в чем разница между сажевым фильтром и катализатором
Катализатор и сажевый фильтр в чем разница?
Большинство автомобилистов задается вопросом сажевый фильтр и катализатор это одно и тоже или нет? В данной информационной статье постараемся найти ответ и пролить свет на эту проблему.
Для начала ознакомимся с понятиями, чтобы лучше понимать происхождение каждого из этих конструктивных элементов автомобиля.
Краткая теория
Катализатор – конструктивный элемент системы отвода отработавших газов, который нейтрализует агрессивное влияние химических веществ, содержащихся в выхлопе автомобиля. Данное устройство часто называют каталитический нейтрализатор. Стоит заметить, что рабочее состояние элемента может влиять на работу двигателя во многих автомобилях с бортовым компьютером. При неисправности системы БК станет выдавать ошибку.
Сажевый фильтр – это автомобильный конструктивный элемент двигателя, который применяется в дизельных моторах и выполняет ту же функцию, что и катализатор. При сгорании дизельного топлива выделяется большое количество сажи, попадание которой в атмосферу крайне негативно.
Таким образом, оба устройства абсолютно идентичны по своей функциональной задаче, только применяются в разных типах двигателей в зависимости от используемого топлива.
Так есть ли разница?
Разница только в принципе и последствиях сгорания бензина, а также дизельного топлива. Как говорилось выше при воспламенении и горении ДТ выделяется сажа, устранять которую призван сажевый фильтр.
В бензиновом моторе сажа не выделяется в таком количестве, но имеются другие химические характеристики, например, свинец от которого также следует избавляться, поэтому в таких двигателях используется катализатор.
В 2000-х годах сажевые фильтры начали использоваться только на грузовых автомобилях, однако через 9 лет была разработана норма EVRO 5, благодаря которой фильтра должны быть установлены на всех современных моторах, работающих на ДТ.
То же самое касается бензиновых силовых агрегатов, в которых на современном этапе обязательно установлен катализатор.
Катализатор и сажевый фильтр: в чем разница
Все современные автомобили, будь то транспортные средства, оснащенные двигателем внутреннего сгорания (ДВС) или дизельным силовым агрегатов, являются сложными в техническом плане конструкциями. За целый век своей эволюции автомобили не только постоянно совершенствовались, но и приобретали все новые и новые возможности, беря на себя обязанности, ранее исключительно выполнявшиеся или людьми или гужевым транспортом.
Однако, несмотря на все технические ухищрения и технологические находки, большинство транспортных средств по-прежнему отравляют окружающую среду, выбрасывая в атмосферу вредные отработанные газы. Что же было предпринято для минимизации подобного вреда?
В результате инженерных изысканий, а также разработок на стыке химии и физики были разработаны специальные фильтры, способные или обезвреживать токсичные компоненты автовыхлопов или улавливать опасные частички препятствуя попаданию в земную атмосферу.
В зависимости от типа двигателя в выхлопную систему авто устанавливается:
Данными агрегатами все современные авто оснащаются не просто так. У каждого из них есть своя задача, но конструктивно детали имеют схожие компоненты. Разберемся в сути работы каталитического нейтрализатора и сажевого фильтра чуть подробнее.
Конструкция и работа каталитического нейтрализатора
Каталитический нейтрализатор или просто катализатор — это специальной конструкции фильтр, основная задача которого разлагать вредные компоненты выхлопных газов на безопасные составляющие. Прием происходить это должно еще до попадания частиц в земную атмосферу.
Осуществить это можно только в случае размещения катализатора сразу за выходным коллектором двигателя до глушителя. В таком случае, отработанные газы, вышедшие их камеры сгорания двигателя, сразу оказываются внутри катализатора.
Конструкция катализатора внешне напоминает утолщение трубы в виде бочонка (внешний корпус), встроенного в выхлопную трубу посредством входного и выходного патрубка. К данным патрубкам подсоединяются два лямбда-зонда, задача которых контролировать качество очистки выхлопных газов.
