Нужно ли удалять катализатор и как правильно это сделать

Что это за штука – катализатор? И для чего он в машине? Большинство знают, что это «где-то под днищем» и что после его удаления нужна некая «обманка катализатора». И каким бы ни было развитие автомобильных технологий, удаление катализатора – вопрос из серии вечнозеленых. Разберем его подробно.

Сначала немного теории для общего понимания, а потом перейдём к практике.

Что такое катализатор и зачем он нужен?

Вообще, эта деталь называется каталитический нейтрализатор. Но все мы говорим просто: катализатор. Так вот, назначение катализатора – очищать выхлоп от множества вредных примесей и делать его чище. Сам катализатор представляет собой ёмкость, похожую на глушитель, только поменьше. Внутри ёмкости находится огромное количество мелких металлических или керамических (что чаще) сот. Соты покрыты тончайшим слоем специального сплава из ценных материалов, в том числе золота и платины. Проходя через такой фильтр при высокой температуре, выхлопные газы вступают в несколько химических реакций, выходя на улицу уже значительно более безвредным для природы и человека составом.

Типичный катализатор в разрезе с примерной схемой работы

Конечно, катализатор не является той деталью, без которой машина не поедет или не заведётся. Но так как она внедрена в конструкцию ещё на этапе проектирования, вот так просто взять и отрезать её без последствий не получится.

Зачем удалять катализатор на автомобиле?

Всё банально: как любая деталь или узел, он изнашивается. За десятки и сотни тысяч пробега соты внутренней структуры забиваются несгоревшими твёрдыми фракциями, содержащимися в любом выхлопе, даже у суперсовременного автомобиля. А для двигателя отсутствие препятствий на выпуске не менее важно, чем на впуске. Соответственно, когда оседание «грязи» на сотах достигает определённого уровня, это сказывается на эффективности работы двигателя: он начинает хуже ехать и потреблять больше топлива. И вот тогда катализатор решают удалять из выпускного тракта.

Вообще, по любой заводской технологии ремонта и обслуживания, при выходе из строя катализатор не удаляют, а меняют на новый. Но деталь эта стоит очень больших денег, и в странах СНГ подобная практика практически не встречается.

Как понять, что катализатор неисправен?

В общем случае, как я уже упомянул выше, падает динамика и повышается расход. Кроме того, компьютер тоже видит снижение эффективности работы катализатора. Он диагностирует его состояние, сравнивая содержание кислорода в выхлопе до катализатора и после. Этим занимаются всем известные «лямбда-зонды», они же – кислородные датчики.

Сказать, на каком пробеге удалять катализатор, решительно невозможно. Это очень сильно зависит прежде всего от качества топлива, которое заливается в автомобиль. И если в один современный высокотехнологичный двигатель лить 92-й из сельских АЗС, а во второй такой же – 98-й из крупной брендовой сети, очевидно, что разница в сроке жизни катализаторов может измеряться и 50, и 100, и даже 150 тысячами километров.

Как удалить катализатор и что делать дальше

Несмотря на формальное несоблюдение заводских технологий ремонта, давно прижился вполне «цивилизованный» и несравнимо более дешёвый вариант решения проблемы забитого катализатора: вместо него вваривается пламегаситель. Эта штука представляет собой ту же металлическую банку, только внутри содержащую не плотно расположенные соты, а прямоточную трубу с заужением и частой перфорацией. Принцип работы заключается в замедлении и частичном остужении выхлопного потока, для дальнейшего его течения по выпускному тракту – к резонатору и затем глушителю. Разумеется, ни о каком очищении газов в данном случае речи уже не идёт.

Принцип работы пламегасителя

Вариацией пламегасителя является стронгер. Суть та же, но реализация отличается – внутри вместо трубы с перфорацией устанавливается спиральный «лабиринт» из некого подобия металлических чешуек. Преимущества стронгера перед пламегасителем заключаются в отсутствии заужения (см. картинку выше), что положительно сказывается на сопротивлении потоку газов. Минус состоит в более шумной работе.

Стронгер. Видны чешуйки, тормозящие газы и отводящие их во внешнюю полость корпуса

Поставили пламегаситель – на этом всё?..

