Катализатор в двигателе: ТрансТехСервис (ТТС): автосалоны в Казани, Ижевске, Чебоксарах и в других городах

Содержание

Как влияет катализатор на тягу двигателя? Для чего нужен и его влияние.

Катализатор автомобиля отвечает за выполнение важных функций – снижение токсичности выбрасываемого выхлопа и предупреждение выброса в атмосферу вредных компонентов, которые негативно сказываются на здоровье людей. Неопытные владельцы автомобилей считают, что эти компоненты наносят вред иным элементам транспорта, в частности, двигателю. Чтобы понять, как катализатор влияет на мощность мотора, требуется разобраться с устройством запчасти.

Особенности

Нейтрализатор предназначен для фильтрации выхлопных газов, поэтому он не способен разрушить, а наоборот обеспечивает более эффективную работу всех узлов и компонентов. Единственная ситуация, когда катализатор способен навредить мотору, является эксплуатация неисправного узла или несоблюдение рекомендаций по использованию. В таком случае можно ожидать такого влияния на автомобиль:

Если заливать этилированное топливо низкого качества, то это вызывает оплавление сот катализатора, что в результате приводит к их разрушению. Такой бензин портит и остальные части машины.
Если нейтрализатор поврежден, то это приводит к снижению эффективности по очищению выхлопов, из-за этого токсичные газы проникают к остальных компонентам системы выхлопа, что негативно сказывается на их работе.
При избавлении от автокатализатора вместо его замены произойдет сбой в системе управления, поэтому будет необходима прошивка электронного блока.

Испорченный, забитый сажей, оплавленный катализатор, у которого повреждены соты, сильно влияет на эффективность мотора. Если происходит задержка выхлопных газов в системе, то снижается мощность мотора. Так как водитель вынужден постоянно давить на педаль аза, увеличивается расход топлива, что приводит к дополнительным затратам.

Если в автомобиле используется запчасть, которая давно вышла из строя, то она наносит вред окружающей среде, так как она выбрасывает не безвредные пары углерода и азота, а отравляющие соединения. Ответственный водитель должен заменять катализатор своевременно.

Признаки неисправности

Можно задуматься о замене автомобильного катализатора при возникновении определенных признаков:

Автомобиль стал потреблять больше топлива, но на это нет видимых причин;
Для набора оптимальной скорости требуется регулярно давить на педаль газа;

Даже в салоне автомобиля можно ощущать неприятный запах выхлопа;
Увеличивается количество выбрасываемых выхлопных газов;
При разгоне есть постукивания, а также ощущаются вибрации;
Автомобиль часто глохнет.

Если обратиться в пункт приема отработанных катализаторов для утилизации блока, то можно сэкономить на покупке новой запчасти.

Виды катализаторов

Катализаторы выпускаются двух типов металлические и керамические. Оба вида представляют собой устройства, которые состоят из множества сот малых размеров, сквозь которые проходят разогретые выхлопные газы.

Блок способен разрушаться под воздействием высоких температур, а его мелкие частицы засасываются в мотор, где царапают зеркальное покрытие цилиндров, что приводит к повышению расходу масла и ускорению износа поршней и всего ДВС в целом.

В качестве основной составляющей нейтрализатора можно назвать каталитический носитель: металлические или керамические соты, которые покрывает тонкий слой драгметаллов: родия, палладия, платины или иридия, характеризующихся повышенной химической активностью. Выхлопные газы вступают во взаимодействие с напылением сот, поэтому химически связываются.

Современные катализаторы преимущественно трехкомпонентные, то есть, в их составе есть три компонента, отвечающих за последовательное очищение газов:

Первый связывает оксид азота;
Второй устраняет несгоревшие топливные частицы, борется с окисью углерода;
Третий содержит датчик кислорода, отвечающий со определение состава газов на выходе и передачу данных ЭБУ.

До катализатора в системе имеется еще один датчик, который является управляющим.

Катализатор – это блок в виде бочонка овальной формы, который внедрен в выхлопную систему авто. Первые модели нейтрализаторов крепились под передней частью днища, примерно посередине между первым глушителем и выпускным коллектором.

В автомобилях, соответствующих нормам Евро-4 и Евро-5 блок размещен максимально близко – закрепляется к головке блока цилиндров.

Этот метод сильно осложняет компоновку моторного отсека, но повышает эффективность очищения выхлопа, так как для каталитической реакции температура должна быть более 300 градусов. Этот показатель хорошо достигается в области ближе к мотору, где катализатор быстрее прогревается и приступает к работе. Без нейтрализатора для полного преобразования CO и CH требуется температура более 700-800 градусов и при условии поставки избыточного объема кислорода. Без катализатора не получится нейтрализовать NOx.

