Dispozitiv
Convertorul catalitic al gazelor de eșapament are o carcasă din oțel inoxidabil, pe care sunt sudate conurile de intrare și ieșire cu țevi și flanșe de montare, precum și reflectoare de căldură care susțin căptușeala ceramică. Întregul volum intern al corpului este ocupat de un monolit poros ceramic, fixat cu inele sau o plasă din oțel inoxidabil. Structura monolitului este similară cu cea a unui filtru convențional, dar întreaga suprafață internă și externă a porilor în contact cu gazele este acoperită cu un strat molecular foarte subțire dintr-un aliaj care conține platină, rodiu și paladiu. Porozitatea monolitului are o suprafață mare acoperită cu acest aliaj de metale foarte scumpe, ceea ce determină în principal prețul ridicat al neutralizatorilor.
Principiul de funcționare
Motorul emite în atmosferă, împreună cu gazele de eșapament, produșii arderii complete (vapori de apă H₂O, azot N₂ etc.) și incomplet (monoxid de carbon CO, precum și CnHm, oxizi de azot NOx) arderea combustibilului. Numărul total de componente conținute în aceste gaze depășește câteva sute, iar majoritatea sunt dăunătoare sănătății umane.
Gazele de eșapament, care pătrund prin suprafața poroasă a monolitului, îl încălzesc mai întâi și, în al doilea rând, îl oxidează. CO este transformat în CO₂, adică dioxid de carbon netoxic, CnHm se transformă în mai multe etape în CO₂ și H₂O, NOx se transformă în N₂ molecular, care este conținut în aerul obișnuit, și în apă. Pe scurt, în neutralizator au loc reacții chimice destul de complexe datorită temperaturii ridicate și prezenței unui strat special de metale scumpe care servesc drept catalizatori.
Așadar, principalul efect pozitiv al acestui dispozitiv este neutralizarea completă a trei componente - CO, CnHm, NOx - care sunt mai abundente în gazele de eșapament decât alte substanțe nocive. Și acest lucru se realizează nu numai datorită prezenței platinei, rodiului și paladiului. Un rol important îl joacă, așa cum am mai spus, temperatura, care se menține în limitele de 300-800°C. Dacă aceasta scade la 250°C, reacțiile chimice de neutralizare a CO, CnHm, NOx, în ciuda prezenței catalizatorilor metalici, nu vor avea loc. Și la o temperatură de aproximativ 900°C, pelicula catalitică începe să se topească și să se descompună.
Operațiune
Pentru a nu deteriora un neutralizator funcțional, trebuie să respectați cu strictețe regulile de funcționare ale acestuia. În primul rând, nu puteți folosi benzină cu plumb. Este suficient să folosiți 20-30 de litri din această benzină, iar suprafața activă a catalizatorului va fi acoperită cu plumb, ceea ce va duce la defectare.
Este necesar să se monitorizeze constant și cu atenție starea tehnică a motorului. Neutralizatorul nu poate rezista la abateri semnificative ale compoziției amestecului de combustibil. Când motorul funcționează cu amestecuri bogate și foarte bogate, acesta se înfundă rapid cu funingine și alte depuneri, iar pe amestecuri sărace și foarte sărace, se supraîncălzește până la topirea stratului activ. Pentru a menține compoziția amestecului în limitele impuse, mașinile cu neutralizatoare trebuie să aibă instalat un senzor de oxigen - o sondă lambda - care utilizează semnalul din care unitatea electronică de control măsoară compoziția amestecului de combustibil. Întreținerea și funcționarea corectă a sistemului de control determină în mare măsură durabilitatea neutralizatorului. Prin urmare, dacă există defecțiuni ale motorului din cauza sistemului de aprindere sau a pornirii dificile, trebuie să găsiți și să remediați problema.
Este interzisă pornirea motorului prin remorcare, rotirea lui timp îndelungat cu demarorul sau încercarea de pornire frecventă la intervale scurte de timp atunci când nu este încălzit. În plus, pentru a preveni apariția crăpăturilor, ar trebui să evitați lovirea obstacolelor de pe drum. Daunele mecanice cauzate de o schimbare bruscă de temperatură pot fi cauzate de căderea mașinii într-o groapă adâncă cu apă și răcirea bruscă a neutralizatorului încălzit la 800-900°C.
