Как частицы катализатора попадают в цилиндры

Попадание частиц катализатора в камеру сгорания ДВС.

Часто приходится читать про разрушенные катализаторы и как следствие убитую ЦПГ, но больше удивляют люди которые утверждают, что на как они говорят “обратной тяге” частицы ката попасть в камеру сгорания не могут. Они правы если рассматривать двигатель одноцилиндровым. но на деле у нас 4 и более цилиндра и происходит там следующее:

С точки зрения теории двигателя факт попадания порошка от каталитических элементов в камеры сгорания объясняется особенностями газораспределения современных двигателей. В процессе работы, периодически, существуют моменты одновременного открытия выпускных клапанов двух цилиндров имеющих различное давление газов, соответственно возможен заброс части выхлопных газов через коллектор в цилиндр с более низким давлением. Если выхлопные газы в коллекторе содержат порошок от катализатора то он вместе с ними попадает в цилиндр.

В современных автомобилях катализатор встроен в выпускной коллектор максимально близко к двигателю. Такое конструктивное сочетание называется «кат-коллектор». Это сделано для более быстрого прогрева каталитических элементов после пуска двигателя и возможности получения наиболее эффективной работы узла в части очистки выхлопных газов до показателей соответствующих современным экологическим нормам. Однако, при такой конструкции повышается вероятность попадания в двигатель порошка от керамических элементов катализатора в случае их разрушения.

Так же об этом наглядно показано и рассказано на youtube канале “Ходос Авто” а именно в видео

На канале много интересной информации, не для всех, но залипнуть можно.

Комментарии 39

На слуху в основном корейский автопром с данной проблемой, а вот за автоваз ни одного случае в инете не проскакивало. По крайней мере мне не попадалось. Почему? И там, и там катколлектор.

В видео на Ходос показан пример с егр, что Газы с частицами ката поступают на дожиг в цилиндр

При какой температуре плавится термостойкая керамика? При 2000С ++ как достичь подобную температуру?

График давления в цилиндре ДВС на ХХ и описание процессов газораспределения есть в учебниках по теории работы ДВС, коих огромное количество. Можно и здесь посмотреть autodata.ru/article/prakt…ostom_khodu_bez_nagruzki/ Перетекание газов из выпускного коллектора в цилиндр (да Карл это возможно!) происходит за счёт того, что абсолютное давление в выпускном коллекторе, близкое к атмосферному, оказывается большим абсолютного давления в цилиндре. На графике давления в цилиндре, участок, где происходит перетекание отработавших газов из выпускного коллектора в цилиндр отмечен буквой E.

На холодную дыма нет, при обычной езде тоже. Только если долго катиться с горки без нажатия на педаль, и потом с нажатием уже будет облачко дыма

Возможно, вот такая же ситуация, езжу с иконками, надеюсь пронесло

объясните почему нет обратной тяги на 4х тактном лодочном моторе? ведь выхлоп у него идет в воду. по идее он должен был поймать гидроудар. тем более что длина ноги у него 38 см или 51см, а это не 4м длины выхлопа в авто

потому, что нужно больше разряжение и длительное по времени, чтобы воду затянуть через такую трубку. Пыль от ката затянуть проще, особенно, когда кат подзабит и создается большое противодавление.

Да я это к тому, что бы понятно было, как коленвал может в обратную сторону крутнуться. Это зависит от момента остановки двигателя. На рукоятке при заводке это хорошо ощущается.

Частицы катализатора могут попасть в цилиндр после остановки двигателя. В этот момент какой-либо из выпускных клапанов открыт. Перед катализатором из-за его забитости есть давление. Коленвал мотора после остановки иногда может сам по себе чуть крутнуться в обратную сторону, так как в каком-либо цилиндре не законченный такт сжатия, да плюс давление перед катализатором давит. Кривым стартером когда-нибудь машину заводить пробовали?