Внешний корпус (иначе называют защитным кожухом) катализатора изготавливается из прочной стали, так как с учетом размещения агрегата под днищем авто, высока вероятность удара камнями во время движения.
Внутри защитного кожуха размещается специальный наполнитель (монолит) — основная деталь катализатора, которая и обеспечивает обезвреживание отработанных выхлопных газов.
Осуществляется это с помощью напыления с элементами драгоценных металлов, которое наносится на поверхность монолита. Поверхность эта может быть керамической или металлической. Эти два материала и формируют два разных вида каталитических нейтрализаторов — керамические и металлические, соответственно.
Металлы, входящие в напыление, относятся к платиновой группе — это платина, палладий, родий, реже иридий или золото. Все эти металлы обладают одним очень важным свойством, они способны ускорять (катализировать) химические процессы.
В катализаторе — это химическая реакция разложения вредных компонентов автовыхлопов. Однако для качественного протекания такой реакции необходима соответствующая высокая температура отработанных газов (от 350 до 750°С). Это как раз и достигается расположением катализатора сразу за выхлопным коллектором.
Осталось разобрать конструкцию монолита. Конструктивно — это либо мелкие сквозные керамические ячейки либо подобные продольные ячейки из свернутых листов металла. И в том и в ином случае в разрезе ячейки очень маленькие и напоминают пчелиные соты.
Такая необычная конструкция объясняется необходимости добиться максимальной поверхности монолита с нанесенным на нее каталитическим слоем. С данной поверхностью и вступают в реакцию выхлопные газы, заполняющие катализатор.
Однако такая конструкция имеет ряд недостатков, которые присущи как более дешевым керамическим катализаторам, так и металлическим. Все дело в том, что по мере эксплуатации катализатора ячейки постепенно разрушаются, оплавляются или забиваются.
Если же температура газов превысит 800°С, то ячейки вполне могут оплавиться. Кроме того, оставшиеся частички некачественного топлива забивают каналы ячеек, которые должны свободно пропускать отработанные газы. Сколько служит катализатор?
Производителя заявляют о 120-150 тыс. километров, однако по указанным выше причинам, срок службы может быть гораздо более коротким.
В случае выхода катализатора из строя его, лучше всего отдать на вторичную переработку, сдав в компанию, официально занимающейся такой деятельностью. Им наиболее выгодно продать старый катализатора, цена будет сформирована после проведения комплексного анализа детали.
Конечная сумма денежного вознаграждения за сданные катализатор бу зависит от общего состояния детали, целостности его монолита, страны происхождения детали, а также от текущих биржевых расценок на драгоценные металлы, входящие в каталитическое напыление наполнителя.
Сажевый фильтр, строение
Сажевый фильтр также монтируется в выхлопную систему авто. Однако далее и появляется ответ на вопрос: «Катализатор и сажевый фильтр в чем разница?»
В отличие от катализатора данная деталь не обезвреживает токсичные компоненты отработанных газов, а улавливает сажу.
Внешне сажевый фильтр и катализатор похожи, но вот структура монолита принципиально отличается. Если ячейки-соты катализатора однотипны и очень мелкие, а ячейки сажевого фильтра расположены в шахматном порядке и имеют гораздо более крупные размеры, за что получили название карманы.
Так чем отличается сажевый фильтр от катализатора — разница в структуре деталей обуславливает и дальнейшие манипуляции с ними в случае забивания. Забитые или оплавленные ячейки-соты катализатора продуть или промыть практически невозможно, поэтом такой катализатор отдают на вторпереработку. А вот более крупные ячейки-карманы сажевого фильтра поддаются очистке, что позволяет вернуть сажевый фильтр в строй, увеличив, таким образом, срок его эксплуатации.
Чем отличается сажевый фильтр от катализатора?
За миллиарды лет существования Земли, на ней были созданы уникальные условия, породившие жизнь. Человеческое общество в полной мере пользуется этими естественными благами. Однако по мере совершенствования технических средств вообще и транспортных средств в частности, стала все острее проявляться и обратная сторона растущего количества разных механизмов, в том числе и автомобилей.
