Urean käyttö dieselmoottorissa

Nykyaikaiset ympäristömääräykset asettavat tiukat rajat dieselmoottorin pakokaasujen epäpuhtauksien päästöarvoille. Tämä pakottaa insinöörit etsimään uusia ratkaisuja, jotka täyttävät standardit. Yksi näistä oli urean käyttö dieselpolttoaineena SCR (Selective Catalytic Reduction) pakokaasujen jälkikäsittelyjärjestelmässä. Tätä tekniikkaa käyttävät Daimler-moottorit ovat nimeltään Bluetec.

Mikä on SCR-järjestelmä

Euro 6 -ympäristöpöytäkirja on ollut voimassa 28 EU-maassa vuodesta 2015 lähtien. Uuden standardin mukaan dieselautojen valmistajilla on tiukat vaatimukset, koska dieselmoottorit aiheuttavat valtavia vahinkoja ympäristölle ja ihmisten terveydelle ja päästävät ilmakehään nokea ja typen oksideja.

Bensiinimoottorin pakokaasujen puhdistamiseen riittää kolmitiekatalysaattorin käyttö, mutta dieselmoottoriin tarvitaan kehittyneempi laite pakokaasujen myrkyllisten yhdisteiden neutraloimiseksi. CO:n (hiilimonoksidin), CH:n (hiilivedyt) ja nokihiukkasten puhdistamisen tehokkuus dieselmoottorin pakokaasuista kasvaa korkeissa palamislämpötiloissa, kun taas NOx päinvastoin laskee. Ratkaisu tähän ongelmaan oli SCR-katalysaattorin lisääminen pakojärjestelmään, joka käyttää diesel-ureaa pohjana typen oksidien (NOx) myrkyllisten yhdisteiden hajottamiseen.

Haitallisten päästöjen vähentämiseksi insinöörit ovat kehittäneet erityisen dieselpuhdistusjärjestelmän - Bluetecin. Kompleksi koostuu kolmesta täydellisestä järjestelmästä, joista jokainen suodattaa myrkyllisiä yhdisteitä ja hajottaa haitallisia kemiallisia yhdisteitä:

• Katalyytti - neutraloi CO:n ja CH:n.
• Hiukkassuodatin - vangitsee nokihiukkaset.
• SCR-katalysaattori - Vähentää NOx-päästöjä urealla.

Ensimmäinen puhdistusjärjestelmä käytettiin Mercedes-Benz kuorma- ja henkilöautoissa. Nykyään monet valmistajat muuttavat ajoneuvonsa uuteen puhdistusjärjestelmään ja käyttävät ureaa dieselmoottoreissa täyttääkseen tiukat ympäristönvalvontavaatimukset.

Tekninen urea AdBlue

Nisäkkäiden aineenvaihdunnan lopputuote, urea, on tunnettu XNUMX-luvulta lähtien. Hiilihappodiomidia syntetisoidaan epäorgaanisista yhdisteistä ja sitä käytetään laajasti maataloudessa. Autoteollisuudessa Adblue-teknisen nesteen liuos aktiivisena aineena myrkyllisten pakokaasujen puhdistuksessa typen oksideista.

Adblue on 40 % ureaa ja 60 % tislattua vettä. Koostumus ruiskutetaan SCR-järjestelmään suuttimesta, jonka läpi pakokaasut kulkevat. Tapahtuu hajoamisreaktio, jossa typpioksidi hajoaa vaarattomiksi typpi- ja vesimolekyyleiksi.

Tekninen urea dieselille - Adbluella ei ole mitään tekemistä urea-urean kanssa, jota käytetään maatalousteollisuudessa ja farmakologiassa.

Edblue dieselmoottorissa

Nestekaasun jälkikäsittelyjärjestelmä eli SCR-muunnin on suljettu järjestelmä, jonka läpi nokeamaton dieselpakokaasu virtaa. Adblue-neste kaadetaan itsenäiseen säiliöön ja ruiskutetaan pakoputkeen mitattuna annoksena ennen kuin se menee muuntimeen.

