Karbamidas dyzeliniuose varikliuose: kodėl, sudėtis, suvartojimas, kaina, išjungimas

Dauguma šiuolaikinių vairuotojų, apibrėždami praktiškiausią automobilį, atkreipia dėmesį ne tik į maitinimo bloko galią ir komfortą, kuris siūlomas interjere. Daugeliui transporto ekonomika yra labai svarbi. Tačiau kurdami automobilius su mažesnėmis degalų sąnaudomis gamintojai labiau vadovaujasi aplinkosaugos standartais (mažesnė ICE išskiria mažiau kenksmingų medžiagų).

Griežtesni ekologiniai standartai privertė inžinierius kurti naujas kuro sistemas, modifikuoti esamas jėgaines ir aprūpinti jas papildoma įranga. Visi žino, kad jei sumažinsite variklio dydį, jis praras galią. Dėl šios priežasties šiuolaikiniuose mažo darbinio tūrio vidaus degimo varikliuose turbokompresoriai, kompresoriai, visų rūšių įpurškimo sistemos ir kt. Dėl to net 1.0 litro agregatas yra gana pajėgus konkuruoti su reto sportinio automobilio 3.0 litro varikliu.

Jei palygintume benzininius ir dyzelinius variklius (tokių variklių skirtumas aprašytas kitoje apžvalgoje), tuomet modifikacijos, kurių tūris yra vienodas, sunaudojamas sunkiaisiais degalais, tikrai sunaudos mažiau degalų. Taip yra dėl to, kad bet kuriame dyzeliniame variklyje pagal nutylėjimą yra tiesioginio įpurškimo sistema. Aprašyta daugiau informacijos apie šio tipo variklių įrenginį čia.

Tačiau dyzeliniai varikliai nėra tokie paprasti. Degant dyzelinui išsiskiria daugiau kenksmingų medžiagų, todėl transporto priemonės su panašiu varikliu teršia aplinką labiau nei benzino analogas. Kad automobilis būtų saugesnis šiuo atžvilgiu, į išmetimo sistemą įeina kietųjų dalelių filtras и katalizatorius... Šie elementai pašalina ir neutralizuoja angliavandenilius, anglies oksidus, suodžius, sieros dioksidą ir kitas kenksmingas medžiagas.

Per daugelį metų aplinkos standartai, ypač dyzeliniams varikliams, sugriežtėjo. Šiuo metu daugelyje šalių yra draudžiama eksploatuoti transporto priemones, kurios neatitinka „Euro-4“ parametrų, o kartais net ir didesnių. Kad dyzelinis variklis neprarastų savo aktualumo, inžinieriai agregatus (pradedant „Euro4“ ekologinio standarto modifikacijomis) įrengė papildomą išmetamųjų dujų valymo sistemą. Tai vadinama SCR.

Kartu su juo karbamidas naudojamas dyzelinui. Apsvarstykite, kodėl šis sprendimas reikalingas automobilyje, koks yra tokios valymo sistemos veikimo principas, taip pat kokie jos privalumai ir trūkumai.

Kas yra karbamidas dyzeliniam varikliui

Pats žodis karbamidas reiškia medžiagą, kurioje yra šlapimo rūgšties druskos - galutinis žinduolių metabolizmo produktas. Jis aktyviai naudojamas žemės ūkyje, tačiau grynu pavidalu jis nėra naudojamas automobilių pramonėje.

Dyzeliniams varikliams naudojamas specialus tirpalas, 40 proc. Sudaro vandeninis karbamido tirpalas ir 60 proc. Distiliuoto vandens. Ši medžiaga yra cheminis neutralizatorius, reaguojantis su išmetamosiomis dujomis ir paverčiantis kenksmingus anglies oksidus, angliavandenilius ir azoto oksidus į inertines (nekenksmingas) dujas. Reakcijos metu kenksmingos išmetamosios dujos virsta anglies dioksidu, azotu ir vandeniu. Šis skystis taip pat vadinamas AdBlue, skirtas naudoti išmetamųjų dujų valymo sistemoje.

Dažniausiai tokia sistema naudojama komercinėse transporto priemonėse. Sunkvežimis turės papildomą baką, kurio užpildymo kaklas yra šalia degalų užpildymo angos. Sunkvežimis varomas ne tik dyzelinu, bet ir karbamido tirpalas taip pat turi būti pilamas į atskirą baką (paruoštą skystį, kuris parduodamas balionėliuose). Medžiagos suvartojimas priklauso nuo kuro sistemos tipo ir nuo to, kaip efektyviai veikia variklis.