Нет, не всё. Так как ЭБУ автомобиля рассчитан на работу именно с катализатором, а теперь очищения выхлопа не будет – у «мозгов» двигателя начнётся лёгкая паника. Лямбда-зонды будут беспрерывно регистрировать несоответствие состава газов заложенному в программу. Как минимум, загорится всем известный check engine. Крайне вероятен и вариант, при котором возникнет неровная работа на холостых. А в самых запущенных случаях – и при ускорениях тоже. Ведь так как катализатора теперь нет, ЭБУ будет управлять двигателем по аварийной программе. Ну а вероятность, что расход топлива станет ещё больше, практически стопроцентная. Короче говоря, одно вылечили, другому навредили. Поэтому грамотно удалённый катализатор обязательно подразумевает установку так называемой «обманки лямбды».

Вот так выглядит частично выбитый катализатор. Хорошо видны наслоения нагара, который и мешает проходу выхлопных газов

Куда ставится обманка катализатора и что это такое?

В самом простом варианте это обычное сопротивление и конденсатор, установленные определённым образом в проводку кислородного датчика.

Да, «чек» такая схема погасит. Но так как по факту, в зависимости от режимов езды, состав выхлопных газов постоянно меняется, то показания с реального катализатора тоже меняются – и лямбды вносят свои коррекции в приготовление смеси. Теперь же электроника будет всегда готовить топливовоздушную смесь исходя из некого средне-идеального значения, которое мы задали обманкой. Следовательно, всё равно имеем потери в расходе и динамике – пусть и не такие критичные, как без обманки.

Первый «правильный» вариант обманки катализатора (как бы ни комично это звучало) – электронная эмуляция работы лямбда-зонда внешним электронным блоком. То есть, катализатора по факту нет, но от лямбды на ЭБУ приходят сигналы, наиболее достоверно отражающие значения при реальном катализаторе. Стоит ли говорить, что внедрение такой схемы значительно дороже пары простейших электронных элементов.

Но и эффект не в пример лучше: фактически это грамотный обман блока управления двигателем без негативных последствий.

По итогу, и выпуску ничего не мешает, и факт удаления катализатора не влечёт за собой негативных для динамики и расхода последствий. Но скажем откровенно, этот способ у нас не сильно распространён.

При сегодняшнем уровне цифровизации подключиться к «мозгам» машины может любой студент. Вопрос лишь в том, что он будет делать дальше

Альтернативой внешнему «чипу» для пламегасителя служит перепрошивка самого ЭБУ. Однако многие гаражные конторы не сильно волнуются по поводу эффективности работы мотора после их процедур. И фактически делают ту же самую простейшую обманку из первого варианта, только заложенную программно. Тем не менее, есть и правильные сервисы с понимающими специалистами – в этом случае корректировка программы управления после установки пламегасителя принесёт только плюсы, как и в вышеописанном варианте с внешним блоком эмуляции. Кроме вреда природе, разумеется. Но в этом аспекте к природозащитникам тоже есть огромное количество вопросов…

А ещё многие гаражные умельцы проводят операцию по удалению катализатора на своих машинах самостоятельно. Снимается часть выпуска, а далее забитые соты просто варварски выбиваются ломом и убираются из корпуса. В результате «дышать» машине становится значительно легче, динамика разгона возвращается. Но, пожалуй, это единственный плюс такого рабоче-крестьянского метода. По причинам уже названным.

Пламегаситель, вваренный вместо катализатора

Выводы. Стоит ли удалять катализатор

Давайте начистоту: удаление катализатора – не просто пожелание владельца, а вынужденная мера на определённом этапе эксплуатации машины. Конечно, есть те, кто делает это намеренно даже на свежих машинах, но «гонщики» в тему сегодняшнего обсуждения не входят. Ну а обманка после удаления катализатора однозначно необходима. В заключение давайте кратко про плюсы и минусы пламегасителя.

Плюсы:

• к машине возвращается динамика
• приходит в норму расход топлива

Минусы:

• пламегаситель (тем более стронгер) по определению чуть более шумный; запах выхлопа становится более резким
• необходим профессиональный подход к адаптации блока управления (что, увы, не такое частое явление)
• вред экологии от неочищенных выхлопных газов

Одним словом, учитывая неподъёмный ценник на оригинальную деталь и непредсказуемое качество неоригинальных, замена катализатора на пламегаситель является оправданным решением. Главное, чтобы машина попала к настоящим специалистам, а не просто дядям из гаража, которые научились пользоваться ноутбуком.

Можно ли удалять катализатор в автомобиле? Мифы и легенды удаления.