Неисправности катализатора

Производителями автомобилей не предусмотрен какой-то особый регламент по замене катализатора, по умолчанию предполагается, что блок будет работать весь срок эксплуатации транспортного средства. Однако для этих узлов средний срок службы равен 100-150 тыс. км пробега. Нейтрализаторы с керамическими сотами выходят из строя намного быстрее металлических.

Можно выделить три группы неисправностей:

Оплавление. Происходит спекание сот коллектора, при этом проход выхлопных газов сильно осложняется. Такое обычно связано с экстремально высоким повышением температуры выхлопа до 900 градусов и выше. При том, что спекание охватывает не весь внутренний диаметр, проходимость катализатора падает, что вызывает повышение температуры в нем, а далее повреждение всех остальных сот.
Разрушение керамики. Хрупкие соты имеют свойство крошиться, что вызывает не только повреждение катализатора, но и проникновение осколков в рабочую камеру, что приводит к повреждению остальных узлов: поршневой группы, турбины, что вызывает необходимость замены или капремонта мотора.

Засорение. Нейтрализатор забивается продуктами неполного сгорания топлива, а иногда масла, что вызывает его непроходимость.

Чтобы проблемы с катализатором не возникли, требуется соблюдать несколько рекомендаций:

Не крутить двигатель стартером длительное время, чтобы топливо не перелилось;
Не запускать мотор с толкача;
Не проверять работу цилиндров при помощи отключения свечей зажигания.

Важно помнить, что при работе катализатор сильно нагревается, и избежать возгорания можно, если не заезжать для парковки на деревянные помосты, сухую траву или аналогичные места.

Как катализатор может навредить или двигатель автомобиля

Катализатор – это одно из устройств в составе выхлопной системы авто, которое отвечает за очистку выходящих газов. В нем происходит реакция, обеспечивающая снижение негативных последствий от воздействия веществ на атмосферу. Минимизируются загрязнения, так как работа системы регулируется кислородными датчиками. Снизу есть дополнительный экран на устройстве, исключающий сильный перегрев. Объем выбросов снижается за счет использования одного классического нейтрализатора в 10 раз.

Негативные последствия для мотора

Есть один момент, о котором не говорят производители авто, эксперты и экологи. Чтобы устройство для превращения токсичных газов в безопасные стало полноценно работать, требуется разогреть его до 700 градусов. Для этого машина должна непрерывно проехать 10 км и более.

Не так давно в интернете стала появляться информация о том, что участились случаи поломки авто КИА. Суть проблемы была в том, что происходило разрушение катализатора до пыли, которая проникала в цилиндры. Это губило моторы. Эксперты не пришли к единому мнению.

Можно вспомнить схему работы мотора. В моторах обычно есть клапан ЕГР, который открывается, чтобы засосать часть газов, направляемых на впуск. На этом этапе керамические частицы с катализатора могут проникать в систему впуска.

Еще один элемент – система регулировки фаз и газораспределения. Это мощная и эффективная система, которая обеспечивает эксплуатацию мотора в заданном режиме. В другой стороны возникают моменты, когда все выпускные клапаны одного цилиндра оказываются открыты, а в другом лишь часть. Различается давление, поэтому растет вероятность проникновения керамической пыли внутрь мотора.

Вполне можно сделать вывод о том, что вред будет тем больше, чем ближе катализатор к выпускному коллектору. Нейтрализатор разрушается из-за топлива низкого качества, замены свечей не по графику, проблем с формированием топливной смеси и прочих факторов.

Удалить катализатор?

Если этот блок выходит из строя, то 99% владельцев авто от него просто избавляются. Покупка нового – это недешевое удовольствие за счет наличия в составе драгметаллов. Блок надо удалять полностью, не нужно придумывать какие-то хитрости, так как это только сделает хуже. Иногда выполняют чистку катализаторов от серы и пыли. Однако они могут быть забиты парафином после заправки топливом, и в этом случае ничем не исправить ситуацию. Остается только ставить обманку или новый блок.

Эксплуатация катализатора

Негативные последствия от использования катализатора могут наступить в том случае, если он оплавляется, перекрывая доступ выхлопных газов к выходу. Керамические блоки после отработки ресурса начинают крошиться, создавая мелкую абразивную пыль, проникающую в мотор. Срок эксплуатации катализатора составляет 200-300 тыс. км пробега, но в российских условиях эксплуатации ресурса блока хватает на 70-100 тыс. км.

