Какой металл в катализаторе
Обновлено: 17.05.2024
Каталитический нейтрализатор – один из важнейших компонентов любого современного автомобиля с двигателем внутреннего сгорания. Разбираемся в устройстве системы и вовремя устраняем неполадки.
Каталитический нейтрализатор — один из важнейших компонентов любого современного автомобиля с двигателем внутреннего сгорания. Именно эта неприглядная деталь помогает сохранить атмосферу от вредных выбросов и уберечь экологию планеты. Несмотря на очевидные плюсы, катализатор может доставить автовладельцу немало проблем и даже полностью убить двигатель машины. Разбираемся в устройстве системы и вовремя устраняем неполадки каталитического нейтрализатора.
Устройство
Каталитический нейтрализатор входит в систему выпуска отработавших газов и располагается в непосредственной близости от выпускного коллектора автомобиля. Именно в него попадает раскалённый выхлоп из коллектора ДВС, и уже после, существенно замедленным, охлаждённым и очищенным от вредных веществ оказывается в резонаторе и в глушителе.
Принцип работы устройства основан на химических реакциях, нейтрализующих вредные выбросы окиси азота, углерода и всевозможных групп углеводородов. Основной элемент катализатора выполнен в виде массивного керамического или металлического блока с мелкими сотами, на стенки которых нанесены драгоценные металлы — сплав иридия и платины, а также родия и палладия. При касании химически активных поверхностей вредные соединения сгорают и выводятся из выхлопной трубы в виде безвредных N2 и CO2. Платина и палладий выполняют в устройстве роль окислителей и сильно ускоряют горение углеводородов. Активный элемент помещён в металлический кожух и снабжён слоем теплоизоляции.
Каталитический нейтрализатор не просто улавливает и нейтрализует вредные соединения, но и непосредственно влияет на работу двигателя. Сигналы с датчиков, расположенных на входе и выходе в устройство, постоянно считываются «мозгами» автомобиля и помогают наилучшим образом оптимизировать рабочую смесь.
Признаки неисправности
Срок службы дорогостоящего катализатора обычно примерно равен сроку службы всего автомобиля, однако нередко он ломается гораздо быстрее положенного и может утянуть за собой мотор. Важно помнить, что каталитический нейтрализатор не выходит из строя без причин. Его поломка — признак неправильной работы системы зажигания, неполного сгорания смеси в цилиндрах, сильного износа мотора или длительного использования некачественного топлива.
Понять, что ваш катализатор просится в утиль, можно по нескольким характерным симптомам:
— снижение производительности мотора
Наиболее распространённым симптомом выхода из строя катализатора является сильное снижение мощности двигателя. Автомобиль начинает терять динамику и плохо разгоняется. Двигатель работает неустойчиво, перегревается и «троит». Это случается при сильном уменьшении пропускной способности катализатора: соты разрушаются, оплавляются и спекаются, закупоривая отверстие и мешая свободному проходу отработавших газов. На начальной стадии неисправности автомобиль будет разгоняться до относительно невысокой скорости, а при запущенном случае мотор начинает тяжело запускаться, а затем «задыхаться» и глохнуть. Топливная экономичность также заметно ухудшается. Также во время холодного пуска появляется резкий неприятный запах.
— грохот под днищем
Громкий грохот под днищем автомобиля говорит о том, что активный элемент каталитического нейтрализатора начал разрушаться и распадаться на части. Керамические осколки под действием потока выхлопных газов хаотично бьются о стенки кожуха и создают неприятный грохот. Как правило, наиболее чётко это проявляется на повышенных оборотах работы мотора и во время запуска.
— слабый напор выхлопных газов из глушителя
Если поднести руку к выхлопной трубе, можно почувствовать пульсацию — выпускные клапаны цилиндров работают поочерёдно. Если на холостых оборотах поток выхлопа ровный и постоянный, это верный признак забитого катализатора. Если повысить обороты, а затем заглушить мотор, выхлопные газы продолжат непродолжительное время создавать напор — выходят газы, скопившиеся в закупоренной трубе.
— активация пиктограммы Check Engine на приборной панели
Наиболее универсальный признак поломки катализатора — ошибка системы, активирующая значок «неполадки двигателя» на приборной панели. При появлении этого симптома нужно безотлагательно считать диагностическим сканером код ошибки и устранить неполадку. Если «мозги» автомобиля обнаруживают неверные показатели на кислородных датчиках, они сразу же оповещают об этом водителя, а заодно переводят систему управления мотором в аварийный режим. Это нередко сопровождается ухудшением динамики и увеличенным потреблением топлива. Компьютерная диагностика в этом случае часто обнаруживает ошибки P0420 (низкая пропускная способность катализатора) или Р0430.