Вопрос о том, можно ли удалить катализатор, становится перед автовладельцем при общем пробеге авто свыше 100 тыс. км. Именно такой срок устанавливают производители для эффективной работы автоката, после чего требуется замена. Процедура включает ремонтные работы, а также стоимость нового конвертера, и обходится недешево. Если статья расходов на покупку новой детали каждые 2-3 года не предусмотрена, лучше рассмотреть вариант удаления. Он стоит дешевле и навсегда снимает вопрос приобретения/замены/удаления катализатора. Но насколько это безопасно для авто, окружающей среды и можно ли удалять катализатор без прошивки электроники?

К удалению детали относятся неоднозначно по нескольким причинам:

• Во-первых, завод-изготовитель предусмотрел выхлопную систему, работающую с катализатором, поэтому при его удалении нарушится заводская сборка, гарантирующая правильную работу;
• Во-вторых, каталитический нейтрализатор очищает выхлоп, избавляет его от неприятного запаха, снижает риск загрязнения экологии. Использование авто без очищающих фильтров увеличивает вероятность образования смога над городом;
• В-третьих, есть риск попасть к неумелому работнику, только получающему первый опыт в проведении процедуры. В результате получить шумы в выхлопной системе, нарушения работы двигателя, запах в салоне.

Среди водителей также бытует несколько устойчивых представлений о том, можно ли удалять катализатор выхлопных газов, которые мастера на СТО уже называют мифами:

• «Удалили автокат, мотор перестал тянуть». На самом деле конвертер убирают, чтобы он не уменьшал мощность ДВС. Выработанная деталь сильно забивается со временем, не дает выходить выхлопу, повышает давление в системе. Если ее заменить новой или удалить, давление нормализуется, мощность незначительно увеличивается;
• «Нельзя удалять, начнется жор топлива». Перерасход ГСМ действительно возможен, но только при забитом конвертере. Если деталь выработала ресурс, то усложняется выход выхлопа. В системе повышается давление, а вместе с ним и расход топлива. Забитый автокат мешает продувке цилиндров, мощность снижается, потребление ГСМ растет. После удаления автоката ДВС начинает легче «дышать», ему требуется меньше ГСМ.
• «В салоне все время будет запах». Главное предназначение конвертера – расщеплять вредные соединения. Если деталь удалить, то выхлопные газы выходят в первичном составе с ярко выраженным запахом. Избежать проблемы можно, заменив оригинальный конвертер на универсальный (более бюджетный) или племегаситель в профессиональном сервисе.

Нужно ли удалять катализатор или можно перепрошить?

Можно перепрошить электронику без удаления. В этом случае на приборной панели исчезнет флажок ошибки катализатора. Но повышенное давление в системе никуда не денется. Если у клиента возникает подобный вопрос, опытные мастера обычно показывают отработанный конвертер в разрезе. На нем четко видно забитые соты, которые неспособны пропускать выхлоп. И прошивка не может повлиять на этот процесс. Если есть необходимость удалить катализатор, лучше сделать это в профессиональном сервисе с последующей заменой на пламегаситель, установкой обманок и прошивкой.

DOE объясняет…Катализаторы | Министерство энергетики

Офис Наука

Реальный катализатор (фоновое изображение) и схема каталитического этапа (переднее изображение). Реагирующие молекулы (слева) приобретают энергию, чтобы преодолевать энергетический барьер и превращаться в молекулы продукта (справа).

Изображение предоставлено Аргоннской национальной лабораторией

Катализатор — это вещество, которое ускоряет химическую реакцию или снижает температуру или давление, необходимые для ее запуска, при этом само не расходуется во время реакции. Катализ — это процесс добавления катализатора для облегчения реакции.

Во время химической реакции связи между атомами в молекулах разрываются, перестраиваются и перестраиваются, рекомбинируя атомы в новые молекулы. Катализаторы делают этот процесс более эффективным, снижая энергию активации , которая представляет собой энергетический барьер, который необходимо преодолеть для того, чтобы произошла химическая реакция. В результате катализаторы облегчают разрыв атомов и образование химических связей для образования новых комбинаций и новых веществ.

Использование катализаторов приводит к более быстрым и энергоэффективным химическим реакциям. Катализаторы также обладают ключевым свойством, называемым селективностью , с помощью которого они могут направлять реакцию для увеличения количества желаемого продукта и уменьшения количества нежелательных побочных продуктов. Они могут производить совершенно новые материалы с совершенно новыми потенциальными применениями.

За последние несколько десятилетий ученые разрабатывали все более специализированные катализаторы для важных реальных приложений. В частности, мощные катализаторы изменили химическую промышленность. Эти достижения привели к созданию биоразлагаемых пластиков, новых фармацевтических препаратов и экологически безопасных видов топлива и удобрений.

