Катализатор и все что с ним связано - Mitsubishi Автоэлектрика

Катализатор и все что с ним связано

Каталитический конвертер — нейтрализатор (англ. catalytic converter) — устройство в выхлопной системе, предназначенное для снижения токсичности отработавших газов посредством восстановления оксидов азота и использования полученного кислорода для дожига угарного газа и недогоревших углеводородов. Основным требованием к успешной работе катализатора является стехиометрическое соотношение топлива и кислорода.
Каталитический нейтрализатор расположен либо на приемной трубе, либо сразу после нее. Внутри корпуса каталитического нейтрализатора находится керамическая сотовая конструкция. Соты нужны для того, чтобы увеличить площадь контакта выхлопных газов с поверхностью, на которую нанесен тонкий слой платиноиридиевого сплава. Недогоревшие остатки (CO, CH, NO) касаясь поверхности каталитического слоя, окисляются до конца кислородом, присутствующим также в выхлопных газах. В результате реакции выделяется тепло, разогревающее катализатор и, тем самым, активизируется реакция окисления. В конечном итоге на выходе из катализатора (исправного) выхлопные газы содержат в основном N2 и СО2.
 
 

Вредные компоненты в отработавших газах и их влияние на человеческий организм

Вредными компонентами считаются такие компоненты, содержащиеся в отработавших газах, которые оказывают непосредственное или косвенное воздействие на окружающую среду и человеческий организм. Каждый из них оказывает различное воздействие:
  • Окись углерода СО (угарный газ): возникает в результате неполного сгорания топлива. Этот газ не имеет ни цвета, ни запаха, взрывоопасен и очень ядовит. Он обладает способностью увеличивать скорость разрушения гемоглобина находящегося в крови примерно в 300 раз, тем самым, блокируя поступления кислорода, и способен вызвать смерть при относительно малой концентрации в воздухе (объёмная концентрация 0,3% может привести к смерти человека в течение 30 мин)

  • Оксиды азота NOx: (NO, NO2, N2O и другие) образуются при сгорании в двигателе под воздействием высокой температуры и давления при наличии избытка кислорода. Некоторые из них токсичны и вызывают расстройство центральной нервной системы и дыхательной системы в зависимости от уровня концентрации этого компонента и продолжительности его вдыхания.

  • Углеводороды СН: появляются в результате неполного сгорания топлива и могут появляться в различных формах (например, С6Н6, С8Н18 и др.) и их действие на организм человека различно. Некоторые из них вызывают раздражение органов чувств, а другие развитие злокачественных опухолей.

  • Углеводороды СН и оксиды азота NOx: распределение этой смеси в атмосфере воздуха приводит к образованию фотохимического смога при сильном солнечном свете. Фотохимический смог состоит из озона, альдегидов и нитратов, вызывающий раздражение кожи, слизистых оборочек и глаз.

Трехкомпонентный каталитический нейтрализатор
 
 Cat5
 
Для преобразования токсичных компонентов (СО, СН и NOx), содержащихся в отработавших газах, в безвредные вещества применяются комбинированные каталитические покрытия нейтрализатора (платино-родиевое или платино-родиевое-палладиевые).
В трехкомпонентном нейтрализаторе происходит одновременно две различные химические реакции: окисления и восстановления. Реакция восстановления приводит к образованию азота N2, а освободившийся при этом кислород О2 используется для реакции окисления окиси углерода СО и углеводородов СН, приводящей к образованию углекислого газа CO2 и воды H2O.
Реакции нейтрализации в присутствии катализаторов начинаются при температуре 250°С. Преобразование наиболее эффективно в диапазоне температур от 400 до 800°С.
Низкие температуры в комбинации с плохой испаряемостью/плохим качеством, а также неисправность систем зажигания и топлива ухудшают способность топливно-воздушной смеси к воспламенению. Это приводит к тому, что частично сгоревшее или даже полностью не сгоревшее топливо попадает в катализатор и догорает уже в нём, разрушая и расплавляя его.
Другой враг этого устройства – этилированное топливо. Оно практически моментально уничтожает каталитический слой в нейтрализаторе и циркониевое напыление лямбда-зонда. Результат выхода из строя.
 
 Cat1
 
Состояние катализатора контролирует блок управления двигателем. В случае его неудовлетворительного состояния  загорается контрольная лампа "Check". Оценка состояния катализатора  блоком управления двигателем заключается в следующем:
Сигнал переднего кислородного датчика отличается от сигнала заднего кислородного датчика при исправном катализаторе. Это происходит потому, что нейтрализатор изменяет состав ОГ. В процессе деградации каталитического нейтрализатора сигналы переднего и заднего датчиков сближаются. Блок управления двигателем ведёт сравнение сигналов переднего и заднего датчиков.
Условия для проверки 
  • Частота вращения коленчатого вала:не более 3000 об/мин.
  • Во время поездки.
  • При проверке режима обратной связи по составу рабочей смеси.
Критерий оценки
  • Отношение частоты выходного сигнала заднего кислородного датчика к частоте переднего в среднем превышает 0,8 на протяжении 12 секунд. 
В процессе компьютерной диагностики получаем следующие данные:
Код ошибки Р0420. 
 Cat1MUT Print
Графики работы переднего и заднего (за катализатором) лямбда-зондов при неиспраности катализатора.

CatMUT Print

 
Катализатор вышел из строя- что же делать?
  
Правильное решение-заменить кактлизатор.
Но для многих стоимость катализатора выглядит просто нереальной.(AviapartsExist). В таком случае остается единственный метод решения проблемы-удалить катализатор. 
 

Cat3

Перед тем как принять окончательное решение посмотрите этот ролик!

   
 
 
Удалив катализатор вы напловину решите проблему. Остается вопрос-как заставить "думать" электронный блок управления двигателя, что катализатор есть и работает исправно? Ответом на этот вопрос будет-"обманка".
Есть два типа "обманок"-механическая и электрическая. Они устанавливаются на задний (за катализатором) лямбда-зонд.
 
Механическая

 Cat6

Электрическая

Cat4