Каталитический нейтрализатор предназначен для снижения уровня токсичности отработавших газов и, прежде всего, уменьшения выброса продуктов неполного сгорания топлива. По сути, это устройство можно назвать реактором, в котором дожигаются углеводороды и восстанавливается азот из токсичных оксидов азота. Появление нейтрализаторов в системе выпуска автомобилей сначала в США и Японии, а затем и большинстве европейских стран было вызвано желанием уменьшить вредное влияние автомобиля на окружающую среду и здоровье человека.

В первое время каталитические нейтрализаторы применялись только на бензиновых двигателях. В дизельных двигателях процесс воспламенения и горения протекает иначе, происходит более полное сгорание топлива. Благодаря этому, концентрация вредных веществ в отработавших газах дизеля меньше. Однако дальнейшее повышение экологических требований заставило авто-производителей устанавливать каталитические нейтрализаторы и на автомобили с дизелями.

В Европе внедрение нейтрализаторов было стимулировано на законодательном уровне введением экологических стандартов ЕВРО. Чтобы выполнить нормативные требования, авто-производители сегодня устанавливают каталитические нейтрализаторы на все выпускаемые автомобили.

Нейтрализатор представляет собой емкость, все внутреннее пространство которой заполнено трубчатыми сотами.

Для того чтобы нейтрализатор не оказывал большого сопротивления потоку отработавших газов, соты имеют форму прямых каналов. Чтобы площадь контакта отработавших газов с катализатором была достаточной, эти каналы выполнены почти на всю длину корпуса нейтрализатора, а сечение сот сделано небольшим. Это позволило многократно увеличить площадь контакта. Изготовлены соты из тонкой гофрированной металлической ленты, свернутой определенным образом, или специальной керамики.

Поверхность сот покрыта платиной и другими редкоземельными металлами. Они-то и являются катализатором – веществом, которое, не вступая в химическую реакцию, инициирует процесс окисления (сжигания) вредных веществ до нейтрального состояния. Отсюда и название нейтрализатора – каталитический.

Процесс в нейтрализаторе идет эффективно только при высокой температуре (около 300 градусов Цельсия). Чтобы нейтрализатор быстрее прогревался до рабочей температуры и, соответственно, меньше вредных веществ попало в атмосферу во время запуска, конструкторы стараются расположить его как можно ближе к выпускному коллектору. На автомобиле Рено Меган нейтрализатор встроен в приемную трубу.

Для эффективной работы нейтрализатора необходимо поддерживать оптимальный состав топливовоздушной смеси, поступающей в цилиндры двигателя. Чтобы контролировать этот параметр, в приемной трубе системы выпуска отработавших газов установлен датчик концентрации кислорода. По сигналам этого датчика электронный блок управления двигателем определяет содержание кислорода в отработавших газах и в соответствии с этим корректирует количество впрыскиваемого топлива. В настоящее время на автомобилях для более точной корректировки состава горючей смеси устанавливают два датчика концентрации кислорода: первый перед нейтрализатором, в выпускном коллекторе (управляющий), а второй в приемной трубе (диагностический).

Система снижения токсичности отработавших газов, которой укомплектовывают автомобили в последние годы, обеспечивает выполнение норм ЕВРО 4.

Каталитический нейтрализатор – это дорогостоящий агрегат, хотя слой каталитического вещества очень тонкий, а драгоценного металла во всем нейтрализаторе не больше трех грамм. При этом он очень чувствителен к составу отработавших газов. Так сажа, появляющаяся при сгорании переобогащенной горючей смеси, или масло, попадающее в систему выпуска из-за износа деталей двигателя, откладываясь на стенках, могут наглухо закупорить соты. Еще одна причина, по которой отработавшие газы могут не проходить через нейтрализатор, — оплавление кромок сот. Привести к этому может продолжительная работа двигателя на обогащенной горючей смеси.

Наиболее распространенная причина, из-за которой нейтрализатор выходит из строя – некачественный бензин, особенно если он этилированный. Тетраэтилсвинец, содержащийся в нем, отрицательно воздействует на каталитическое покрытие нейтрализатора, а также на датчики концентрации кислорода. Этилированный бензин был запрещен в Российской Федерации президентским указом в 2003 году (как его производство, так и продажа), а специальные службы стали регулярно контролировать качество топлива на АЗС.

Другая причина выхода из строя нейтрализатора – неудовлетворительное техническое состояние двигателя. Но такое характерно для автомобилей с очень большим пробегом. Например, если изношена шатунно-поршневая группа, в систему выпуска будет попадать масло. Нарушение в работе системы управления двигателем также может вызвать работу двигателя на богатой смеси и попадание в систему выпуска несгоревшего топлива. Вспышка бензина, скопившегося в нейтрализаторе, может привести к деформации сот. Отсюда можно сделать вывод о том, что и на сравнительно новом автомобиле следует избегать условий, при которых в нейтрализаторе могут накапливаться пары топлива. Например, если двигатель не завелся с двух-трех попыток, следует сделать паузу перед следующей попыткой. Необходимо своевременно заменять свечи зажигания и не допускать работы двигателя с неисправными свечами зажигания.

Если соты каталитического нейтрализатора забиты или оплавлены, из-за возросшего сопротивления движению потока отработавших газов двигатель потеряет мощность. На холостом ходу он может даже глохнуть. Неисправный каталитический нейтрализатор необходимо заменить. При этом придется заменить и некоторые другие элементы системы выпуска отработавших газов.

При производстве автомобиля устанавливают систему выпуска отработавших газов, где нейтрализатор и глушитель не имеют разъемного соединения. В запасные части нейтрализатор поставляется отдельно. Для замены каталитического нейтрализатора используют специальные соединительные муфты, как и при замене других элементов системы выпуска отработавших газов.

Каталитический нейтрализатор для автомобиля Рено Меган 2