Paprastai šiuolaikinis automobilis (beje, nemažai keleivių modelių, naudojančių sunkų kurą, taip pat gauna tokią neutralizavimo sistemą) sugeba nuo viso sunaudojamo kuro kiekio iš dviejų iki šešių procentų karbamido. Atsižvelgiant į tai, kad įpurškimą valdo aukšto tikslumo elektronika, o pačios sistemos veikimą išlygina NO jutikliai, reagento į baką reikia įpilti kur kas rečiau, nei pildant patį automobilį. Paprastai degalus reikia užpildyti nuvažiavus maždaug 8 tūkstančius kilometrų (atsižvelgiant į bako tūrį).

Skystis, skirtas eksploatuoti išmetimo sistemą, neturi būti maišomas su dyzelinu, nes jis pats savaime nėra degus. Be to, didelis vandens ir chemikalų kiekis greitai išjungs aukšto slėgio kuro siurblį (aprašytas jo veikimas) čia) ir kitus svarbius kuro sistemos komponentus.

Kam jis skirtas dyzeliniame variklyje

Šiuolaikiniuose automobiliuose degimo produktams neutralizuoti naudojami katalizatoriai. Jų korys pagamintas iš metalo arba keramikos. Labiausiai paplitusios modifikacijos yra viduje padengtos trijų rūšių metalais: rodžiu, paladžiu ir platina. Kiekvienas iš šių metalų reaguoja su išmetamosiomis dujomis ir neutralizuoja angliavandenilius ir anglies monoksidą esant aukštai temperatūrai.

Rezultatas yra anglies dioksido, azoto ir vandens mišinys. Tačiau dyzelino išmetamosiose dujose yra daug suodžių ir azoto oksido. Be to, jei išmetimo sistema yra modernizuota, kad pašalintų vieną kenksmingą medžiagą, tai turi šalutinį poveikį - proporcingai didėja kito komponento kiekis. Šis procesas stebimas skirtingais maitinimo bloko darbo režimais.

Norint pašalinti suodžius iš išmetamųjų dujų, naudojamas gaudyklė arba kietųjų dalelių filtras. Srautas praeina per mažas detalės ląsteles, o suodžiai nusėda ant jų kraštų. Laikui bėgant, šis ekranas užsikemša ir variklis suaktyvina dega apnašas, taip prailgindamas filtro tarnavimo laiką.

Nepaisant to, kad automobilio išmetimo sistemoje yra papildomų elementų, visos kenksmingos medžiagos nėra visiškai neutralizuotos. Dėl to nesumažėja automobilio variklio kenksmingumas. Siekiant pagerinti transporto ekologiškumą, sukurta dar viena papildoma sistema dyzelinių išmetamųjų dujų valymui ar neutralizavimui.

SCR neutralizavimas yra skirtas kovai su azoto oksidu. Pagal numatytuosius nustatymus jis sumontuotas visose dyzelinėse transporto priemonėse, kurios atitinka „Euro 4“ ir naujesnes versijas. Be švarių išmetamųjų dujų, karbamido dėka, išmetimo sistema mažiau kenčia nuo anglies nuosėdų.

Kaip veikia sistema

Neutralizavimo sistemos buvimas leidžia senąjį vidaus degimo variklį pritaikyti šiuolaikiniams ekologiniams standartams. Kai kuriuose automobiliuose SCR galima naudoti kaip papildomą įrangą, tačiau tam reikia modernizuoti automatinę išmetimo sistemą. Pati sistema veikia trimis etapais.

Atliekų valymo etapai

Kai degalai degina cilindre, atliekant išmetimo taktą dujų paskirstymo mechanizmas atidaro išmetimo vožtuvus. Stūmoklis įstumia degimo produktus išmetimo kolektorius... Tada dujų srautas patenka į kietųjų dalelių filtrą, kuriame yra suodžių. Tai yra pirmasis išmetamųjų dujų valymo žingsnis.

Srovė, jau išvalyta nuo suodžių, išeina iš filtro ir nukreipiama į katalizatorių (kai kurie suodžių modeliai yra suderinami su tame pačiame korpuse esančiu katalizatoriumi), kur išmetamosios dujos bus neutralizuotos. Šiame etape, kol karštos dujos patenka į neutralizatorių, į vamzdį purškiamas karbamido tirpalas.

1. ledas; 2. Valdymo blokas; 3. Reagento bakas; 4. DPF filtras; 5. Iš dalies išvalytos išmetamosios dujos; 6. Karbamido injekcija; 7. SCR katalizatorius.

Kadangi srovė vis dar labai karšta, skystis iškart išgaruoja, o iš medžiagos išsiskiria amoniakas. Veikiant aukštai temperatūrai, susidaro ir izociano rūgštis. Šiuo metu amoniakas reaguoja su azoto oksidu. Šis procesas neutralizuoja šias kenksmingas dujas ir susidaro azotas ir vanduo.