У современных моделей автомобилей катализатор установлен сразу после выпускного коллектора. Это делается специально, чтобы удорожить обслуживание и ремонт транспортного средства. Ранее этот блок стоял как можно ближе к глушителю.

Можно просто удалить катализатор, но это приведет к тому, что на приборной панели будет гореть чек, так как заводом-изготовителем не предусмотрена возможность для удаления блока. При этом мотор переходит в аварийный режим работы, в котором он потребляет больший объем топлива при существенной потере мощности.

Удаление катализатора – это операция, после которой нужно как-то обмануть систему, чтобы привести ее к нормальной работе. Можно прошить ЭБУ, но это могут сделать не все мастера. Еще один вариант – установка специальной обманки, которая изготавливается самостоятельно или продается в магазине. Для автомобилей класса Евро3 и выше требуется использовать не просто обманку, а дополнить ее кусочком катализатора, ранее стоявшего на авто. Заменить нейтрализатор можно пламегасителем, но любые манипуляции являются незаконными.

Неполадки катализатора

Есть несколько признаков того, что катализатор начал выходить из строя:

Автомобиль утрачивает мощность, теряет скорость и снижает динамику при разгоне. Обычно это возникает, если катализатор забит. Если решение проблемы затягивать, то блок забьется полностью, поэтому мотор просто не заведется.

При движении в днище слышен грохот. Если блок катализатора начал распадаться, то это может привести к появлению таких звуков. Часто загорается чек, поэтому не нужно рисковать, а правильнее отправиться в сервис.
Загорелся индикатор чек. Обычно ЭБУ автомобиля распознает наличие проблемы, поэтому оповещает автовладельца о неисправности.

Описанные симптомы появляются одновременно или по отдельности, но диагностику лучше не откладывать, так как можно столкнуться с негативными последствиями.

Устройство каталитического нейтрализатора

В основе катализатора заложены металлические или керамические соты. В зависимости от модели на стенках нанесен микроскопический слой из родия, платины и палладия. Это металлы, которые обладают повышенной химической активностью. Когда выхлопы касаются напыления, они вступают с ними в химическую реакцию. Частично элементы, формируемые в результате сгорания топлива, связываются с ними.

Современные каталитические нейтрализаторы трехкомпонентные:

Первый элемент предназначен для связывания оксида азота;
Второй обеспечивает удаление несгоревших топливных элементов;
Третий представляет собой датчик, анализирующий состав газов на выходе из катализатора, передавая сведения на бортовой компьютер.

Основная причина неисправности катализатора – это выгорание слоя металлов, которые покрывают соты. Этот процесс является естественным, при этом качество выхлопа сильно портится. Процесс ускоряется из-за топлива низкого качества.

Заключение

Если возникают проблемы с катализатором, то он нуждается в замене. Оптимальное решение – установка на место блока оригинального нейтрализатора. Обманки и аналоги могут привести к ускоренному выходу из строя, поэтому не получается получить диагностическую карту, а на экологию будет оказываться дополнительная нагрузка.

Катализаторы контроля выбросов

В. Адди Маевски

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым исходным содержанием. Для полного доступа требуется подписка DieselNet.

Пожалуйста, войдите под номером , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Основы катализатора
Субстраты сотового монолита
Каталитические покрытия и материалы
Каталитические нейтрализаторы

Аннотация : Катализаторы контроля выбросов, представленные в 1970-х годах, в настоящее время используются на всех типах двигателей внутреннего сгорания, а также в ряде стационарных приложений. В каталитических реакторах для мобильных устройств, известных как каталитические нейтрализаторы, используются монолитные субстраты, покрытые катализатором. Термины, которые используются для характеристики характеристик катализатора, включают эффективность преобразования, температуру затухания и объемную скорость.

Фон
Каталитические реакторы
Конверсия загрязняющих веществ: основные термины

Технологии экологических катализаторов берут свое начало в проблемах загрязнения воздуха легковыми автомобилями, работающими на бензине. Выбросы бензиновых автомобилей были главной целью раннего законодательства о загрязнении воздуха, принятого еще в 1970-х и 1980-х годах. В США федеральные нормы выбросов основаны на четырех актах: Законе о чистом воздухе (CAA) 1967 г., CAA 1970 г. и двух его поправках, принятых в 1977 г. и в 1990 г. [406] .

