Тази статия е описателна по своята същност и може да е от значение за всяка марка автомобил.
Чрез изпускателната тръба, свързана с изхода на изпускателния колектор или главата на колектора, отработените газове се насочват към каталитичния конвертор и след това към ауспуха. Ако V-образният двигател е оборудван с единична изпускателна система, събирането на отработени газове от два изпускателни колектора в обща изпускателна тръба се осъществява чрез Y-образен преход, предвиден в него. В превозни средства с двойна изпускателна система, всеки изпускателен колектор има своя собствена отделна, независима изпускателна система. В повечето случаи изпускателната тръба се състои от няколко части, така че да може да се монтира в наличното пространство под превозното средство. Между изпускателния колектор и ауспуха е монтиран каталитичен конвертор (форсажна горелка) с цел намаляване на токсичността на отработените газове. Неутрализаторът е корпус, изработен от топлоустойчив метал (фигура 6.35), който съдържа слой от гранули, покрити със слой катализатор, или монолитна решетка тип "пчелна пита", покрита със слой катализатор.
Фигура 6.35. Типичен каталитичен конвертор
Тънката тръба, свързана отстрани на тялото му, е въздуховодът, идващ от помпата на системата за впръскване на въздух. Допълнителен въздух, изпомпван от въздушна помпа, е необходим за окисляване на токсичните съединения и превръщането им в безвредни H2O (вода) и CO2 (въглероден диоксид).
Как работи каталитичният конвертор
Неутрализаторът използва малки количества родий, паладий и платина. Тези химични елементи действат като катализатор (вещество, което стимулира химическа реакция, но самото не участва в нея). Когато отработените газове преминават през каталитичния конвертор, в първата му камера се извършва химическото разлагане на азотните оксиди (NOx) на кислород и азот. Втората камера на каталитичния конвертор окислява по-голямата част от въглеводородите и въглеродния оксид, оставащи в отработените газове, произвеждайки безвреден въглероден диоксид (CO2) и водна пара (H2O). Някои конструкции на двигатели включват система за непрекъснато или импулсно впръскване на въздух, за да осигурят допълнителен въздух, който може да е необходим по време на процеса на окисление (фигура 6.36). От началото на 60-те години на миналия век много неутрализатори използват и церий, елемент, който може да натрупва кислород. Целта на церия е да осигури кислород на катализатора в случай, че сместа от отработени газове е богата и няма достатъчно кислород за пълното окисление на химичните съединения. Когато сместа количество газове — бедна, церий поглъща с наднормено кислород.-
Фигура 6.36. Разрез на трипътен каталитичен конвертор
Тръбата за впръскване на въздух е видима, монтирана в центъра между редукционната и окислителната камера на неутрализатора. Обърнете внимание на малките отвори в тази тръба, предназначени за равномерно разпределение на въздуха, изпомпван от въздушната помпа, върху края на задната окислителна камера на неутрализатора.
За да функционира правилно каталитичният конвертор, е необходимо да се гарантира, че съставът на сместа от отработени газове се променя, докато преминава през каталитичния конвертор - от обогатена към бедна:
- За да се възстанови кислородът (O) от азотните оксиди (NOx), сместа трябва да бъде обогатена.
- За да достатъчно кислород за окисляване на въглеводороди (НС) и въглероден окис (co) (реакция свързване на кислород с въглеводороди и с въглероден окис, в резултат на което се образуват водата от H2O и въглероден диоксид COJ, сместа трябва да бъдат изчерпани.
Ако каталитичният конвертор не функционира правилно, е необходимо да се провери правилният състав на гориво-въздушната смес, постъпваща в двигателя, и изправността на запалителната система.
Тест с потупване
Ето един лесен начин за проверка: почукайте (леко!) по корпуса на катализатора с лек чук с гумен ударник. Ако катализаторният субстрат е повреден, при почукване ще се чува тракащ звук. Ако неутрализаторът трака, той трябва да бъде сменен (фигура 6.37). Глава 8 предоставя подробно описание на методологията за тестване на изпускателната система за пропускливост
Може ли катализаторът да се повреди, без да е запушен с въглерод?
Да, може. Катализаторите се повреждат не само поради механично запушване, но и поради химическо увреждане или отравяне. Следователно, каталитичният конвертор трябва да се провери не само за физически повреди (запушване) чрез измерване на обратно налягане или вакуум и чрез почукване, но и за повишаване на температурата. Този тест, обикновено извършван с инфрачервен пирометър или пропанов тест, ви позволява да оцените ефективността на неутрализатора.
Фигура 6.37. Този каталитичен конвертор е бил разкъсан от експлозия на бензин, съдържащ се в свръхбогатата смес от отработени газове. Очевидно чист бензин е попаднал в катализатора и е била необходима само искра, за да се взриви. Вече няма нужда да се диагностицира този неутрализатор.
Фигура 6.38. Температурата на изхода на неутрализатора трябва да надвишава температурата на входа с поне 10%
Този неутрализатор се характеризира с изключително висока работна ефективност. Температурата на входа му е 232°C (450°F). Десет процента от 450°F са 45°F (450°F + 45°F = 257°C (495°F)). С други думи, за да се счита конверторът за нормално функциониращ, температурата на изхода му трябва да бъде поне 290°C. В този случай тя е 274°C (525°F), което е с повече от 10% по-високо от температурата на входа на конвертора. Ако конверторът изобщо не функционира, тогава температурата на изхода му ще бъде по-ниска от температурата на входа му.
Каталитични конвертори не "умират" от само себе си.
Катализаторите стимулират химичните реакции, но самите те не участват в тях. По този начин. те не са подложени на износване или стареене. Ако се установи, че каталитичният конвертор е повреден (е загубил функционалността си или е напълно запушен), потърсете причината, поради която това се е случило. Запомнете следното:
"Каталитични конвертори не умират сами по себе си — тяхната смърт винаги е причинена от някаква външна причина".
Ако се открие повреда на каталитичния конвертор, компонентите, които трябва да бъдат проверени, трябва да включват всички компоненти на запалителната и горивната системи. Прекомерното количество неизгоряло гориво в отработените газове може да причини прегряване и повреда на каталитичния конвертор. За да се осигури максимална ефективност на каталитичния конвертор, трябва да се поддържа необходимият състав на гориво-въздушната смес и за това кислородният сензор трябва да работи и да измерва съдържанието на кислород с честота от 0,5 до 5 Hz.