неаккуратных действий мастеров в сервисе или при наезде на препятствие. Также к разрушению керамических сот постепенно приводят повышенные вибрации. Например, они могут возникать из-за пришедших в негодность опор ДВС или из-за неправильной работы силового агрегата.
Проверить состояние катализатора можно с помощью эндоскопа. Для этого нужно отключить и демонтировать кислородный датчик, а затем поместить устройство в канал. Визуально мастер автосервиса сможет оценить состояние сот.
Удаление катализатора
Если обнаружили, что катализатор пришёл в негодность, его можно удалить из системы. Есть два варианта решения такой задачи. Можно удалить из штатного катализатора керамические соты и уплотнитель, который прилегает к стенкам корпуса.
Проводить такие работы нужно только после демонтажа элемента — иначе керамическая крошка может попасть в двигатель через открытые клапаны. Поскольку корпус катализатора несъёмный и неразборный, его нужно вырезать из магистрали, а затем разрезать. После удаления сот корпус заваривают и устанавливают на место с помощью сварки. При этом звук работы двигателя будет резонировать в пустом корпусе и станет громче.
Также можно удалить соты катализатора и установить внутрь пламегаситель. Этот элемент представляет собой металлический корпус цилиндрической формы, внутри которого установлен материал, гасящий вибрации и шумы. Диаметр пламегасителя должен соответствовать диаметру магистрали выхлопной системы.
Некоторые сервисы предлагают удалить катализатор бесплатно. Дело в том, что эти работы не слишком сложные, а сдав драгметаллы, которые содержатся в нейтрализаторе, можно заработать. Сами автовладельцы редко сдают катализаторы, потому что процесс удаления занимает у человека без опыта много времени и требует использования специального оборудования. В связи с этим недобросовестные сервисмены могут обманывать автомобилиста, заявляя, что проблемы с ДВС возникли из-за катализатора. Поэтому есть вероятность, что после удаления нейтрализатора неполадки не исчезнут.
На физическом удалении начинки катализатора или установке пламегасителя работы не заканчиваются. Система будет видеть недопустимые значения, которые передаёт кислородный датчик. Поэтому на приборной панели появится индикатор неисправности. Чтобы этого избежать, нужно установить так называемую обманку датчика или прошить блок управления под нормы ЕВРО-2.
Обманка может быть механической или электронной. Механический элемент представляет собой втулку с фрагментом нейтрализатора, которую устанавливают перед кислородным датчиком. Благодаря этому сенсор передаёт в блок управления правильные данные для штатной работы ДВС. Электронная обманка — это датчик, который постоянно передаёт в блок управления правильную информацию. Со временем элементы обоих типов могут выйти из строя. Тогда на приборной панели снова появится ошибка, а двигатель будет работать неправильно.
Прошивка блока под нормы ЕВРО-2 — это изменение штатного программного обеспечения блока управления двигателем. После установки прошивки блок управления перестанет опрашивать кислородный датчик, и элемент не будет влиять на работу силового агрегата.
Последствия удаления катализатора
Если у машины был забитый катализатор, то после его удаления двигатель сможет работать с номинальной мощностью и снизится расход топлива. Также изменится звук работы ДВС — он станет громче.
При этом у выхлопных газов появится резкий неприятный запах. Водитель и пассажиры будут чувствовать его при прогреве двигателя или в пробке. Если машина стоит на закрытом паркинге, то соседи по стоянке могут пожаловаться, а администрация, например, запретит прогревать машину на территории стоянки.
Без катализатора современной машине не получится оформить диагностическую карту. Так происходит потому, что реальный объём вредных веществ будет превышать нормы ЕВРО-4 или ЕВРО-5 (зависит от модели автомобиля). Соответствие определённому экологическому классу прописано в паспорте транспортного средства (ПТС).
Обманки могут периодически выходить из строя, и тогда нужно будет обращаться в сервис, приобретать и устанавливать новые элементы.
Замена катализатора
Если неисправны катализаторы, то более правильным решением будет их заменить. При этом оригинальный элемент даже на автомобиль бюджетного сегмента стоит очень дорого — из-за драгоценных металлов. Приобретать бывший в употреблении элемент рискованно, поскольку неизвестно, как эксплуатировали машину, с которой его сняли. Также далеко на каждый продавец б/у запчастей может подтвердить пробег автомобиля-донора.
Альтернативный вариант — покупка универсального катализатора. Они различаются не только размерами и формой, но и исполнением сот. Например, штатный катализатор может подходить под нормы ЕВРО-4, а универсальный — под ЕВРО-3. При установке такого элемента придётся использовать обманку кислородного датчика или перепрошивать блок управления.
Купить универсальный катализатор проще всего в крупном онлайн-магазине или в магазине, который специализируется на выхлопных системах. Сотрудники профильных магазинов смогут подобрать деталь по параметрам конкретной марки автомобиля.
Работы по замене катализатора проходят с применением сварки. Старый элемент вырезают из магистрали, а затем устанавливают новый. Если используют универсальный катализатор, то могут потребоваться дополнительные крепления или переходники.
Спортивные катализаторы и даунпайпы
Спортивные катализаторы также очищают отработавшие газы от вредных веществ. При этом внутри корпуса установлены более крупные соты, а эффективность нейтрализации выше, чем у обычных элементов. Поэтому поток отработавших газов проходит через катализатор быстрее. Спортивные катализаторы стоят дороже обычных.
В рамках тюнинга автомобиля вместо катализаторов могут устанавливать даунпайпы. Это специальная металлическая труба, которая отводит отработавшие газы. Благодаря большему диаметру пропускная способность магистрали увеличивается. В среднем установка даунпайпа позволяет прибавить от 3% до 10% мощности двигателя.
FAQ
Существуют автомобили без катализаторов?
Да, катализаторы не сразу стали обязательными для всех автомобилей. Например, в США нейтрализаторами стало необходимо оснащать новые машины с 1975 года. В СССР на тот период жёстких экологических требований к выбросам вредных веществ не было. Современные легковые автомобили российского производства оснащены катализаторами. Исключениями являются некоторые виды спецтехники, автомобили, которые используют в автоспорте, и военные транспортные средства.
Без катализатора машина становится мощнее?
Нет, если катализатор не забит и не оплавлен, то после его удаления существенной разницы в динамике не будет. При этом от катализаторов отказываются в процессе тюнинга автомобиля. Это даёт результат в совокупности с другими операциями — например, чип-тюнингом.
Как понять, что катализатор неисправен?
О неисправном катализаторе скажут ошибки на приборной панели, а также снижение мощности двигателя. Например, чтобы разогнаться, потребуется сильнее давить на педаль газа. Также разгон будет занимать больше времени.
Могут ли быть проблемы, если у машины нет катализаторов с завода?
Нет, потому что экологический класс прописан в ПТС. При проверке автомобиля сверяют фактические значения с номинальными.
Что лучше — обманка кислородного датчика или прошивка блока?
Если удаляют катализатор, то надёжнее перепрошить блок управления, потому что обманка может выйти из строя. Но для прошивки нужно специальное оборудование, которое есть не в каждом сервисе.
Вывод
Каталитический нейтрализатор делает автомобиль более комфортным в эксплуатации, а также снижает вред, который ДВС наносит окружающей среде. При этом неисправный элемент может стать причиной ухудшения характеристик автомобиля, а также серьёзных неполадок с двигателем. Поэтому важно следить за состоянием катализатора и вовремя провести замену элемента или удалить его из системы.
Читайте также:
Подпишитесь на наш канал, если статья была полезной