После принятия CAA и связанных с ним стандартов выбросов транспортных средств катализаторы окисления начали продаваться в США в середине 19-го века.70-е годы — с первым коммерческим применением в автомобилях 1975 модельного года — для контроля выбросов CO и HC от бензиновых двигателей с искровым зажиганием (SI).

Технология трехкомпонентного каталитического нейтрализатора, представленная в 1980-х годах, также позволила контролировать выбросы NOx от двигателей SI. Первые катализаторы окисления дизельного топлива были внедрены в автомобили, работающие на дизельном топливе, в Европе и в некоторые дизельные двигатели большой мощности в США в 1990-х годах. В течение следующего десятилетия системы дополнительной обработки дизельных выбросов стали более сложными — были включены дополнительные катализаторы, в том числе катализаторы восстановления NOx, такие как катализаторы селективного каталитического восстановления (SCR) и катализаторы-адсорберы NOx, а также каталитические сажевые фильтры. Поскольку уже в 19В 70-х годах дизельные катализаторы также использовались в некоторых производственных условиях, таких как подземная добыча полезных ископаемых. В большинстве катализаторов для вышеуказанных применений (за исключением катализаторов SCR) в качестве активных компонентов используются благородные металлы платиновой группы [5421] .

Рисунок 1 . Катализатор на бензиновом автомобиле

После успеха в мобильных двигателях, каталитические технологии были внедрены для стационарных приложений для контроля летучих органических соединений (ЛОС) и выбросов NOx. Список применений катализатора охватывает такие источники выбросов, как химические заводы, процессы покраски и нанесения покрытий, печи, полиграфия, химчистка, производство электроэнергии и, что не менее важно, стационарные двигатели. Примеры каталитических технологий для стационарных двигателей включают неселективное каталитическое восстановление (NSCR) NOx в двигателях, работающих на природном газе с обогащенным топливом, и селективное каталитическое восстановление (SCR) NOx с использованием мочевины или аммиака в дизельных двигателях.

Рисунок 2 . Каталитическая система SCR на стационарном дизельном двигателе

Широкое признание и популярность катализаторов для контроля выбросов двигателей внутреннего сгорания можно объяснить рядом преимуществ:

простота и пассивность многих каталитических систем,
пренебрежимо малое вредное воздействие на двигатель или экономию топлива (низкий перепад давления),
эксплуатация без обслуживания или с низким уровнем обслуживания,
доказанная долговечность и
относительно низкая стоимость.

Катализаторы также имеют определенные недостатки и потенциальные проблемы, которые необходимо тщательно учитывать при разработке систем контроля выбросов. Эти проблемы включают в себя:

Зависимость производительности от температуры. В случае двигателей внутреннего сгорания это выражается в зависимости производительности от условий работы двигателя и рабочего цикла.
Потеря активности в результате отравления и термической дезактивации. Катализаторы контроля выбросов требуют очень значительных усилий по разработке, чтобы обеспечить долговечность выбросов, необходимую для данного применения.
Возможность нежелательных реакций. В некоторых случаях над катализатором могут образовываться вторичные выбросы.
Металлы платиновой группы — в основном платина, палладий и родий — выбрасываемые из каталитических нейтрализаторов в результате истирания, могут накапливаться в почве и растениях вдоль автомагистралей [1087] и были обнаружены в дорожной пыли и городских отходах, таких как зола сожженных сточных вод [2468 ] , а также в твердых частицах в городской среде [1343] , экологические последствия которых остаются неясными.
Некоторые неблагородные металлы могут быть потенциальным источником неблагоприятного воздействия на здоровье и окружающую среду, если они высвобождаются из каталитического нейтрализатора в результате истирания или других процессов. Использование таких металлов может быть ограничено государственными постановлениями и/или директивами (например, политика правительства Японии, начиная с 1970-х годов, ограничивала использование меди, никеля, ванадия, кобальта, хрома и марганца в катализаторах контроля выбросов).
Недостаточное количество благородных металлов и других каталитических материалов может привести к непредсказуемым колебаниям цен и дефициту предложения.

###

Двигатель Catalyst™ | GE Aerospace

Двигатель

Способность исследовать

Двигатель Catalyst™, впервые за более чем 50 лет созданный с чистого листа для рынка турбовинтовых двигателей, открывает новую эру в деловой авиации и авиации общего назначения. Используя технологии, проверенные на более крупных коммерческих двигателях GE в течение миллионов летных часов, компания уравновешивает «все новое» с «низким риском и высокой ценностью», тем самым повышая опыт авиаконструкторов, операторов, пассажиров и пилотов. Первое приложение Catalyst для бизнес-авиации и авиации общего назначения будет представлено на совершенно новом Beechcraft Denali.

