Urea u dizel motorima: zašto, sastav, potrošnja, cijena, isključenje

Većina modernih automobilista, definirajući najpraktičniji automobil, obraćaju pažnju ne samo na snagu pogonskog agregata i udobnost koja se nudi u unutrašnjosti. Za mnoge je ekonomija transporta od velike važnosti. Međutim, stvarajući automobile sa smanjenom potrošnjom goriva, proizvođači se više vode ekološkim standardima (manji ICE emitira manje štetnih tvari).

Pooštravanje ekoloških standarda primoralo je inženjere da razvijaju nove sisteme goriva, modifikuju postojeće pogonske sisteme i opremaju ih dodatnom opremom. Svi znaju da će, ako smanjite veličinu motora, izgubiti snagu. Iz tog razloga, turbopunjači, kompresori, sve vrste sistema ubrizgavanja itd. Sve se češće nalaze u modernim motorima sa unutrašnjim sagorevanjem male zapremine. Zahvaljujući tome, čak je i 1.0-litarski agregat sasvim sposoban da se takmiči sa 3.0-litarskim motorom retkog sportskog automobila.

Ako usporedimo benzinske i dizel motore (opisana je razlika u takvim motorima) u drugoj recenziji), tada će modifikacije s identičnom zapreminom na teškom gorivu definitivno potrošiti manje goriva. To je zbog činjenice da je bilo koji dizel motor po defaultu opremljen sistemom izravnog ubrizgavanja. Opisano je više detalja o uređaju ove vrste motora ovdje.

Međutim, dizel motori nisu tako jednostavni. Kada dizelsko gorivo izgori, emituje se više štetnih materija, zbog čega vozila opremljena sličnim motorom zagađuju životnu sredinu više nego analogni benzinu. Da bi automobil bio sigurniji u tom pogledu, ispušni sistem uključuje filter za čestice и katalizator... Ovi elementi uklanjaju i neutrališu ugljovodonike, ugljen-okside, čađu, sumpor-dioksid i druge štetne materije.

Tokom godina pooštravali su se ekološki standardi, posebno za dizel motore. Trenutno u mnogim zemljama postoji zabrana rada vozila koja ne zadovoljavaju Euro-4 parametre, a ponekad i viša. Kako dizel motor ne bi izgubio svoju važnost, inženjeri su jedinice (počevši od modifikacija Euro4 eko-standarda) opremili dodatnim sistemom za čišćenje ispušnih plinova. Zove se SCR.

Zajedno s tim, urea se koristi za dizel gorivo. Razmislite zašto je ovo rješenje potrebno u automobilu, koji je princip rada takvog sistema za čišćenje, kao i koje su njegove prednosti i nedostaci.

Šta je urea za dizel motor

Sama riječ urea znači supstancu koja sadrži soli mokraćne kiseline - krajnji proizvod metabolizma sisara. Aktivno se koristi u poljoprivredi, ali se u čistom obliku ne koristi u automobilskoj industriji.

Za dizel motore koristi se posebno rješenje, 40 posto koje se sastoji od vodene otopine uree i 60 posto destilirane vode. Ova tvar je kemijski neutralizator koji reagira s ispušnim plinovima i pretvara štetne ugljikove okside, ugljikovodike i azotne okside u inertni (neškodljivi) plin. Reakcija pretvara štetne ispušne plinove u ugljični dioksid, dušik i vodu. Ova tečnost se naziva i AdBlue za upotrebu u sistemu za prečišćavanje izduvnih gasova.

Najčešće se takav sistem koristi u komercijalnim vozilima. Kamion će imati dodatni spremnik čiji se otvor za punjenje nalazi u blizini rupe za punjenje gorivom. Kamion se ne napaja samo dizelskim gorivom, već se otopina uree mora sipati u zaseban spremnik (gotova tečnost koja se prodaje u kanisterima). Potrošnja supstance zavisi od vrste sistema za gorivo i od toga koliko efikasno motor radi.

