Močovina v naftových motorech: proč, složení, spotřeba, cena, odstavení
Obsah
Většina moderních motoristů, kteří definují nejpraktičtější auto, věnuje pozornost nejen výkonu pohonné jednotky a pohodlí, které nabízí interiér. Pro mnohé má ekonomika dopravy velký význam. Při výrobě automobilů se sníženou spotřebou paliva se však výrobci více řídí ekologickými normami (menší ICE emituje méně škodlivých látek).
Zpřísnění ekologických norem přinutilo inženýry vyvinout nové palivové systémy, upravit stávající pohonné jednotky a vybavit je dalším vybavením. Každý ví, že pokud zmenšíte velikost motoru, ztratí to výkon. Z tohoto důvodu se v moderních spalovacích motorech s malým objemem stále častěji vyskytují turbodmychadla, kompresory, všechny druhy vstřikovacích systémů atd. Díky tomu je i jednotka o objemu 1.0 litru docela schopná konkurovat 3.0litrovému motoru vzácného sportovního vozu.
Pokud porovnáme benzínové a naftové motory (rozdíl v těchto motorech je popsán v jiné recenzi), pak úpravy se stejným objemem, působící na těžké palivo, určitě spotřebují méně paliva. To je způsobeno skutečností, že jakýkoli vznětový motor je standardně vybaven systémem přímého vstřikování. Jsou popsány další podrobnosti o zařízení tohoto typu motorů zde.
Naftové motory však nejsou tak jednoduché. Při spalování motorové nafty se uvolňuje více škodlivých látek, a proto vozidla vybavená podobným motorem znečišťují životní prostředí více než benzínový analog. Aby bylo auto v tomto ohledu bezpečnější, zahrnuje výfukový systém filtr pevných částic и katalyzátor... Tyto prvky odstraňují a neutralizují uhlovodíky, oxidy uhlíku, saze, oxid siřičitý a další škodlivé látky.
V průběhu let se zpřísnily ekologické normy, zejména u vznětových motorů. V současné době v mnoha zemích platí zákaz provozu vozidel, která nesplňují parametry Euro-4 a někdy dokonce vyšší. Aby naftový motor neztratil svůj význam, vybavili inženýři jednotky (počínaje úpravami ekologické normy Euro4) dalším systémem čištění výfukových plynů. Říká se tomu SCR.
Spolu s ním se močovina používá jako motorová nafta. Zvažte, proč je toto řešení v automobilu potřeba, jaký je princip fungování takového čisticího systému a jaké jsou jeho výhody a nevýhody.
Co je močovina pro vznětový motor
Slovo močovina samo o sobě znamená látku, která obsahuje soli kyseliny močové - konečný produkt metabolismu savců. Aktivně se používá v zemědělství, ale nepoužívá se v čisté formě v automobilovém průmyslu.
U vznětových motorů se používá speciální roztok, 40 procent tvoří vodný roztok močoviny a 60 procent destilované vody. Tato látka je chemický neutralizátor, který reaguje s výfukovými plyny a přeměňuje škodlivé oxidy uhlíku, uhlovodíky a oxidy dusíku na inertní (neškodný) plyn. Reakce přeměňuje škodlivé výfukové plyny na oxid uhličitý, dusík a vodu. Tato kapalina se také nazývá AdBlue pro použití v systému úpravy výfukových plynů.
Nejčastěji se takový systém používá v užitkových vozidlech. Vozík bude mít přídavnou nádrž, jejíž plnicí hrdlo je umístěno v blízkosti otvoru pro plnění paliva. Vozík je poháněn nejen motorovou naftou, ale také musí být nalit roztok močoviny do samostatné nádrže (hotová kapalina, která se prodává v plechovkách). Spotřeba látky závisí na typu palivového systému a na tom, jak efektivně motor funguje.