Sekoitettu kaasu menee SCR-neutralointiyksikköön, jossa tapahtuu kemiallinen reaktio typpioksidin hajottamiseksi ureassa olevan ammoniakin kustannuksella. Yhdessä typpioksidin kanssa ammoniakkimolekyylit hajottavat sen ihmisille ja ympäristölle vaarattomiksi komponenteiksi.

Täydellisen puhdistusjakson jälkeen ilmakehään pääsee mahdollisimman vähän epäpuhtauksia, päästöparametri on Euro-5 ja Euro-6 protokollien mukainen.

Dieselin pakokaasujen puhdistusjärjestelmän toimintaperiaate

Täydellinen dieselmoottorin jälkikäsittelyjärjestelmä koostuu katalysaattorista, hiukkassuodattimesta ja SCR-järjestelmästä. Vaiheittaisen puhdistuksen toimintaperiaate:

1. Pakokaasut tulevat katalysaattoriin ja hiukkassuodattimeen. Noki suodatetaan, polttoainehiukkaset poltetaan pois ja hiilimonoksidi ja hiilivedyt poistetaan.
2. Injektoria käytetään ruiskuttamaan tietty määrä AdBluea dieselhiukkassuodattimen ja SCR-katalysaattorin väliseen liitäntään. Ureamolekyylit hajoavat ammoniakiksi ja isosyaanihapoksi.
3. Ammoniakki yhdistyy typen oksidiin, käytetyn dieselpolttoaineen haitallisimpiin komponentteihin. Molekyylit jakautuvat, mikä johtaa veden ja typen muodostumiseen. Haitattomia pakokaasuja vapautuu ilmakehään.

Dieselin urean koostumus

Dieselmoottorinesteen näennäisestä yksinkertaisuudesta huolimatta on mahdotonta valmistaa ureaa itse käyttämällä orgaanista lannoitetta. Ureamolekyylin (NH2) 2CO kaava on fysikaalisesti hajuton valkoinen kide, joka liukenee veteen ja polaarisiin liuottimiin (nestemäinen ammoniakki, metanoli, kloroformi jne.).

Euroopan markkinoille nestettä tuotetaan VDA:n (German Automobile Industry Association) valvonnassa, joka myöntää lisenssejä valmistusyrityksille, joista osa toimittaa nestettä kotimarkkinoille.

Venäjällä AdBlue-tuotemerkin alla väärennösten osuus on yli 50 %. Joten ostaessasi ureaa venäläiselle dieselmoottorille, sinun on noudatettava merkintää "ISO 22241-2-2009 Compliance".

Hyödyt ja haitat

Urean käytön edut ovat ilmeiset - vain tällä reagenssilla SCR-dieselmoottorin pakokaasujen käsittelyjärjestelmä voi toimia täysin ja täyttää Euro 6 -standardin vaatimukset.

Ympäristönsuojelun lisäksi urean puhdistuksen etuja ovat seuraavat:

• sen kulutus autoissa on vain 100 g / 1000 km;
• SCR-järjestelmä on integroitu nykyaikaisiin dieselajoneuvoihin;
• joissakin maissa ajoneuvon käyttöveroa alennetaan, jos siihen asennetaan ureapuhdistusjärjestelmä, eikä sakkojen vaaraa ole.

Valitettavasti järjestelmässä on myös haittoja:

• urean jäätymispiste on noin -11 °C;
• säännöllisen tankkauksen tarve;
• auton hinta nousee;
• suuri määrä väärennettyä Adblue-nestettä;
• lisääntyneet vaatimukset polttoaineen laadulle;
• järjestelmäkomponenttien kalliit korjaukset.

Dieselajoneuvoihin sisäänrakennettu integroitu ureapesujärjestelmä on edelleen ainoa tapa vähentää myrkyllisiä päästöjä. Käyttövaikeudet, kuorma-auton reagenssien korkeat kustannukset, huonolaatuinen neste ja dieselpolttoaine tarkoittavat sitä, että monet kuljettajat päättävät poistaa järjestelmän käytöstä ja asentaa emulaattoreita.

On kuitenkin tärkeää ymmärtää, että urea on edelleen ainoa dieselkemikaali, joka estää typpioksidin vapautumisen ympäristöön, mikä voi johtaa syöpään.