Автомобилен катализатор: работа, проблеми и ремонт

Катализаторът е една от основните компоненти на модерната изпускателна система, чиято роля е значително да намали замърсяващите емисии на двигателя. Това устройство преобразува вредните вещества от изпускателните газове в безвредни за атмосферата вещества, като така допринася за опазването на околната среда и за спазването на все по-строгите емисионни норми.

За всеки собственик на превозно средство разбирането на начина на работа на каталитатора и идентифицирането на потенциални проблеми може да спести време и пари. От превантивно почистване до спешни ремонти има различни методи за поддръжка, които можеш да приложиш вкъщи преди да се обърнеш към специализиран сервиз.

Защо се появяват вредни емисии при двигатели

За да разберем значението на каталитатора, трябва да анализираме източника на проблема: защо двигателите произвеждат вредни емисии. Двигателите с вътрешно горене работят с горива, произхождащи от петрол - бензин или дизел - които са съставени основно от хидрокарбони.

В чистата теория арденето на хидрокарбоните в присъствието на кислород би трябвало да произвежда само въгдиоксид и вода, но реалността е много по-сложна.

Бензинът съдържа приблизително 150 различни химични съединения, не само прости въглеводороди, но и множество добавки за октан, detergență и стабилност. Тази сложност прави горенето никога напълно чисто.

Резултатът са замърсяващи емисии, които включват:

• Моноксид на въглерода (CO) - силно токсичен газ
• Летливи органични съединения (ЛОС)
• Азотни оксиди (NOx)
• Фини частици в суспензия
• Несгорени въглеводороди

Тези вредни молекули са образувани от атоми, които поотделно са безвредни. Решението е да се намери метод за разпадането на тези молекули след като напуснат двигателя, но преди да достигнат атмосферата. Тук влиза каталитаторът със своята усъвършенствана технология.

Принципът на работа на каталитатора

Съвременният каталитичен конвертор може да преобразува до 98% от вредните газове в изпускателната система в по-малко вредни емисии. Това впечатляващо постижение е възможно благодарение на усъвършенствана техника и благородни метали.

Вътрешна структура

Вътрешността на каталитатора съдържа гъста пореста структура под формата на фураж, изработена от керамика, която осигурява максимална повърхност за контакт. Тази структура е покрита със слоеве от:

• алуминиев оксид - увеличава активната повърхност и поддържа каталитиците
• Платина, паладий и родий - благородни метали, които действат като катализатори
• Изолационни слоеве - защитават и поддържат оптималната температура

Каталитичният процес

Благодарение на позиционирането близо до двигателя, каталитаторът достига работни температури от 400–800°C. При тези високи температури благородните метали инициират химични реакции, които:

1. Разграждат токсичните молекули
2. Рекомбинират атомите в безвредни съединения
3. Освобождават в атмосферата само CO2 и водни пари

Съществуват три основни типа каталитични конвертори:

• Катализатор за окисление — преобразува CO и неизгорелите въглеводороди
• Катализатор за редуциране — преобразува азотните оксиди
• Катализатор с три функции — комбинира двете функции

Чести проблеми на каталитичния конвертор

Каталитичният конвертор е здрав компонент, но може да срещне различни проблеми, които да намалят ефективността му или да доведат до повреда.

Прегряване - основна причина за повреда

Прегряването представлява най-често срещаната причина за повреда на каталитатора. Когато температурата надвишава нормалните граници на работа, вътрешната структура може да се разтопи или да се напука неуспоредно.

Основни причини:

• дефектни кислородни сензори (лямбда сонда)
• смес твърде богата на гориво
• пропуск в запалването
• проблеми в системата за впръскване

Признакът за прегряване включва светлината за проверка на двигателя и видимо намаляване на мощността. Точната диагностика изисква автомобилен тестер за четене на кодовете за грешки.

Контаминацията на каталитатора

Контаминацията може силно да намали ефективността на каталитатора, покривайки активните повърхности със чужди вещества.

Източници на контаминация:

• Изтичаща охлаждаща течност в камерите за горене
• Прекомерно изгаряне на моторното масло
• Използване на горива с неподходящи добавки
• Метални частици от двигателя

Когато моторното масло достигне изпускателната система, добавките му се отлагат върху повърхността на каталитатора, образувайки слой, който пречи на контакта между газовете и каталитичните метали.

Прогресивно запушване

Запушването се появява постепенно и често е резултат от комбинация от фактори:

• неправилна въздух-горивна смес
• неизправност на изпускателната система
• къси пътувания и чести стартове (двигателят не се загрява достатъчно)
• непълна поддръжка

Симптоми на дефектен каталитатор:

• лоша мощност на двигателя
• намалено ускорение и загуба на мощност
• черен дим от изпускателя или мирис на сулф от изпускателната система
• висока топлина под автомобила
• необичайни шумове от изпускателната система
• повишен разход на гориво
• провал на емисионния тест

Ремонт на каталитичния конвертор вкъщи - ръководство стъпка по стъпка

С правилните инструменти и базови знания за автомобилната механика много проблеми на каталитатора могат да бъдат решени вкъщи, спестявайки разходи за сервиз.

