Как узнать какой катализатор керамика или металл

Обновлено: 04.10.2024

Каталитические нейтрализаторы выхлопных газов плотно вошли в конструкцию европейских автомобилей в 1970-х годов. Их начали устанавливать многие производители для уменьшения количества токсических веществ, которые ежедневно попадают в атмосферу из выхлопной системы транспорта. Принцип действия многих катализаторов похожий, но материалы, конструкция и система установки различается.

Чем отличается нейтрализатор от катализатора?

Известный автомобилистам катализатор имеет полное название – каталитический нейтрализатор выхлопных газов. Для сокращения его называют катализатором или нейтрализатором. По сути – это одно устройство, представляющее собой фильтрующую систему для выхлопных газов. Катализаторы устанавливают на бензиновые и дизельные двигатели, чтобы уменьшить количество выбросов угарного газа, сажи и других составляющих отработанного топлива.

В зависимости от количества выполняемых задач, устройства бывают:

двухступенчатые – трансформируют угарный газ в углекислый, оксиды углерода в пар и углекислоту;
трехступенчатые – преобразуют не только угарный газ и оксиды углерода, но и токсичные оксиды азота в обычный азот.

В зависимости от использованных в производстве материалов, различают устройства из металла и керамики. У каждого вида есть отличительные конструктивные, функциональные и ценовые особенности.

Чем отличается металлический катализатор от керамического?

„Конструктивно и керамический, и металлический катализатор представляет собой корпус, внутри которого находится ячеистая матрица. В одном случае она керамическая, в другом – полностью из металла. Ячейки обоих устройств имеют напыление драгоценных металлов, катализирующих процессы распада недогоревшего топлива. Производители используют сплавы родия, палладия, платины, иридия“ Конструктивно

Преимущества и недостатки керамики:

Чрезмерная хрупкость – главный минус керамических сот. Они разрушаются под воздействием давления, ударов, при попадании холодных капель воды на раскаленный материал. Керамическая пыль забивает соды, попадает в выхлопную систему, иногда в цилиндры двигателя;
Умеренная стоимость – один из основных плюсов. Керамические детали по цене дешевле металлических.

Преимущества и недостатки металлических устройств:

Надежность и длительный срок эксплуатации, по мнению водителей и мастеров СТО, занимают первое место в списке преимуществ. Металлические ячейки выдерживают механическое воздействие, меньше деформируются во время передвижения по некачественным дорогам, не разрушаются при резком перепаде температур;
Высокая стоимость и 100% реакция на использование низкопробного топлива – главные минусы устройства. Слишком бедное или, наоборот, пере обогащенное присадками ГСМ забивает соты и выводит катализатор из строя раньше заявленного производителем срока.Чем отличается катализатор от сажевого фильтра
Сажевыми фильтрами оборудуют дизельные двигатели, хотя в конструкции выхлопной системы современных авто используют симбиоз катализатора и сажевого фильтра. Главная задача сажевого фильтра – улавливание сажи. Поэтому внутренняя матрица устройства больше похожа не на соты, а на лабиринты с камерами для оседания отработанных углеводородных соединений. Принцип работы дизельных фильтров также усиливается напылением драгоценных металлов для усиления химических реакций.

Чем отличается катализатор от резонатора?

Пламегаситель или резонатор устанавливают вместо отслуживших нейтрализаторов и сажевых фильтров для стабилизации выхлопов. Устройство позволяет регулировать температуру выхлопных газов, но не их химический состав. Цена резонатора в несколько раз ниже катализатора, но проблему токсических выбросов не решает. Если планируется поездка в страны ЕС, то подобное оборудование не подойдет.

Как отличить керамические автомобильные катализаторы от остальных

Современные автонейтрализаторы изготавливают из металла и керамики – каждое изделие имеет свои преимущества и недостатки, а также требует особых условий эксплуатации. Керамические изделия применяются чаще, что объясняется их доступной стоимостью. Однако такие детали чаще выходят из строя, поскольку характеризуются низкой устойчивостью к различным повреждениям. Мы расскажем, как отличить керамические автомобильные катализаторы от металлических и стоит ли их приобретать.