Кривым не пользовался и надеюсь не понадобится))

да там вообще всё странно… большая вероятность что это фейковая история…

Как крошки катализатора попадают в цилиндры СТАТЬИ

На самом деле, проблема с задирами цилиндров преследует многие бренды. «Корейцы» далеко не первооткрыватели во всей этой истории и отнюдь не одиноки, просто в один определённый момент на них свалилась вся слава особенностей современного моторостроения, сделавшего рывок в экологичности автомобилей с ДВС.

Природа появлений задиров тоже бывает разной. У кого конструкция поршня предполагает (часть агрегатов Ford, VAG), у кого покрытия цилиндров хрупкие (некоторые BMW, Mercedes, Porsche), у кого перегревы (серия моторов Global Engine), но сегодня остановимся на конкретной проблематике разрушения каталитического нейтрализатора (далее по тексту «катализатор») и попадания его крошек туда, где им не рады – в ЦПГ.

Это Факт

Для начала, давайте разберёмся, возможно ли вообще попадание части катализатора в цилиндры, как факт? Как написал один из читателей:

«Каталитический нейтрализатор расположен после выпускного тракта двигателя внутреннего сгорания. Поэтому попадание чего-либо в камеру сгорания вверх по тракту от каталитического нейтрализатора в выпускной тракт не представляется возможным, если только выхлопную трубу не воткнуть напрямую во впуск, минуя фильтр»

Достаточно прямолинейно. Только вот инженерия и логика работы современного двигателя не так проста, как может показаться. Посмотрите на пятиступенчатую систему очистки газов третьего Туарега и скажите, что выхлоп, это просто магистраль, по которой ламинарно в одну сторону движется СО:

Дефектовка «задранных» двигателей, склонных к этой проблеме, часто показывает, что это конкретно крошки катализатора и конкретно в цилиндрах. К этому выводу приходят не только гаражные сервисмены, но и официальные дилеры и эти дефекты вполне официально подтверждают сами производители. Это ни для кого не секрет, поэтому – это факт.

Другой вопрос, почему у кого-то крошки попадают в цилиндры, а кто-то ездит с разрушенным катализатором и с абсолютно целой поршневой? Вряд ли производители умышленно смоделировали эту проблему и запустили в серию, просто заточка моторов под экологические рамки в один момент создали все условия для попадания крошек в цилиндры.

Условия возникновения проблемы

Проводя аналогии между рядом двигателей, которые «задирает» после разрушения керамики катализатора, то с удивлением можно прийти к некоторым интересным выводам.

Для попадания крошек в цилиндры должно совпасть несколько условий:

— близкое расположение катализатора к камере сгорание (катколлекторы).

— слабая «керамика» катализатора. Конструкция и стабильность качества изготовления.

— рециркуляция выхлопных газов, реализованная через смещение фазы выпуска в сторону запоздалого закрытия выпускных клапанов (без клапана EGR). Как правило, у автомобилей с фазовращателем на выпуске. Это позволяет держать выпускной клапан открытым на часть первого такта (впуск). Таким образом производители исключают из системы отдельный клапан EGR.

Здесь ещё стоит отметить, что сам по себе катализатор — препятствие. Когда выхлопные газы бьют по его поверхности коротким импульсом. Часть газов проходят через катализатор моментально, а часть создаёт дополнительную обратную тягу.

Если перечислять агрегаты, склонные к проблеме, то увидим, что все они подходят под эти условия: Бензиновые SkyActiv, ниссановнские агрегаты серии VQ (VQ35, VQ37) и конечно, целый ряд корейских бензиновых двигателей (G4FC, G4FG, G4KD, G4NA и т.д.).

Конечно, под некоторые условия попадает и множество других моторов, например, тойотовские 1ZR-FE, где также рециркуляция обеспечена смещением фаз, но суть в том, что катализатор в разы прочнее и расположен чуть дальше, при обратной тяге крошки просто не успевают добраться до камеры сгорания. Проблема тут просто отсутствует.