Trečiasis etapas vyksta pačiame katalizatoriuje. Jis neutralizuoja kitas toksines medžiagas. Tada srautas patenka į duslintuvą ir išleidžiamas į aplinką.

Atsižvelgiant į variklio ir išmetimo sistemos tipą, neutralizavimas bus vykdomas panašiu principu, tačiau pats įrengimas gali atrodyti kitaip.

Skysčių kompozicija

Kai kuriems vairuotojams kyla klausimas: jei karbamidas yra gyvybinės gyvūnijos gyvybinės veiklos produktas, ar įmanoma tokį skystį pasigaminti savarankiškai? Teoriškai tai įmanoma, tačiau gamintojai to daryti nerekomenduoja. Naminis karbamido tirpalas neatitiks mašinoms naudojamų kokybės reikalavimų.

Tam yra kelios priežastys:

1. Karbamidas, kuris dažnai būna daugelyje mineralinių trąšų, gali būti laikomas alternatyva kuriant tirpalą. Bet jūs negalite eiti į artimiausią žemės ūkio parduotuvę jos įsigyti. Priežastis ta, kad trąšų granulės yra apdorojamos specialia medžiaga, kuri neleidžia sukietėti birioms medžiagoms. Šis cheminis reagentas yra kenksmingas degimo produktų valymo sistemos elementams. Jei paruošite tirpalą, pagrįstą šiomis mineralinėmis trąšomis, montavimas nepavyks labai greitai. Nei viena filtrų sistema negali filtruoti šios kenksmingos medžiagos.
2. Mineralinių trąšų gamyba siejama su biureto naudojimu (galutinėje šio reagento masėje gali būti apie 1.6 proc.). Šios medžiagos buvimas žymiai sutrumpins katalizatoriaus tarnavimo laiką. Dėl šios priežasties, gaminant „AdBlue“, jo sudėtyje gali būti tik nedidelė biureto dalis (ne daugiau kaip 0.3 proc. Viso tūrio).
3. Pats tirpalas sukurtas remiantis demineralizuotu vandeniu (mineralinės druskos užkemša katalizatoriaus korį, kuris greitai jį neveikia). Nors šio skysčio kaina yra maža, jei pridėsite mineralinių trąšų kainą ir laiką, praleistą tirpalui gaminti, į jo kainą, gatavo produkto kaina mažai skirsis nuo pramoninio analogo. Plius namuose paruoštas reagentas kenkia automobiliui.

Kitas dažnas klausimas dėl karbamido naudojimo dyzeliniuose varikliuose - ar ekonomiškumo sumetimais jį galima praskiesti vandeniu? Niekas to nedraus, tačiau tokiu būdu sutaupyti negalima. Priežastis ta, kad išmetamųjų teršalų papildomo apdorojimo sistemoje yra du jutikliai, sukonfigūruoti nustatyti NO koncentraciją degimo produktuose.

Vienas jutiklis dedamas prieš katalizatorių, o kitas - prie išleidimo angos. Pirmasis nustato azoto dioksido kiekį išmetamosiose dujose ir įjungia neutralizavimo sistemą. Antrasis jutiklis nustato, kaip efektyviai vyksta procesas. Jei kenksmingos medžiagos koncentracija išmetamosiose dujose viršija leistiną normą (32.5 proc.), Tai duoda signalą, kad karbamido kiekis yra nepakankamas, o sistema padidina skysčio kiekį. Dėl praskiesto tirpalo išnyks daugiau vandens, o išmetimo sistemoje susikaups daugiau vandens (kaip elgtis, aprašyta atskirai).

Pats karbamidas atrodo kaip bekvapiai druskos kristalai. Jie gali būti ištirpinti poliariniame tirpiklyje, tokiame kaip amoniakas, metanolis, chloroformas ir kt. Saugiausias būdas žmonių sveikatai yra ištirpinimas distiliuotame vandenyje (mineralai, kurie yra įprasto vandens dalis, susidaro nuosėdas ant katalizatoriaus korio).

Atsižvelgiant į cheminių medžiagų naudojimą ruošiant tirpalą, karbamidas vystomas prižiūrint arba pritarus Automobilių pramonės asociacijai (VDA).

Privalumai ir trūkumai

Svarbiausias karbamido naudojimo dyzeliniuose varikliuose privalumas yra visiškesnis nuodingų medžiagų, išsiskiriančių deginant dyzelinį kurą, pašalinimas. Šis skystis leidžia transporto priemonei laikytis aplinkosaugos standartų iki Euro6 (tam įtakos turi paties agregato charakteristikos ir jo techninė būklė).

Nei vienas variklio techninis komponentas nesikeičia, todėl visi karbamido naudojimo pranašumai siejami tik su išmetamųjų teršalų kenksmingumu ir iš to kylančiomis pasekmėmis. Pavyzdžiui, kirsdamas Europos sieną, transporto priemonės savininkui nereikės mokėti didelių mokesčių ar baudos, jei tos šalies sistema nustos veikti.

