Почему ломается катализатор
Рано или поздно любая деталь в автомобиле выходит из строя. Но такой полезный элемент, как катализатор, который ежедневно пропускает через себя сотни вредных веществ и примесей, обычно не доживает до своего «срока службы». Причин для этого несколько:
Езда по плохим дорогам. К сожалению, у российских автовладельцев катализаторы выходят из строя в разы чаще, чем у их иностранных «коллег». И причиной тому является плохое дорожное покрытие. Налетая каждый раз на ямы, выбоины и прочие дорожные сюрпризы, машина невольно «подпрыгивает». Все несвойственные естественному процессу езды автомобиля приключения негативно сказываются на катализаторе. Его решетки – фильтрующие сетки, через которые проходят крупные частицы пыли, грязи, продуктов горения, от резких скачков могут попросту деформироваться. Это приведет к немедленному выходу из строя самого элемента, что повлечет за собой ремонт или замену неисправной детали.
Некорректный уровень масла. Расходные жидкости, которые обеспечивают плавную и безопасную работу металлических деталей в авто, должны быть всегда в идеальном состоянии. Иначе есть риск, что при их избытке или недостаче машина начнет вести себя странно. Когда уровень масла в двигателе выше, чем положено, избытки могут попадать на решетки катализатора. Это рано или поздно приведет к разрушению деталей.
Дешевое топливо. Производители авто советуют всем владельцам не экономить на топливе, а использовать именно то, что рекомендовано техническими характеристиками. Но не все автолюбители стремятся придерживаться правил. Экономия, идущая во вред рекомендациям производителя, со временем приводит к серьезным проблемам с транспортным средством. Одним из наиболее явных «симптомов» того, что дешевое топливо негативно сказывается на работе автомобиля, является выход из строя катализатора.
Естественный износ. Катализаторы, как и другие запчасти на автомобиль, имеют определенный срок службы. У надежных иномарок, владельцы которых аккуратно эксплуатировали свой автомобиль, катализаторы исправно работают на протяжении 100-120 тыс. км пробега. Собственникам дешевых моделей приходится обращаться за заменой этого элемента уже через 50-70 тыс. км пробега.
Агрессивная манера вождения. Пожалуй, это причина, по которой может поломаться не только катализатор, но и ДВС, шины, трансмиссия, да и экстерьер самого автомобиля рискует прийти в негодность. Тем, кто выжимает педаль «в пол» без веских причин, приходится обращаться в автомастерские в разы чаще.
Негативное влияние на катализатор может оказывать и проблема с двигателем, некорректно подобранное автомобильное масло или производственный брак. Что бы ни привело к поломке этой детали, следует знать варианты, как проверить состояние катализатора.
Что такое катализатор и как он работает
Выхлопные газы – отработанный продукт работы двигателя. Он состоит из многих токсичных химических соединений, наносящих серьезный ущерб здоровью человека и природе.
Катализатор – устройство, нивелирующее их концентрацию до минимального значения. Он вмонтирован в выхлопную систему автомобиля между мотором и глушителем.
Катализатор состоит из трех основных частей:
- Фильтрующий элемент или носитель. Он состоит из сот – ячеек, в которых при высокой температуре происходит нейтрализация (сгорание) вредных газов и остатков топлива.
- Теплоизолятор. Необходим для сохранения необходимой температуры внутри устройства.
- Металлический кожух с вентиляционной перфорацией. Предохраняет от непроизвольного касания раскаленного устройства, защищает изделие.
Работу катализатора контролируют датчики. Первый из них размещен до нейтрализатора. Он фиксирует информацию о количестве не сгоревшего топлива в выхлопных газах. Другой датчик контролирует качество отработанных газов на выходе катализатора. Информация от датчиков передается на ЭБУ двигателя, который регулирует подачу горючего.
Со временем сотовая структура катализатора забивается и устройство перестает выполнять свое предназначение. Дальше мы рассмотрим основные признаки забитого катализатора.
Какие функции выполняет катализатор
Как выглядит катализатор.
Как уже было сказано выше, катализатор является частью выхлопной системы. Его полное название – каталитический нейтрализатор и он отвечает за уменьшение количества вредных веществ, которые выбрасываются вместе с выхлопными газами. Основными вредными соединениями являются:
- углеводороды – СН;
- оксиды азота – NO2 и NO;
- окись углерода – СО.