Знакомство с усовершенствованным турбовинтовым двигателем Catalyst

Двигатель Catalyst™ отличается лучшим в отрасли коэффициентом общего давления 16:1, что позволяет двигателю снизить расход топлива на 20 % и увеличить крейсерскую мощность на 10 % по сравнению с конкурентами в тот же размерный класс.

Редуктор гребного винта

В редукторе гребного винта используются планетарные передачи для подачи мощности, вырабатываемой силовой турбиной, на гребной винт при значительно сниженных оборотах. Двигатель будет оснащен несколькими версиями коробки передач, чтобы работать с различными комбинациями оборотов в минуту и мощности на валу (SHP) от 850 до 1650 SHP.

Силовая турбина

Трехступенчатая силовая турбина соединяется с редуктором воздушного винта и обеспечивает мощность для воздушного винта самолета. Использование трех ступеней в сочетании с трехмерным аэродинамическим дизайном максимизирует мощность и эффективность во всем диапазоне полета.

Турбина высокого давления

Двухступенчатая турбина высокого давления (ТВД) приводит в действие компрессор двигателя. Лопасти HPT имеют трехмерный аэродинамический дизайн, монокристаллическую технологию и внутренние каналы воздушного охлаждения, что позволяет работать при высоких температурах, максимально повышая эффективность и мощность.

Камера сгорания

Компактная камера сгорания с обратным потоком и современные топливные форсунки обеспечивают эффективное сгорание. Используя передовые возможности камеры сгорания, двигатель GE Catalyst будет иметь значительное снижение выбросов и сажи по сравнению с существующими двигателями этого класса.

Компрессор

Компактный четырехступенчатый осевой одноцентробежный компрессор разработан с использованием возможностей трехмерного аэродинамического проектирования четвертого поколения GE. Лучшее в своем классе соотношение давлений 16:1 обеспечивает высокую эффективность и мощность при очень компактной конструкции.

Лопасти статора с изменяемой геометрией

Лопатки статора компрессора с изменяемой геометрией обеспечивают максимальную производительность и надежную работу во всем диапазоне полета.

Система управления

Абсолютно новая интегрированная система управления двигателем (IPC) представляет собой однорычажное интегрированное электронное управление двигателем и винтом. Этот интегрированный подход координирует и оптимизирует работу двигателя и воздушного винта во всем диапазоне полета.

Вспомогательный редуктор

Вспомогательный редуктор приводится в действие сердечником двигателя и обеспечивает механическую мощность для вспомогательного оборудования двигателя. Редукторы в коробке передач передают мощность на несколько колодок коробки передач на пониженных оборотах.

Изменивший правила игры

Двигатель Catalyst, предназначенный для диапазона 850–1600 л.с., — это первый современный турбовинтовой двигатель, когда-либо построенный с использованием деталей, напечатанных на 3D-принтере, написав новаторскую главу в авиационной отрасли. Инженеры Avio Aero и GE учли отзывы клиентов при проектировании и разработке двигателя, чтобы обеспечить гибкость конструкции и сделать путешествие более приятным, тихим и безопасным для пилотов и пассажиров.

Умнее, легче, чище

Catalyst является кульминацией нашей приверженности обширным исследованиям и разработкам, а также передовому проектированию с использованием самых современных технологий и компонентов для аддитивного производства. Детали двигателя, напечатанные на 3D-принтере, легче и долговечнее, что в конечном итоге обеспечивает лучшее соотношение мощности и веса в своем классе двигателей. Эта возможность также позволяет увеличить дальность полета, увеличить полезную нагрузку и сделать салон больше и тише.

Опыт полета на реактивном самолете

Результатом стала упрощенная кабина с однорычажным управлением мощностью, меньшим количеством приборов для контроля и более точным управлением двигателем. Для пилотов и их пассажиров это означает более спокойный и приятный полет.

Больше эффективности, меньше выбросов

Более экономичный двигатель с цифровым управлением открывает целый мир возможностей. В двигателе Catalyst используется инженерный опыт GE и крупнейшие европейские программы исследований и разработок, посвященные обезуглероживанию. Аддитивные технологии использовались в сочетании с передовыми сплавами, чтобы обеспечить большую геометрическую свободу в дизайне. Результатом является снижение расхода топлива и веса и, напротив, повышение долговечности и эффективности.