Катализаторы и сажевые фильтры снижают уровень вредных веществ, попадающих в атмосферу, до установленных государственных норм.
Сажевый фильтр захватывает сажу и не трогает вредные отработанные газы, которые выбрасываются в атмосферу, в отличие от катализатора, который абсорбирует практически все вредные газы.
Катализатор (каталитический нейтрализатор) — устройство в выхлопной системе, предназначенное для снижения токсичности отработавших газов посредством восстановления оксидов азота и использования полученного кислорода для дожига угарного газа и недогоревших углеводородов. Основным требованием к успешной работе катализатора является стехиометрическое соотношение топлива и воздуха.
Автомобильеый катализатор снижает количество вредных веществ в выхлопных газах. Среди них:
Основные функции катализатора:
Чаще всего катализатор расположен сразу после приемной трубы, однако иногда его устанавливают прямо на приемной трубе. Делают это для более быстрого прогрева, так как эффективно работает он только при температуре свыше 300 °C. Однако, большой минус такого расположения - слишком высокие температуры и, следовательно, маленький срок службы катализатора.
Современные катализаторы являются трехкомпонентными, то есть оснащены тремя каталитическими преобразователями, по одному на каждое вещество, количество которого необходимо снизить. Трехкомпонентный катализатор представляет собой металлический корпус из нержавеющей стали, в котором находится «сотовая» конструкция или, реже, конструкция типа «керамические бусины». Сотовая конструкция бывает металлической или керамической и покрыта веществами-катализаторами, обычно это платина, родий или палладий (в последнее время на некоторых моделях начинают применять золото, так как оно дешевле других металлов-катализаторов).
Керамическая конструкция более распространена, так как дешевле, однако у такой конструкции есть большой минус — хрупкость. Достаточно небольшого удара, чтобы керамические соты осыпались.
В каталитических преобразователях используются два вида катализаторов: восстанавливающий и окислительный.
Восстанавливающий катализатор использует платину и родий, чтобы уменьшить выбросы оксидов азота. Когда молекула оксида или диоксида азота встречается с молекулами катализатора, от неё отделяется атом азота, высвобождая кислород. Атом азота же связывается с другим атомом азота, образуя газообразный азот.
Окислительный катализатор уменьшает количество несгоревшего топлива и окиси углерода путём их сжигания (окисления) с помощью платины и палладия. Этот катализатор также помогает оксиду углерода вступить в реакцию с несгоревшим кислородом, образуя углекислый газ.
Сажевый фильтр (DPF) необходим для задержки сажевых частиц, содержащихся в выхлопных газах дизельного автомобиля. Сажевые фильтры начали устанавливать серийно на дизельные автомобили в 2001 году, а обязательными они стали в 2009. Применение сажевого фильтра снижает содержание сажи в выхлопе дизельного автомобиля на 80–90%.
Сажевый фильтр помещен в металлический корпус, в котором находится керамическая матрица с ячеистой структурой. Отверстия имеют шестиугольную форму, поэтому их еще называют сотами. Это сделано, чтобы увеличить пропускную способность (по отношению к газам) и срок службы фильтров.
Данный фильтр в выпускной системе автомобиля может устанавливаться за каталитическим нейтрализатором, а может быть и совмещен с ним в один корпус.
Сажевый фильтр работает в 2 этапа:
В первом случае сажа выгорает при работе мотора на максимальной мощности. Температура выхлопных газов достигает 600° С, за счет чего происходит очистка. Альтернативой является добавление в топливо специальных присадок, которые провоцируют выгорание сажи при температурах в 450–500° С.
Активная регенерация происходит за счет кратковременного искусственного подогрева газов. Это делают впрыскивая топливо позже положенного момента, на такте впуска или небольшой порцией сразу перед фильтром. Также газы подогревают электронагревателем или микроволнами.
Отработанные и сломанные каталитические нейтрализаторы, оставленные в гаражах, на складах или общих свалках мусора, выделяют в атмосферу накопленный яд. Вредные вещества попадают в почву и воду, вызывая проблемы с экологией и здоровьем, поэтому автомобильные сажевые фильтры подлежат обязательной утилизации.
Скупка сажевых фильтров и катализаторов помогает сохранить природу, сберечь ценные драгоценные ресурсы, а автовладельцам дает хорошую возможность заработать.
Отработанные, вышедшие из строя сажевые фильтры подлежат утилизации в компаниях, сертифицированных соответствующим образом. Эти детали нельзя «просто выкинуть», не засорив тем самым окружающей среды. Поэтому правильным окажется решение об их сдаче в компании, специализирующиеся на данной задаче.
Безопасная переработка катализаторов производится на специализированном оборудовании с последующим извлечением драгоценных металлов. Таким образом, вредные вещества проходят правильную утилизацию, а ценные компоненты отправляются на вторичное использование в ювелирную и промышленную отрасли.
