сажевый фильтр и катализатор в чем разница между ними
Чем отличается катализатор от сажевого фильтра?
Нередко можно услышать от владельцев автомобилей с бензиновым двигателем фразу: «Моя машина нуждается в замене сажевого фильтра» – это в корне не верное высказывание в отношении каталитического нейтрализатора, которым на самом деле оснащаются машины с данной спецификацией топливной системы. Впрочем, некоторые сотрудники автомастерских также не могут разграничивать понятия «сажевый фильтр» и «катализатор». Попробуем разобраться в отличиях между этими двумя типами деталей выпускного коллектора автомобиля.
Каталитический нейтрализатор или, проще говоря, катализатор – это деталь автомобиля, внешне имеющая цилиндрическую или прямоугольную форму и предназначенная для нейтрализации вредных компонентов в выхлопных газах, выделяющихся двигателем внутреннего сгорания автомобиля, работающего на бензине или газообразном топливе.
Конструктивно катализатор состоит из следующих элементов:
Конструкция катализатора в поперечном разрезе напоминает мелкоячеистые соты, внутренняя поверхность которых покрыта слоем активных благородных металлов платиновой группы (платиной, родием, палладием). В процессе прохождения отработанных газов через внутреннее пространство катализатора вредные продукты сгорания бензина взаимодействуют с каталитическим покрытием и преобразуются в безопасные для человека и окружающей среды соединения (диоксид углерода, водяной пар, азот), выводимые через выхлопную трубу в атмосферу. Кроме этого, нейтрализатор улавливает твердые продукты деструкции топлива, которые оседают на его стенках по принципу фильтра.
Перечисленные выше процессы, протекающие в катализаторе, обуславливают его постепенное загрязнение по мере эксплуатации автомобиля, в конце концов, данная деталь полностью утрачивает свою функциональность, что требует ее чистки или полноценной замены на новую запчасть.
Фильтр сажевый применяется исключительно для двигателей, работающих на дизтопливе. Это обусловлено тем, что при сгорании дизельного топлива выделяется значительно большее количество коптящего дыма, чем при сгорании бензина или газа. Сажевый фильтр как раз и обеспечивает эффективное улавливание твердых сажевых частиц, конденсирующихся из отработанных газов, а также нейтрализует вредные газообразные компоненты до безопасного состояния.
Сажевый фильтр имеет разветвленную внутреннюю конструкцию, напоминающую лабиринт из карбида кремния с многочисленными полостями для удержания сажи.
Отдельные разновидности сажевых фильтров содержат специальные титановые ячейки, обеспечивающие нейтрализацию вредных соединений – окиси углерода (СО) и оксида азота. Таким образом, сажевый фильтр наряду с функцией улавливания сажи также сочетает в себе функции катализатора.
Сажевый фильтр способен улавливать до 90% сажевого углерода, выбрасываемого двигателем. По мере забивания фильтра автомобиль увеличивает потребление топлива, однако мощность при этом снижается, также наблюдаются частые спонтанные остановки мотора.
Сходство катализатора и сажевого фильтра
Отличия катализатора от сажевого фильтра
Сажевый фильтр и катализатор: отличия
История развития автомобильной промышленности привела к тому, что основная часть транспортных средств на текущий момент работает либо на двигателе внутреннего сгорания (ДВС) или на дизеле. Количество электромобилей тоже постепенно растет, но их количество пока не оказывает существенное влияние на принципиальное изменение ситуации.
В любом случае учитывая общее количество транспортных средств в мире (около 1 млрд. единиц), актуальной темой уже не первое десятилетие является состояние экологии нашей планеты. Немалую долю в пагубном влиянии на земную атмосферу имеют как раз автомобильные выхлопы, содержащие вредные компоненты.
Для сокращения вреда от таких выхлопов была разработана специальный фильтр, устанавливаемый в выхлопную систему каждого современного автомобиля.
А так как силовые установки (как мы указали выше) делятся на две основные группы (ДВС и дизель), то и очищающие фильтры тоже были придуманы для каждой из них.
Если на транспортном средстве установлен двигатель внутреннего сгорания, то на таком авто устанавливается каталитический нейтрализатор автомобильных выхлопов ил просто катализатор. А вот на авто с дизелем тоже можно обнаружить каталитический нейтрализатор, но в большинстве случаев устанавливается сажевый фильтр. Чем отличается сажевый фильтр от катализатора? Разберем подробнее.