Процесс нейтрализациии этих веществ заключается в следующем: внутренняя часть катализатора нагревается выхлопными газами до 700-900° C и начинает дожигать вредные химические соединения. Это достигается за счет конструкции каталитического нейтрализатора, которая состоит из керамических и металлических соединений, наподобие сот. Сверху изделие покрыто сплавом из платины и иридия. Выхлопные газы проходят через соты и превращаются в более безобидные для окружающей среды.
Автомобильный катализатор: что это
Каталитический нейтрализатор – элемент выхлопной системы мотора, предназначенный для очистки отработанных газов перед их выбросом в атмосферу. Необходимость разработки данного узла автомобильного мотора возникла в 60-х годах прошлого века, когда мировое сообщество озаботилось состоянием экологии на планете. В то время уровень выбросов из выхлопных труб автомобилей не был установлен на законодательном уровне.
Катализатор предназначен для нейтрализации вредных выхлопов автомобиля и является частью выхлопной системы авто
Первые стандарты содержания токсичных продуктов в выбросах автомобилей были введены в 1970-м году. Автопроизводителей обязали оснащать машины устройствами, снижающими объёмы угарного газа и продуктов сгорания углеводородов. С 1975 года каталитический нейтрализатор стал обязательной деталью всех сходящих с конвейера автомобилей.
Производители устанавливают на автомобили три вида катализаторов:
- Керамические – используют механический способ очистки выхлопных газов. Состоят из керамических пластин, покрытых драгметаллами. Максимальный ресурс работы этого вида – 100 тысяч километров. Однако при плохом качестве топлива его замена требуется уже после 70–80 тысяч километров пробега.
- Металлические – их начинка состоит из металлических сот, обладающих повышенной упругостью. Конструкция таких деталей надёжная и более прочная, по сравнению с керамическими катализаторами.
- Спортивные – самые надёжные модели, но при этом имеющие высокую стоимость. Изготовлены из металла, но обладают большей пропускной способностью, нежели два предыдущих варианта.
Из чего состоит и как работает
Основа катализатора – керамические соты
Конструктивно каталитический нейтрализатор представляет собой выполненную в форме сот керамическую подложку, вставленную в металлический корпус и защищённую теплоизоляционными материалами. Мелкие ячейки прибора имеют специальное покрытие – рабочий состав. Покрывающий соты состав – это сплав платины, родия и палладия, драгоценных металлов, стоимость которых превосходит золото как минимум в два раза.
Сотовая конструкция катализатора увеличивает площадь соприкосновения токсичных газов с нейтрализующей их поверхностью. Остатки вредных веществ мгновенно догорают и не попадают в атмосферу.
Катализатор состоит из следующих деталей:
- Корпус с входным и выходным патрубками;
- Керамический блок с пористой структурой;
- Каталитический слой – напыление на ячейках керамического блока;
- Датчик (лямбда-зонд) – прибор, показывающий загрязнённость газов после очистки;
- Металлический кожух – выполняет функцию теплоизоляции и защищает корпус от механических повреждений.
Устройство катализатора в разрезе
Деталь устанавливают после выхлопной трубы двигателя или во фланце выпускного коллектора. Такое расположение необходимо для эффективной работы катализатора, поскольку нейтрализация токсических веществ возможна только при высоких температурах. Работа узла происходит следующим образом:
- Выхлопные газы по входному патрубку направляются внутрь детали и попадают на керамический блок, заполняя ячейки.
- Металлы-катализаторы окисляют несгоревшие углеводороды и угарный газ.
- Восстановительный металл родий нейтрализует оксид азота и превращает его в безвредное вещество.
- Через выходной патрубок в атмосферу выводится чистый газ.
В момент прогрева двигателя катализатор бездействует, и это является существенным недостатком разработанных на сегодняшний день моделей. Трудность организации правильной работы узла состоит в опасности его перегрева. Если расположить катализатор ближе к двигателю, срок работы резко уменьшится из-за систематического перегрева. Большинство автопроизводителей располагают деталь в области правого переднего колеса, где существует возможность поддержания температуры на оптимальном уровне.
Для чего скупают
Каталитический нейтрализатор – одна из деталей, продолжающих интересовать потребителя даже по окончании срока службы. В интернете всё чаще встречаются объявления о скупке автомобильных катализаторов многочисленными бизнесменами. Причина этому – содержание в детали напыления из драгоценных металлов.
Количество драгметаллов зависит от модели и массы катализатора. В среднем показатели следующие:
- Серебро – от 5,5 до 15 г;
- Палладий – от 0,05 до 4,95 г;
- Платина – от 0,1 до 1 гр.