Причины и последствия
А теперь обратимся к главному — почему выходит из строя катализатор и какие последствия это за собой влечёт.
Выход из строя каталитического нейтрализатора не происходит внезапно и беспричинно. При исправной работе всех остальных систем он верой и правдой служит многие годы вплоть до момента утилизации транспортного средства (а нередко и переживает его). Если устройство сломалось на вашем автомобиле — оплавилось или рассыпалось, вам почти наверняка предстоит диагностика и ремонт системы зажигания или питания.
Как правило, катализатор выводится из строя именно благодаря некорректной работе этих двух систем. При неисправной системе зажигания топливо в одном или нескольких цилиндрах не сгорает полностью, а попадает в систему выхлопа. Раскалённый катализатор вынужден дожигать повышенные объёмы углеводородов, которые разогревают соты до сверхвысоких температур, что приводит к их спеканию. Причиной крупной неприятности могут быть свечи зажигания, катушки или высоковольтные провода. К аналогичным поломкам приводит и неисправность форсунок, которые начинают переливать топливо. Износ или залегание маслосъёмных колец цилиндропоршневой группы или выход из строя маслосъёмных колпачков приводит к такому же результату, только догорает в катализаторе уже моторное масло.
Ещё одной распространённой причиной выхода из строя катализатора является сильное механическое повреждение, приводящее к деформации корпуса. Важно помнить, что тонкостенные соты легко крошатся даже при незначительных физических нагрузках. Выезжая на оффроуд, нелишним будет озаботиться установкой дополнительной защиты днища автомобиля.
Несвоевременный ремонт катализатора опасен тем, что мелкие частицы керамики могут попасть через выпускной тракт прямиком в цилиндры двигателя. Оказавшись там, они моментально царапают стенки цилиндров и полностью выводят из строя мотор. Страдает от керамического мусора и турбина (при наличии таковой). Дополнительный нагрев выпускного тракта приводит к деформациям головки блока цилиндров и сильно сокращает ресурс силового агрегата.
Во избежание критической поломки, не доводите свой автомобиль до плачевного состояния и вовремя устраняйте неисправность катализатора. Благо, сделать это вполне по силам даже своими силами.
Сколько в катализаторах драгметаллов и можно ли на них заработать
Каталитические нейтрализаторы автомобилей представляют достаточно большую ценность, поскольку в них содержатся драгоценные металлы, в частности - палладий, платина и родий. Выходит, вышедший из строя катализатор логично не выкидывать, а продать? Давайте разберемся.
Каталитический нейтрализатор или попросту - катализатор - это элемент выхлопной системы автомобиля, призванный преобразовать опасные выхлопные газы в менее вредные.
В корпусе катализатора расположен пористый несущий материал - керамический или металлический блок с сотовой структурой. В зависимости от модели на стенки сот наносится микрослой из палладия, платины, родия или иридия.
Часть выхлопа входит с таким напылением в химическую реакцию и соответственно очищается. Эти металлы, как известно, имеют высокую рыночную стоимость. Поэтому катализаторы даже в неработоспособном состоянии можно реализовать, выручив хорошие и даже очень хорошие деньги.
Редкоземельные металлы в составе каталитических нейтрализаторов могут быть представлены в разных пропорциях, и практика говорит о том, что таких драгметаллов больше, во-первых, в люксовых и премиальных машинах, во-вторых, в дизельных и гибридных автомобилях (в сравнении с бензиновыми), а также в европейских и японских автомобилях.
Возьмем, к примеру, страны Евросоюза. На сегодня здесь действуют наиболее жесткие требования по ограничению вредных выбросов. Соответственно в катализаторах для современных автомобилей из ЕС, как правило, больше платины, родия или палладия, чем в аналогах, использующихся, к примеру, в машинах отечественного производства.
Как бы то ни было, даже в бюджетных моделях катализаторы стоят денег, о чем не знают многие владельцы, и чем, соответственно, пользуются некоторые автосервисы, предлагающие вырезать проблемную деталь из системы выпуска нередко даже совершенно бесплатно.