Obično je moderan automobil (inače, veliki broj putničkih modela koji koriste teško gorivo takođe prima takav sistem neutralizacije) sposoban da obradi od dva do šest posto uree od ukupne potrošene količine goriva. Zbog činjenice da se ubrizgavanjem kontrolira visoko precizna elektronika, a rad samog sistema izravnavaju NO senzori, u rezervoar morate dodati reagens mnogo rjeđe nego da sami punite gorivo. Uobičajeno je punjenje gorivom potrebno nakon oko 8 hiljada kilometara (ovisno o zapremini spremnika).

Tečnost za rad ispušnog sistema ne smije se miješati s dizel gorivom, jer nije zapaljiva sama po sebi. Takođe, velika količina vode i hemikalija brzo će onemogućiti visokotlačnu pumpu za gorivo (opisan je njen rad ovdje) i druge važne komponente sistema za gorivo.

Čemu služi dizelski motor

U modernim automobilima katalizatori se koriste za neutraliziranje proizvoda sagorijevanja. Saće su im izrađene od metala ili keramike. Najčešće modifikacije su interno obložene s tri vrste metala: rodijem, paladijom i platinom. Svaki od ovih metala reagira s ispušnim plinovima i neutralizira ugljikovodike i ugljični monoksid pod uvjetima visoke temperature.

Rezultat je smjesa ugljičnog dioksida, dušika i vode. Međutim, dizelski ispuh takođe sadrži visoku razinu čađe i azotnog oksida. Štoviše, ako se ispušni sustav modernizira kako bi se uklonila jedna štetna tvar, to ima nuspojavu - sadržaj druge komponente proporcionalno se povećava. Ovaj se proces opaža u različitim režimima rada pogonske jedinice.

Za uklanjanje čađe iz ispušnih plinova koristi se zamka ili filter čestica. Protok prolazi kroz male ćelije dijela i čađa se taloži na njihovim rubovima. Vremenom se ovaj zaslon začepi i motor aktivira sagorijevanje plaka, produžujući tako vijek trajanja filtra.

Uprkos prisustvu dodatnih elemenata u ispušnom sistemu automobila, sve štetne materije nisu u potpunosti neutralizirane. Zbog toga se štetnost motora automobila ne smanjuje. Da bi se poboljšala ekološka prihvatljivost transporta, razvijen je još jedan dodatni sistem za čišćenje ili neutralizaciju izduvnih gasova dizela.

SCR neutralizacija je dizajnirana za borbu protiv azotnog oksida. Standardno se instalira u sva dizel vozila koja su u skladu sa Euro 4 i novijim verzijama. Pored čistog ispuha, zahvaljujući upotrebi uree, ispušni sistem manje pati od naslaga ugljika.

Kako sistem funkcionira

Prisustvo sistema za neutralizaciju omogućava prilagođavanje starog motora sa unutrašnjim sagorevanjem modernim eko-standardima. U nekim je automobilima upotreba SCR-a moguća kao dodatna oprema, ali za to je potrebno modernizirati automatski ispušni sistem. Sam sistem radi u tri faze.

Faze čišćenja otpadnih gasova

Kada gorivo izgori u cilindru, na potezu ispušnih plinova mehanizam za distribuciju plina otvara izduvne ventile. Klip potiskuje proizvode sagorijevanja ispušni razvodnik... Tada protok plina ulazi u filter za čestice u kojem se zadržava čađa. Ovo je prvi korak u čišćenju ispušnih plinova.

Struja, već očišćena od čađe, napušta filter i usmjerava se na katalizator (neki modeli čađe kompatibilni su s katalizatorom u istom kućištu), gdje će se ispušni plinovi neutralizirati. U ovoj fazi, dok vrući plin ne uđe u neutralizator, rastvor uree se raspršuje u cijev.

1. ICE; 2. Upravljačka jedinica; 3. Spremnik reagensa; 4.DPF filter; 5. Djelomično očišćen ispuh; 6. Injekcija uree; 7. SCR katalizator.

Budući da je mlaz još uvijek vrlo vruć, tekućina odmah isparava i iz tvari se oslobađa amonijak. Djelovanje visoke temperature također stvara izocijansku kiselinu. U ovom trenutku amonijak reaguje sa azotnim oksidom. Ovaj postupak neutrališe ovaj štetni plin i stvara dušik i vodu.

Treća faza se odvija u samom katalizatoru. Neutralizira druge otrovne tvari. Tada protok odlazi u prigušivač i ispušta se u okolinu.

