Донедавна ми знали про каталізатора лише таке: це така штука, яка незрозуміло навіщо потрібна, незрозуміло як працює, що наш бензин її "вбиває", загалом – одні неприємності. Вирізати – і жодних проблем! Але поступово ми почали звикати до того, що каталізатор - річ все-таки недаремна, принаймні думки про "хірургічне втручання" у вихлопну систему відвідують все рідше і меншу кількість голів.
Навесні, коли співробітники ДАІ розпочинають "боротьбу за чистоту повітря", на нас звалюється ще одна проблема – треба відрегулювати СО. Власники машин, обладнаних каталізаторами, про це навіть не замислюються, а пости перевірки CO проїжджають без тремтіння в колінах та остраху за свій гаманець. Щоправда, той же гаманець може пристойно схуднути з іншої причини. Штрафи за перевищення рівня ЗІ здадуться копійчаними порівняно з витратами на купівлю та заміну каталізатора, якщо він вийде з ладу. Тому зовсім не шкідливо знати, як з ним поводитися, а для цього потрібно спочатку розібратися, як він устрон і як працює.
Як вони працюють?
При згорянні робочої суміші утворюється ряд шкідливих здоров'ю людини продуктів згоряння, зокрема, окис вуглецю (СО), різні вуглеводні (СН) і оксиди азоту (NO). Хоча ці речовини і становлять лише 1% від загального вихлопу (решта – це азот, двоокис вуглецю та водяна пара), вони дуже шкідливі та вимагають нейтралізації. Існує кілька способів боротьби зі шкідливими вихлопами - наприклад, збіднення суміші, на якій працює двигун або рециркуляція вихлопу - але жоден з них не зрівняється ефективності з каталітичним нейтралізатором.
Як кажуть фахівці, каталітичний нейтралізатор – це простий пристрій, в якому відбувається складний хімічний процес. "Всередині корпусу з нержавіючої сталі знаходиться керамічний або металевий "цегла", що має стільникову структуру. У цього моноліту величезна площа поверхні, причому вся вона покрита тонким шаром спеціального сплаву – власне каталізатора, що містить платину, родій і паладій. Саме ці дорогоцінні метали відповідають за чудові властивості каталізатора, вони ж визначають його високу вартість".
Вихлопні гази "омивають" поверхню моноліту, і коли температура досягає "критичного" значення 270°C, починається каталітична реакція. Окис вуглецю перетворюється на двоокис (вуглекислий газ), вуглеводні перетворюються на воду і знову ж таки двоокис вуглецю, а оксиди азоту перетворюються на воду і азот. Все це для довкілля менш шкідливе.
Каталітичні нейтралізатори здатні досить ефективно знижувати токсичність вихлопу, при цьому вони не впливають на споживання палива і потужність двигуна. При наявності каталізатора злегка зростає зворотний тиск вихлопу, від чого двигун втрачає 2-3 к.с., але це, практично, вся "плата" за очищення вихлопу. Однак, установка каталітичного нейтралізатора – не ідеальне рішення. Теоретично, він повинен служити нескінченно, так як вищезгадані дорогоцінні метали служать лише каталізатором, який при хімічній реакції, як відомо, не витрачається. На практиці ж життя каталізатора має свою межу...
Що їх губить?
Відмова каталітичного нейтралізатора може статися з кількох причин, хоча зазвичай це процес поступовий, вловити який без спеціального обладнання неможливо.
"Серцевина" більшості каталізаторів виготовлена з кераміки - матеріалу, відомого своєю крихкістю. Автомобіль може на швидкості потрапити у вибоїну, вдаритися об щось або навіть просто "чиркнути" корпусом каталізатора по каменю, і від цього каталітичний "цегла" може тріснути. Після цього втрата "серцевиною" своїх робочих якостей – справа часу.
Конвертори нового покоління, що містять металевий моноліт, не настільки уразливі по цій частині. Розбити їх, звичайно, можна, але, у всякому разі, не так просто.
Вороги каталізатора
Крім фізичного руйнування існує ще одна часта причина виходу з ладу каталізатора. Паливо. Він надзвичайно чутливий до складу палива. Якщо бензин етилований, тетраетил свинцю, що міститься в ньому, відкладається на активній поверхні каталітичної "цегли" і швидко "засолює" її, від чого всякі реакції припиняються. Вже, здається, на заправках і наконечники шлангів стали ставити різного розміру, і колонки роздають фарбують у різні кольори, і пишуть про це на кожному кутку, а все одно споживачі іноді плутають і заливають не той бензин. Адже досить "спалити" півбака такого бензину, і каталізатор загине безповоротно.
Але не лише етилований бензин – ворог каталізатора. Каталізатор можна занапастити і неетильованим, якщо несправна система керування двигуном, неповністю згоряє суміш або двигун сильно зношений.
Потрійні каталітичні нейтралізатори (потрійні тому, що каталізатором служить сукупність трьох дорогоцінних металів) встановлюють тільки на ті машини, двигуни яких обладнані замкнутою системою контролю вихлопу. Перед каталізатором встановлений кисневий датчик, який відстежує склад вихлопу та передає ці дані центральний процесор. Залежно від вмісту кисню у вихлопі, БЕУ регулює склад горючої суміші та запалювання так, щоб підтримувалися їх оптимальні значення. Це є головним захистом для каталізатора, а також забезпечує економію палива та ефективність роботи двигуна. Каталізатор не переносить великих відхилень у складі робочої суміші. Погано відрегульований двигун з підвищеним вмістом вуглеводнів у вихлопі просто загрожують каталізатором. Якщо ж суміш надто бідна, це може викликати різке перегрівання каталізатора, від чого знову постраждає моноліт, тільки вже "фізично". Таким чином, "життя" каталізатора залежить від справності системи керування двигуном.
Багато що залежить і від справності самого кисневого датчика. З "віком" він стає "ледачим" або зовсім виходить з ладу, що позначається на складі суміші і, відповідно, на справності каталізатора.
Зіпсувати каталізатор може і вихлоп сильно зношеного двигуна, спалює масло. Воно, потрапляючи разом з вихлопом в каталізатор, "запікається на поверхні моноліту, подібно лаку, і не дає каталізатору працювати.
Є й інші шкідливі чинники. Наприклад – свічки. Невідповідні свічки не даватимуть повного згоряння, що може викликати в каталізаторі згубну реакцію розплавлення.
Будьте дуже обережні у застосуванні присадок до бензину чи олії. Більшість про це не замислюється, адже присадки також можуть шкідливо вплинути на каталізатор. Якщо на продукті не написано: "сумісний з каталізатором", краще не ризикуйте.
Ще один небезпечний випадок – запуск двигуна буксируванням. При цьому може статися каталізатор просто чистого бензину. Це, по-перше, отруює каталізатор, але може викликати миттєву реакцію і навіть вибух. Дивіться також, куди їдете - намагайтеся не потрапляти у глибокі калюжі. Робоча температура каталізатора становить 900°C. Раптове влучення його у воду може бути фатальним.
Загалом відмічено, що на термін служби каталізатора впливають умови експлуатації. Більше страждають каталізатори на машинах, що експлуатуються у міських умовах, коли двигун часто заводять. З іншого боку, при тривалій високошвидкісній їзді магістралями каталізатор також псується від того, що перегрівається.
Нарешті, ви зробите розумно, якщо станете регулярно оглядати всю систему вихлопу. Якщо зламані кронштейни або відвалилися гумові підвіски, вихлопна труба вібруватиме, передаючи на каталізатор непотрібні навантаження.