Особенности керамических автомобильных катализаторов

Главное отличие керамического автокатализатора от металлического – внутренний элемент из керамики. Такие устройства подходят далеко не для всех транспортных средств. Например, на иномарках с дизельным типом двигателя целесообразнее устанавливать запчасти из металла. По конструкции изделия практически не отличаются друг от друга и состоят из двух основных частей – прочный корпус из стали, защищающий внутренние части нейтрализатора от механических повреждений, и носитель, покрытый напылением из сплава родия, палладия, платины. Ячеистая структура обеспечивает большую площадь соприкосновения выхлопных газов с поверхностью, в результате чего катализатор эффективнее справляется со своими задачами.

Плюсы и минусы катализатора из керамики

Главное преимущество керамического автокатализатора – ценовая доступность. Позволить себе новое устройство может даже автолюбитель со скромным бюджетом. Рекомендуется приобретать запчасти импортного производства, поскольку зарубежные производители не экономят на драгоценных металлов. Нейтрализаторы, насыщенные дорогостоящими компонентами, отличаются функциональностью и длительным сроком эксплуатации.

Теперь о недостатках. В первую очередь, это хрупкая структура. Автонейтрализаторы из керамики плохо выдерживают удары и встряски, вызываемые ездой по дорогам низкого качества. Из-за постоянных вибраций соты разрушаются, и деталь быстро приходит в негодность. Причинами преждевременного износа керамического катализатора также могут послужить:

Использование недоброкачественного бензина с присадками.
Проблемы с системой зажигания.
Резкие перепады температур.
Длительная езда на холостом ходу.
Частые перегревы устройства.
Попадание воды, антифриза, машинных масел в камеру сгорания.

Чтобы предотвратить поломки керамической запчасти, старайтесь не ездить по бездорожью, не заезжать в глубокие лужи. О том, что изделие вышло из строя, говорит резкое увеличение количества выхлопов. В этом случае стоит позаботиться о правильной утилизации фильтра. Сдавая нам отработанные керамические катализаторы, вы избавляетесь от ненужного мусора и получаете хороший доход. Принимаем запчасти, независимо от степени износа, количества и внешнего вида.

Какой катализатор лучше керамический или металлический?

Автомобильный катализатор – это особое устройство, внедренное в выхлопную систему транспортного средства. Они необходимо для того, чтобы сократить выбросы в атмосферу токсичных компонентов, присутствующих в выхлопных газах, в частности:

СО – окись углерода – токсичный и опасный газ, который не имеет запаха и цвета, называемый еще угарным газом;
CH – группа углеводородов, имеющих вид летучих органических соединений, которые выступают в качестве основных компонентов выхлопа, образующихся из-за неполного сгорания топлива;
NO и NO2 – оксиды азота, которые приводят к образованию смогу и кислотных дождей.

Выхлопные газы, образующиеся при работе двигателей внутреннего сгорания транспортных средств, очень вредны для окружающей среды, поэтому теперь во многих странах производят машины, которые обязательно снабжаются катализаторами.

Какие бывают нейтрализаторы

В современных автомобилях устанавливаются катализаторы двух типов:

Керамические, которые функционируют на базе механической очистки выхлопа. Такие блоки конструктивно выполнены из тонких керамических пластин, имеющих поверхность, покрытую слоем активных металлов платиновой группы.
Металлические, выполнены с металлическими элементами внутри, которые имеют мелкоячеистую структуру в форме сот с аналогичным рабочим напылением из драгоценных металлов. Основное отличие от керамических блоков состоит в том, что металлические обладают большим показателем упругости, поэтому у таких компонентов конструкция обычно более надежная в сравнении с устройствами, изготовленными из керамики.