Trebuie menționat că recent au început să producă convertoare catalitice cu un monolit metalic, ceea ce le crește rezistența. Sunt mult mai fiabile datorită rezistenței lor mai mari la diverse influențe mecanice și de temperatură, dar de aceea sunt și mai scumpe decât omologii lor ceramici.
După cum s-a menționat deja, neutralizatorul monolit ceramic este foarte sensibil la impacturi, deci nu poate fi scăpat și nici nu se pot folosi unelte pentru impact atunci când se lucrează cu sistemul. Pentru a evita depunerile de grăsime, este interzis să atingeți suprafața de lucru a senzorului de oxigen cu mâinile. Nu puteți verifica existența unei scântei prin scoaterea vârfului oricărei bujii sau prin utilizarea unor bujii nestandardizate și nici nu puteți verifica eficiența cilindrilor prin oprirea scânteii cu un tester de motoare. Aceste acțiuni pot determina pătrunderea combustibilului nears în convertorul catalitic, ale cărui consecințe sunt descrise mai sus.
Argumente pro şi contra
Primul și principalul avantaj al acestui dispozitiv este neutralizarea aproape completă a celor mai dăunătoare substanțe (ținând cont de concentrația totală și toxicitatea acestora) componente ale gazelor de eșapament. Al doilea avantaj este că, fără costuri suplimentare pentru modernizarea motoarelor de serie, prin instalarea unui neutralizator și a unor sisteme de gestionare a combustibilului cu sondă lambda, producătorii de automobile pot continua să producă mașini care respectă pe deplin standardele stricte de toxicitate a gazelor de eșapament, cum ar fi Euro 2 și chiar Euro 3.
Dar neutralizatorul are și dezavantajele sale. Unul dintre dezavantajele sale semnificative este fiabilitatea scăzută, nu numai din cauza fragilității monolitului ceramic, ci și din cauza defecțiunilor cauzate de încălcarea regulilor de funcționare și chiar și atunci când aceste reguli nu sunt încălcate. Conform sondajelor, convertoarele catalitice se deteriorează mai repede în condiții de condus în oraș, cu porniri frecvente ale motorului și kilometraj scurt. Și, de asemenea - în timpul deplasării stabile de mare viteză pe autostrăzi. În primul caz, neutralizatorul se înfundă pur și simplu cu combustibil și funingine, deoarece la fiecare pornire trebuie să se încălzească la temperatura de funcționare, iar acest lucru necesită timp. În al doilea rând - de la supraîncălzire.
Este rar ca o mașină să funcționeze mult timp cu un sistem de neutralizare, având în vedere starea drumurilor, disponibilitatea benzinei fără plumb și calitatea acestei benzine, precum și conștientizarea profesională și ecologică a șoferilor și a reparatorilor. Acest sistem scump, dar nu "de lungă durată", funcționează în mașină până la apariția primelor probleme. Și apoi, de regulă, monolitul este scos din corp și pur și simplu aruncat.
Logica unor astfel de "măsuri" este clară: în primul rând, este mult mai ieftin, mai rapid și mai ușor decât căutarea, negocierea și așteptarea livrării unui nou neutralizator; în al doilea rând, aceste acțiuni nu vor avea consecințe negative pentru proprietarul mașinii, deoarece aproape toate mașinile străine cu un sistem de injecție a benzinei funcțional respectă standardele GOST actuale (ceea ce, din păcate, nu se poate spune despre multe mașini CSI).
Așa procedăm noi, dar ce se întâmplă cu "ai lor", unde standardele de toxicitate sunt mai stricte, iar controlul analizelor de gaze este bine pus la punct, iar oamenii au bani, iar drumurile sunt în ordine, iar service-ul este de primă clasă? Acolo, dacă neutralizatorul se defectează, este pur și simplu înlocuit pentru a evita amenzile excesiv de mari pentru toxicitate crescută. Apropo, nici nu le înlocuiesc întotdeauna în mod justificat, deoarece nu fiecare stație de service are un set complet de echipamente necesare și piese corespunzătoare. Nemulțumirea consumatorilor rezultată duce la creșterea cererii de mașini fără convertoare catalitice. Acestea sunt mașini cu motoare pe benzină, diesel și benzină-diesel, precum și cu injecție directă de benzină, precum și altele care îndeplinesc standardele Euro-3 fără neutralizatoare.