Разумеется, вы можете сдать использованный катализатор в пункты приема вторсырья или на СТО, которая специализируется на удалении и замене такого рода автомобильных запчастей. Однако ваша выгода, если и будет иметь место, окажется минимальной.
Самые выгодные цены предложат на платиносодержащие катализаторы, которые устанавливаются, как правило, на дизельные автомобили престижных марок. Однако деталь не должна быть "древней" и ветхой. Дело в том, что при длительном использовании катализатора уничтожается до 50 процентов дорогостоящего напыления, в результате цена изделия снижается. Разрушенные и полуразрушенные "автокаты" также вряд ли принесут серьезную финансовую выгоду.
Что касается расценок за "свежие" катализаторы, они заметно отличаются от пункта к пункту. Тем не менее, как правило, в автомобилях премиум-класса соты катализаторов имеют толстый слой напыления из редкоземельных металлов. Соответственно стоимость таких запчастей варьируется от 10 тыс. до 30 тыс. рублей за 1 кг при среднем ценнике порядка 15 тыс. рублей за 1 кг.
В то же время в бюджетных автомобилях используются катализаторы, в которых содержание редкоземельных металлов не велико. Соответственно за такие детали можно будет выручить от 2 тыс. до 12 тыс. рублей за 1 кг. К примеру, мы обнаружили в Сети несколько отзывов о продаже старого "катализатора" от Hyundai Solaris за 7 500 рублей и Renault Logan (за 4500 рублей). Продавать же старые "катализаторы" отечественных автомобилей вряд ли будет выгодно - средний ценник балансирует вокруг 2 500 тыс. рублей.
При прочих равных больше всего можно будет выручить за керамические "катализаторы", стоявшие на премиальных дизельных автомобилях. Ценник в фактические 15 - 20 тыс. рублей - типичная история.
Из пунктов приемки б/у катализаторы отправляют на заводы, где происходит процесс аффинажа - очистки металлов химическими реагентами от примесей.
Грубо говоря, из сердцевины "катализатора" извлекаются драгоценные металлы. Однако возникает вопрос - возможно ли "выплавить" драгметаллы из каталитического нейтрализатора самостоятельно.
Должны предупредить, что это сложный процесс, в частности потому, что для извлечения, к примеру, платины потребуется смесь сильных кислот. К тому же в процессе "гаражного" аффинажа будут более существенны потери в процентах извлекаемых материалов, которые нужно будет затем еще и продать. Да и затраты на необходимые химические реактивы нельзя сбрасывать со счетов. Так что лучше не рисковать.
«Некоторые стоят по 3 тысячи рублей». Сколько драгметаллов в одном автомобильном катализаторе?
Как все начиналось
— Предприятие «Унидрагмет БГУ» появилось более 20 лет назад на базе Научно-производственного центра химии драгоценных металлов, учебно-производственного объединения БГУ, лаборатории химии драгоценных металлов НИИ ФХП БГУ, ГП «БелВДМ» и ГПНО «Квант». В 1993—1994 годах на базе БГУ начала работать лаборатория по переработке вторичного сырья, содержащего драгоценные металлы. Одновременно с разработкой технологий лаборатория занималась производством драгоценных металлов для пополнения Государственного фонда драгоценных металлов и драгоценных камней Республики Беларусь. По мере увеличения объемов производства от граммов к килограммам, а потом и к десяткам килограммов лаборатория была преобразована в научно-производственный центр, а в 1999 году был создан «Унидрагмет БГУ», — вспоминает события 20-летней давности Мирослав Таразевич.
В последние годы стал возникать определенный дефицит высоколиквидных отходов. Самих отходов много, а вот ценных металлов в них мало. Производители бытовой и промышленной техники стараются экономить на производстве и заменяют дорогие элементы более доступными (а значит, менее ценными) аналогами. Предприятие начало поиски новых видов сырья, переработка которых могла бы приносить прибыль. Одним из таких источников драгметаллов стали автомобильные нейтрализаторы выхлопных газов, они же — катализаторы.
— Серый рынок скупки катализаторов существовал давно. Определенные люди скупали их у автовладельцев за 20—30 долларов и вывозили в сопредельные страны. Мы не могли выйти на этот рынок до момента создания соответствующей законодательной базы. Взять, например, уплату налога от доходов, которые получают физлица при сдаче автокатализаторов. В 2008 году было принято постановление Совмина, освобождающее от такого налога. Тогда мы начали работу по созданию аналитической базы, чтобы оперативно и точно выполнять оценку стоимости драгоценных металлов в автомобильных элементах, которые нам сдают люди. И с 2014 года мы на постоянной основе занимаемся приемом катализаторов, — рассказал собеседник.