Можно рассмотреть, чем различаются эти два типа катализаторов.

Керамические катализаторы

Керамической основой или носителем для этого типа нейтрализаторов служит карбид кремния или экструдированный магниево-алюминиевый силикат. Внутри корпуса имеются тысячи пустотелых тонких каналов, которые расположены параллельно. Каждый керамический носитель содержит примерно восемь тысяч таких канальцев. Керамический катализатор в поперечном сечении сильно схож с сотами пчел, поверх которых нанесено покрытие из металлов платиновой группы. Этот подход обеспечил существенное увеличение площади контакта выхлопных газов с металлами, выступающими в качестве катализаторов.

Стенки сот имеют толщину не более 0,1 мм. На поверхности перед нанесением напыления наносится промежуточный слой активатора в виде оксидов магния и алюминия, а также силикатов, которые увеличивают реальную площадь поверхности до нескольких тысяч раз.

У керамических нейтрализаторов есть совокупность недостатков:

Малый рабочий ресурс – примерно 100 тыс. км пробега, а при низкокачественном топливе – 70-80 тыс. км.
Чувствительность к механическим воздействиям – при ударах или иных воздействиях появляются трещины.
На катализатор не должна попадать вода во время движения, так как при резком изменении температуры керамика портится и покрывается трещинами.

Металлические катализаторы

Для производства металлических катализаторов используется сталь, стойкая к коррозии, особенно это касается корпуса. Только так компоненту обеспечивается полноценная защита от возникновения ржавчины в результате воздействия влаги, которая образуется при переработке токсичных компонентов в безопасные соединения. Так как наружная часть блока выполнена из качественной хромо-никелевой стали, обладающей высокой стойкостью к образованию коррозии и воздействию кислот, высоких температур, система с таким катализатором служит примерно 3-5 лет.

Для изготовления внутренностей металлических блоков используется тонкая металлическая фольга, имеющая толщину 0,05 мм. Вся структуры блока внутри схожа с пчелиными сотами, что потом запрессовано в металлическую трубу, используемую в качестве носителя. Оптимизация каталитических процессов достигается за счет добавления к материалу фольги металлов – гафния и иттрия, которые немного увеличивают электрическую проводимость и надежность тонких металлических листов. Между собой и трубой-носителем листы фольги соединены при помощи пайки.

Как и в керамических, в металлических блоках используется нанесение напыления на поверхность сот дорогостоящими металлами-каталитиками, которые и вызывают реакции катализации.

При том, что катализаторы, как металлические, так и керамические, работают на единых принципах, у первых есть совокупность преимуществ:

Стойкость к различным механическим воздействиям и колебаниям, сопровождающим движение автомобиля;
Минимальная чувствительность к высоким температурам (иногда катализаторы на металлической основе способны выдерживать температурное воздействие до 1600 градусов);
Снижение топливного расхода;
Минимальное аэродинамическое сопротивление, ведь металлический носитель обладает тончайшими стенками;
Увеличенный срок эксплуатации (более 150 тыс. км пробега).

Основный недостаток металлических катализаторов заключается в том, что они более дорогостоящие на фоне керамических, а их конструкция намного сложнее.

Что такое металлический катализатор?

Каталитический нейтрализатор – это один из основных блоков выхлопной системы транспортного средства. Это устройство отвечает за полноценное и тщательное очищение отработанных газов с их безопасным выведением в атмосферу. Если деталь исправна, она не просто очищает выхлоп, а избавляет его от токсичных составляющих, которые способны навредить человечеству. Поэтому важно тщательно выбирать транспортное средство с качественны устройством, очищающим выхлоп. Как известно, автомобильные катализаторы бывают металлическими и керамическими.

В этом случае можно сказать, что керамика не является надежным материалом. Она быстро крошится под воздействием различных внешних факторов. Получается, что металлический катализатор – это более надежный выбор.

