Окисление опасных для окружающей среды соединений и снижение токсичности отработавших газов - задачи, которые берет на себя каталитический конвертор. О каких конструктивных особенностях каталического катализатора следует знать в процессе его обслуживания? В чем заключены основные причины выхода из строя и каким образом проще всего выявить поломку? Какие действия необходимо предпринять для устранения неисправностей и каким именно советам необходимо следовать для недопущения проблем в будущем? На эти и ряд других вопросов дает ответ наша статья.
Каталитический конвертер - специальное устройство, устанавливаемое в системе выхлопа автомобиля и обеспечивающее снижение уровня токсичности выхлопных газов. Принцип действия основан на двух факторах - восстановлении оксида азота, а также применении кислорода, необходимого для дожигания недогоревших углеводородов и угарного газа. Каталитический конвертер имеет много названий, что часто порождает путаницу среди начинающих автолюбителей. Каталитический нейтрализатор, катализатор, конвертер - все это одно устройство.
Главное требование, которое предъявляется к работе устройства — грамотное стехиометрическое отношение кислорода и топлива. Если рассматривать химическую область, то катализатор - элемент, обеспечивающий быструю реакцию, но не вступающее в нее. Именно на этом принципе и работает классический каталитический преобразователь.
Главные функции устройства в следующем:
- Уменьшение объема углеводородов в ОГ;
- Снижение объема окиси углерода в ОГ;
- Устранение или уменьшение окиси азота в составе ОГ.
Конструктивные особенности
Каталитический конвертер используется на автомобилях с дизельными или бензиновыми моторами. Устройство монтируется на участке между глушителем и коллектором выпуска. Конструктивно изделие состоит из группы узлов:
- кожуха (защищает от механических воздействий и прочих негативных факторов);
- блока-носителя;
- теплоизоляции.
Главным узлом конвертера считается блок-носитель, выполняющий главные функции. Действие детали обусловлено применением огнеупорной керамики, способной выдерживаться высокие температуры. Кроме того, блок-носитель имеет особую конструкцию, состоящую из группы продольных сот, призванных увеличить площадь касания с отработавшими газами. На внешней части этих сот нанесено специальное вещество-катализатор, работа которого базируется на взаимодействии следующих элементов:
- Палладий и платина берут на себя окислительные задачи. Именно благодаря их каталитическим свойствам происходит преобразование углеводородов в пар, а угарного в углекислый газ. Итогом работы устройства является исключение вредных элементов из состава ОГ;
- Родий - элемент, который относится к категории восстановительных катализаторов. Его задача - преобразование опасного оксида азота в безопасный азот.
Получается, что в выполнении задач участвует три катализатора, которые снижают объем вредных газов к минимуму. Конвертеры, в составе которых содержатся три таких элемента, носят название 3-конерторных катализаторов.
Во избежание повреждений блок-носитель закрыт в металлическом корпусе, а между ним находится теплоизоляционный слой. Кроме того, в кожухе конвертера установлено дополнительное устройство - кислородный датчик, выполняющий функции контроля.
Нормальная работа катализатора возможна только при температуре, составляющей 300 градусов Цельсия. В этом случае на устройстве задерживается почти 90 процентов опасных элементов. Для быстрого прогрева при пуске мотора конвертер монтируется в непосредственной близости к коллектору выпуска. При этом быстрый нагрев обеспечивается обогащением горючей смеси и ростом температуры ОГ.
Причины неисправности
Теоретически каталитический конвертер работает 110-120 тысяч километров. После этого он выходит из строя и требует замены. Но это в идеале. На практике при текущем качестве топлива преобразователь не служит больше 50-60 тысяч километров. Также состояние катализатора зависит от исправности системы зажигания. Так, при выходе катушки или свечи из строя подготовленная горючая смесь сжигается в камере сгорания не полностью. Часть топливно-воздушного состава догорает в катализаторе, что и приводит к его разрушению. Но и это не все. Конвертер может забиться в случае попадания в него масла из турбины или мотора, или же резких изменений температурного режима, когда на раскаленное устройство попадает вода из лужи.