Наличие клапана EGR таким образом вообще исключает попадание крошек в цилиндры. Когда, к примеру, на старых моторах F16D3 от Chevrolet (Cruze, Lacetti) разваливается катализатор, крошки просто летят дальше по выхлопной системе, так как выпускные клапаны на такте впуска 100% закрыты всегда, а магистраль ERG настолько длинная, что крошки до впуска просто не долетят.

То есть уберите одно условие и никаких задиров не будет. Но нет, производителям нужно и затраты на изготовление снижать и выхлоп в узде держать.

Почему умирает катализатор

Давайте посмотрим на несколько факторов, которые могут повлиять на разрушение катализатора:

— изначально слабая «керамика». Уже говорили.

— ошибки при обслуживании (плохие свечи или катушки). Всё, что может привести к пропускам воспламенения. Несгоревшее топливо горит на катализаторе, повышая его температуру вплоть до оплавления.

— топливо. Некачественный бензин также зачастую догорает уже на катализаторе.

— программные ошибки. Бывает, что производители допускают ошибки в программировании блоков управления двигателем в том числе в функции «прогрева катализатора» холодного мотора. К примеру, «корейцы» (Kia/Hyundai) корректировали процент брака перепрошивкой, но не исключили проблему полностью.

Как избежать проблем

Если вы вдруг выяснили, что ваш двигатель склонен к появлению крошек в цилиндрах, то давайте посмотрим, как вы можете повлиять на ситуацию. На самом деле, меры бывают кардинальные и временные.

Кардинальных мер только две:

— удаление катализатора. Раз и навсегда. Не забудьте установить нормальный пламегаситель и «залить» программу управления с отключением функции «прогрева катализатора»;

— установка металлического катализатора. Металлический не столь эффективен, как керамический, так что второй лямбда зонд может всё равно выдать ошибку по эффективности работы. Да и, такие нейтрализаторы также могут оплавляться.

Временных мер больше, но все они не исключают появления проблем на 100%:

— нормальная эксплуатация и обслуживание (бензин, расходники, манера езды). Как вы понимаете, это не гарантирует целостность нейтрализатора, но значительно снизит вероятность разрушения.

— периодическая замена катализатора. Очень дорого и также ничего не гарантирует.

— периодический контроль катализатора эндоскопом с удалением при появлении первых признаков.

В последнем пункте всё хорошо, но не всегда соты плавно и постепенно стачиваются с передней поверхности, иногда катализатор ломается на куски без каких-либо предпосылок к этому.

Наиболее оптимальный способ решения проблемы имеется в арсенале версий с двумя катализаторами. Можно удалить первый (в коллекторе), а второй (нижний) оставить. Как показывает практика, такой подход позволяет и навсегда решить проблему с попаданием крошек в цилиндры и спокойно проходить тест на газоанализаторе на техосмотре, плюс машина не смердит ядовитыми отходами возле дома.

Подводим итоги

В общем, итог такой. За что мы с вами платим?

С одной стороны, мы платим за экологическую обстановку. На самом деле, это то, за что как раз-таки стоит платить, я не считаю катализатор изобретением врагов человечества. Как раз наоборот. Я не стал бы сейчас покупать автомобиль, не будь у него катализатора вообще.

С другой стороны, зачастую катализатор иногда приводит к проблемам. И виноваты во всей этой истории только производители дефектных автомобилей и их катализаторов. Их непродуманные конструкции ставят автомобилистов перед непростым выбором: экология или деньги. Таким образом ответственность за будущее планеты перекладывается на частных владельцев с массой разных способов решения потенциальных проблем. А мы решаем, как можем.

Как засасывает пыль от развалившегося каталитического нейтрализатора в цилиндры,

А попасть осколок может только во время пуска двигателя. Это единственный момент, пока стартер крутит, но мотор еще не завелся и в бочке с КАТом может создаться разрежение, особенно если прервать старт до заводки и двигатель»крутанет» в обратную сторону.

Почему катализатор — главная причина задиров в цилиндрах двигателях Kia/Hyundai — G4NA, G4NH и G4KD?

Рассмотрение вопроса, касающегося того, как влияет катализатор на появление задиров в моторе, мы провели на примере, своего автомобиля Kia Sportage (4-го поколения), выпущенного в сентябре 2017 года и оснащенного бензиновым двигателем 2.0 DOHC серии G4NA с маслофорсунками. Итак, сразу отметим, что в корейских автомобилях, которые компонуются бензиновыми силовыми агрегатами с объемами 1.6, 1.8 и 2.0 литра, с 2016 года устанавливается 2 катализатора — первый сразу за двигателем, а второй посередине выхлопной трубы (магистральный).

С плюсами и минусами двигателей с системами DOHC, вы можете ознакомиться здесь.

По мнению большинства специалистов, на появление задиров влияет именно первый, так сказать выходной катализатор, который располагается сразу за мотором на выпускном коллекторе. Про него то, мы и будем говорить в нашей статье. Итак, давайте сперва освежим в памяти, что из себя представляет типовой катализатор.

Каталитический нейтрализатор — это один из ключевых элементов любого современного авто, который оснащен двс (двигателем внутреннего сгорания). С виду катализатор является особого неприглядной деталью, однако именно эта запасная часть уберегает окружающую среду от вредных выбросов. Катализатор в корейских автомобилях входит в систему впрыска отработанных газов, который зачастую располагается сразу за выпускным коллектором или непосредственно на нем. Данный компонент силовой установки очень плотно контактирует с двигателем. В катализатор попадает раскаленный выхлоп, выходящий из мотора и проходящий через коллектор. После прохождения нейтрализатора, выхлопные газы замедляются, охлаждаются и очищаются от вредных веществ, а затем проходят дальше катализатор на выхлопной трубе, попадают в резонатор и выходят на 90% очищенными в окружающую среду из глушителя.

О задирах в двигателе Киа Спортейдж — G4NA 2.0 MPI 150 л.с, вы можете узнать здесь.

Главный компонент любого катализатора располагается в его сердцевине. Именно в ней находится массивный керамический блок (фильтр), состоящий из множества мелких сот, на стенки которых нанесены драгоценные металлы, такие как палладий, платины, иридий и родий.

Таким образом, при касании вредных отработанных газов о стенки сот катализатора, химически активные составляющие сгорают и выводятся из глушителя в виде безвредного углекислого газа. Так, например, напыленный на соты катализатора палладий и платина играют в устройстве роль своеобразного окислителя, который предназначен для ускорения горения углеводородов. Фильтрующий керамический блок помещен в специальный металлических кожух, внутри которого имеется необходимый слой теплоизоляции.

Ресурс двигателя Киа Спортейдж — G4NA 2.0 MPI 150 л.с, вы можете узнать здесь.

Катализатор нейтралитического действия не просто улавливает, а затем останавливает вредные химические активные соединения, но также и напрямую воздействует на функционирование силового агрегата автомобиля. Справочно заметим, что сигналы с установленных на катализаторе датчиков (датчики расположены, как на входе, так и на выходе устройства), постоянно считываются бортовым компьютером автомобиля и помогают мотору наиболее оптимальным образом сбалансировать рабочую топливно-воздушную смесь.

Наиболее частой причиной выхода из строя нейтрализатора является механическое повреждение устройства, причем, как внешнего воздействия, так и внутреннего. Как правило, механическое повреждение катализатора приводит к деформации его корпуса. Стоит заметить, что сердцевина катализатора — это хрупкие керамические пористые соты с тонкими стенками, которые очень легко крошатся, причем даже при небольших физических нагрузках. Однако в корейских автомобилях выходные катализаторы зачастую крошатся из-за неверно подобранного материала и ошибочного расположения самого устройства, в следствии чего керамические соты имеют свойство самостоятельно разрушаться под воздействием высоких температур, а обломки засасывает обратно в коллектор и в цилиндры соответственно, где они и входят в пагубное взаимодействие с поршнями, нанося повышенный износ, как стенкам цилиндров (возникают углубления — бороздки), так и самим поршням (как на фото ниже).

Кроме того, всегда нужно помнить, что несвоевременный ремонт каталитического нейтрализатора также опасен, так как мелкие крошки керамики попадая в выпускной тракт напрямую залетают в рабочую область цилиндров силового агрегата. Как мы сказали ранее керамические частицы повреждают стенки цилиндров (царапают поверхность), вызывая задиры, что в последствии выводит мотор из стабильно работающего состояния в аварийное. Если двигатель в дополнение оснащен турбиной, то от керамического мусора также может пострадать и она.

Заметим, что дополнительный нагрев выпускного тракта может привести к деформациям головы блока цилиндров (ГБЦ), что также достаточно сильно уменьшает срок службы мотора. Как правило, керамическая сердцевина катализатора в корейских двигателях начинает разваливаться на небольших пробегах (начиная с 35-40 тысяч километров и даже раньше), особенно это касается мотора семейства Theta серии G4KD (не оснащен маслофорсунками). Разрушение керамических сот в катализаторе зачастую происходит со стороны двигателя, именно в этом месте многие специалисты чаще всего обнаруживают обломанные осколки и расплавленную часть. Самое интересное то, что в большинстве случаев ошибка на приборной панели, свидетельствующая о проблемах в системе двигателя не загорается, при этом катализатор продолжает постепенно разваливаться, причем, в прямом смысле этого слова, теряя с каждым километром пробега свою эффективность и засоряя цилиндры опасным для них мусором.

Довольно часто в запущенных ситуациях (задиры прогрессируют во всех четырех цилиндрах), силовая установка начинает потреблять масло в большом количестве, то есть начинается жор масла и появляются отчетливые металлические стуки со стороны моторного отсека на холостых оборотах. Таким образом, как рекомендуют многие автомеханики, если двигатель корейского производства после 50-60 тысяч километров не начнет чрезмерно потреблять масло и стучать на холодную, то это совсем не означает, что у него нет задиров, просто они еще не дошли до критического состояния, при этом с вероятностью в 85-90% можно сказать точно — керамическая сердцевина катализатора уже начала разрушаться, направляя свои обломки непосредственно в цилиндры.

Почему у практически новых автомобилей существует такая большая вероятность появления задиров? Как утверждают многие независимые эксперты, автоконцерн Kia/Hyundai нарочно (сознательно) производит недоработанные бензиновые моторы, в которые на стадии разработки внедряют брак, как в виде не качественного материала тех или иных деталей (мягкая поверхность колодцев цилиндров, хрупкая керамика катализатора), так и в виде конструкторских недоделок (близкое расположение к двс катализатора, неправильная форма поршней, колец и цилиндров), от чего в последствии страдают десятки, если не сотни тысяч автовладельцев (точной статистики по задирам до сих пор нет). Одно можно утверждать точно, «задиристые» моторы постепенно приобретают массовый характер, причем независимо от частоты маслосервиса и качества расходников, применяемых при регламентном обслуживании.

Кроме того, многие новоиспеченные автовладельцы считают, что двигатели новой линейки «NU» серии G4NA, G4NC и G4ND спасены от задиров, благодаря наличию в их моторах маслофорсунок, которые охлаждают поршни. К сожалению, это не так. Маслофорсунки способны незначительно отодвинуть сроки появления задиров, но не более того. Получается, что задиры — это уже, в какой-то степени массовая проблема, которая может проявится при любом пробеге, даже на малом, при любой эксплуатации и на подавляющем большинстве моделей Киа/Хендай, которые находятся в производстве с 2010 года и поставляются на рынок стран Таможенного Союза (Россия, Беларусь и Казахстан).