Obvykle je moderní auto (mimochodem, takovýto neutralizační systém dostává také velké množství modelů pro cestující, které používají těžké palivo), schopné zpracovat dvě až šest procent močoviny z celkového množství spotřebovaného paliva. Vzhledem k tomu, že vstřikování je řízeno vysoce přesnou elektronikou a samotný provoz systému je vyrovnáván čidly NO, musíte do nádrže přidávat činidlo mnohem méně často než doplňování paliva do samotného vozu. Tankování je obvykle nutné přibližně po 8 tis. Kilometrech (v závislosti na objemu nádrže).
Kapalina pro provoz výfukového systému nesmí být smíchána s motorovou naftou, protože sama o sobě není hořlavá. Velké množství vody a chemikálií také rychle deaktivuje vysokotlaké palivové čerpadlo (je popsán jeho provoz) zde) a další důležité součásti palivového systému.
K čemu je to u vznětového motoru
V moderních automobilech se katalyzátory používají k neutralizaci produktů spalování. Jejich voštiny jsou vyrobeny z kovu nebo keramického materiálu. Nejběžnější úpravy jsou vnitřně pokoveny třemi druhy kovů: rhodiem, palladiem a platinou. Každý z těchto kovů reaguje s výfukovými plyny a za vysokých teplot neutralizuje uhlovodíky a oxid uhelnatý.
Výstupem je směs oxidu uhličitého, dusíku a vody. Avšak výfukové plyny z nafty také obsahují vysoké množství sazí a oxidů dusíku. Kromě toho, pokud je výfukový systém modernizován tak, aby odstranil jednu škodlivou látku, má to vedlejší účinek - obsah druhé složky se proporcionálně zvyšuje. Tento proces je pozorován v různých provozních režimech pohonné jednotky.
K odstranění sazí z výfuku se používá filtr nebo filtr pevných částic. Tok prochází malými buňkami dílu a na jejich okrajích se usazují saze. V průběhu času se tato obrazovka ucpe a motor aktivuje hoření plaku, čímž se prodlouží životnost filtru.
Navzdory přítomnosti dalších prvků ve výfukovém systému automobilu nejsou všechny škodlivé látky zcela neutralizovány. Z tohoto důvodu není snížena škodlivost motoru automobilu. Aby se zlepšila ekologičnost dopravy, byl vyvinut další systém čištění nebo neutralizace výfukových plynů z nafty.
Neutralizace SCR je navržena pro boj s oxidem dusnatým. Standardně je instalován ve všech naftových vozidlech, která splňují normu Euro 4 a vyšší. Kromě čistého výfuku trpí díky použití močoviny také výfuková soustava méně usazeninami uhlíku.
Jak systém funguje
Díky přítomnosti neutralizačního systému lze starý spalovací motor přizpůsobit moderním ekologickým normám. Použití SCR je v některých automobilech možné jako dodatečné vybavení, ale k tomu je třeba modernizovat automatický výfukový systém. Samotný systém pracuje ve třech fázích.
Fáze čištění odpadních plynů
Když palivo spálí ve válci, při výfukovém zdvihu mechanismus distribuce plynu otevírá výfukové ventily. Píst tlačí produkty spalování dovnitř sběrné výfukové potrubí... Poté proud plynu vstupuje do filtru částic, ve kterém jsou zadržovány saze. Toto je první krok při čištění výfukových plynů.
Proud, který je již vyčištěn od sazí, opouští filtr a je směrován ke katalyzátoru (některé modely sazí jsou kompatibilní s katalyzátorem ve stejném krytu), kde budou neutralizovány výfukové plyny. V této fázi, dokud horký plyn nevstoupí do neutralizátoru, je do potrubí nastříkán roztok močoviny.
Protože je proud stále velmi horký, kapalina se okamžitě odpaří a z látky se uvolňuje amoniak. Působením vysoké teploty se také tvoří kyselina isokyanová. V tomto okamžiku amoniak reaguje s oxidem dusnatým. Tento proces neutralizuje tento škodlivý plyn a vytváří dusík a vodu.
Třetí stupeň probíhá v samotném katalyzátoru. Neutralizuje další toxické látky. Poté proudí do tlumiče výfuku a je vypouštěn do okolního prostředí.