Отработанные катализаторы скупают из-за содержания в них в малом количестве драгоценных металлов
Извлечение из деталей драгоценных металлов – технологически сложный и невыгодный в домашних условиях процесс. Сделать это можно только в больших объёмах с применением специального оборудования и реагентов.
Советы по использованию
Многими специалистами средство для чистки форсунок рекомендуется в качестве профилактического мероприятия независимо от модели автотранспортного средства.
Эксперты считают, что промывка катализатора очень эффективна и проста в применении. По их мнению использовать промывку так часто, как рекомендуется изготовителем несомненно можно, но вовсе не обязательно. Они дают совет использовать промывку примерно через три, на четвертую смену смазки.
Преимущество данного средства в том, что операцию может производить самостоятельно даже человек, который совсем не обладает глубокими знаниями про устройство автомобиля.
Отзывы об очистителе в основном положительные. Автолюбители говорят о довольно эффективной очистке катализатора и не высокой цене.
Как проверить катализатор на забитость не снимая
Засоренный каталитический нейтрализатор может быть трудно диагностировать. Прежде чем отправить свой автомобиль в мастерскую или принять решение о замене потенциально хорошего преобразователя, следующая серия тестов поможет вам устранить неполадки устройства, используя некоторые специальные, но недорогие инструменты.
Если вы чувствуете запах «тухлых яиц», то ваш катализатор практически наверняка неисправен. Топливо содержит небольшое количество серы, которая обычно сжигается без запаха. Вероятно, каталитический нейтрализатор имеет внутренние повреждения и не может правильно преобразовать выхлопные газы. Несмотря на то, что тест на запах прост, он не на 100% точен, поэтому попробуйте некоторые из других способов.
Разрушенный катализатор
В некоторых случаях вы можете услышать дребезг от каталитического нейтрализатора, если элемент внутри него ослабнет или распадется.
Если ускорение автомобиля стало заметно слабее, и вы подозреваете поломку, проедете на своем автомобиле в течение 20-30 минут, чтобы полностью прогреть его. Желательно именно поездить, так как на холостом ходу могут быть другие результаты, катализатор при этом должен разогреться до 400ºС минимум. После поездки поднимите автомобиль с помощью домкрата и снова заведите. Возьмите ИК-термометр и спуститесь под автомобиль.
Инфракрасный термометр — довольно полезная вещь. Недорогие модели стоят в пределах 500-1000 рублей:
Найти ИК-термометр на Алиэкспресс
Направьте лазер на трубу, по которой выхлопные газы попадают в катализатор, и запишите ее температуру. Затем переместите лазер на заднюю часть каталитического нейтрализатора, где выходят газы.
Места замера температуры
У правильно работающего катализатора температура на выходе (вторая запись) будет на 30-50ºС выше, чем на входе (первая запись). Это связано с тем, что в катализаторе происходят химические реакции с выделением тепла. Если же у каталитического нейтрализатора проблемы, то температура на входе будет выше либо равна температуре на выходе.
Внимание!
На только заведенных автомобилях выходная температура может быть ниже или одинакова с выходной, так как катализатор не разогрелся и не начал работать во всю силу. Соответственно, нельзя точно сказать, забит он или нет.
Инструкция по замеру температуры катализатора (на фото градусы в Фаренгейтах)
Если нет возможности проверить температуру через инфракрасный прибор, можно воспользоваться диагностическим адаптером (автосканером), например, ELM327. Такие сканеры довольно полезны и позволяют диагностировать общее состояние автомобиля и состояние отдельных его частей. Стоит он около 500-600 рублей.
Найтии автосканер ELM327 на Алиэкспресс
Для начала нужно подключить сканер в диагностический разъем OBD2 (у старых авто разъем G12, потребуется переходник), включить зажигание и довести авто до рабочей температуры.
Чтобы получить информация об авто, потребуется смартфон или планшет с установленной на нем программой Torque (или аналогами). Подключить телефон к автосканеру можно по Bluetooth и WiFi. После в приложении добавляются два датчика температуры катализатора (Сat B1S1 и Сat B1S2).
Так выглядит информация с датчиков в приложении
Смысл замера как и в случае с ИК-прибором: после продолжительной работы авто температура до катализатора должна быть меньше, чем температура после.
Через данный сканер также можно узнать о состоянии катализатора и через другие другие датчики — датчики кислорода (лямбда-зонды). осциллограмма первого датчика должна быть волнообразной, как на изображении ниже. Второй же график (у датчика после катализатора) должен быть максимально прямой, с еле заметными отклонениями, в пределах между 0,7 и 0,9.
