Как работает катализатор

В процессе работы двигателя внутреннего сгорания в атмосферу выделяется целый букет ядовитых химических веществ, из которых самые опасные — моноокись углерода (СО), несгоревшие углеводороды (СН) и оксиды азота (NO, NO2).Ядовитый смог, окутавший к середине 60-х годов практически все крупные города Америки, Европы и Японии, заставил эти страны всерьез озаботиться проблемой очистки выхлопных газов. Пионером стали США, где в 1970 году была принята Декларация о чистом воздухе, согласно которой все автомобили, выпускаемые с 1975 года, в обязательном порядке снабжаются устройствами очистки выхлопных газов.

Современный каталитический нейтрализатор представляет собой корпус, внутри которого расположен огнеупорный керамический блок носителя. Керамика пронизана продольными порами-сотами, на поверхность которых нанесен активный каталитический слой из платины, палладия и родия. Благодаря специальной подложке с микрорельефом общая площадь поверхности этого слоя может доходить до 20 тыс. кв. м. Каталитический нейтрализатор располагается в выхлопной системе сразу за выпускным коллектором, так как для того, чтобы начался процесс нейтрализации, необходима высокая температура — около 250 градусов. При этом «рабочие» температуры — от 400 до 800 градусов — обеспечивают оптимальные условия для максимальной эффективности.

Первые нейтрализаторы были односекционными двухкомпонентными. Так они называются потому, что способны бороться только с двумя из трех наиболее опасных веществ — CO и CH.

В состав трехкомпонентных двухсекционных окислительно-восстановительных нейтрализаторов входит еще и редкоземельный элемент родий. В результате химического процесса восстановления, в дополнение к окислению СО и СН, такой нейтрализатор превращает окислы азота в собственно азот.

Но наиболее эффективным признан трехкомпонентный селективный двухсекционный каталитический нейтрализатор с обратной связью. Ее обеспечивает так называемый лямбда-зонд, или кислородный датчик, который отслеживает объем свободного кислорода в выхлопе и дает сигнал на электронный блок управления системой питания для обогащения или обеднения смеси. Впервые подобным устройством были оборудованы автомобили Volvo в 1977 году, а сейчас им комплектуются практически все автомобили иностранных автопроизводителей.

Как работает катализатор

Жизнеспособность каталитического нейтрализатора оценивается примерно в 150 тыс. км, однако во многом зависит от исправной работы систем зажигания и питания, а также от качества бензина. Пропуски в зажигании и переобогащенная смесь приводят к перегреву керамического носителя. Из-за этого оплавляются соты, и нейтрализатор, как принято говорить, забивается. Это одна из причин. Катализатор способен нормально работать только с двигателями, оборудованными электронным зажиганием и системой впрыска с микропроцессорным управлением.

Другой враг этого устройства — этилированный бензин. Он практически моментально уничтожает каталитический слой в нейтрализаторе и циркониевое напыление лямбда-зонда. Вот и получается, что при высокой стоимости нейтрализатора (от $500) некоторые автовладельцы предпочитают избавиться от него вовсе. Итог, понятное дело, ничего хорошего ни двигателю, ни окружающей среде не сулит.

В последнее время началось постепенное внедрение более прогрессивных и эффективных систем. У нового поколения каталитических нейтрализаторов вместо керамики применяется металлическая сетка. Это позволяет посредством принудительного подогрева выводить катализатор на рабочую температуру сразу же после пуска двигателя.

Автопилот

№12, 2001

Метки: Volvo Каталитический нейтрализатор

Похожие

Яндекс.Метрика