Департамент науки Министерства энергетики США: вклад в исследование катализаторов

Программа фундаментальных энергетических наук Департамента энергетики (DOE) активно поддерживает фундаментальные исследования катализаторов. Министерство энергетики занимается разработкой новых катализаторов и использованием катализаторов для контроля химических превращений на молекулярном и субмолекулярном уровнях. В исследованиях Министерства энергетики особое внимание уделяется пониманию этих реакций и тому, как сделать их более эффективными и целенаправленными. Главной целью Министерства энергетики является разработка новых концепций катализа и новых катализаторов, которые помогут промышленности более эффективно и устойчиво производить топливо и химикаты из ископаемого и возобновляемого сырья. Это исследование помогает продвигать солнечное топливо, которое компании производят, используя солнце и обычные химические вещества, такие как углекислый газ и азот. Это исследование также создает передовые методы преобразования выброшенного пластика в новые продукты.

Краткие факты

• Люди используют катализаторы тысячи лет. Например, дрожжи, которые мы используем для приготовления хлеба, содержат ферменты, которые являются природными катализаторами, способствующими превращению муки в хлеб.
• Нобелевская премия по химии 2005 г. была присуждена трем исследователям (Иву Шовену, Роберту Х. Граббсу и Ричарду Р. Шроку) за работу над катализаторами метатезиса. доктора Граббс и Шрок частично финансировались Министерством энергетики за свои исследования, получившие Нобелевскую премию. Доктор Шрок продолжает финансироваться Министерством энергетики.
• Нобелевская премия по химии 2018 года была присуждена Фрэнсис Х. Арнольд за ее новаторскую работу по управлению эволюцией ферментов для таких приложений, как возобновляемые виды топлива, безвредные для окружающей среды. Она частично финансируется Министерством энергетики.
• Посетите Аргоннскую национальную лабораторию, чтобы узнать еще о семи вещах, которые вы, возможно, не знали о катализе.

Ресурсы

• Программа BES Управления науки Министерства энергетики США
• Узнайте о направлениях исследований Министерства энергетики США в области химических катализаторов.
• Отчет: Потребности в фундаментальных исследованиях для науки о катализе
• Как катализаторы меняют химическую промышленность, солнечное топливо и переработку полимеров.
• Научные достижения: катализ видит свет
• Научное достижение: ученые наблюдают, как свет разрушает модельный фотокатализатор в режиме, близком к реальному времени

 

Научные термины могут сбивать с толку. Объяснения DOE предлагают простые объяснения ключевых слов и понятий в фундаментальной науке. В нем также описывается, как эти концепции применяются к работе, которую проводит Управление науки Министерства энергетики, помогая Соединенным Штатам преуспеть в исследованиях по всему научному спектру.

 

катализатор | Примеры, определение и факты

Полимеризация этилена по Циглеру-Натте

См. все носители

Связанные темы:

механизм реакции катализ Катализатор Уилкинсона

См. все связанные материалы →

катализатор , в химии любое вещество, которое увеличивает скорость реакции, не расходуясь само по себе. Ферменты представляют собой природные катализаторы, ответственные за многие важные биохимические реакции.

Большинство твердых катализаторов представляют собой металлы или оксиды, сульфиды и галогениды металлических элементов и полуметаллических элементов бора, алюминия и кремния. Газообразные и жидкие катализаторы обычно используются в чистом виде или в сочетании с подходящими носителями или растворителями; твердые катализаторы обычно диспергируют в других веществах, известных как носители катализаторов.

Britannica Quiz

Типы химических реакций

Можете ли вы определить, какой тип химической реакции показан? Проверьте свои знания с помощью этого теста!

В целом каталитическое действие представляет собой химическую реакцию между катализатором и реагентом, в результате которой образуются промежуточные химические соединения, способные легче реагировать друг с другом или с другим реагентом с образованием желаемого конечного продукта. Во время реакции между химическими промежуточными продуктами и реагентами катализатор регенерируется. Режимы реакций между катализаторами и реагентами широко варьируются, а в твердых катализаторах часто сложны. Типичными для этих реакций являются кислотно-основные реакции, окислительно-восстановительные реакции, образование координационных комплексов и образование свободных радикалов. В случае твердых катализаторов на механизм реакции сильно влияют свойства поверхности и электронная или кристаллическая структура. Некоторые твердые катализаторы, называемые полифункциональными катализаторами, способны к более чем одному способу взаимодействия с реагентами; бифункциональные катализаторы широко используются для реакций риформинга в нефтяной промышленности.