10 миллионов долларов в год
В автомобиле есть несколько узлов, которые содержат драгметаллы. Катализатор является наиболее «богатым». Еще ценность представляют лямбда-зонды. У некоторых дизельных машин дорогие материалы содержатся и в сажевых фильтрах. Порой «сажевик» стоит дороже катализатора. В различных блоках управления и контактных группах автомобилей тоже есть чем поживиться, но там драгметаллов значительно меньше.
Для «Унидрагмет БГУ» катализаторы — лишь один из источников сырья. В настоящее время данный автомобильный элемент дает предприятию от 5 до 10% объема добываемых драгметаллов. Масштаб работы учреждения впечатляет: за прошлый год из всех отходов, переработанных здесь, было выделено драгметаллов на 10 миллионов долларов.
Какие металлы содержатся в катализаторе?
Катализаторы стали массово устанавливать на автомобили во второй половине 1980-х годов. Были даже машины со старыми карбюраторными моторами и нейтрализаторами выхлопных газов. Не будем углубляться в устройство данного узла — это тема для отдельной статьи. Отметим лишь, что этот элемент нужен для очистки выхлопа от большей части вредных веществ. В катализаторе содержатся три драгметалла: платина, палладий и родий. Соотношение этих материалов варьируется в зависимости от типа двигателя. Так, в дизельных моторах преобладает платина, в бензиновых больше родия и палладия.
На протяжении многих лет платина являлась наиболее ценным металлом в нейтрализаторе выхлопных газов. Были времена, когда она стоила в пять раз дороже палладия. Но с 2015 года (после дизельгейта Volkswagen) объем производства дизельных автомобилей значительно снизился. Это спровоцировало падение цен на платину. Если раньше данный металл стоил 2,2 тысячи долларов за унцию (около 31,1 грамма), то последние годы он оценивается в 600—800 долларов. В свою очередь подорожали драгметаллы, применяющиеся в бензиновых машинах. Так, цены на родий за последние годы выросли с 1,5 тысячи до 12 тысяч (!) долларов за унцию.
Сколько грамм драгметаллов в катализаторе?
Видя такие впечатляющие цифры, хочется узнать, а сколько же этих металлов содержится в одном автомобильном катализаторе? Все зависит от машины, ее двигателя и особенно рынка сбыта модели. На один автомобиль с одним и тем же мотором могли ставить разные нейтрализаторы выхлопных газов для разных стран. Если посчитать «в среднем по больнице», платины в одном катализаторе приблизительно полтора грамма на килограмм, палладия — 1,3—1,4 г/кг, родия — 0,15 г/кг. Весит выбитый катализатор примерно 1,2 килограмма.
В феврале текущего года средний нейтрализатор выхлопных газов, принимаемый «Унидрагмет БГУ», стоил 400—450 рублей за килограмм — столько владельцы получали на руки. Причем разбежка цен достаточно большая — от нуля (если в детали не осталось никаких металлов) до 3 тысяч рублей.
Из-за ситуации с COVID-19 предприятие временно не работает с физлицами. В «мирное время» сюда в день приезжали по 50 человек с катализатором под мышкой. Сейчас организация занимается ремонтом и рядом других мероприятий, чтобы впоследствии продолжить работу (открытие планируется на начало мая). Клиентам собираются выдавать бесплатные маски, зона ожидания переместится из здания на улицу.
Какой процент от стоимости драгметалла получает клиент?
В зависимости от условий, которые диктует рынок, предприятие платит автомобилистам, сдающим свои катализаторы, от 70 до 83% от стоимости драгметаллов, находящихся в сдаваемом элементе. Иными словами, если из детали удастся добыть ликвидных материалов на 1000 рублей, то владелец получит 700—800 рублей.
Сегодня рынок драгметаллов крайне нестабилен. Графики изменения их стоимости красноречиво свидетельствуют о том, что экономическая ситуация в мире очень шаткая. За неделю цены могут меняться на десятки процентов (в разные стороны). Эксперты не помнят таких колебаний за годы своей работы. Даже во времена кризиса 2008 года рынок был более стабилен. Упавшая тогда цена на родий продолжительное время оставалась низкой. Сейчас же этот элемент может дорожать или дешеветь на 30% за сутки. Причины такой турбулентности на рынке драгметаллов понятны: с одной стороны, наблюдается сокращение добывающих мощностей, с другой — снижение потребления металлов (многие заводы сейчас не работают).