Так выглядят показания для исправного датчика
Ознакомиться с еще парой способов проверки каталитического нейтрализатора можете в видео ниже:
Суть поломки
Катализатор внешне выглядит как отрезок с утолщение выхлопной системы. Внутри корпуса установлен каталитический элемент, покрытый специальным слоем из металлов платиновой группы. Элемент выполнен в форме цилиндра и имеет сотовую структуру. Большое количество сот позволяет максимально увеличить площадь контакта выхлопных газов со специальным покрытием, тем самым увеличить степень окисления выхлопа.
Именно небольшой диаметр сот приводит к тому, что они забиваются отложениями некачественного бензина, масла, уменьшая проходное сечение для выхлопных газов. Именно поэтому машине становится сложнее «дышать», так как в такте выпуска происходит подпор выхлопных газов. Это, в свою очередь, приводит к плохой продувке камеры и неполном сгорании последующей порции топлива, что негативно влияет на расход. В некоторых случаях возможно расплавление сот, что приводит к аналогичным последствиям.
Мы выяснили, что бывает всего два варианта поломки катализатора:
- забитый катализатор, когда засоряются соты;
- износ специального покрытия, вступающего в реакцию с выхлопными газами.
Причины
Катализатор способен верой и правдой отслужить до 150-200 тыс. км. Но на практике случается так, что узнать о поломке этой системе многим водителям приходится гораздо раньше. К ускоренному выходу из строя приводят следующие причины:
- плохое качество топлива;
- жор масла, продукты сгорания которого будут оседать внутри сот. Повышенный расход масла может происходить из-за неисправной турбины;
- неправильная работа мотора, связанная с регулировкой системы зажигания, питания и фаз газораспределения;
- механические повреждения элемента либо резкие перепады температур. К примеру, попадание волны ледяной воды под машину, когда катализатор значительно разогрет отработавшими газами.
Последствия
Многие водители игнорируют признаки забитого катализатора, считая этот элемент лишь «борцом» за сохранность экологической среды. Делать так же ни в коем случае не нужно. Ведь каталитический нейтрализатор является штатным «диагностом» работы мотора. Поэтому ошибки, всплывающие по катализатору, могут сигнализировать не только о выходе из строя самого элемента, но и о неисправности системы зажигания.
Рассмотрим основные последствия:
- повышается расход топлива. Поскольку повысилось сопротивление выхлопных газов, для преодоления этой силы водителю приходится сильнее нажимать на педаль газа, увеличивая подачу топлива;
- повышается температура выхлопной системы. Разгоряченные газы дольше задерживаются в зоне, предшествующей катализатору. Особенно влияет это на двигатели с турбонаддувом, где значительно увеличивается разница температур между «холодной» и «горячей» частями.
Как проверить катализатор на забитость не снимая
Засоренный каталитический нейтрализатор может быть трудно диагностировать. Прежде чем отправить свой автомобиль в мастерскую или принять решение о замене потенциально хорошего преобразователя, следующая серия тестов поможет вам устранить неполадки устройства, используя некоторые специальные, но недорогие инструменты.
Если вы чувствуете запах «тухлых яиц», то ваш катализатор практически наверняка неисправен. Топливо содержит небольшое количество серы, которая обычно сжигается без запаха. Вероятно, каталитический нейтрализатор имеет внутренние повреждения и не может правильно преобразовать выхлопные газы. Несмотря на то, что тест на запах прост, он не на 100% точен, поэтому попробуйте некоторые из других способов.
Разрушенный катализатор
В некоторых случаях вы можете услышать дребезг от каталитического нейтрализатора, если элемент внутри него ослабнет или распадется.
Если ускорение автомобиля стало заметно слабее, и вы подозреваете поломку, проедете на своем автомобиле в течение 20-30 минут, чтобы полностью прогреть его. Желательно именно поездить, так как на холостом ходу могут быть другие результаты, катализатор при этом должен разогреться до 400ºС минимум. После поездки поднимите автомобиль с помощью домкрата и снова заведите. Возьмите ИК-термометр и спуститесь под автомобиль.
Инфракрасный термометр — довольно полезная вещь. Недорогие модели стоят в пределах 500-1000 рублей:
Направьте лазер на трубу, по которой выхлопные газы попадают в катализатор, и запишите ее температуру. Затем переместите лазер на заднюю часть каталитического нейтрализатора, где выходят газы.
