Как устроен катализатор автомобиля?

Современные автомобили имеют усовершенствованную систему выхлопа, в которой центральное место занимает специальное устройство, называемое каталитическим нейтрализатором. Как устроен автомобильный катализатор, какие наиболее вероятные причины его выхода из строя и что делать в случае поломки штатного катализатора – об этих часто задаваемых автомобилистами вопросах пойдет речь в данной статье.
Назначение катализатора
Главным назначением автомобильного катализатора является очистка выхлопных газов, которые изначально содержат в своем составе большое количество вредных для окружающей среды продуктов неполного сгорания топлива и ряд других токсичных компонентов. Катализатор устанавливается в системе выпуска, в процессе прохождения выхлопных газов через рабочую полость катализатора протекают химические реакции, в результате которых вредные и опасные компоненты выхлопных газов трансформируются в безопасные формы и в таком виде выбрасываются вместе с выхлопом. Таким образом, проходя через катализатор, выхлопные газы становятся на порядок чище, в результате чего автомобиль наносит вред окружающей среде в значительно меньших масштабах.
Автомобильный катализатор начинает работать только после прогрева до температуры более 300°C, поэтому, вполне очевидно, что в начальный момент времени, сразу после запуска двигателя, очистка выхлопных газов катализатором не производится.
Устройство катализатора
Основными компонентами, представляющими собой начинку катализатора, являются соты, изготовленные из металла или керамики. Разные модели катализаторов имеют разные покрытия рабочей поверхности сот – это благородные металлы платиновой группы, как правило, палладий, родий или иридий, наносимые напылением в виде тончайших микрослоев. Как известно, данные металлы являются достаточно дорогими, что значительно повышает стоимость катализаторов. Однако главное преимущество металлов-платиноидов, оправдывающее высокую стоимость катализаторов – высокая химическая активность: выхлопные газы при контакте с напыленным металлическим слоем внутри катализатора вступают с ним в химическое взаимодействие, при этом часть элементов, образовавшихся при сгорании топлива, связывается.
Современные катализаторы имеют трехкомпонентный наполнитель, два из которых направленно действуют на разные виды загрязняющих элементов выхлопа:

компонент № 1 – нейтрализует оксиды азота;

компонент № 2 – способствует полному окислению и нейтрализации части несгоревших элементов топлива;

компонент № 3 – специальный датчик (лямбда-зонд), обеспечивающий динамический анализ газов на выходе из катализатора и передающий соответствующую информацию в бортовой компьютер автомобиля.

Причины выхода из строя катализатора

Средний срок службы катализатора составляет 100-150 тысяч километров пробега. Однако, в реальности проблемы с катализатором могут возникнуть значительно раньше, например, при эксплуатации авто в условиях больших городов, когда часто приходится стоять в дорожных заторах.
С учетом особенностей эксплуатации автомобиля, замена катализатора может потребоваться с частотой один раз в 3-5 лет.
К числу основных причин, вызывающих износ и выход катализатора из строя, относят:

использование некачественного топлива, например, когда производители бензина увеличивают октановое число топлива путем добавки свинца, что значительно повышает нагрузку на катализатор, уменьшая срок его эксплуатации (в случае дизельного топлива выход из строя катализатора может ускорить сам владелец, используя в зимнее время добавки типа «антигель» и т.п.);

неисправности в двигателе – если системы зажигании и питания имеют неправильные настройки, то это существенно ускоряет выгорание каталитических слоев, что особенно актуально для дизельных двигателей;

естественный процесс выгорания слоев металла, покрывающих соты, в результате чего качество выхлопа сильно снижается, при этом бортовой компьютер начинает показывать горящий индикатор «Check Engine», а в отдельных случаях вообще становится невозможным включить зажигание в автомобиле.
Признаки, которые показывают на неисправность катализатора:

горящий на панели приборов индикатор «Check Engine»;

ощутимое снижение мощности двигателя;

характерные звуки под днищем, переходящие в грохот;

наличие недостаточно сильного или ровного напора газов на выходе из глушителя и пр.

Что делать в случае выхода катализатора из строя?

Замена вышедшего из строя катализатора на аналогичный оригинальный узел – удовольствие крайне дорогое. Катализаторы для иномарок заказываются из-за рубежа, поэтому на их цене также сказываются таможенные пошлины.
Вполне естественно, что из-за высокой стоимости катализаторов владельцы автомобилей ищут более доступные альтернативы:

установка универсального более дешевого катализатора;

замена катализатора на пламегаситель.
Сегодня самым дешевым и распространенным способ является второй вариант – удаление выработавшего свой ресурс старого катализатора и установка вместо него в выхлопную систему пламегасителя. При этом может быть два варианта:

использование готового пламегасителя в собранном виде – такой узел просто и быстро устанавливается вместо вырезанного катализатора;

установка пламегасителя непосредственно в корпус нейтрализатора – такой способ несколько сложнее, однако позволяет скрыть факт замены детали при продаже автомобиля.
Все же, если Вы решились заменить катализатор на пламегаситель, будьте готовы к тому, что Ваш автомобиль станет приносить больше урона окружающей среде – таковой будет плата за экономию на установке вместо оригинального дорогого катализатора доступного по цене пламегасителя.