Основа движения автомобилей — силовая установка, двигатель. Исторически так сложилось, что пока львиная доля силовых агрегатов делится на двигатели внутреннего сгорания и дизельные двигатели. Стал появляться и самый современный вид ТС — электромобили, но они пока не могут составить существенную конкуренцию почти миллиарду единиц классических машин.
Постепенно стало фиксироваться ухудшение экологической обстановки из-за автомобильных выхлопов, ежеминутно выбрасываемых в земную атмосферу. Сформировалась необходимость создания особых деталей, устанавливаемых в авто, с целью снижения токсичности попадающих в воздух отработанных газов.
В результате инженерных изысканий был создан особый фильтр, способный расщеплять вредные компоненты выхлопов в безвредные составляющие. Фильтр получил название каталитический нейтрализатор автомобильных выхлопов. Часто водители используют иные наименования детали — каталитический преобразователь или еще проще — катализатор. В любом случае в названии подчеркивается основной принцип работы агрегата — речь о каталитическом (ускоряющем) процессе.
Устанавливается каталитический нейтрализатор на автомобили, оснащенные двигателем внутреннего сгорания. При внешнем осмотре катализатор представляется, как правило, в виде утолщенного цилиндра, трубы или параллелепипеда со скругленными углами. Монтируется такая деталь сразу за выхлопным коллектором, что объясняется условиями качественной работы детали.
Данный цилиндр является ничем иным как внешним корпусом катализатора, служащим для защиты внутренних элементов от внешних ударов во время движения авто.
Внутренним конструктивным элементом является специальный керамический или металлический наполнитель — монолит. Именно на него возложена главная функция фильтра — обезвреживание опасных компонентов автомобильных выхлопов.
Катализатор в автомобиле монтируется в выхлопную систему с помощью входного и выходного патрубка, куда врезаются два лямба-зонда, фиксирующие качество очистки. Вот, собственно, и вся конструкция каталитического фильтра. Как же работает данный агрегат?
Принцип работы катализатора
В основе функционирование каталитического преобразователя лежат химические процессы. Точнее способность ряда металлов ускорять процесс расщепления одних соединений на другие. В случае с катализаторами такими металлами выступают платина, палладий и родий.
Именно они наносятся в виде специального слоя на поверхность монолита. Причем поверхность наполнителя делается максимально большой, чтобы за единицу времен смог расщепиться весь объем газов, заполнивших внутреннюю полость фильтра.
Чтобы обеспечить протекание такой реакции придумана оригинальная форма монолита, который помещается во внешний кожух. Если в качестве материала изготовления применяется огнеупорная керамика (она формирует класс керамических катализаторов), то формируются очень мелкие продольные ячейки, которые в разрезе напоминают пчелиные соты.
Если для создания монолита берутся металлические листы (металлические катализаторы), то они сворачиваются в виде спирали, при этом сами волнообразно изгибаются. Получаются тоже очень мелкие сквозные туннели. И в первом и во втором случае общая поверхность монолита многократно увеличивается.
Поступающие через входной патрубок горячие выхлопные газы заполняют все туннели-ячейки катализатора и соприкасаются с каталитическим слоем драгметаллов, нанесенных на стенки ячеек. Температура газов должна находить в интервале от 350 до 750 градусов по шкале Цельсия.
В противном случае реакция либо не наступит (если температура ниже 350°С) либо ячейки могут спечься, если они изготовлены из керамики.
Металлические катализаторы более устойчивы к высоким температурам, но они и существенно дороже своих керамических собратьев
Ну, а что же сажевый фильтр? Чем отличается сажевый фильтр от катализатора?
Сажевый фильтр устанавливается на все транспортные средства с дизельной иловой установкой. Если сравнивать каталитический нейтрализатор и сажевый фильтр внешне, то они будут весьма похожи. Тот же бочонок или утолщенная труба, которая, как и в случае с катализатором, монтируется в выхлопную систему современного автомобиля.