Ovisno o tipu motora i ispušnom sistemu, neutralizacija će slijediti sličan princip, ali sama instalacija može izgledati drugačije.

Tečni sastav

Neki vozači imaju pitanje: ako je urea otpadni proizvod životinjskog svijeta, je li moguće samostalno napraviti takvu tečnost? U teoriji je to moguće, ali proizvođači to ne preporučuju. Otopina domaće uree neće udovoljavati zahtjevima kvalitete za upotrebu u strojevima.

Postoji nekoliko razloga za to:

1. Kao alternativa za stvaranje rješenja može se uzeti u obzir karbamid, koji je često uključen u mnoga mineralna gnojiva. Ali ne možete otići do najbliže poljoprivredne prodavnice da biste je kupili. Razlog je taj što se granule gnojiva tretiraju posebnom tvari koja sprečava da se rasuti materijal slijepi. Ovaj hemijski reagens štetan je za elemente sistema pročišćavanja proizvoda sagorijevanja. Ako pripremite otopinu na bazi ovog mineralnog gnojiva, instalacija će vrlo brzo propasti. Nijedan filter sistem nije u stanju filtrirati ovu štetnu supstancu.
2. Proizvodnja mineralnih gnojiva povezana je s upotrebom biureta (konačna masa ovog reagensa može sadržavati oko 1.6 posto). Prisustvo ove supstance značajno će skratiti životni vijek katalizatora. Iz tog razloga, u proizvodnji AdBlue-a, u konačnici samo mali dio biureta (ne više od 0.3 posto ukupne zapremine) može biti u njegovom sastavu.
3. Sama otopina stvara se na bazi demineralizovane vode (mineralne soli začepljuju saće katalizatora, što ga brzo izbacuje iz upotrebe). Iako je cijena ove tekućine niska, ako se cijeni doda mineralna gnojiva i vrijeme utrošeno na izradu otopine, trošak gotovog proizvoda neće se puno razlikovati od industrijskog analoga. Plus, reagens pripremljen kod kuće štetan je za automobil.

Još jedno često pitanje u vezi s upotrebom uree za dizel motore - može li se razrijediti vodom radi ekonomičnosti? Niko to neće zabraniti, ali uštede se ne mogu postići na ovaj način. Razlog je taj što je sistem za naknadnu obradu ispušnih plinova opremljen sa dva senzora konfigurirana za određivanje koncentracije NO u proizvodima sagorijevanja.

Jedan senzor postavlja se ispred katalizatora, a drugi na njegov izlaz. Prvi određuje količinu azotnog dioksida u ispušnim plinovima i aktivira sistem neutralizacije. Drugi senzor određuje koliko efikasno ide proces. Ako koncentracija štetne tvari u ispušnim plinovima pređe dozvoljeni nivo (32.5 posto), to daje signal da je količina uree nedovoljna, a sustav povećava količinu tekućine. Kao rezultat razrijeđene otopine, više vode će otići, a više vode će se akumulirati u ispušnom sustavu (opisano je kako postupati s njom) odvojeno).

Sama po sebi, urea izgleda poput kristala soli koji nemaju mirisa. Mogu se rastvoriti u polarnom rastvaraču kao što su amonijak, metanol, hloroform itd. Najsigurnija metoda za ljudsko zdravlje je rastvaranje u destiliranoj vodi (minerali koji su dio obične vode stvarat će naslage na saću katalizatora).

Zbog upotrebe hemikalija u pripremi otopine, razvoj ureje vrši se pod nadzorom ili uz odobrenje Udruženja automobilske industrije (VDA).

Prednosti i mane

Najvažnija prednost upotrebe uree u dizelskim motorima je potpunije uklanjanje toksičnih supstanci koje se oslobađaju pri sagorijevanju dizel goriva. Ova tečnost omogućava vozilu da se uskladi sa ekološkim standardima do Euro6 (na to utječu karakteristike same jedinice i njezino tehničko stanje).

Nijedna tehnička komponenta motora se ne mijenja, stoga su sve prednosti korištenja uree povezane samo sa štetnošću emisija i posljedicama. Na primjer, prilikom prelaska evropske granice, vlasnik vozila neće morati platiti težak porez ili novčanu kaznu ako sistem u toj zemlji prestane raditi.

Punjenje gorivom je rijetko. Prosječna potrošnja je oko 100 ml. na 100 kilometara. Međutim, ovo je pokazatelj za putnički automobil. Kanister od 20 litara obično je dovoljan za 20 hiljada km. Što se tiče kamiona, prosječna potrošnja uree u njemu je oko 1.5 litara na 100 km. Zavisi od zapremina motora.

Supstanca se može uliti izravno u spremnik koji se nalazi u motornom prostoru ili u poseban vrat smješten u blizini rupe za punjenje spremnika za gorivo.

Uprkos očiglednim prednostima sistema inovacija, on ima veliki broj nedostataka. Razmotrimo ih kako bismo lakše odredili da li ćemo koristiti ovu neutralizaciju ili ne:

• Ako komponenta sistema zakaže, popravak će biti skup;
• Za efikasnu neutralizaciju potrebno je koristiti visokokvalitetno gorivo (dizel gorivo sa malo sumpora);
• Najveći nedostatak nije povezan sa samim sistemom, već sa velikim brojem krivotvorenih tečnosti na CIS tržištu (gotovo polovina prodane robe je krivotvorena);
• Prisustvo sistema za neutralizaciju čini vozilo skupljim;
• Pored punjenja dizelskim gorivom, morate pratiti i AdBlue opskrbu;
• Rad uree komplicira činjenica da se pri jakom mrazu (-11 stepeni) smrzava. Iz tog razloga, tečno grejanje se koristi u mnogim modifikacijama;
• Tečnost je reaktivna i može doći do opekotina ili iritacije ako dođe u kontakt s rukama. Ako je nezaštićena ruka došla u dodir sa supstancom, što je često slučaj prilikom punjenja goriva iz velikog spremnika, tečnost se mora dobro oprati;
• Na teritoriji ZND-a postoji vrlo malo benzinskih pumpi na kojima, ako je potrebno, možete napuniti dodatnu količinu visokokvalitetne uree. Iz tog razloga morate kupiti tekućinu s marginom i nositi je sa sobom ako planirate dugo putovanje;
• Tekućina sadrži amonijak, koji isparavanjem šteti ljudskom respiratornom traktu.

S obzirom na toliki broj nedostataka, mnogi vozači odlučuju isključiti ovaj sistem.

Kako onemogućiti

Postoji nekoliko načina za deaktiviranje neutralizacije izduvnih gasova dizela:

1. Zamrznite sistem. Prije upotrebe ove metode, trebate osigurati da SCR nema grešaka u elektronici. Linija je redizajnirana tako da je elektronika tumači kao da je urea smrznuta. U ovom slučaju, upravljačka jedinica ne aktivira pumpu dok se sistem "ne zamrzne". Ova metoda je pogodna za uređaje koji ne omogućavaju zagrijavanje reagensa.
2. Isključivanje softvera. U tom slučaju kontrolna jedinica bljeska ili se izvršavaju neka podešavanja u radu elektroničkog sistema.
3. Instaliranje emulatora. U ovom slučaju, SCR je odvojen od električnog kruga, a kako upravljačka jedinica ne bi ispravila grešku, umjesto toga se poveže poseban digitalni emulator koji šalje signal da sistem ispravno radi. To ne mijenja snagu motora.

Prije nastavka isključivanja neutralizacije, važno je konzultirati se sa stručnjakom, jer svaki slučaj može imati svoje nijanse. Međutim, prema autoru ove recenzije, zašto kupovati skupi automobil kako biste u njemu nešto isključili, a zatim platiti novac za skupe popravke zbog takve intervencije?

Pored toga, nudimo kratki video pregled rada jedne od sorti SCR sistema:

SCR sistem, kako AdBlue radi

Pitanja i odgovori:

Čemu služi urea za dizel motor? To je supstanca koja se dodaje za uklanjanje štetnih gasova u izduvnim gasovima dizel motora. Ovaj sistem je neophodan da bude u skladu sa eko standardom Euro4 - Euro6.

Kako urea djeluje na dizel? U procesu zagrijavanja i kemijske reakcije urea amonijak reagira s dušikovim oksidom (najštetnijim plinom u sagorjelom dizel gorivu), što rezultira stvaranjem dušika i vode.