V závislosti na typu motoru a výfukového systému bude neutralizace probíhat na podobném principu, ale samotná instalace může vypadat jinak.
Tekuté složení
Někteří motoristé mají otázku: pokud je močovina produktem životně důležité činnosti světa zvířat, je možné si takovou kapalinu vyrobit sami? Teoreticky je to možné, ale výrobci to nedoporučují. Domácí roztok močoviny nesplňuje požadavky na kvalitu pro použití ve strojích.
Existuje pro to několik důvodů:
- Jako alternativu k vytvoření řešení lze zvážit karbamid, který je často obsažen v mnoha minerálních hnojivech. Ale nemůžete jít do nejbližšího zemědělského obchodu, abyste si ho koupili. Důvodem je, že granule hnojiva jsou ošetřeny speciální látkou, která zabraňuje spékání sypkého materiálu. Toto chemické činidlo je škodlivé pro prvky systému čištění produktů spalování. Pokud připravíte řešení na bázi tohoto minerálního hnojiva, instalace velmi rychle selže. Žádný filtrační systém není schopen tuto škodlivou látku odfiltrovat.
- Výroba minerálních hnojiv je spojena s použitím biuretu (konečná hmotnost tohoto činidla může obsahovat asi 1.6 procenta). Přítomnost této látky významně zkrátí životnost katalyzátoru. Z tohoto důvodu může být při výrobě AdBlue v jeho složení nakonec jen malá část biuretu (ne více než 0.3 procenta z celkového objemu).
- Samotné řešení je vytvořeno na bázi demineralizované vody (minerální soli ucpávají plást katalyzátoru, který jej rychle vyřadí z činnosti). Ačkoli je cena této kapaliny nízká, pokud se k jejím nákladům přidá cena minerálního hnojiva a čas strávený přípravou roztoku, náklady na hotový výrobek se nebudou příliš lišit od jeho průmyslového analogu. Činidlo připravené doma je navíc škodlivé pro auto.
Další častá otázka týkající se používání močoviny pro vznětové motory - lze ji kvůli hospodárnosti ředit vodou? Nikdo to nezakáže, ale úspor nelze dosáhnout tímto způsobem. Důvodem je to, že systém následného zpracování výfukových plynů je vybaven dvěma senzory konfigurovanými pro stanovení koncentrace NO ve spalovacích produktech.
Jeden senzor je umístěn před katalyzátorem a druhý na jeho výstupu. První určuje množství oxidu dusičitého ve výfukových plynech a aktivuje neutralizační systém. Druhý senzor určuje, jak efektivně proces probíhá. Pokud koncentrace škodlivých látek ve výfukových plynech překročí přípustnou hladinu (32.5 procenta), signalizuje to, že množství močoviny je nedostatečné, a systém zvyšuje objem kapaliny. V důsledku naředěného roztoku bude více vody odcházet a více vody se bude hromadit ve výfukovém systému (jak s ním zacházet, je popsáno odděleně).
Samotná močovina vypadá jako krystaly soli, které jsou bez zápachu. Mohou být rozpuštěny v polárním rozpouštědle, jako je amoniak, methanol, chloroform atd. Nejbezpečnější metodou pro lidské zdraví je rozpouštění v destilované vodě (minerály, které jsou součástí běžné vody, vytvářejí usazeniny na plástve katalyzátoru).
Vzhledem k použití chemikálií při přípravě roztoku se vývoj močoviny provádí pod dohledem nebo se souhlasem Asociace automobilového průmyslu (VDA).
Výhody a nevýhody
Nejdůležitější výhodou používání močoviny v naftových motorech je úplnější odstranění toxických látek, které se uvolňují při spalování nafty. Tato kapalina umožňuje vozidlu vyhovět ekologickým normám až do Euro6 (to je ovlivněno vlastnostmi samotné jednotky a jejím technickým stavem).
Žádná z technických součástí motoru se nemění, a proto jsou všechny výhody používání močoviny spojeny pouze se škodlivostí emisí a následnými důsledky. Například při překročení evropských hranic nebude muset majitel vozidla platit vysokou daň nebo pokutu, pokud systém v dané zemi přestane fungovat.