Degalai pildomi nedažnai. Vidutinis suvartojimas yra apie 100 ml. 100 kilometrų. Tačiau tai yra lengvojo automobilio rodiklis. 20 litrų talpos paprastai pakanka 20 tūkstančių km. Kalbant apie sunkvežimį, vidutinis karbamido suvartojimas jame yra apie 1.5 litro 100 km. Tai priklauso nuo variklio tūris.

Medžiaga gali būti pilama arba tiesiai į baką, esantį variklio skyriuje, arba į specialų kaklą, esantį šalia degalų bako užpildymo angos.

Nepaisant akivaizdžių naujovių sistemos pranašumų, ji turi daug trūkumų. Apsvarstykime juos, kad būtų lengviau nustatyti, ar naudoti šį neutralizavimą, ar ne:

• Jei sistemos komponentas sugenda, jo taisymas bus brangus;
• Efektyviam neutralizavimui būtina naudoti aukštos kokybės degalus (mažai sieros turinčius dyzelinius degalus);
• Didžiausias trūkumas siejamas ne su pačia sistema, o su daugeliu suklastotų skysčių NVS rinkoje (beveik pusė parduodamų prekių yra padirbtos);
• Neutralizavimo sistemos buvimas brangina transporto priemonę;
• Be degalų papildymo dyzelinu, turite stebėti „AdBlue“ tiekimą;
• Karbamido veikimą apsunkina tai, kad esant dideliam šalčiui (–11 laipsnių) jis užšąla. Dėl šios priežasties skystas šildymas naudojamas daugelyje modifikacijų;
• Skystis yra reaktyvus ir gali sukelti nudegimus ar sudirginimą, jei liečiasi su rankomis. Jei neapsaugota ranka liečiasi su medžiaga, kas dažnai būna degalą pildant iš didelio baliono, skystis turi būti kruopščiai nuplautas;
• NVS teritorijoje yra labai nedaug degalinių, kuriose prireikus būtų galima papildyti papildomą kiekį aukštos kokybės karbamido. Dėl šios priežasties, jei planuojate ilgą kelionę, turite nusipirkti skysčio su marža ir nešiotis jį su savimi;
• Skystyje yra amoniako, kuris išgaravęs kenkia žmogaus kvėpavimo takams.

Atsižvelgiant į tiek daug trūkumų, daugelis vairuotojų nusprendžia šią sistemą išjungti.

Kaip išjungti

Yra keli būdai, kaip išjungti dyzelino išmetamųjų dujų neutralizavimą:

1. Užšaldykite sistemą. Prieš naudodami šį metodą, turite įsitikinti, kad SCR nėra klaidų elektronikoje. Linija yra pertvarkyta taip, kad elektronika ją interpretuotų taip, tarsi karbamidas būtų užšalęs. Tokiu atveju valdymo blokas neveikia siurblio, kol sistema „neužšąla“. Šis metodas tinka prietaisams, kuriuose nenaudojamas reagentas.
2. Programinės įrangos išjungimas. Tokiu atveju valdymo blokas mirksi arba atliekami tam tikri elektroninės sistemos veikimo koregavimai.
3. Emuliatoriaus diegimas. Tokiu atveju SCR atjungiamas nuo elektros grandinės ir kad valdymo blokas nepašalintų klaidos, vietoj jo prijungiamas specialus skaitmeninis emuliatorius, kuris siunčia signalą, kad sistema veikia tinkamai. Tai nekeičia variklio galios.

Prieš tęsiant neutralizavimo atjungimą, svarbu pasikonsultuoti su specialistu, nes kiekvienas atskiras atvejis gali turėti savo niuansų. Tačiau, anot šios apžvalgos autoriaus, kam pirkti brangų automobilį, norint jame ką nors išjungti, o tada mokėti pinigus už brangų remontą dėl tokio įsikišimo?

Be to, siūlome trumpą vaizdo įrašą apie vienos iš SCR sistemos atmainų veikimą:

SCR sistema, kaip veikia „AdBlue“

Klausimai ir atsakymai:

Kam skirtas karbamidas dyzeliniam varikliui? Tai medžiaga, kuri dedama siekiant pašalinti kenksmingas dujas dyzelinio variklio išmetamosiose dujose. Ši sistema turi atitikti Euro4 – Euro6 ekologinį standartą.

Kaip karbamidas veikia su dyzelinu? Kaitinimo ir cheminės reakcijos procese karbamido amoniakas reaguoja su azoto oksidu (kenksmingiausiomis deginamo dyzelinio kuro dujomis), todėl susidaro azotas ir vanduo.