Karbamiid diiselmootorites: miks, koostis, tarbimine, hind, seiskamine

Enamik tänapäevaseid autojuhte, määrates kõige praktilisema auto, pööravad tähelepanu mitte ainult jõuallika võimsusele ja mugavusele, mida pakutakse interjööris. Paljude jaoks on transpordi ökonoomsus suure tähtsusega. Kuid vähendatud kütusekuluga autode loomisel lähtuvad tootjad pigem keskkonnastandarditest (väiksem ICE eraldab vähem kahjulikke aineid).

Karmistunud ökostandardid sundisid insenere arendama uusi kütusesüsteeme, muutma olemasolevaid jõuülekandeid ja varustama neid lisavarustusega. Kõik teavad, et kui vähendate mootori suurust, kaotab see võimsuse. Sel põhjusel on tänapäevastes väikese töömahuga sisepõlemismootorites turboülelaadurid, kompressorid, igasugused sissepritsesüsteemid jne levinud. Tänu sellele on isegi 1.0-liitrine agregaat üsna võimeline konkureerima haruldase sportauto 3.0-liitrise mootoriga.

Kui võrrelda bensiini- ja diiselmootoreid (selliste mootorite erinevus on kirjeldatud teises ülevaates), siis identse mahuga modifikatsioonid, mis töötavad raskekütusel, kulutavad kindlasti vähem kütust. See on tingitud asjaolust, et kõik diiselmootorid on vaikimisi varustatud otsepritsesüsteemiga. Kirjeldatakse üksikasjalikumalt seda tüüpi mootorite seadme kohta siin.

Diiselmootorid pole aga nii lihtsad. Diislikütuse põlemisel eraldub rohkem kahjulikke aineid, mistõttu saastavad sarnase mootoriga sõidukid keskkonda rohkem kui bensiini analoogid. Auto selles osas ohutumaks muutmiseks sisaldab väljalaskesüsteem tahkete osakeste filter и katalüsaator... Need elemendid eemaldavad ja neutraliseerivad süsivesinikke, süsinikoksiide, tahma, vääveldioksiidi ja muid kahjulikke aineid.

Aastate jooksul on keskkonnastandardid, eriti diiselmootorite osas, karmistunud. Praegu on paljudes riikides keelatud kasutada sõidukeid, mis ei vasta Euro-4 parameetritele ja mõnikord isegi kõrgemale. Et diiselmootor oma tähtsust ei kaota, on insenerid varustanud seadmed (alustades Euro4 ökostandardi muudatustest) täiendava heitgaaside puhastussüsteemiga. Seda nimetatakse SCR-ks.

Koos sellega kasutatakse karbamiidi diislikütuse jaoks. Mõelge, miks on seda lahendust autos vaja, milline on sellise puhastussüsteemi tööpõhimõte ning millised on selle eelised ja puudused.

Mis on karbamiid diiselmootori jaoks

Sõna karbamiid ise tähendab ainet, mis sisaldab kusihappe sooli - imetajate ainevahetuse lõppsaadust. Seda kasutatakse aktiivselt põllumajanduses, kuid autotööstuses ei kasutata seda puhtal kujul.

Diiselmootorite jaoks kasutatakse spetsiaalset lahust, 40 protsenti koosneb karbamiidi vesilahusest ja 60 protsenti destilleeritud veest. See aine on keemiline neutralisaator, mis reageerib heitgaasidega ja muundab kahjulikud süsinikoksiidid, süsivesinikud ja lämmastikoksiidid inertseks (kahjutuks) gaasiks. Reaktsioon muundab kahjulikud heitgaasid süsinikdioksiidiks, lämmastikuks ja veeks. Seda vedelikku nimetatakse heitgaaside puhastussüsteemis kasutamiseks ka AdBlue'iks.

Kõige sagedamini kasutatakse sarnast süsteemi tarbesõidukites. Veokil on täiendav paak, mille täitekael asub kütusepaagi täiteava lähedal. Veokit ei kasutata ainult diislikütusena, vaid karbamiidilahus tuleb valada ka eraldi paaki (valmis vedelik, mida müüakse purkides). Aine tarbimine sõltub kütusesüsteemi tüübist ja sellest, kui tõhusalt mootor töötab.

