В первое время каталитические нейтрализаторы применялись только на бензиновых двигателях. В дизельных двигателях процесс воспламенения и горения протекает иначе, происходит более полное сгорание топлива. Благодаря этому концентрация вредных веществ в отработавших газах дизеля меньше. Однако дальнейшее повышение экологических требований заставило автопроизводителей устанавливать каталитические нейтрализаторы и на автомобили с дизелями.
В Европе внедрение нейтрализаторов было стимулировано на законодательном уровне введением аналогических стандартов ЕВРО. Чтобы выполнить нормативные требования, автопроизводители сегодня устанавливают каталитические нейтрализаторы на все выпускаемые автомобили.
Нейтрализатор представляет собой емкость все внутреннее пространство, которой заполнено трубчатыми сотами.
Для того чтобы нейтрализатор не оказывал большого сопротивления потоку отработавших газов, соты имеют форму прямых каналов. Чтобы площадь контакта отработавших газов с катализатором была достаточной, эти каналы выполнены почти на всю длину корпуса нейтрализатора, а сечение сот сделано небольшим. Это позволило многократно увеличить площадь контакта. Изготовлены соты из тонкой гофрированной металлической ленты, свернутой определенным образом, или специальной керамики.
Поверхность сот покрыта платиной и другими редкоземельными металлами. Они-то и являются катализатором — веществом, которое, не вступая в химическую реакцию, инициирует процесс окисления (сжигания) вредных веществ до нейтрального состояния. Отсюда и название нейтрализатора — каталитический.
Процесс в нейтрализаторе идет эффективно только при высокой температуре (около 300°C). Чтобы нейтрализатор быстрее прогревался до рабочей температуры, и, соответственно, меньше вредных веществ попало в атмосферу во время запуска, конструкторы стараются расположить его как можно ближе к выпускному коллектору. Поэтому применяемый на автомобиле каталитический нейтрализатор выполнен заодно с выпускным коллектором.
Сверху нейтрализатор закрыт теплозащитным экраном.
Для эффективной работы нейтрализатора необходимо поддерживать оптимальный состав топливовоздушной смеси, поступающей в цилиндры двигателя. Чтобы контролировать этот параметр, в выпускной коллектор перед каталитическим нейтрализатором установлен датчик концентрации кислорода.
По сигналам этого датчика электронный блок управления (ЭБУ) двигателем определяет содержание кислорода в отработавших газах и в соответствии с этим корректирует количество впрыскиваемого топлива. Для более точной корректировки состава горючей смеси в приемную трубу системы выпуска отработавших газов установлен второй датчик концентрации кислорода.
Первый датчик, расположенный до каталитического нейтрализатора, называют управляющим, а второй — диагностическим. На основании данных, полученных от второго датчика, ЭБУ дополнительно корректирует топливовоздушную смесь.
Система снижения токсичности отработавших газов, которой укомплектован автомобиль, обеспечивает выполнение норм ЕВРО IV.
Каталитический нейтрализатор — это дорогостоящий агрегат, хотя слой каталитического вещества очень тонкий, а драгоценного металла во всем нейтрализаторе не больше трех граммов. При этом он очень чувствителен к составу отработавших газов. Так, сажа, появляющаяся при сгорании переобогащенной горючей смеси, или масло, попадающее в систему выпуска из-за износа деталей двигателя, откладываясь на стенках, могут наглухо закупорить соты. Еще одна причина, по которой отработавшие газы могут не проходить через нейтрализатор,— оплавление кромок сот. Привести к этому может продолжительная работа двигателя на обогащенной горючей смеси.
Наиболее распространенная причина, из-за которой нейтрализатор выходит из строя, — некачественный бензин, особенно если он этилированный. Тетраэтилсвинец, содержащийся в нем, отрицательно воздействует на каталитическое покрытие нейтрала затора, а также на датчики концентрации кислорода Этилированный бензин был запрещен в Российской Федерации президентским указом в 2003 году (как его производство, так и продажа), а специальные службы стали регулярно контролировать качество топлива на АЗС.
Другая причина выхода из строя нейтрализатора — неудовлетворительное техническое состояние двигателя. Но это характерно для автомобилей с очень большим пробегом. Например, если изношена шатунно-поршневая группа, в систему выпуска будет попадать масло. Нарушение в работе системы управления двигателем также может вызвать работу двигателя на богатой смеси и попадание в системы-выпуска несгоревшего топлива. Вспышка бензина, скопившегося в нейтрализаторе, может привести к деформации сот. Отсюда можно сделать вывод в том, что и на сравнительно новом автомобиле следует избегать условий, при которых в нейтрализаторе могут накапливаться пары топлива. Например, если двигатель не завелся с двух-трех попыток, следует сделать паузу перед следующей попыткой. Необходимо своевременно заменять свечи зажигания и не допускать работе двигателя с неисправными свечами зажигания.
Если соты каталитического нейтрализатора забиты или оплавлены, из-за возросшего сопротивления движению потока отработавших газов двигатель потеряет мощность, и может даже глохнуть. Неисправный каталитический нейтрализатор необходимо заменить. При этом придется заменить и некоторые другие элементы системы выпуска отработавших газов.
[Первоисточник статьи — сайт: CHEVYMAN.ru]