Zariadenie
Katalyzátor výfukových plynov má puzdro vyrobené z nehrdzavejúcej ocele, ku ktorému sú privarené vstupné a výstupné kužele s rúrkami a montážnymi prírubami, ako aj tepelné reflektory držiace keramickú výstelku. Celý vnútorný objem tela je zaberaný keramickým pórovitým monolitom, upevneným krúžkami alebo sieťovinou z nehrdzavejúcej ocele. Štruktúra monolitu je podobná konvenčnému filtru, ale celý vnútorný a vonkajší povrch pórov, ktoré sú v kontakte s plynmi, je pokrytý veľmi tenkou molekulárnou vrstvou zliatiny obsahujúcej platinu, ródium a paládium. Pórovitosť monolitu má veľký povrch pokrytý touto zliatinou veľmi drahých kovov, čo je hlavným dôvodom vysokej ceny neutralizátorov.
Princíp fungovania
Motor spolu s výfukovými plynmi vypúšťa do atmosféry aj produkty dokonalého spaľovania (vodná para H₂O, dusík N₂ atď.) a neúplné (oxid uhoľnatý CO, ako aj CnHm, oxidy dusíka NOx) spaľovanie paliva. Celkový počet zložiek obsiahnutých v týchto plynoch presahuje niekoľko stoviek a väčšina z nich je škodlivá pre ľudské zdravie.
Výfukové plyny, prenikajúce cez pórovitý povrch monolitu, ho najprv zahrievajú a po druhé oxidujú. CO sa premieňa na CO₂, t. j. netoxický oxid uhličitý, CnHm sa v niekoľkých fázach premieňa na CO₂ a H₂O, NOx sa premieňa na molekulárny N₂, ktorý je obsiahnutý v bežnom vzduchu, a na vodu. Stručne povedané, v neutralizátore prebiehajú pomerne zložité chemické reakcie v dôsledku vysokej teploty a prítomnosti špeciálneho povlaku z drahých kovov, ktoré slúžia ako katalyzátory.
Hlavným pozitívnym účinkom tohto zariadenia je teda úplná neutralizácia troch zložiek - CO, CnHm, NOx - ktoré sú vo výfukových plynoch hojnejšie ako iné škodlivé látky. A to sa dosahuje nielen vďaka prítomnosti platiny, ródia a paládia. Dôležitú úlohu zohráva, ako som už povedal, teplota, ktorá sa udržiava v rozmedzí 300 – 800°C. Ak klesne na 250°C, chemické reakcie neutralizácie CO, CnHm, NOx, napriek prítomnosti kovových katalyzátorov, neprebehnú. A pri teplote okolo 900°C sa katalytický film začína topiť a rozpadať.
Prevádzka
Aby ste nepoškodili funkčný neutralizátor, musíte prísne dodržiavať pravidlá jeho prevádzky. V prvom rade nemôžete používať olovnatý benzín. Stačí použiť 20-30 litrov tohto benzínu a aktívny povrch katalyzátora bude pokrytý olovom, čo povedie k jeho poruche.
Je potrebné neustále a starostlivo sledovať technický stav motora. Neutralizátor neznesie výrazné odchýlky v zložení palivovej zmesi. Keď motor beží na bohaté a veľmi bohaté zmesi, rýchlo sa zanáša sadzami a inými usadeninami a na chudobných a veľmi chudobných zmesiach sa prehrieva až do bodu roztavenia aktívnej vrstvy. Aby sa zloženie zmesi udržalo v požadovaných medziach, musia mať autá s neutralizátormi nainštalovaný kyslíkový senzor - lambda sondu - pomocou signálu, z ktorého elektronická riadiaca jednotka meria zloženie palivovej zmesi. Použiteľnosť a správna činnosť riadiaceho systému do značnej miery určujú životnosť neutralizátora. Preto, ak sa v motore vyskytnú nejaké poruchy v dôsledku zapaľovacieho systému alebo ťažkého štartovania, musíte problém nájsť a odstrániť.
Je zakázané štartovať motor ťahaním, dlho ho pretáčať štartérom alebo sa ho pokúšať štartovať, keď nie je zahriaty, často v krátkych intervaloch. Okrem toho, aby ste predišli vzniku trhlín, mali by ste sa vyhýbať nárazom do prekážok na ceste. Mechanické poškodenie v dôsledku náhlej zmeny teploty môže byť spôsobené pádom auta do hlbokého výmoľu s vodou a náhlym ochladením neutralizátora zohriateho na 800 – 900°C.
