Urea dieselmoottoreissa: miksi, koostumus, kulutus, hinta, sammutus

Useimmat nykyaikaiset autoilijat, jotka määrittelevät käytännöllisimmän auton, kiinnittävät huomiota paitsi voimayksikön tehoon ja sisätiloissa tarjottuun mukavuuteen. Monille liikennetalous on erittäin tärkeää. Luotaessa autoja, joiden polttoaineenkulutus on alhaisempaa, valmistajat ohjaavat kuitenkin enemmän ympäristöstandardeja (pienempi ICE päästää vähemmän haitallisia aineita).

Ympäristönormien tiukentaminen pakotti insinöörit kehittämään uusia polttoainejärjestelmiä, muuttamaan olemassa olevia voimansiirtoja ja varustamaan ne lisälaitteilla. Kaikki tietävät, että jos pienennät moottorin kokoa, se menettää tehonsa. Tästä syystä turboahtimia, kompressoreita, kaikenlaisia ​​ruiskutusjärjestelmiä jne. Löytyy yhä enemmän nykyaikaisista pienitilavuuksisista polttomoottoreista. Tämän ansiosta jopa 1.0 litran yksikkö pystyy kilpailemaan harvinaisen urheiluauton 3.0 litran moottorin kanssa.

Jos verrataan bensiini- ja dieselmoottoreita (ero tällaisissa moottoreissa kuvataan toisessa arvostelussa), sitten samalla tilavuudella tehdyt, raskasta polttoainetta käyttävät muutokset kuluttavat varmasti vähemmän polttoainetta. Tämä johtuu siitä, että kaikissa dieselmoottoreissa on oletusarvoisesti suoraruiskutusjärjestelmä. Lisätietoja tämän tyyppisten moottorien laitteesta on kuvattu täällä.

Dieselmoottorit eivät kuitenkaan ole niin yksinkertaisia. Dieselpolttoaineen poltossa syntyy enemmän haitallisia aineita, minkä vuoksi samankaltaisella moottorilla varustetut ajoneuvot saastuttavat ympäristöä enemmän kuin bensiinianalogi. Jotta auto olisi turvallisempi tältä osin, pakojärjestelmä sisältää hiukkassuodatin и katalyytti... Nämä elementit poistavat ja neutraloivat hiilivedyt, hiilioksidit, noken, rikkidioksidin ja muut haitalliset aineet.

Vuosien mittaan ympäristöstandardit, erityisesti dieselmoottoreille, ovat tiukentuneet. Tällä hetkellä monissa maissa on kielletty sellaisten ajoneuvojen käyttö, jotka eivät täytä Euro-4-parametreja ja joskus jopa suurempia. Jotta dieselmoottori ei menettäisi merkitystään, insinöörit ovat varustaneet yksiköt (alkaen Euro4-ekostandardin muutoksista) ylimääräisellä pakokaasujen puhdistusjärjestelmällä. Sitä kutsutaan SCR.

Yhdessä sen kanssa ureaa käytetään dieselpolttoaineena. Mieti, miksi tätä ratkaisua tarvitaan autossa, mikä on tällaisen puhdistusjärjestelmän toimintaperiaate ja mitkä ovat sen edut ja haitat.

Mikä on urea dieselmoottorille

Sana urea tarkoittaa ainetta, joka sisältää virtsahapposuoloja - nisäkkäiden aineenvaihdunnan lopputuotetta. Sitä käytetään aktiivisesti maataloudessa, mutta sitä ei käytetä puhtaana autoteollisuudessa.

Dieselmoottoreille käytetään erityisliuosta, 40 prosenttia koostuu urean vesiliuoksesta ja 60 prosenttia tislatusta vedestä. Tämä aine on kemiallinen neutraloija, joka reagoi pakokaasujen kanssa ja muuntaa haitalliset hiilioksidit, hiilivedyt ja typpioksidit inertiksi (vaarattomaksi) kaasuksi. Reaktio muuttaa haitallisen pakokaasun hiilidioksidiksi, typeksi ja vedeksi. Tätä nestettä kutsutaan myös AdBlueksi käytettäväksi pakokaasujen käsittelyjärjestelmässä.

Useimmiten tällaista järjestelmää käytetään hyötyajoneuvoissa. Kuorma-autossa on ylimääräinen säiliö, jonka täyttökaula sijaitsee lähellä polttoainesäiliötä. Kuorma-autossa ei ole vain dieselpolttoainetta, vaan urealiuos on myös kaadettava erilliseen säiliöön (valmis neste, jota myydään tölkeissä). Aineen kulutus riippuu polttoainejärjestelmän tyypistä ja siitä, kuinka tehokkaasti moottori toimii.

Yleensä moderni auto (muuten, suuri määrä raskasta polttoainetta käyttäviä matkustajamalleja saa myös tällaisen neutralointijärjestelmän) pystyy kuluttamaan 8-XNUMX prosenttia ureasta kulutetusta polttoaineesta. Koska ruiskutusta ohjataan tarkalla elektroniikalla ja järjestelmän toimintaa tasataan NO-antureilla, reagenssia on lisättävä säiliöön paljon harvemmin kuin itse auton tankkausta. Tyypillisesti tankkausta vaaditaan noin XNUMX tuhannen kilometrin jälkeen (säiliön tilavuudesta riippuen).

Pakojärjestelmän toimintaa varten käytettävää nestettä ei saa sekoittaa dieselpolttoaineen kanssa, koska se ei ole itsestään syttyvää. Myös suuri määrä vettä ja kemikaaleja poistaa nopeasti korkeapainepolttoainepumpun käytöstä (sen toiminta on kuvattu täällä) ja muut tärkeät polttoainejärjestelmän osat.

Mille se on tarkoitettu dieselmoottorissa

Nykyaikaisissa autoissa katalysaattoreita käytetään palamistuotteiden neutralointiin. Niiden hunajakennot on valmistettu metallista tai keraamisesta materiaalista. Yleisimmät modifikaatiot on päällystetty sisäisesti kolmen tyyppisillä metalleilla: rodium, palladium ja platina. Jokainen näistä metalleista reagoi pakokaasujen kanssa ja neutraloi hiilivedyt ja hiilimonoksidin korkeissa lämpötiloissa.

Tuotos on seos hiilidioksidia, typpeä ja vettä. Dieselpakokaasu sisältää kuitenkin myös paljon nokea ja typpioksidia. Lisäksi, jos pakojärjestelmää modernisoidaan yhden haitallisen aineen poistamiseksi, sillä on sivuvaikutus - toisen komponentin sisältö kasvaa suhteellisesti. Tätä prosessia havaitaan tehoyksikön eri toimintatiloissa.

Noken poistamiseksi pakokaasusta käytetään ansa- tai hiukkassuodatinta. Virtaus kulkee osan pienten solujen läpi ja noki laskeutuu niiden reunoille. Ajan myötä tämä näyttö tukkeutuu ja moottori aktivoi plakin polttamisen pidentäen siten suodattimen käyttöikää.

Huolimatta siitä, että auton pakojärjestelmässä on muita elementtejä, kaikkia haitallisia aineita ei neutraloida kokonaan. Tämän vuoksi auton moottorin haitallisuus ei vähene. Kuljetuksen ympäristöystävällisyyden parantamiseksi on kehitetty toinen lisäjärjestelmä diesel-pakokaasujen puhdistamiseksi tai neutraloimiseksi.

SCR-neutralointi on suunniteltu typpioksidin torjumiseksi. Se on asennettu oletusarvoisesti kaikkiin dieselajoneuvoihin, jotka täyttävät Euro 4: n ja uudemmat vaatimukset. Puhtaan pakokaasun lisäksi urean käytön ansiosta pakojärjestelmä kärsii vähemmän hiilikerroksista.

Kuinka järjestelmä toimii

Neutralointijärjestelmän ansiosta vanha polttomoottori voidaan mukauttaa nykyaikaisiin ympäristöstandardeihin. SCR: n käyttö on mahdollista joissakin autoissa lisävarusteena, mutta tätä varten automaattinen pakojärjestelmä on uudistettava. Itse järjestelmä toimii kolmessa vaiheessa.

Jätekaasujen puhdistusvaiheet

Kun polttoaine palaa sylinterissä, pakokaasun iskulla kaasunjakomekanismi avaa pakoventtiilit. Mäntä työntää palamistuotteet sisään pakosarja... Sitten kaasuvirta pääsee hiukkassuodattimeen, jossa nokea pidetään. Tämä on pakopuhdistuksen ensimmäinen vaihe.

Nokesta jo puhdistettu virta poistuu suodattimesta ja ohjataan katalyyttiin (jotkut nokimallit ovat yhteensopivia samassa kotelossa olevan katalyytin kanssa), jossa pakokaasu neutraloidaan. Tässä vaiheessa, kunnes kuuma kaasu tulee neutralisaattoriin, urealiuos suihkutetaan putkeen.

1. ICE; 2. Ohjausyksikkö; 3. Reagenssisäiliö; 4. DPF-suodatin; 5. Osittain puhdistettu pakokaasu; 6. Urea-injektio; 7. SCR-katalyytti.

Koska virta on edelleen hyvin kuuma, neste haihtuu välittömästi ja aineesta vapautuu ammoniakkia. Korkean lämpötilan vaikutus muodostaa myös isosyaanihappoa. Tässä vaiheessa ammoniakki reagoi typpioksidin kanssa. Tämä prosessi neutraloi tämän haitallisen kaasun ja muodostaa typpeä ja vettä.

Kolmas vaihe tapahtuu itse katalysaattorissa. Se neutraloi muita myrkyllisiä aineita. Sitten virtaus menee äänenvaimentimeen ja päästetään ympäristöön.

Moottorin ja pakojärjestelmän tyypistä riippuen neutralointi noudattaa samanlaista periaatetta, mutta itse asennus voi näyttää erilaiselta.

Nestemäinen koostumus

Joillakin autoilijoilla on kysymys: jos urea on eläinmaailman jätetuote, onko mahdollista valmistaa tällaista nestettä itse? Teoriassa se on mahdollista, mutta valmistajat eivät suosittele tämän tekemistä. Kotitekoinen urealiuos ei vastaa koneiden käyttöä koskevia laatuvaatimuksia.

Ja tähän on useita syitä:

1. Vaihtoehtona liuoksen luomiselle voidaan harkita karbamidia, joka sisältyy usein moniin mineraalilannoitteisiin. Mutta et voi mennä lähimpään maatalouskaupaan ostamaan sitä. Syynä on, että lannoiterakeet käsitellään erityisellä aineella, joka estää irtotavaran paakkuuntumisen. Tämä kemiallinen reagenssi on haitallinen palamistuotteiden puhdistusjärjestelmän osille. Jos valmistat ratkaisun tähän mineraalilannoitteeseen, asennus epäonnistuu hyvin nopeasti. Mikään suodatinjärjestelmä ei pysty suodattamaan tätä haitallista ainetta.
2. Mineraalilannoitteiden tuotanto liittyy biureetin käyttöön (tämän reagenssin lopullinen massa voi sisältää noin 1.6 prosenttia). Tämän aineen läsnäolo lyhentää merkittävästi katalysaattorin käyttöikää. Tästä syystä AdBluen valmistuksessa lopulta vain pieni osa biureetista (enintään 0.3 prosenttia kokonaistilavuudesta) voi olla sen koostumuksessa.
3. Itse ratkaisu luodaan demineralisoidun veden perusteella (mineraalisuolat tukkivat katalyytin hunajakennon, mikä poistaa sen nopeasti käytöstä). Vaikka tämän nesteen hinta on alhainen, jos lisäät mineraalilannoitteen hinnan ja ratkaisun valmistamiseen kuluneen ajan sen kustannuksiin, lopputuotteen hinta ei poikkea paljoakaan teollisesta analogista. Lisäksi kotona valmistettu reagenssi on haitallista autolle.

Toinen yleinen kysymys urean käytöstä dieselmoottoreissa - voidaanko se laimentaa vedellä taloudellisuuden vuoksi? Kukaan ei kiellä tämän tekemistä, mutta säästöjä ei voida saavuttaa tällä tavalla. Syynä on se, että pakokaasujen jälkikäsittelyjärjestelmässä on kaksi anturia, jotka on konfiguroitu määrittämään NO-pitoisuus palamistuotteissa.

Yksi anturi sijoitetaan katalysaattorin eteen ja toinen sen ulostuloon. Ensimmäinen määrittää typpidioksidin määrän pakokaasuissa ja aktivoi neutralointijärjestelmän. Toinen anturi määrittää kuinka tehokkaasti prosessi etenee. Jos haitallisen aineen pitoisuus pakokaasussa ylittää sallitun tason (32.5 prosenttia), se antaa signaalin, että urean määrä on riittämätön, ja järjestelmä lisää nesteen määrää. Laimennetun liuoksen seurauksena enemmän vettä menee pois ja enemmän vettä kerääntyy pakojärjestelmään (miten käsitellä sitä, se on kuvattu erikseen).

Itse urea näyttää suolattomilta kiteiltä, ​​jotka ovat hajuttomia. Ne voidaan liuottaa polaariseen liuottimeen, kuten ammoniakkiin, metanoliin, kloroformiin jne. Turvallisin tapa ihmisten terveydelle on liuotus tislattuun veteen (tavalliseen veteen kuuluvat mineraalit muodostavat kerrostumia katalyytin kennoon).

Koska kemikaaleja käytetään liuoksen valmistuksessa, urean kehittäminen tapahtuu Autoteollisuusyhdistyksen (VDA) valvonnassa tai hyväksynnällä.

Edut ja haitat

Urean dieselmoottoreissa käytön tärkein etu on dieselpolttoaineen palamisen aikana vapautuvien myrkyllisten aineiden täydellinen poistaminen. Tämän nesteen avulla ajoneuvo voi täyttää ympäristöstandardit Euro6: een saakka (tähän vaikuttavat itse yksikön ominaisuudet ja sen tekninen kunto).

Mikään moottorin teknisistä osista ei muutu, joten kaikki urean käytön edut liittyvät vain päästöjen haitallisuuteen ja siitä seuraaviin seurauksiin. Esimerkiksi ylittäessään Euroopan rajan ajoneuvon omistajan ei tarvitse maksaa raskasta veroa tai sakkoa, jos kyseisen maan järjestelmä lakkaa toimimasta.

Tankkaus on harvinaista. Keskimääräinen kulutus on noin 100 ml. 100 kilometriä. Tämä on kuitenkin indikaattori henkilöautolle. 20 litran kanisteri riittää yleensä 20 tuhannelle kilometrille. Kuorma-autossa urean keskimääräinen kulutus on noin 1.5 litraa 100 kilometriä kohden. Se riippuu moottorin tilavuus.

Aine voidaan kaataa joko suoraan moottoritilassa sijaitsevaan säiliöön tai erityiseen kaulaan, joka sijaitsee lähellä polttoainesäiliön täyttöaukkoa.

Innovaatiojärjestelmän ilmeisistä eduista huolimatta sillä on paljon haittoja. Tarkastellaan heitä helpottamaan sen määrittämistä, käytetäänkö tätä neutralointia vai ei:

• Jos järjestelmän osa epäonnistuu, sen korjaaminen on kallista;
• Tehokkaan neutraloinnin kannalta on välttämätöntä käyttää korkealaatuista polttoainetta (vähärikkistä dieselpolttoainetta);
• Suurin haitta ei liity itse järjestelmään, vaan siihen, että IVY-markkinoilla on paljon väärennettyjä nesteitä (melkein puolet myydyistä tavaroista on väärennettyjä);
• Neutralointijärjestelmän läsnäolo tekee ajoneuvosta kalliimpaa;
• Dieselpolttoaineen tankkaamisen lisäksi sinun on valvottava AdBlue-tarvetta;
• Urean toimintaa vaikeuttaa se, että kovassa pakkasessa (-11 astetta) se jäätyy. Tästä syystä nestemäistä lämmitystä käytetään monissa muunnoksissa;
• Neste on reaktiivinen ja voi aiheuttaa palovammoja tai ärsytystä, jos se joutuu kosketuksiin käsien kanssa. Jos suojaamaton käsi on joutunut kosketukseen aineen kanssa, kuten usein tapahtuu tankattaessa suuresta kanisterista, neste on pestävä perusteellisesti;
• IVY-alueella on hyvin vähän huoltoasemia, joissa voit tarvittaessa täydentää ylimääräisen määrän korkealaatuista ureaa. Tästä syystä sinun on ostettava nestettä marginaalilla ja kuljetettava se mukanasi, jos suunnittelet pitkää matkaa;
• Neste sisältää ammoniakkia, joka haihdutettuna vahingoittaa ihmisen hengitysteitä.

Ottaen huomioon tällaisen määrän haittoja, monet autoilijat päättävät sammuttaa tämän järjestelmän.

Kuinka poistaa käytöstä

On useita tapoja deaktivoida dieselpakokaasujen neutralointi:

1. Pysäytä järjestelmä. Ennen tämän menetelmän käyttöä on varmistettava, että SCR: ssä ei ole virheitä elektroniikassa. Linjan muotoilua muutetaan siten, että elektroniikka tulkitsee sen ikään kuin urea on jäätynyt. Tällöin ohjausyksikkö ei aktivoi pumppua, ennen kuin järjestelmä "jäätyy". Tämä menetelmä soveltuu laitteille, jotka eivät tarjoa reagenssin lämmitystä.
2. Ohjelmiston sammutus. Tällöin ohjausyksikkö vilkkuu tai joitain säätöjä tehdään elektronisen järjestelmän toimintaan.
3. Emulaattorin asentaminen. Tällöin SCR irrotetaan sähköpiiristä, ja jotta ohjausyksikkö ei korjaa virhettä, sen sijaan kytketään erityinen digitaalinen emulaattori, joka lähettää signaalin järjestelmän toimivuudesta. Tässä tapauksessa moottorin teho ei muutu.

Ennen neutraloinnin irrottamista on tärkeää neuvotella asiantuntijan kanssa, koska kullakin tapauksella voi olla omat vivahteensa. Miksi tämän arvostelun kirjoittajan mukaan miksi ostaa kallis auto, jotta siinä oleva virta katkaistaan, ja sitten maksaa rahaa kalliista korjauksista tällaisen puuttumisen vuoksi?

Lisäksi tarjoamme lyhyen videokatsauksen yhden SCR-järjestelmän lajikkeen toiminnasta:

SCR-järjestelmä, miten AdBlue toimii

Kysymyksiä ja vastauksia:

Mihin urea dieselmoottoriin on tarkoitettu? Se on aine, jota lisätään haitallisten kaasujen poistamiseksi dieselmoottorin pakokaasuista. Tämän järjestelmän on täytettävä Euro4 - Euro6 ympäristöstandardit.

Miten urea toimii dieselillä? Kuumennettaessa ja kemiallisessa reaktiossa urea-ammoniakki reagoi typpioksidin (poltetun dieselpolttoaineen haitallisin kaasu) kanssa, jolloin muodostuu typpeä ja vettä.