Каталитический нейтрализатор: устройство
Как правило, катализатор представлен стальным бочонком, который является внешним корпусом, и внутренним наполнителем или монолитом. Корпус является защитным кожухом, который предохраняет более хрупкий монолит от разрушения во время движения.
Монтируется такой катализатор под днищем авто сразу за выходным коллектором, что необходимо для правильного функционирование фильтра. Именно поэтому во время движения авто по плохим дорогам катализатор может удариться об камень или какое иное твердое препятствие.
Внутренний наполнитель катализатора изготавливается либо из керамики, либо из стали. В первом случае — это огнеупорные керамические соты-ячейки, а во втором — свернутые металлические листы.
На поверхность наполнителя наносится особый слой из ценных металлов, как правило, из палладия, платины или родия. Это каталитический слой. Именно он провоцирует протекание химической реакции, в результате которой выхлопные газы расщепляются на безопасные компоненты (азот, водный пар, диоксид углерода) далее попадающие в атмосферу Земли.
Сажевый фильтр: устройство
Сажевый фильтр, по определенным конструктивным решениям схож с устройством катализатора. Подобный стальной бочонок, монтируемый в выхлопную систему авто.
Также сажевый фильтр имеет наполнитель, но дальше начинаются отличия. Ячейки-соты каталитического нейтрализатора очень мелкие, что делается для увеличения площади поверхности слоя, с которым соприкасаются выхлопные газы. При этом ячейки сажевого фильтра более крупные, часть из которых называется карманами.
Вот тут и кроется ответ на главный вопрос: «Катализатор и сажевый фильтр в чем разница?»
Объясняется такое принципиальное отличие заложенной в устройства функциональной задачей данных ячеек. В катализаторе — это создание максимальной площади каталитического слоя, в сажевом фильтре — для улавливания и скопления сажи.
Отсюда и качественная очистка сажевого фильтра от собранной сажи, в отличие от мелких забитых ячеек катализатора. В таком случае каталитический нейтрализатор приходиться только менять на новый фильтр.
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.
Разница между катализатором и сажевым фильтром
Существует два отдельных понятия – сажевый фильтр и катализатор. Они используются для обозначения устройств, монтируемых на автомобилях, работающих на разных типах топлива. Сажевый фильтр устанавливается на авто с дизельным мотором, а катализатор – на машины с бензиновым двигателем. Важно разграничивать эти понятия.
Катализатор
Катализатор или каталитический нейтрализатор – это компонент автомобиля, который внешне выполнен в форме цилиндра или прямоугольника, необходимый для нейтрализации вредных веществ, присутствующих в выхлопных газах, поставляемым мотором, функционирующем на бензине или газообразном топливе.
В структуре нейтрализатора имеется несколько частей:
Катализатор в поперечном разрезе имеет конструкцию с мелкоячеистыми сотами, у которых поверхность изнутри покрывается слоем драгметаллов платиновой группы, достаточно эффективно взаимодействующих с компонентами выхлопа – это родий, платина, палладий. При прохождении газов по пространству внутри катализатора вредные компоненты, образующиеся при сгорании бензина, вступают во взаимодействие с каталитическим слоем, преобразуются в соединения, не представляющие опасности для человека и окружающей среды – азот, водяной пар, диоксид углерода. Они выводятся в атмосферу. Катализатор улавливает твердые компоненты топливного распада, оседающие на стенках.
Все эти процессы обуславливают постепенное загрязнение катализатора по мере эксплуатации авто, в результате чего эта деталь совершенно утрачивает собственные функции, поэтому требуется провести ее чистку либо полноценную замену на новый компонент.
Сажевый фильтр
Сажевый фильтр используется только для моторов, которые работают на дизельном топливе. Это объясняется тем, что процесс сгорания дизельного топлива сопровождается выделением большего объема коптящего дыма. Сажевый фильтр предназначен для эффективного улавливания твердых частиц сажи, которые конденсируются из отработанных газов, а также нейтрализует вредные компоненты.
Внутренняя конструкция сажевого фильтра сильно разветвлена, напоминает лабиринт, в котором есть множество полостей для удержания сажи.
У некоторых типов сажевых фильтров есть титановые ячейки, которые обеспечивают нейтрализацию вредных компонентов – оксида азота и окиси углерода. Получается, что сажевый фильтр не только улавливает сажу, но и исполняет функции катализатора. По мере заполнения фильтра у транспортного средства существенно повышается потребление топлива, но мощность снижается.
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
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.