Treba poznamenať, že v poslednej dobe začali vyrábať katalyzátory s kovovým monolitom, čo zvyšuje ich pevnosť. Sú oveľa spoľahlivejšie vďaka svojej väčšej odolnosti voči rôznym mechanickým a teplotným vplyvom, ale preto sú aj drahšie ako ich keramické náprotivky.
Ako už bolo uvedené, keramický monolitový neutralizátor je veľmi citlivý na nárazy, takže ho nemožno spadnúť ani pri práci so systémom používať úderové nástroje. Aby sa predišlo usadzovaniu tuku, je zakázané dotýkať sa pracovnej plochy kyslíkového senzora rukami. Iskru nemôžete skontrolovať odstránením hrotu akejkoľvek zapaľovacej sviečky ani použitím neštandardných zapaľovacích sviečok, ani skontrolovať účinnosť valcov vypnutím iskry pomocou testera motora. Tieto činnosti môžu spôsobiť vniknutie nespáleného paliva do katalyzátora, čoho následky sú opísané vyššie.
Výhody a nevýhody
Prvou a hlavnou výhodou tohto zariadenia je takmer úplná neutralizácia najškodlivejších látok (berúc do úvahy ich celkovú koncentráciu a toxicitu) zložky výfukových plynov. Druhou výhodou je, že bez dodatočných nákladov na modernizáciu sériovo vyrábaných motorov môžu výrobcovia automobilov inštaláciou neutralizátora a systémov riadenia paliva s lambda sondou naďalej vyrábať autá, ktoré plne spĺňajú prísne normy toxicity výfukových plynov, ako sú Euro 2 a dokonca aj Euro 3.
Neutralizátor má však aj svoje nevýhody. Jednou z jeho významných nevýhod je nízka spoľahlivosť, a to nielen kvôli krehkosti keramického monolitu, ale aj kvôli poruche v dôsledku porušenia prevádzkových predpisov, a to aj vtedy, keď tieto pravidlá nie sú porušené. Podľa prieskumov sa katalyzátory rýchlejšie rozkladajú v mestských podmienkach s častým štartovaním motora a krátkym počtom najazdených kilometrov. A tiež - počas stabilného vysokorýchlostného pohybu na diaľniciach. V prvom prípade sa neutralizátor jednoducho upchá palivom a sadzami, pretože pri každom štarte sa musí zahriať na prevádzkovú teplotu, čo si vyžaduje čas. V druhom - z prehriatia.
Je zriedkavé, aby auto fungovalo dlhodobo s neutralizačným systémom, vzhľadom na stav ciest, dostupnosť bezolovnatého benzínu a kvalitu tohto benzínu, ako aj na odborné a environmentálne povedomie vodičov a opravárov. Tento drahý, ale nie "dlhotrvajúci" systém funguje v aute, kým sa neobjavia prvé problémy. A potom sa monolit spravidla vyrazí z tela a jednoducho sa vyhodí.
Logika takýchto "opatrení" je jasná: po prvé, je to oveľa lacnejšie, rýchlejšie a jednoduchšie ako hľadať, vyjednávať a čakať na dodanie nového neutralizátora; po druhé, tieto akcie nebudú mať pre majiteľa vozidla žiadne negatívne dôsledky, pretože takmer všetky zahraničné autá s funkčným systémom vstrekovania benzínu spĺňajú súčasné GOST (čo sa, žiaľ, nedá povedať o mnohých autách SNŠ).
Takto to robíme my, ale čo tí "ich", kde sú normy toxicity prísnejšie, kontrola analýzy plynov je dobre zavedená, ľudia majú peniaze, cesty sú v poriadku a služby sú špičkové? Tam, ak neutralizátor zlyhá, jednoducho sa vymení, aby sa predišlo nadmerne vysokým pokutám za zvýšenú toxicitu. Mimochodom, nie vždy ich opodstatnene vymieňajú, pretože nie každá čerpacia stanica má kompletnú sadu potrebného vybavenia a zodpovedajúcich dielov. Výsledná nespokojnosť spotrebiteľov zvyšuje dopyt po autách bez katalyzátorov. Ide o autá s benzínovými, naftovými a benzínovo-dieselovými motormi, ako aj s priamym vstrekovaním benzínu a ďalšie, ktoré spĺňajú normy Euro-3 bez neutralizátorov.