Но главное отличие сажевого фильтра от катализатора в устройстве как раз наполнителя, точнее в размере его сот-ячеек. Как было сказано у каталитического фильтра они очень мелкие. Наполнитель же сажевого фильтра состоит из ячеек более крупного размера.
Это объясняется функциональным предназначением у данного фильтра. Наполнитель каталитического преобразователя при соприкосновении с газами расщепляет токсические компоненты на безвредные составляющие. И вот тут кроется ответ на вопрос: «катализатор и сажевый фильтр в чем разница?»
Сажевый фильтр ничего не расщепляет, а просто улавливает сажу. Для этого и нужны более крупные ячейки, именуемые карманами.
От такой принципиальной разницы двух агрегатов отличается и их обслуживание. Так, ячейки керамического каталитического нейтрализатора постепенно или спекаются от повышенной температуры или разрушаются под внешними ударами. Наполнитель металлического катализатора забивается остатками некачественного несгоревшего топлива.
Все это приводит к поломке катализатора в машине приходиться вырезать и заменять на новый. Ремонту такой забитый катализатор не подлежит, так как ячейки становятся совершенно непригодными к очищению газов. Отработанный катализатор можно сдать на вторпереработку и получить денежное вознаграждение за содержащиеся в каталитическом напылении ценных металлов.
А вот у сажевого фильтра ячейки-карманы можно довольно качественно очистить от скопившейся сажи. После очистки сажевый фильтр будет способен и дальше выполнять свою основную задачу — улавливать сажу и накапливать ее в крупных ячейках.
В чем разница между катализатором и сажевым фильтром
«На машине надо заменить сажевый фильтр» — говорит владелец автомобиля с бензиновым двигателем. И совершает ошибку, неправильно назвав каталитический нейтрализатор своего железного коня.
Многие автомобилисты, работники автомастерских не понимают разницы между словами: «катализатор» и «сажевый фильтр». Давайте разберемся, в чем же состоит сходство и различия этих деталей выпускного коллектора.
Катализатор
Или каталитический нейтрализатор — деталь машины в форме цилиндра или прямоугольного параллелепипеда, служащий для очистки выхлопных газов бензинового двигателя автомобиля или работающего на газе.
В разрезе его конструкция напоминает соты, изготовленные из керамики/стали с высокой теплопроводностью. Внутренняя поверхность покрыта напылением с палладием или платиной. Эти элементы вступают в реакцию с вредными продуктами сгорания бензина, нейтрализуют их или преобразуют в безопасные для человека химические соединения (азот, водяной пар, диоксид углерода), которые выводятся через выхлопную трубу в атмосферу.
К тому же катализатор задерживает твердые частички выхлопных газов автомобиля, которые оседают на его стенках.
Эти процессы способствуют том, что каталитический нейтрализатор загрязняется по мере пользования машиной, приходит в негодность, требует чистки или полной замены.
Фильтр сажевый
Используется для двигателей, работающих на дизельном топливе. Поскольку при сгорании ДТ образуется гораздо большее количество дыма, копоти, чем при сгорании бензина, он задерживает образующиеся твердые частички дыма и нейтрализует канцерогенные продукты сгорания топлива.
Внутреннее устройство этой детали представляет собой лабиринт из карбида кремния с многочисленными карманами для сборки сажи.
Некоторые фильтры, но не все, оснащены особыми титановыми ячейками, преобразующими вредные углекислый и угарный газ от сгорания дизельного топлива в безопасные для окружающей среды химические вещества. Они сочетают свойства сажевого фильтра и каталитического нейтрализатора.
Фильтр задерживает до 90% сажи, вырабатываемой двигателем. Когда он забивается, возрастает количество потребления топлива автомобилем, снижается его мощность, беспричинно глохнет мотор.
Сходство катализатора и сажевого фильтра
Определено следующими характеристиками:
Отличия катализатора и сажевого фильтра
Представлены в таблице ниже:
