Как токсичные выбросы ДВС превращаются в запах фиалок

Катализаторы, адсорбенты, фильтры, зонды, резервуары – под капотом современного автомобиля прячется целый завод по переработке химических отходов. Мы решили разобраться в машинерии, которая, по велению экологического законодательства, превращает токсичные выхлопы ДВС в запах фиалок.

В конце 2015 года правительство Германии объявило, что через 35 лет на территории страны не останется автомобилей с двигателями внутреннего сгорания. Это сенсационное заявление стало следствием присоединения к международному альянсу ZEV (Zero-Emission Vehicle), амбициозной целью которого является кардинальное снижение выбросов парниковых газов к 2050 году. Конец автомобилей на углеводородном топливе? Говорить об этом пока рано, так как у автопроизводителей в арсенале много средств снижения токсичности.

Для чего вообще обезвреживать выхлопные газы? Ведь еще в школьном курсе химии вполне четко описано уравнение горения любого органического топлива, в результате которого образуются углекислый газ и вода. И если углекислый газ может представлять некую опасность, то уж водяной пар совсем безобиден.

Однако в камере сгорания двигателя реакции далеки от того школьного уравнения. Во-первых, топливо сгорает не полностью, что ведет за собой образование чрезвычайно токсичного угарного газа (СО) и многочисленных недогоревших углеводородов (от парафинов до аренов). Во-вторых, в процесс горения активно вмешиваются азот воздуха (N2) и различные примеси в бензине (обычно сера). Выбросы оксидов азота (NOx) приводят к образованию смога, кислотных дождей и озоновых дыр, соединения серы вредны для здоровья, в частности раздражают слизистые оболочки глаза.

Кстати, в Соединенных Штатах особое внимание уделяют именно концентрации NOx в выхлопных газах, так как при их разложении под солнечными лучами образуется знаменитый калифорнийский фотохимический смог.

Каталитический нейтрализатор

Рабочая температура каталитического нейтрализатора лежит в диапазоне от 400 до 800 °C, поэтому внутренности агрегата изготовлены из термически устойчивой керамики (кордиерит или карбид кремния). Для прогрева катализатору необходимо некоторое время, поэтому холодный мотор выбрасывает в воздух практически неочищенные выхлопы. Инженеры постоянно сталкиваются с выбором: поставить нейтрализатор ближе к мотору, где он будет быстрее прогреваться, либо расположить его ближе к глушителю, где прибор сможет работать в более щадящем температурном режиме.

В любом случае стоит помнить: большинство современных авто оснащается системами нейтрализации, поэтому не стоит оставлять машину на газоне с сухой травой — раскаленный после поездки корпус нейтрализатора ее воспламенит. Также неразумно заводить двигатель путем буксировки — это может спровоцировать попадание топлива в нейтрализатор с последующей детонацией и разрушением керамических сот.

Адсорбент оксидов азота

Лямбда-зонд

Рециркуляция отработавших газов

Впрыск мочевины

Сажевый фильтр

Низковольтный гибрид