Tankování není časté. Průměrná spotřeba je asi 100 ml. na 100 kilometrů. Toto je však indikátor pro osobní automobil. 20litrový kanystr obvykle vystačí na 20 tisíc km. Pokud jde o nákladní automobil, průměrná spotřeba močoviny v něm je asi 1.5 litru na 100 km. Záleží na objem motoru.
Látku lze nalít buď přímo do nádrže umístěné v motorovém prostoru, nebo do speciálního hrdla poblíž plnicího otvoru palivové nádrže.
Navzdory zjevným výhodám inovačního systému má řadu nevýhod. Zvažme je, aby bylo snazší určit, zda použít tuto neutralizaci, nebo ne:
- Pokud selže některá součást systému, bude její oprava drahá;
- Pro účinnou neutralizaci je nutné použít vysoce kvalitní palivo (motorová nafta s nízkým obsahem síry);
- Největší nevýhoda není spojena se samotným systémem, ale s velkým množstvím padělaných tekutin na trhu SNS (téměř polovina prodaného zboží je padělaná);
- Díky přítomnosti neutralizačního systému je vozidlo dražší;
- Kromě tankování motorové nafty musíte sledovat i přívod AdBlue;
- Činnost močoviny komplikuje skutečnost, že při silném mrazu (-11 stupňů) mrzne. Z tohoto důvodu se ohřev kapaliny používá v mnoha modifikacích;
- Kapalina je reaktivní a při kontaktu s rukama může způsobit popáleniny nebo podráždění. Pokud nechráněná ruka přišla do styku s látkou, což se často stává při doplňování paliva z velké nádoby, musí být kapalina důkladně omyta;
- Na území SNS je velmi málo čerpacích stanic, kde můžete v případě potřeby doplnit další množství vysoce kvalitní močoviny. Z tohoto důvodu musíte koupit tekutinu s marží a nosit ji s sebou, pokud plánujete dlouhou cestu;
- Kapalina obsahuje amoniak, který po odpaření poškozuje lidské dýchací cesty.
Vzhledem k řadě nevýhod se mnoho motoristů rozhodne tento systém vypnout.
Jak zakázat
Existuje několik způsobů, jak deaktivovat neutralizaci výfukových plynů z nafty:
- Zastavte systém. Před použitím této metody se musíte ujistit, že SCR nemá žádné chyby v elektronice. Konstrukce linky se mění takovým způsobem, že ji elektronika interpretuje, jako by byla močovina zmrzlá. V tomto případě řídicí jednotka neaktivuje čerpadlo, dokud systém „nezamrzne“. Tato metoda je vhodná pro zařízení, která neposkytují ohřev reagencií.
- Vypnutí softwaru. V takovém případě řídicí jednotka bliká nebo jsou provedeny určité úpravy provozu elektronického systému.
- Instalace emulátoru. V takovém případě je SCR odpojen od elektrického obvodu a aby řídicí jednotka chybu neopravila, je místo toho připojen speciální digitální emulátor, který vysílá signál, že systém funguje správně. V tomto případě se výkon motoru nezmění.
Před zahájením odpojení neutralizace je důležité konzultovat s odborníkem, protože každý případ může mít své vlastní nuance. Proč se však podle autora této recenze kupovat drahé auto, abyste v něm něco vypnuli, a pak kvůli takovému zásahu platit peníze za drahé opravy?
Dále nabízíme krátké video recenze provozu jedné z odrůd systému SCR:
Otázky a odpovědi:
K čemu je močovina pro dieselový motor? Jde o látku, která se přidává k likvidaci škodlivých plynů ve výfukových plynech vznětového motoru. Tento systém musí splňovat eko normu Euro4 - Euro6.
Jak funguje močovina na naftu? V procesu zahřívání a chemické reakce močovinový čpavek reaguje s oxidem dusíku (nejškodlivější plyn ve spálené motorové naftě), což vede k tvorbě dusíku a vody.