Для лучшего понимания выделим главные причины поломки катализатора:
- Механические воздействия, которые приводят к разрушению керамических элементов устройства;
- Применение низкокачественного топлива или же отклонения в составе горючей смеси. Если в заливаемом топливе содержится железо, то металлические элементы не дают устройству выполнять возложенные на него функции. Итог - прекращение процесса нейтрализации из-за покрытия упомянутыми частицами поверхности устройства;
- Чрезмерное содержание углеводородов в ОГ. Такое возможно в случае, если двигатель не отрегулирован, а поступающая горючая смесь обеднена. В такой ситуации срок ресурс нейтрализатора снижается. По сути, углеводороды постепенно приводят устройство в негодность;
- Если для пуска мотора толкать или тянуть машину на буксире, то высок риск поступления в конвертер несгоревшей горючей смеси. Итог - прохождение химической реакции и даже взрыв. В такой ситуации катализатор долго не выдерживает;
- Чрезмерный объем присадок и их добавление в топливо также опасно. Это может привести к росту температуры отработавших газов с последующим оплавлением сот устройства. Итог аналогичен прошлым ситуациям - поломка;
- Контакт с холодной водой. В процессе работы катализатор прогревается до температуры в 800-900 градусов Цельсия. Можно только представить, как поведет себя устройство, когда на него попадает холодная вода с лужи. Конечно, преобразователь сразу не разрушится, но через какое-то время это приводит к поломке.
Как распознать выход из строя конвертера?
Автолюбители часто игнорируют неисправности катализатора, считая устройство малозначительным. На практике такой подход может привести к поломке более серьезных узлов. Обнаружить поломку можно по следующим признакам:
- Если автомобиль произведен после 2000 года, то на приборной панели зажигается лампочка неисправности мотора. Последующая проверка показывает ошибку Р0420-Р0430, сигнализирующую о неэффективной работе устройства;
- Потеря мощности машины. Такая проблема, как правило, проявляется при нагретом моторе - в пробках или при подъеме на высоту;
- Повышение расхода топливной смеси на полтора-два литра;
- Появление дребезга в моторном отсеке или под дном автомобиля. Здесь многое зависит от расположения каталитического преобразователя;
- Едкий «аромат» сероводорода, который невозможно ни с чем спутать.
Упомянутые признаки могут проявляться по одному или в комплексе. Бывают ситуации, когда лампа «Check» не загорается, а машина все равно не тянет под горку. Возможны случаи, когда лампа зажигается, но с автомобилем проблем не возникает.
В любом из описанных ситуаций лучше не игнорировать проблему и провести полную диагностику системы. В случае выявления поломки рекомендуется поменять или отремонтировать катализатор.
Если ничего не предпринять, то это может стать причиной следующих проблем:
- Снижение ресурса АКПП и турбины. Забитый конвертер с трудом пропускает ОГ, что повышает нагрузку на силовой узел и отражается на усилии коробки передач или турбины;
- Выход из строя мотора. Зажигание лампочки неисправности часто свидетельствует о наличии ошибки в системе. Последняя может сигнализировать не только о поломке каталитического конвертера, но и о выходе из строя мотора, ведь эти узлы связаны между собой;
- Нарушение целостности поршневой группы. Выше упоминалось, что внутри конвертера содержится керамическая основа, которая со временем разрушается. В итоге крошки керамики попадают в ШПГ мотора, что приводит к снижению ресурса силового узла.
Как проверить каталитический конвертер?