Места замера температуры
У правильно работающего катализатора температура на выходе (вторая запись) будет на 30-50ºС выше, чем на входе (первая запись). Это связано с тем, что в катализаторе происходят химические реакции с выделением тепла. Если же у каталитического нейтрализатора проблемы, то температура на входе будет выше либо равна температуре на выходе.
Внимание!
На только заведенных автомобилях выходная температура может быть ниже или одинакова с выходной, так как катализатор не разогрелся и не начал работать во всю силу. Соответственно, нельзя точно сказать, забит он или нет. Инструкция по замеру температуры катализатора (на фото градусы в Фаренгейтах)
Инструкция по замеру температуры катализатора (на фото градусы в Фаренгейтах)
Если нет возможности проверить температуру через инфракрасный прибор, можно воспользоваться диагностическим адаптером (автосканером), например, ELM327. Такие сканеры довольно полезны и позволяют диагностировать общее состояние автомобиля и состояние отдельных его частей. Стоит он около 500-600 рублей.
Для начала нужно подключить сканер в диагностический разъем OBD2 (у старых авто разъем G12, потребуется переходник), включить зажигание и довести авто до рабочей температуры.
Чтобы получить информация об авто, потребуется смартфон или планшет с установленной на нем программой Torque (или аналогами). Подключить телефон к автосканеру можно по Bluetooth и WiFi. После в приложении добавляются два датчика температуры катализатора (Сat B1S1 и Сat B1S2).
Так выглядит информация с датчиков в приложении
Смысл замера как и в случае с ИК-прибором: после продолжительной работы авто температура до катализатора должна быть меньше, чем температура после.
Через данный сканер также можно узнать о состоянии катализатора и через другие другие датчики — датчики кислорода (лямбда-зонды). осциллограмма первого датчика должна быть волнообразной, как на изображении ниже. Второй же график (у датчика после катализатора) должен быть максимально прямой, с еле заметными отклонениями, в пределах между 0,7 и 0,9.
Так выглядят показания для исправного датчика
Ознакомиться с еще парой способов проверки каталитического нейтрализатора можете в видео ниже:
Что включает в себя ремонт
Мы уже описали, что происходит, когда забивается катализатор. Но что делать, если диагностика показала такую проблему? Если несколько возможных вариантов:
- Попробовать очистить содержимое узла от твердых частиц и нагара. Такой способ эффективен только на ранних стадиях загрязнения, когда в работе машины еще не наблюдается никаких неисправностей.
- Удалить наполнителя из корпуса, после чего установить эмуляторы и пламегасители на замену датчикам кислорода. Сделав это, о проблемах с катализатором можно забыть, однако это серьезное вмешательство в конструкцию выпускной системы. Возможны штрафы, если представители закона выявят повышенное загрязнение атмосферы с помощью специального газоанализатора. Кроме того, удаление катализатора мешает фиксированию ошибок датчиками. В результате они будут всегда выдавать одинаковые показания.
- Полная смена старого устройства на новое. Способ дорогой — покупка и установка каталитического нейтрализатора выйдет в 10-120 тысяч рублей, исходя из марки авто.
В продаже можно найти «спортивные» катализаторы — согласно отзывам владельцев, они могут помочь увеличить мощность двигателя до 10%. В роли наполнителя там выступают активные элементы, соответствующие нормативам Евро-4 и Евро-5.
Какие бы проблемы у вас ни возникли, обращайтесь в «Мастер глушителей». Наш сервис занимается качественной диагностикой, поможет с определением причины, почему катализатор засорился, а также привести его в порядок или заменить.
Признаки забитого катализатора
Узнать о том, что катализатор в скором времени придётся менять или просто выбрасывать, можно с помощью некоторых признаков.
Признаки неисправности катализатора:
- ухудшение скоростных показателей автомобиля;
- падение максимальной скорости;
- появление проблем с запуском мотора;
- наличие резкого запаха сероводорода.
Распознать симптомы забитого катализатора не очень сложно. Нередко автомобилисты просто не уделяют этому вопросу достаточно внимания. Они просто нажимают сильнее на педаль акселератора, в то время как в забитом катализаторе уже происходит нарушение различных химических процессов.
Основных причины поломки катализатора всего две:
- разрушение керамической составляющей или каталитического слоя;
- загрязнение сот сажей либо оплавление сердцевины катализатора, выполненной из керамики.
Если вы заметили даже минимальные симптомы, которые были упомянуты выше, советуем проверить катализатор, причем это лучше сделать как можно раньше.