Как устроен металлический катализатор

Металлическое устройство имеет форму цилиндра. Корпус изготовлен из прочного материала, защищающего от повреждения детали и деформации. Внутри корпуса размещается металлическая матрица, которая имеет множество камер в виде шахматной доски.

Основная особенность катализатора – это не только металлическая основа, но и совершенно уникальное покрытие, обеспечивающее ускоренную очистку выхлопа и качественное выполнение процедуры. Для покрытия используются ценные металлы, среди которых: платина, палладий, золото, медь, родий. Эти компоненты становятся тем самым фактором, который определяет высокую цену детали. Ценные металлы, которые есть в каталитическом покрытии, делают так, что даже после поломки можно продать металлический катализатор и получить определенную выгоду.

Преимущества

Если учесть, что изделия с металлической основой стоят дороже керамических, то сложно представить, что есть какие-то преимущества, которые могут окупить такую цену. Однако они есть.

Преимущества металлического катализатора:

Стойкость к проблемам с системой зажигания;
Стойкость к резким перепадам температур и влаге;
Минимальная уязвимость при механических повреждениях;
Продолжительный срок эксплуатации без препятствий.

Керамические катализаторы уступают металлическим по всем пунктам. При том, что у устройства есть много положительных свойств. Каждый автовладелец должен помнить, что только при правильной и грамотной эксплуатации можно сохранить работоспособность элементов авто. Это означает, что требуется пользоваться только качественными расходниками и заправлять хорошим топливом.

От чего в нейтрализаторе возникают неполадки

Ресурс любого устройства ограничен, поэтому рано или поздно он будет исчерпан. В этом случае катализатор из металла не является исключением. Изделие, подверженное постоянной эксплуатации при несоблюдении ее норм, обречено на поломку. Обычно катализатор выходит из строя по множеству причин:

Задержки при запуске двигателя;
Повышенный расход топлива;
Резкая потеря тяги при больших оборотах;
Возникновение в выхлопной системе звуков, которых ранее не было.

Если обнаружены такие проблемы, то это свидетельствует о том, что катализатор пришел в негодность. Устройство не ремонтопригодно, поэтому его нужно заменять на новый компонент, который довольно дорогой. Новый блок стоит от 130 тыс. руб.

Металлический катализатор сломан: что с ним делать?

Если нейтрализатор вышел из строя, то его можно заменить на новое устройство. В этом случае на СТО специалисты предлагают решить проблему одним из нескольких способов:

Попробовать очистить катализатор посредством специальных веществ. Эта процедура применима исключительно при незначительных загрязнениях. На практике ее применяют намного реже всех остальных.
Установить новый оригинальный блок катализатора или его универсальный аналог. В этом случае нет существенной разницы. Оригинальная деталь обходится в разы дороже универсальной, а эффект от работы обеих одинаков.
Установить «обманку» в виде пламегасителя. Этот способ выбирают многие автомобилисты, так как это наиболее дешевое решение. Но такое устройство не очищает выхлоп, а только подавляет шум и служит имитацией нейтрализатора для ЭБУ автомобиля.

А что делать с отслужившей деталью? Есть выход – можно сдать отработанный катализатор в точку приема вторсырья. Это предложение довольно выгодное, так как позволяет частично покрыть расходы на замену. Стоимость отслуживших блоков высокая, так как в них присутствуют драгоценные металлы.

Например, катализаторы отечественного производства позволяют выручить более 5 тыс. руб. за 1 кг сырья, а при сдаче иностранных блоков прибыль будет более высокая – до 30 тыс. руб. за 1 кг.

На стоимость влияет несколько факторов:

Степень загрязненности;
Отсутствие механических повреждений;
Страна производства;
Год выпуска;
Износ;
Продолжительность эксплуатации и прочие.

Главным приоритетом при оценке становится основа катализатора. Изделия из металла ценятся дороже, поэтому их охотно принимают в пунктах прием вторсырья.

