Motorhelp.ru диагностика и ремонт двигателя

Ежедневно на дорогах как больших, так и маленьких городов собирается огромное количество автомобилей, каждый из которых является источником загрязнения воздуха. Особо остро эта проблема чувствуется при безветренной погоде, когда над городом повисает смог, который превращается для жителей в самую настоящую проблему. Чтобы спасти экологическую ситуацию, автопроизводители стараются максимально улучшить конструкцию двигателя внутреннего сгорания. Настоящим прорывом в данной области стал впервые разработанный в 1975 году каталитический конвертер или нейтрализатор. Его функцией является преобразование вредных выхлопных газов в менее токсичные вещества, прежде чем они попадут из выхлопной системы в атмосферу, чтобы мы с вами могли дышать более чистым воздухом.

Конструктивно катализатор располагается в выхлопной трубе. В современных двигателях для быстрого прогрева катализатора его располагают как можно ближе к двигателю. Для этого его изготовляют единым монолитным элементом вместе с выхлопным коллектором, который называется катколлектором. Этот факт обусловлен весьма вескими причинами. Дело в том, что катализатор может работать только при наличии высокой температуры от 300°С. Оптимальный рабочий диапазон температур от 350 до 750°С При запуске автомобиля выхлопные газы быстро прогревают катколлектор двигателя, при этом меньше загрязняется окружающая атмосфера.
Основными веществами, загрязняющими атмосферу при работе двигателя, являются диоксид углерода CO₂ – углекислый газ, окись углерода CO, углеводороды CH, оксиды азота NOx. Именно для уменьшения выбросов этих веществ в атмосферу и предназначен катализатор.
На современных автомобилях для снижения выбросов вредных веществ устанавливаются трехкомпонентные каталитические нейтрализаторы. Трехкомпонентными их называют потому, что они воздействуют сразу на три вредных составляющих выхлопных газов: СО, СН и NOx.
Внутри корпуса каталитического нейтрализатора находятся керамическая или металлическая сотовая конструкция с множеством каналов. Соты нужны для того, чтобы увеличить площадь контакта выхлопных газов с поверхностью, на которую нанесен тонкий слой катализаторов из драгоценных металлов - платины, иридия и палладия. 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 исправного катализатора выхлопные газы содержат в основном углекислый газ СО2, азот N2 и пары воды Н2О.
Для того чтобы катализатор мог эффективно справляться со своими задачами, бензиновый двигатель должен работать на строго определенном составе топливной смеси. Идеальное соотношение «воздух-топливо», при котором топливо сгорает наиболее полно, называется стехиометрией. Это пропорция 14,7:1, которая означает, что при сгорании одного килограмма топлива нужно 14,7 килограмма воздуха. На практике эта величина может меняться в обе стороны, то есть смесь может быть как богатой (коэффициент ниже идеального значения), так и бедной (коэффициент выше идеального значения). За точным соблюдением стехиометрического состава топливной смеси следит электронный блок управления двигателем, получая сигналы от датчиков кислорода.
Общая площадь всех сот нейтрализатора примерно в 1,5 раза больше чем сечение выхлопной трубы. Отработавшие газы беспрепятственно проходят через него. При такой структуре катализатор никоим образом не снижает мощность двигателя. И уж тем более нет никакой необходимости просто так избавлять свой автомобиль от такого полезного устройства.
Чего боится катализатор.
1. Попадание большого количества несгоревших остатков топлива. В этом случае катализатор может сильно разогреться до температур выше критических 900–1000°С., что приведет к разрушению или спеканию сот. Такое обычно бывает из-за пропусков воспламенения или из-за долгого запуска двигателя, когда есть проблемы в системе зажигания или управления двигателем. В случае проявления каких-либо неисправностей, не стоит откладывать свой визит в автосервис.

2. Наиболее распространенной преждевременной причиной выхода из строя катализатора является некачественный бензин. Топливо с примесями свинца и других вредных веществ, которые покрывают изнутри соты непроницаемой для газов пленкой, довольно быстро может вывести его из строя.
3. Механическое повреждение катализатора, например при переезде через препятствия, может разрушить хрупкие керамические соты. Достаточно несильного удара, чтобы вывести его из строя.
Срок службы автомобильного катализатора при использовании качественного топлива составляет до 150.000 км. При дальнейшей эксплуатации его эффективность по нейтрализации вредных веществ в отработавших газах сильно падает. Блок управления двигателем в системах впрыска Евро 3 и выше при возникновении проблем с катализатором, по сигналу второго лямбда-зонда, фиксирует код неисправности P0420 «Эффективность катализатора ниже допустимого порога».
Когда сигнал диагностического лямбда-зонда повторяет по форме сигнал первого (управляющего) лямбда-зонда, то явный признак того, что катализатор уже не справляется со своей работой по очистке выхлопных газов от вредных выбросов. Наиболее верное решение в этом случае при подтверждении диагноза – установить новый штатный катализатор. Есть и альтернативные решения.
Самый распространённый вариант - это замена катализатора на пламегаситель. Однако в этом случае в системах с двумя датчиками кислорода, второй, который стоит за катализатором и следит за его состоянием, придется отключить или изменить режим его работы. Иначе блок управления двигателем будет управлять системой в аварийном режиме и постоянно фиксировать код ошибки P0420. Сделать это можно тремя способами:
1. Перепрограммировать блок управления на нормы экологичности Евро 2 , исключив второй лямбда-зонд в прошивке.

2. Поставить эмулятор второго лямбда-зонда. Это прибор, который анализирует работу первого (управляющего) датчика кислорода и формирует на выходе «правильный» сигнал как при работе с исправным катализатором. Поставить эмулятор исправного катализатора теперь можно в Воронеже, обращайтесь, контакты здесь.
Эмулированный сигнал второго датчика кислорода.
3. Установить удлиняющую проставку для второго лямбда-зонда. В этом случае датчик будет с задержкой реагировать на изменение состава выхлопных газов. На современных системах впрыска такой способ не работает. Программа блока управления рано или поздно вычислит несоответствие в сигналах датчиков кислорода, и вновь выставит прежние ошибки.

Метки к статье: катализатор