Urządzenie
Katalizator spalin posiada obudowę wykonaną ze stali nierdzewnej, do której przyspawane są stożki wlotowy i wylotowy z przewodami i kołnierzami montażowymi, a także reflektory ciepła utrzymujące wykładzinę ceramiczną. Całą wewnętrzną objętość korpusu zajmuje ceramiczny monolit porowaty, zamocowany za pomocą pierścieni lub siatki ze stali nierdzewnej. Struktura monolitu jest podobna do konwencjonalnego filtra, ale cała wewnętrzna i zewnętrzna powierzchnia porów mających kontakt z gazami pokryta jest bardzo cienką warstwą molekularną stopu zawierającego platynę, rod i pallad. Porowatość monolitu sprawia, że duża powierzchnia jest pokryta stopem bardzo drogich metali, co w głównej mierze decyduje o wysokiej cenie neutralizatorów.
Zasada działania
Silnik emituje do atmosfery wraz ze spalinami produkty całkowitego spalania (para wodna H₂ O, azot N₂ itp.) i niekompletne (tlenek węgla CO, a także CnHm, tlenki azotu NOx) spalanie paliwa. Łączna liczba składników zawartych w tych gazach przekracza kilkaset, a większość z nich jest szkodliwa dla zdrowia człowieka.
Spaliny, przenikając przez porowatą powierzchnię monolitu, najpierw go nagrzewają, a następnie utleniają. CO przekształca się w CO₂, czyli nietoksyczny dwutlenek węgla, CnHm w kilku etapach przekształca się w CO₂ i H₂ O, NOx przekształca się w cząsteczkowy N₂, który jest zawarty w zwykłym powietrzu, oraz w wodę. Krótko mówiąc, w neutralizatorze zachodzą dość złożone reakcje chemiczne ze względu na wysoką temperaturę i obecność specjalnej powłoki z drogich metali, które służą jako katalizatory.
Zatem głównym pozytywnym efektem działania tego urządzenia jest całkowita neutralizacja trzech składników - CO, CnHm, NOx - których w spalinach jest więcej niż innych szkodliwych substancji. A to jest możliwe nie tylko dzięki obecności platyny, rodu i palladu. Ważną rolę odgrywa, jak już powiedziałem, temperatura, która utrzymuje się w granicach 300-800°C. Jeśli obniży się do 250°C, reakcje chemiczne neutralizacji CO, CnHm, NOx, mimo obecności katalizatorów metalicznych, nie zajdą. W temperaturze około 900°C warstwa katalityczna zaczyna się topić i rozpadać.
Działanie
Aby nie uszkodzić sprawnego neutralizatora, należy ściśle przestrzegać zasad jego eksploatacji. Po pierwsze, nie można stosować benzyny ołowiowej. Wystarczy zużyć 20-30 litrów tej benzyny, a powierzchnia czynna katalizatora pokryje się ołowiem, co doprowadzi do jego awarii.
Należy stale i uważnie kontrolować stan techniczny silnika. Neutralizator nie jest w stanie wytrzymać znacznych odchyleń składu mieszanki paliwowej. Gdy silnik pracuje na bogatej i bardzo bogatej mieszance, szybko zapycha się sadzą i innymi osadami, a przy ubogiej i bardzo ubogiej mieszance przegrzewa się do tego stopnia, że warstwa czynna ulega stopieniu. Aby utrzymać skład mieszanki w wymaganych granicach, w samochodach z neutralizatorami wymagany jest montaż czujnika tlenu - sondy lambda, która za pomocą sygnału, z którego elektroniczna jednostka sterująca dokonuje pomiaru składu mieszanki paliwowej. Trwałość neutralizatora w dużej mierze zależy od sprawności i prawidłowej pracy układu sterowania. Dlatego też, jeśli w silniku występują jakiekolwiek usterki związane z układem zapłonowym lub utrudnionym rozruchem, należy znaleźć przyczynę i ją usunąć.
Zabrania się uruchamiania silnika przez holowanie, długotrwałego kręcenia rozrusznikiem lub podejmowania prób uruchomienia silnika, gdy nie jest nagrzany, często i w krótkich odstępach czasu. Aby zapobiec powstawaniu pęknięć, należy unikać uderzania w przeszkody na drodze. Do uszkodzeń mechanicznych na skutek gwałtownej zmiany temperatury może dojść, gdy samochód wpadnie w głęboką dziurę z wodą i nastąpi nagłe schłodzenie neutralizatora nagrzanego do temperatury 800-900°C.