Самые ценные катализаторы — в Японии
Как уже отмечалось выше, количество драгметаллов в нейтрализаторах выхлопных газов зависит от двигателя и рынка сбыта. По моторам общая тенденция следующая — чем больше рабочий объем, тем более дорогой у автомобиля катализатор (хотя есть исключения, о которых чуть ниже). Что же касается рынков сбыта, то здесь все зависит от требований стран по уровню выхлопа. Так, модели, предназначенные для рынка ЕС, имеют более «обогащенные» нейтрализаторы по сравнению с теми, которые поставляются в некоторые страны Азии и Африки.
— По среднему содержанию драгоценных металлов в катализаторах лидируют машины, предназначенные для японского рынка. Если сравнить одну и ту же модель, которая продавалась в ЕС, США и Японии, то у версии для азиатской страны будет наиболее дорогой элемент. Из этого можно сделать вывод, что Япония наиболее требовательна к экологическим характеристикам автомобилей, — рассказал нам начальник центра Павел Бирюков.
Одним из самых дорогих компонентов современного автомобиля является каталитический нейтрализатор. Компактный блок с сотовой структурой весом в несколько килограммов содержит небольшое количество драгоценных металлов. Поверьте, они стоят денег, и немалых!
В автомобильных каталитических нейтрализаторах содержатся палладий, платина и родий. Экологические нормы требуют от автопроизводителей выпускать всё более «чистые» автомобили с низкими уровнями вредных выбросов. И палладий в этом деле играет ключевую роль.
Палладий, как и платина с родием, обладает поглощающими свойствами. Он способен нейтрализовать выхлопы, превышающие его собственную массу в 900 раз. Высокий спрос на редкий металл породил бурный рост рыночной цены.
С октября 2019 года цена палладия взлетела на 25% и преодолела 2 100 долларов за унцию. На этом фоне Европу и США захлестнула волна краж. Организованные группировки, вооружённые электрическими пилами, варварски вырезают катализаторы с автомобилей.
Опытные воры знают и производителей, и даже модели, в катализаторах которых содержится наибольшее количество драгоценных металлов. К примеру, в дизельных автомобилях используется платина, в бензиновых – палладий. В гибридных автомобилях содержание палладия выше, чем в обычных.
Это связано с тем, что у гибридов нет времени на прогрев катализатора для повышения его эффективности, поэтому требуется больше драгоценного металла для поглощения большего количества вредных выхлопов.
Toyota даже начала предлагать владельцам «Приусов» специальные устройства Catloc, которые усложняют процесс насильственного демонтажа катализатора. По сути это просто стальная пластина, посаженная на «секретки», закрывающая часть днища автомобиля.
Большинство воров просто сдают катализаторы на драгметаллы, а не продают их как запчасти. Масса палладия, содержащегося в «сотах» одного катализатора, может достигать 1,5–2 граммов. Если учесть, что в некоторых премиальных автомобилях применяются парные катализаторы, доход с одного автомобиля может достигать нескольких десятков тысяч рублей.
К примеру, в составе катализатора массой 1 200 граммов одного известного немецкого производителя есть платина (0,12% массы), палладий (0,08% массы) и родий (0,008% массы).
Проблема заключается в том, что палладий из сплава ещё надо выделить. Способов существует несколько, и все они довольно затратны и сложны, поэтому нет никакого смысла работать с единичными катализаторами. Если же процесс поставлен на поток, можно получать достаточное количестве металла для дальнейшего его использования или продажи.
Крупнейшее месторождение палладия в мире находится в Норильске. Причём, по иронии, этот металл является лишь побочным продуктом добычи никеля.
На данный момент крупнейшие автопроизводители стремятся запастись палладием впрок, так как цена на него, согласно прогнозам, будет только расти. Но этот рост не может быть бесконечным. Он продлится ровно до тех пор, пока выгоднее и эффективнее не станет использовать другой металл – платину.
Переход с одного металла на другой невозможен в короткий срок – перестроение производства может занять несколько лет и потребовать миллиардов евро. Именно поэтому одной из самых затратных статей в бюджете многих крупных автопроизводителей стал поиск замены палладию и платине.
Читайте также: