Что такое катализатор?

Почему одни путают его с сажевым фильтром, другие сознательно разбирают, а третьи воруют
Катализаторы широко используются в автомобилях более трех десятилетий, но многие люди до сих пор не полностью осведомлены о функциях и способах их работы и даже путают их с фильтрами твердых частиц (DPF и GPF).
КАТАЛИТИЧЕСКИЙ НЕЙТРАЛИЗАТОР, как его правильнее называть, представляет собой устройство, добавляемое к выхлопной системе автомобиля для преобразования некоторых из наиболее токсичных выбросов двигателя в более безвредные компоненты. Идея не нова: первые такие преобразователи появились в конце 19 века , а в 30-х годах французский инженер Юджин Вуди запатентовал устройство для промышленного использования. Но только в 1970-х годах, с ужесточением контроля за выбросами в Соединенных Штатах, автопроизводители начали устанавливать их в свои автомобили в качестве стандарта. В настоящее время катализаторы бывшие в употреблении активно скупаются многими фирмами по весьма высоким ценам. Например, Московская компания Katalizatoroff.ru осуществляет скупку б/у катализаторов и сажевых фильтров по регионам РФ.
КАТАЛИЗАТОРЫ РАЗНЫЕ для бензиновых и дизельных двигателей. Бензин имеет три основных типа химических реакций; для дизелей — всего два.
Устройство преобразователя относительно простое. Корпус изготовлен из жаропрочного материала — металла или керамики (в последнее время чаще всего из кордиерита — циклосиликата магния-алюминия-железа). Внутренняя часть шершавая и разделена на ящики, похожие на соты, чтобы обеспечить максимальную поверхность контакта с выхлопными газами. На него наносится чрезвычайно тонкий слой реальных катализаторов реакции — обычно драгоценных металлов, таких как платина, палладий и родий.. Оксид церия добавляется для контроля количества кислорода. Для протекания реакций также требуется высокая температура — в пределах 420-600 градусов Цельсия. Поэтому каталитический нейтрализатор устанавливается близко к двигателю, примерно на одной трети выхлопного тракта.

Какие реакции происходят внутри катализатора?

Назначение катализатора — уменьшить количество наиболее опасных веществ в выхлопных газах. К ним относятся:

— Окись углерода (CO) — прозрачный газ без запаха, который очень токсичен для человека, потому что он связывается с гемоглобином в крови и превращает его в гемоглобин углерода, который больше не может доставлять кислород к тканям организма, и они умирают.
В автомобильном преобразователе оксид углерода, катализируемый платиной и палладием, вступает в реакцию с кислородом и превращается в диоксид углерода — относительно безвредный газ, хотя и серьезный парниковый агент.
— Углеводороды (CH) — это несгоревшие органические соединения в бензине, которые вступают в реакцию с атмосферными газами и образуют различные токсичные вещества, такие как формальдегид. В конвертере углеводороды окисляются до диоксида углерода и воды.
— оксиды азота (оксид азота NO и диоксид азота NO 2 ). Эти соединения влияют на слизистые оболочки и мягкие ткани и вызывают различные респираторные заболевания. В бензиновых катализаторах родий запускает реакцию, которая превращает оксиды азота в азот, диоксид углерода и воду.

ДИЗЕЛЬНЫЕ КАТАЛИЗАТОРЫ не могут предложить последнюю реакцию, потому что они имеют слишком высокое содержание кислорода в выхлопных газах. Чтобы уменьшить количество соединений азота, они до недавнего времени использовали пресловутую рециркуляцию выхлопных газов — то же самое, что повлияло на Dieselgate и несколько других скандалов с другими производителями. В последнее время рециркуляция все чаще заменяется впрыском мочевины (AdBlue) в выхлопную систему , которая реагирует с оксидами азота и расщепляет их на азот и воду.

ЧТО ТАКОЕ DPF?

Газы, выбрасываемые дизельными двигателями из-за способа сгорания, содержат несравненно больше технического углерода, что является основным фактором образования смога в городах. Поэтому к выхлопной системе добавляется так называемый дизельный сажевый фильтр (DPF). По сути, это что-то вроде сита, на стенках которого оседает сажа. Чтобы не засорять выхлопную систему, фильтр периодически «регенерируется» — компьютер заводит двигатель на большие обороты, чтобы поднять температуру и сжигать сажу.
Кстати, в связи с требованиями будущего нового европейского стандарта фильтры тонкой очистки Euro 6d уже есть у бензиновых автомобилей — GPF.
НЕДОСТАТКОВ КАТАЛИЗАТОРОВ в основном два. Чтобы реакции протекали эффективно, двигатель должен работать в определенных пределах, без слишком богатых или слишком бедных смесей. В одних случаях это означает ограничение мощности, а в других — увеличение расхода.
Вторая проблема заключается в том, что катализаторы дороги и относительно легко могут быть повреждены другими веществами.
Чаще всего это сера из некачественного топлива (распространенная проблема в России). Это также может быть кремний, если охлаждающая жидкость попадает в камеру сгорания, марганец из некоторых присадок к бензиновому двигателю, цинк и фосфор из некоторых присадок к моторному маслу и так далее.

ЕСТЬ ЕЩЕ ОДИН СЕРЬЕЗНЫЙ МИНУС , хотя это не проблема техники. Из-за высоких цен на металлы катализаторы систематически воруют — не только в нашей стране, но и по всему миру, от США до Китая. В меньшей степени это касается и сажевых фильтров. По крайней мере, дюжина российских сайтов покупает катализаторы и сажевый фильтр, предлагая цены от 50 до 900 евро.