Подготовка и диагностика

Преди каквато и да е намеса, паркирайте превозното средство на равна и стабилна повърхност. Нека двигателят се охлади напълно — каталитичният конвертор може да остане топъл часове наред след спиране на двигателя.

Необходими инструменти:

• комплект ключове (инелари) и тръби
• автомобилен крик и опори
• фенер или работна лампа
• защитни очила
• работни ръкавици
• проникващо масло

Повдигнете предната част на автомобила на крик и обезопасете с опори. Катализаторът обикновено се намира между двигателя и изпускателната тръба и е закрепен с метални скоби.

За разглобяване разхлабете крепежните болтове. Ако са за ръжда, използвайте масло и оставете да действа поне час. Принудително завъртане може да повреди резбите.

Подробна инспекция

След разглобяване внимателно прегледайте каталитатора:

1. Външна част - проверете за напукани, ударени или корозирали участъци
2. Вътрешна част - използвайте фенерче за да проверите структурата под формата на гъба
3. Тест за шумове - леко разклащайте каталитатора и слушайте за шумове от метал

Структурата от керамика е чуплива и може да се повреди при удар. Ако чуете металнизвук, това означава, че части от субстрата са се отделили.

Методи за почистване на запушения каталитатор

Запушеният каталитатор често може да се спаси чрез подходящо почистване, без да се налага неговата замяна.

Механично почистване

Подробна процедура:

1. Отстранете видимите отлагания с твърдина четка
2. Използвайте компресиран въздух за издухване на частиците от вътрешните канали
3. Приложете влажна кърпа за почистване на външните повърхности
4. За упорити отлагания използвайте специализиран обезмаслител

Химическо почистване

За по-тежки натрупвания пригответе разтвор от:

• гореща вода
• дизел/дестилат обезмаслител
• при крайни случаи разредена солна киселина (много внимание!)

Оставете каталитатора да омекне за 2–4 часа, след което измийте обилно с вода под налягане. Много важно: оставете да изсъхне напълно преди повторно монтиране.

Метода на висококачественото гориво

Ефикасен превантивен подход е периодичното използване на гориво с високо качество. Добавките помагат за почистване на натрупванията по време на нормалната работа.

Ремонт на шумовете от каталитатора

Шумовете често са причинени от повреда на вътрешната структура или от закрепващите елементи.

Точно диагностиране

Използвайте механичен стетоскоп или дълга отвертка, поставена близо до ухото, за да локализирате източника на шума. Най-честите причини са:

• напукани части от субстрата, които се движат
• деформиран термичен щит
• разхлабени елементи за закрепване

Временни решения

За парчетата от субстрата, които се движат:

1. Въведете дискретни дупки в корпуса на каталитатора в идентифицираните точки
2. Закрепете с малки болтове
3. Този метод отлага необходимостта от по-радикална подмяна

За термичния щит, който трака:

• използвайте големи скоби за маркучи за да закрепите щита
• стягайте постепенно докато шумът изчезне
• периодично проверявайте закрепването

Крайната опция – премахване на субстрата

Когато субстрата е напълно повреден и каталитаторът не може да бъде ремонтиран, съществува драстична временна алтернатива.

ВНИМАНИЕ: Тази процедура е незаконна в много страни и трябва да се използва само временно, докато не бъде заменен каталитаторът.

Стъпки:

1. Демонтирайте тръбата зад каталитатора
2. С помощта на лост и чук счупете и извадете субстрата
3. Почистване на всички свободни части
4. Стартирайте двигател на празен ход за да изхвърлите остатъците
5. Монтирате обратно тръбата

Обезателно защитно оборудване:

• маска за фини прахови частици
• защитни очила
• дебели ръкавици

Разходи за подмяна и алтернативи

Когато ремонта вече не е възможен, замяната става неизбежна. Цените варират значително:

Оригинални каталитични конвертори

• малки автомобили: 800–1 500 лв
• среден клас автомобили: 1 200–2 500 лв
• SUV/луксозни автомобили: 2 000–4 000 лв
• работа: 130–300 лв

По-евтини алтернативи

• универсални каталитични конвертори: 300–800 лв
• ползвани части: 200–600 лв
• рекондиционирани: 400–1 000 лв

Фактори, влияещи на цената:

• големина и тип на каталитатора
• съдържание на благородни метали
• марка и модел на превозното средство
• възраст и наличност на частта

Кога да избереш подмяна

• напълно разрушена вътрешна структура
• напукана или пробита корпус
• повтарящ се провал на емисийния тест
• ремонтът струва повече от 70% от цената на нов каталитатор

Предотвратителна поддръжка за максимален живот

За да избегнеш скъпи проблеми, следвай тези практики за поддръжка:

Предотвратително шофиране:

• избягвай много къси пътувания при студено време
• нека двигателят се загрее преди агресивни ускорения
• редовно използвай висококачествено гориво
• поддържай системата за запалване редовно

Редовни проверки:

• следи индикатора за проверка на двигателя
• контролирай нивото и качеството на двигателното масло
• проверявай охладителната система за течове
• годишно тестируй кислородния сензор

Добре поддържан каталитатор може да функционира на 150 000–200 000 км, което представлява ценна инвестиция в представянето и спазването на екологичните норми на твоя автомобил.