Состав автомобильного катализатора

Катализатор или каталитический нейтрализатор – это специальное приспособление, вмонтированное в выхлопную систему, оно используется для минимизации выбросов в атмосферу токсичных веществ посредством восстановления оксидов азота до кислорода и азота, дожига углеводородов и угарного газа. В химической промышленности катализатор – это компонент, который вызывает либо значительно ускоряет реакцию других веществ, но сам не расходуется. Подобными элементами стали никель, медь, золото, родий, палладий, хром, большинство редких и драгоценных металлов. Автомобильный катализатор с металлом в составе работает по аналогичному принципу: каталитический компонент способствует ускоренной химической реакции. Он обычно размещается за приемной трубой.

Особенности

В выхлопных газах присутствует несколько веществ, которые оказываются безвредными: азот, вода и углекислый газ. Но при функционировании мотора происходит выделение и других веществ, которые являются чрезвычайно токсичными, канцерогенными, несут определенный вред для человека: оксиды азота, углеводороды, окись углерода.

Каталитические нейтрализаторы являются трехкомпонентными, то есть в них есть три преобразователя, по одному на вещество, подлежащее снижению. Элемент изготовлен в виде корпуса из нержавейки, внутри которого размещена керамическая или металлическая структура в формате сот. Элементы покрыты каталитическими веществами, в качестве которых традиционно выступают родий, палладий и платина.

Сильнее распространена конструкция из керамики, что объясняется ее более низкой ценой при производстве, но она достаточно хрупкая. При любых ударах соты трескаются и осыпаются, превращаясь в мельчайшую пыль.

Разновидности

Катализаторы могут работать за счет двух типов процессов: окислительного и восстанавливающего.

Восстанавливающий базируется на использовании родия и платины для уменьшения содержания оксидов азота в выхлопе. При встрече молекул оксида или двуокиси азота с катализатором от нее отделяется азот, высвобождается кислород. Атомы азота объединяются между собой, формируя газообразное соединение N2.

В оксидном нейтрализаторе снижается объем недогоревшего топлива CH и окиси углерода посредством их окисления под воздействием палладия и платины. Этот компонент помогает оксиду углерода прореагировать с несгоревшим кислородом, при этом формируется углекислый газ. Реакции вызывают окисление или восстановление компонентов в безопасные соединения: воду, углекислый газ и азот.

В дизельных автомобилях катализаторы недостаточно справляются с выбросами оксида азота. Это связано с пониженными температурами работы таких моторов, а для преобразователей нужна определенная температура. Решение проблемы было придумано учеными: в новой системе выхлопа впрыскивается водный раствор мочевины в выхлопную трубу еще до преобразователя, куда потом подаются газы. В результате химической реакции снижается объем оксидов азота на 90% и более.

Причины выхода катализатора из строя

Состав катализатора автомобильного изучен, теперь можно определить причины, по которым он может выйти из строя.

Если речь идет о керамическом катализаторе, то он может выйти из строя в результате:

Удара, например, о камень. Для повреждения керамических сот иногда достаточно небольшого удара.
Попадание воды на разогретый катализатор, например, если на прогретой машине заехать в лужу. Это может стать причиной того, что соты рассыпятся.
Неисправность в системе зажигания. Если не происходит воспламенения при пуске мотора, то топливо может попасть в приемную трубу, а потом в катализатор. В результате этого бензин взрывается в катализаторе. Из-за многократных пропусков зажигания нейтрализаторы быстро разрушаются и оплавляются.

Есть несколько причин, которые для всех типов катализаторов вне зависимости от состава способны стать разрушающими:

Бензин низкого качества или этилированный;
Проникновение частиц и паров несгоревшего масла стремительно забивает соты;
Проникновение в катализатор антифриза и сторонних жидкостей, которые могут использоваться для промывки топливной системы;
Переобогащенная топливно-воздушная смесь, которая покрывает катализатор сажей, что приводит к его забиванию;
Длительная работа мотора на холостом ходу, езда в пробках, постоянные прогревы и автозапуски.