Проверка конвертера на факт исправности возможна несколькими способами:
- Снятие преобразователя и его осмотр на факт наличия повреждений. Демонтаж - весьма сложная задача, на реализацию которой приходится потратить немало времени. Причина - конструктивная сложность некоторых систем. Бывают случаи, когда демонтировать выхлопную трубу не удается при всем желании;
- Проверка давления. Еще один способ убедиться в исправности или поломке устройства - измерить уровень давления. Для решения этой задачи вместо лямбда-зонда устанавливается манометр. После требуется задать последовательно несколько режимов работы и снять показания. Нормальным параметром считается 0,3 кгс/куб.см при достижении 2500 оборотов. Есть у такого способа и минусы. Так, для проверки потребуется демонтировать датчик, а для этого приходится серьезно попотеть;
- Снятие показаний противодавления с применением мотор-тестера. Проверка подразумевает монтаж датчика давления в разъем свечи с последующим добавлением оборотов и снятием осциллограммы.
Как решить проблему с каталитическим конвертором?
Если неисправность обнаружена, то проблема может быть решена одним из следующих способов:
- Покупка и монтаж нового узла с каталитическим конвертом. Этот вариант простой, но дорогостоящий. С другой стороны, такой подход позволяет исключить многие проблемы в будущем. Кроме того, снижается уровень загрязнения атмосферы;
- Выбор старого элемента, что влечет ряд нежелательных последствий, а именно рост потребления горючего из-за корректировки характеристик тракта выпуска. Кроме того, для обеспечения нормальной работы устройства придется менять прошивку в ЭБУ, что также услуга не безобидная. Необходимость перепрошивки обусловлена постоянной подачей сигнала неисправности системы.
Правила эксплуатации автомобилей с каталитическим конвертером:
- Запускать двигатель с «толкача» или с помощью буксира запрещено. Это утверждение пояснялось выше. Топливо не сгорает, а попадает в конвертер с последующим перегревом устройства. Если аккумулятор разрядился, то пуск мотора рекомендуется осуществлять с помощью «прикуривания» от другого АКБ;
- Если двигатель не получалось завести с третьего или четвертого раза, то выдержите паузу. В противном случае несгоревшее топливо оказывается в сетке катализатора, после чего оно воспламеняется и выводит устройство из строя. Да и вообще при появлении проблем с пуском мотора запрещено долго прокручивать стартером вхолостую. Сначала установите причину поломки, после чего незамедлительно ее устраняйте;
- При появлении проблем с электрическим оборудованием машины и необходимости включения зажигания сначала отбрасывайте реле топливной помпы. Это позволяет избежать поступления горючей смеси в катализатор и систему выхлопа;
- Не проверяйте свечи на работоспособность, демонтируя с них высоковольтные провода. В противном случае несгоревшее горючее поступает в катализатор;
- Если мотор работает со сбоями при наличии поломки в системе, не давайте больших нагрузок. Рекомендуется устранить неисправность, а после эксплуатировать авто.
Кроме упомянутых выше запомните еще ряд советов, которые пригодятся для продления службы каталитического конвертора:
- Заправляйте только неэтилированное топливо;
- Если машина была заправлена этилированным топливом, поменяйте трубу выхлопа перед конвертером, а также сам катализатор. Перед монтажом новых деталей производите две заправки нормальным топливо;
- Никогда не проверяйте наличие искры при снятом наконечнике со свечи;
- Не проводите тест на сравнение цилиндров путем отключения зажигания. Если отключен один из цилиндров, то топливо может поступить в конвертер;
- Не паркуйте машину в местах, где имеются легковоспламеняющиеся материалы, к примеру, сухая трава или листья. В такой ситуации присутствует риск возгорания.
Итоги
Каталитический конвертер - устройство, которое требует предельного внимания, своевременного обслуживания и замены. Главные проблемы в процессе обслуживания - сложность диагностики неисправности и проблемы со снятием устройства. Вот почему при появлении первых признаков поломки стоит обратиться на СТО для диагностики неполадок.
Нужна консультация? Задайте вопрос прямо сейчас!