Tavaliselt suudab tänapäevane auto (muide, sellise neutraliseerimissüsteemi ka suur osa rasket kütust kasutavatest reisimudelitest) välja töötada kaks kuni kuus protsenti karbamiidist kogu tarbitud kütuse kogusest. Tulenevalt asjaolust, et sissepritse juhtimine toimub ülitäpse elektroonika abil ja süsteemi enda toimimist tasandavad NO andurid, peate reaktiivi paaki lisama palju harvemini kui auto enda tankimist. Tavaliselt on tankimine vajalik umbes 8 tuhande kilomeetri läbimise järel (olenevalt paagi mahust).

Väljalaskesüsteemi tööks ettenähtud vedelikku ei tohi segada diislikütusega, kuna see pole iseenesest tuleohtlik. Samuti blokeerib suur kogus vett ja kemikaale kiiresti kõrgsurve kütusepumba (selle tööd on kirjeldatud siin) ja muud olulised kütusesüsteemi komponendid.

Milleks see on mõeldud diiselmootoris

Kaasaegsetes autodes kasutatakse põlemisproduktide neutraliseerimiseks katalüsaatoreid. Nende kärg on valmistatud metallist või keraamilisest materjalist. Kõige tavalisemad modifikatsioonid on sisemiselt kaetud kolme tüüpi metallidega: roodium, pallaadium ja plaatina. Kõik need metallid reageerivad heitgaasidega ja neutraliseerivad kõrgel temperatuuril süsivesinikke ja süsinikmonooksiidi.

Väljundiks on süsinikdioksiidi, lämmastiku ja vee segu. Diislikütuse heitgaasid sisaldavad aga ka tahma ja lämmastikoksiidi. Veelgi enam, kui heitgaasisüsteemi moderniseeritakse ühe kahjuliku aine eemaldamiseks, on sellel kõrvalmõju - teise komponendi sisaldus suureneb proportsionaalselt. Seda protsessi jälgitakse jõuüksuse erinevates töörežiimides.

Tahma eemaldamiseks heitgaasidest kasutatakse lõksu või tahkete osakeste filtrit. Vool läbib detaili väikseid rakke ja nende servadele settib tahm. Aja jooksul ummistub see ekraan ja mootor aktiveerib naastude põletamise, pikendades seeläbi filtri tööiga.

Vaatamata täiendavate elementide olemasolule auto heitgaasisüsteemis ei neutraliseerita kõiki kahjulikke aineid täielikult. Seetõttu ei vähene automootori kahjulikkus. Transpordi keskkonnasõbralikkuse parandamiseks on välja töötatud veel üks täiendav süsteem diislikütuse heitgaaside puhastamiseks või neutraliseerimiseks.

SCR neutraliseerimine on mõeldud lämmastikoksiidi vastu võitlemiseks. See on vaikimisi paigaldatud kõikidele diiselmootoriga sõidukitele, mis vastavad Euro 4 ja uuematele nõuetele. Lisaks puhtale heitgaasile kannatab heitgaasisüsteem tänu karbamiidi kasutamisele vähem süsiniku sadestusi.

Kuidas süsteem töötab

Neutraliseerimissüsteemi olemasolu võimaldab vana sisepõlemismootorit kohandada kaasaegsete ökostandarditega. Mõnes autos on SCR-i kasutamine võimalik lisavarustusena, kuid selleks on vaja auto väljalaskesüsteemi kaasajastada. Süsteem ise töötab kolmes etapis.

Heitgaaside puhastamise etapid

Kui kütus põletatakse silindris, siis heitgaasi käigul gaasijaotuse mehhanism avab väljalaskeklapid. Kolb surub põlemisproduktid sisse väljalaskekollektor... Seejärel siseneb gaasivool tahkete osakeste filtrisse, milles on tahma. See on heitgaaside puhastamise esimene etapp.

Juba tahmast puhastatud voog väljub filtrist ja suunatakse katalüsaatorisse (mõned tahma mudelid sobivad sama korpuse katalüsaatoriga), kus heitgaas neutraliseeritakse. Selles etapis pihustatakse torusse karbamiidilahust, kuni kuum gaas siseneb neutralisaatorisse.

1. JÄÄ; 2. Juhtplokk; 3. reaktiivipaak; 4. DPF-filter; 5. osaliselt puhastatud heitgaas; 6. Karbamiidi süstimine; 7. SCR katalüsaator.

Kuna vool on endiselt väga kuum, aurustub vedelik koheselt ja ainest eraldub ammoniaak. Kõrge temperatuuri toimel moodustub ka isotsüaanhape. Sel hetkel reageerib ammoniaak lämmastikoksiidiga. See protsess neutraliseerib selle kahjuliku gaasi ning moodustab lämmastiku ja vee.

Kolmas etapp toimub katalüsaatoris endas. See neutraliseerib teisi mürgiseid aineid. Seejärel läheb vool summutisse ja juhitakse keskkonda.

Sõltuvalt mootori ja väljalaskesüsteemi tüübist toimub neutraliseerimine sarnasel põhimõttel, kuid paigaldus ise võib tunduda erinev.

Vedel koostis

Mõnel autojuhil on küsimus: kui karbamiid on loomamaailma elutegevuse tulemus, kas sellist vedelikku on võimalik ise valmistada? Teoreetiliselt on see võimalik, kuid tootjad ei soovita seda teha. Omatehtud karbamiidilahus ei vasta masinates kasutamise kvaliteedinõuetele.

Ja sellel on mitu põhjust:

1. Karbamiidi, mida sageli kasutatakse paljudes mineraalväetistes, võib käsitleda lahuse loomise alternatiivina. Kuid selle ostmiseks ei saa minna lähimasse põllumajanduspoodi. Põhjuseks on see, et väetisegraanuleid töödeldakse spetsiaalse ainega, mis takistab puistematerjali tahenemist. See keemiline reaktiiv on kahjulik põlemisproduktide puhastussüsteemi elementidele. Kui valmistate selle mineraalväetise baasil lahuse, ebaõnnestub paigaldamine väga kiiresti. Ükski filtrisüsteem ei suuda seda kahjulikku ainet välja filtreerida.
2. Mineraalväetiste tootmine on seotud biureeti kasutamisega (selle reaktiivi lõplik mass võib sisaldada umbes 1.6 protsenti). Selle aine olemasolu lühendab oluliselt katalüüsmuunduri eluiga. Sel põhjusel võib AdBlue valmistamisel lõpuks olla ainult väike osa biureetist (mitte rohkem kui 0.3 protsenti kogumahust).
3. Lahus ise luuakse demineraliseeritud vee baasil (mineraalsoolad ummistavad katalüsaatori kärje, mis paneb selle kiiresti toimima). Ehkki selle vedeliku hind on madal, lisades selle maksumusele mineraalväetise hinna ja lahuse valmistamiseks kulutatud aja, ei erine valmistoote hind tööstuslikust analoogist kuigi palju. Lisaks on kodus valmistatud reagent autole kahjulik.

Veel üks levinud küsimus karbamiidi kasutamise kohta diiselmootorite puhul - kas seda saab ökonoomsuse huvides veega lahjendada? Keegi ei keela seda teha, kuid kokkuhoidu sellisel viisil saavutada ei saa. Põhjuseks on see, et heitgaasi järeltöötlussüsteem on varustatud kahe anduriga, mis on konfigureeritud määrama NO kontsentratsioon põlemissaadustes.

Üks andur asetatakse katalüsaatori ette ja teine ​​selle väljalaskeava juurde. Esimene määrab lämmastikdioksiidi koguse heitgaasides ja aktiveerib neutraliseerimissüsteemi. Teine andur määrab, kui tõhusalt protsess kulgeb. Kui kahjuliku aine kontsentratsioon heitgaasides ületab lubatud taset (32.5 protsenti), annab see signaali, et karbamiidi kogus on ebapiisav, ja süsteem suurendab vedeliku mahtu. Lahjendatud lahuse tagajärjel läheb rohkem vett ära ja heitgaasisüsteemi koguneb rohkem vett (kuidas sellega toime tulla, kirjeldatakse eraldi).

Iseenesest näeb karbamiid välja nagu lõhnatu soolakristall. Neid saab lahustada polaarses lahustis, näiteks ammoniaagis, metanoolis, kloroformis jne. Inimeste tervisele on kõige ohutum meetod lahustamine destilleeritud vees (tavalise vee hulka kuuluvad mineraalid moodustavad katalüsaatorkärjel sademeid).

Seoses lahuse valmistamisel kemikaalide kasutamisega toimub karbamiidi arendamine autotööstuse liidu (VDA) järelevalve all või heakskiidul.

Eelised ja puudused

Karbamiidi diiselmootorites kasutamise kõige olulisem eelis on diislikütuse põlemisel eralduvate mürgiste ainete täielik eemaldamine. See vedelik võimaldab sõidukil järgida keskkonnastandardit kuni Euro6 (seda mõjutavad seadme enda omadused ja tehniline seisund).

Ükski mootori tehniline komponent ei muutu, seetõttu on karbamiidi kasutamise kõik eelised seotud ainult heitmete kahjulikkuse ja sellest tulenevate tagajärgedega. Näiteks ei pea Euroopa piiri ületamisel sõidukiomanik maksma tugevat maksu ega trahvi, kui selle riigi süsteem lakkab töötamast.

Tankimine on haruldane. Keskmine tarbimine on umbes 100 ml. 100 kilomeetri jooksul. See on aga sõiduauto näitaja. 20-liitrisest kanistrist piisab tavaliselt 20 tuhande km läbimiseks. Mis puudutab veokit, siis selles on karbamiidi keskmine kulu umbes 1.5 liitrit 100 km kohta. See sõltub mootori maht.

Aine võib valada kas otse mootoriruumis asuvasse paaki või spetsiaalsesse kaela, mis asub kütusepaagi täiteava lähedal.

Vaatamata innovatsioonisüsteemi ilmsetele eelistele on sellel palju puudusi. Mõelgem neile, et oleks lihtsam otsustada, kas seda neutraliseerimist kasutada:

• Kui süsteemikomponent ebaõnnestub, on selle parandamine kulukas;
• Efektiivseks neutraliseerimiseks on vaja kasutada kvaliteetset kütust (madala väävlisisaldusega diislikütus);
• Suurim puudus ei ole seotud süsteemi enda, vaid SRÜ turul suure hulga võltsitud vedelikega (peaaegu pooled müüdud kaubad on võltsitud);
• Neutraliseerimissüsteemi olemasolu muudab sõiduki kallimaks;
• Lisaks diislikütuse tankimisele peate jälgima AdBlue pakkumist;
• Karbamiidi toimimist raskendab asjaolu, et tugeva pakase (-11 kraadi) korral see külmub. Sel põhjusel kasutatakse vedelkütust paljudes modifikatsioonides;
• Vedelik on reaktiivne ja kätega kokkupuutel võib põhjustada põletusi või ärritust. Kui kaitsmata käsi on ainega kokku puutunud, mis juhtub sageli suurest kanistrist tankimisel, tuleb vedelik põhjalikult pesta;
• SRÜ territooriumil on väga vähe tanklaid, kus saab vajadusel täiendavaid koguseid kvaliteetset uureat täiendada. Sel põhjusel peate pika reisi planeerimisel ostma vedelikku marginaaliga ja kaasas kandma;
• Vedelik sisaldab ammoniaaki, mis aurustumisel kahjustab inimese hingamisteid.

Arvestades nii palju puudusi, otsustavad paljud autojuhid selle süsteemi välja lülitada.

Kuidas keelata

Diislikütuse heitgaaside neutraliseerimise desaktiveerimiseks on mitu võimalust:

1. Külmuta süsteem. Enne selle meetodi kasutamist peate veenduma, et SCR-il pole elektroonikas vigu. Liin kujundatakse ümber nii, et elektroonika tõlgendab seda nii, nagu uurea oleks külmunud. Sellisel juhul ei aktiveeri juhtseade pumpa enne, kui süsteem "külmub". See meetod sobib seadmete jaoks, mis ei võimalda reaktiivi kuumutamist.
2. Tarkvara väljalülitamine. Sellisel juhul vilgub juhtplokk või tehakse elektroonilise süsteemi töös mõningaid kohandusi.
3. Emulaatori installimine. Sellisel juhul on SCR elektriahelast lahti ühendatud ja et juhtplokk viga ei parandaks, on selle asemel ühendatud spetsiaalne digitaalne emulaator, mis saadab signaali, et süsteem töötab korralikult. Sellisel juhul mootori võimsus ei muutu.

Enne neutraliseerimise lahtiühendamise jätkamist on oluline konsulteerida spetsialistiga, sest igal üksikul juhul võivad olla oma nüansid. Kuid miks peaks selle ülevaate autori sõnul ostma kalli auto, et selles midagi välja lülitada, ja maksma siis sellise sekkumise tõttu raha kalli remondi eest?

Lisaks pakume lühikest ülevaadet SCR-süsteemi ühe sordi toimimisest:

SCR-süsteem, kuidas AdBlue töötab

Küsimused ja vastused:

Milleks on diiselmootori jaoks mõeldud karbamiid? See on aine, mida lisatakse kahjulike gaaside eemaldamiseks diiselmootori heitgaasidest. See süsteem peab vastama keskkonnastandarditele Euro4 - Euro6.

Kuidas karbamiid diislikütusel töötab? Kuumutamise ja keemilise reaktsiooni käigus reageerib uurea ammoniaak lämmastikoksiidiga (põletatud diislikütuse kõige kahjulikum gaas), mille tulemusena moodustuvad lämmastik ja vesi.