Warto zauważyć, że ostatnio zaczęto produkować katalizatory z monolitem metalowym, co zwiększa ich wytrzymałość. Są o wiele bardziej niezawodne ze względu na większą odporność na różne czynniki mechaniczne i temperaturowe, ale z tego powodu są też droższe od swoich ceramicznych odpowiedników.
Jak już wspomniano, neutralizator monolitu ceramicznego jest bardzo wrażliwy na uderzenia, dlatego nie należy go upuszczać ani stosować narzędzi udarowych podczas pracy z systemem. Aby uniknąć odkładania się tłuszczu, nie należy dotykać rękoma powierzchni roboczej czujnika tlenu. Nie można sprawdzić iskry poprzez zdjęcie końcówki świecy zapłonowej ani zastosować niestandardowych świec zapłonowych. Nie można też sprawdzić sprawności cylindrów poprzez wyłączenie iskry za pomocą testera silnika. Działania te mogą spowodować przedostanie się niespalonego paliwa do katalizatora, czego konsekwencje opisano powyżej.
Plusy i minusy
Pierwszą i główną zaletą tego urządzenia jest niemal całkowita neutralizacja najbardziej szkodliwych (biorąc pod uwagę ich całkowite stężenie i toksyczność) składniki spalin. Drugą zaletą jest to, że bez dodatkowych kosztów modernizacji silników produkcyjnych, dzięki zamontowaniu neutralizatora i układu zarządzania paliwem z sondą lambda, producenci samochodów mogą nadal produkować samochody w pełni zgodne z surowymi normami toksyczności spalin, takimi jak Euro 2, a nawet Euro 3.
Ale neutralizator ma też swoje wady. Jedną z istotnych wad jest niska niezawodność, nie tylko ze względu na kruchość monolitu ceramicznego, ale również na awarie spowodowane naruszeniem zasad eksploatacji, a nawet wtedy, gdy zasady te nie zostaną naruszone. Badania wykazały, że katalizatory psują się szybciej w warunkach jazdy miejskiej, przy częstym uruchamianiu silnika i krótkich przebiegach. A także - w czasie stabilnego, szybkiego ruchu na autostradach. W pierwszym przypadku neutralizator po prostu zapycha się paliwem i sadzą, ponieważ przy każdym uruchomieniu musi się rozgrzać do temperatury roboczej, a to zajmuje trochę czasu. W drugim - z przegrzania.
Rzadko się zdarza, aby samochód z systemem neutralizacji pracował przez długi czas, biorąc pod uwagę stan dróg, dostępność benzyny bezołowiowej i jej jakość, a także świadomość zawodową i ekologiczną kierowców i mechaników. Ten drogi, ale nietrwały układ działa w samochodzie do momentu pojawienia się pierwszych problemów. Następnie monolit zostaje z reguły wyjęty z korpusu i po prostu wyrzucony.
Logika takich "środków" jest jasna: po pierwsze, jest to znacznie tańsze, szybsze i łatwiejsze niż szukanie, negocjowanie i czekanie na dostawę nowego neutralizatora; po drugie, działania te nie pociągną za sobą żadnych negatywnych konsekwencji dla właściciela samochodu, ponieważ prawie wszystkie samochody zagraniczne z działającym układem wtrysku benzyny spełniają obowiązujące normy GOST (czego niestety nie można powiedzieć o wielu samochodach WNP).
Tak to robimy, ale co z "ich", gdzie normy toksyczności są bardziej rygorystyczne, a kontrola analizy gazu jest dobrze ugruntowana, a ludzie mają pieniądze, a drogi są w porządku, a obsługa jest najwyższej klasy? Tam, jeśli neutralizator zawiedzie, jest po prostu wymieniany, aby uniknąć nadmiernie wysokich kar za zwiększoną toksyczność. Nawiasem mówiąc, nie zawsze dokonuje się ich uzasadnionej wymiany, ponieważ nie każda stacja obsługi dysponuje pełnym zestawem niezbędnego sprzętu i odpowiednich części. Niezadowolenie konsumentów powoduje wzrost popytu na samochody bez katalizatorów. Są to samochody z silnikami gazowymi, wysokoprężnymi i gazowo-dieslowymi, a także z bezpośrednim wtryskiem benzyny, a także inne, które spełniają normy Euro-3 bez neutralizatorów.
Artykuł jest oparty na informacjach ze strony internetowej: hondabook