Как защитить свой двигатель от задиров? Наверняка спасет от задиров корейский мотор — это удаление каталитического нейтрализатора, установленного на выпускном коллекторе и монтаж вместо него специального пламегасителя, причем, чем раньше это будет сделано, тем дольше проживет двс без задиров. Установка пламегасителя поспособствует снижению температуры отработанных газов, благодаря чему долговечность выхлопной системы не чуть не изменится. Как правило, кроме скрытого монтажа пламегасителя в корпус коллектора, необходимо еще сделать специальный чип-тюнинг (тюнинговая прошивка содержит контрольные параметры заводской программы), что позволит полностью сохранить гарантию дилера на транспортное средство, так как все сварные швы на коллекторе довольно быстро покроются грязью, что делает их незаметными.

А теперь давайте наглядно посмотрим на пример катализатора, который прошел около 40 тысяч километров (на фото ниже). Как можем видеть, керамические соты со стороны мотора уже вовсю начали разваливаться. А теперь представьте, для появления задиров, достаточно лишь нескольких осколков, которые затянутся в цилиндры силового агрегата. Таким образом, если появятся задиры в моторе, то зачастую у автовладельца останется всего 2 сценария развития событий: капитальный ремонт двигателя с помощью гильзования и замена двс на контрактный или новый.

Как происходит удаление катализатора и, что это даст автовладельцу корейца? Подробно рассказывать про демонтаж выпускного коллектора на наш взгляд смысла нет, тут и так все понятно (снимается коллектор и разрезается болгаркой, а затем дрелью высверливается керамическая сердцевина, чтобы не осталось от нее ровным счетом ничего).

После того, как полость коллектора будет полностью очищена от сот катализатора, в его корпус вставляется пламегаситель (специалисты рекомендуют к установке производителя MG Race), желательно из нержавейки. Затем происходит соединение корпуса выпускного коллектора и пламегасителя при помощи аргонной сварки.

После установки пламегасителя, все разрезанные части выпускного коллектора соединяются. Рекомендуем при соединении частей выпускного коллектора использовать именно аргонную сварку, так как только сможет обеспечить прочность и стойкость к коррозии сварных швов. Примерно через 12-14 дней все сварные швы на выпускном коллекторе, как правило, равномерно покрываются грязью и приобретают похожий цвет на саму деталь. Если планируется гарантийное обращение к дилеру, то не стоит волноваться, сварные швы даже через неделю почти не будут заметны, да и навряд ли дилер захочет пачкать свои руки и лезть под днище выяснять причину изменений на выпускном коллекторе.

Благодаря удалению каталика, на 92% исключается возможная поломка силовой установки, в следствии попадания в цилиндры осколков сот катализатора. Кроме того, чип-тюнинг, который зачастую делается при удалении катализатора, улучшит показатели разгона и общей динамики автомобиля (педаль газа будет работать без пауз, более отзывчиво, а автомат начнет переключать передачи незаметно), а расход топлива заметно снизится. При все при этом, дилерская гарантия на авто будет сохранена, так как установленная прошивка будет определяться, как заводская, а сварные швы будут попросту незаметны.

В заключении отметим, что по мнению многих автомобильных экспертов, если мы своевременно, согласно регламенту обслуживания завода изготовителя осуществляем маслосервис с заменой всех необходимых фильтров каждые 7-9 тысяч километров пробега, плюс ко всему удалили катализатор, то корейский двигатель (G4KD, G4NA, G4ND и G4NC) способен отработать до капитального ремонта или замены не менее 320-330 тысяч километров без разного рода задиров, хотя на практике, этот срок может быть увеличен и до 430-500 тысяч километров пробега.

ИСТОЧНИК МАТЕРИАЛА — НАШ КАНАЛ ЯНДЕКС ДЗЕН