Признаки неисправного катализатора

Уже известно, что входит в состав автомобильного катализатора, поэтому можно разобраться с вопросами, которые касаются неисправностей этого узла. Есть несколько признаков, по которым владелец может заключить, что компонент неисправен:

Автомобиль начинает «тупить», падают динамические характеристики, авто перестает «тянуть», на холостом ходу плавают обороты, мотор может не разгоняться выше определенных оборотов, катализатор иногда раскаляется, кожух оплавляется.
Мотор работает жестко и громко, так как выхлопных газов слишком много.
В районе катализатора отмечается характерное дребезжание и звон.
В случае перегазовки из выхлопа сыплется крупа или пыль бело-серого цвета – частицы нейтрализатора.

Каталитические нейтрализаторы нельзя отремонтировать, а требуется только заменять на подходящую модель. Можно установить вместо катализатора пламегаситель, но это приведет к ухудшению норм экологичности и невозможности выехать ни в одну европейскую страну.

Есть несколько причин, по которым рекомендуется установить универсальный катализатор:

Если возраст автомобиля менее 5-10 лет;
Если не хочется загрязнять атмосферу;
Если в планах выезд за границу;
Если техосмотр проходится самостоятельно;
Если двигатель без катализатора работает хуже.

В остальных случаях предпочтительнее недорогой вариант с пламегасителем, обманка и перепрошивка ЭБУ.

Современный катализатор автомобильный с драгметаллами в составе служит от 100-150 тыс. км (если установлен близко в ДВС) до 250 тыс. км (если вмонтирован после «паука»). Катализатор может прослужить и 500 тыс. км, но это касается старых автомобилей, выпущенных в девяностых годах прошлого века. Это связано с тем, что ранее использовали более прочную и толстую керамику.

Мифы вокруг катализаторов

Существует мнение, что катализатор способен навредить мотору, когда начинает разваливаться, так как его частицы проникают внутрь, приводят к абразивному износу. Подсос мелкодисперсной пыли в мотор не происходит, так как выпускные клапаны постоянно закрыты на стадии выпуска, когда давление в системе выхлопа выше, чем в камере сгорания. Именно поэтому пыль просто не способна проникнуть в камеру сгорания, повредить там что-то.

Катализатор разрушается постепенно, а его частицы будут вылетать в атмосферу, что вредит людям и экологии, так как микрочастицы пыли проникают везде. При попадании в легкие человека они там остаются навсегда, что постепенно приводит к силикозу, рубцеванию и разрушению легочных тканей. Именно поэтому при признаках повреждения нейтрализатора требуется удалять его, заменять на пламегаситель или новый катализатор.

При разогреве мотора катализатор не включается в работу, а чтобы прогреть его быстрее бортовой компьютер старается сильнее обогатить топливную смесь. Это приводит к тому, что атмосфера загрязняется еще сильнее, чем при отсутствии нейтрализатора вовсе.

Если мотор с инжекторным впрыском рассчитан правильно, имеет широкополосную лямбду, либо это мотор с непосредственным впрыском, то катализатор ему не требуется. В их выхлопах в обычном рабочем режиме нет ничего лишнего, так и при прогреве. За исключением режима прогрева самого нейтрализатора. Совершенно бесполезен этот компонент для ДВС с непосредственным впрыском, так как его режим работы предполагает практически постоянное обеднение смеси, что минимизирует вредные выбросы.

Выводы

Получается, что автомобильный катализатор со всем, что входит в его состав, полезен при работе карбюраторных моторов с постоянно богатой смесью, но для современных двигателей, в которых точно регулируется смесь до десятых долей процентов, оснащенных высокоточными форсунками и непосредственным впрыском использование катализаторов становится только условием для получения сертификата Евро.

Читайте также: