Aplikácia močoviny v dieselovom motore
Obsah
Moderné environmentálne predpisy stanovujú prísne limity na hodnoty emisií škodlivín vo výfukových plynoch naftového motora. To núti inžinierov hľadať nové riešenia na splnenie noriem. Jedným z nich bolo použitie močoviny ako motorovej nafty v systéme dodatočnej úpravy výfukových plynov SCR (Selective Catalytic Reduction). Motory Daimler, ktoré využívajú túto technológiu, sa nazývajú Bluetec.
Čo je systém SCR
Environmentálny protokol Euro 6 je od roku 28 v platnosti v 2015 krajinách EÚ. Podľa novej normy majú výrobcovia naftových áut prísne požiadavky, pretože naftové motory spôsobujú obrovské škody na životnom prostredí a ľudskom zdraví, pričom do atmosféry vypúšťajú sadze a oxidy dusíka.
Zatiaľ čo na čistenie výfukových plynov benzínového motora postačí použitie trojcestného katalyzátora, pre dieselový motor je potrebné sofistikovanejšie zariadenie na neutralizáciu toxických zlúčenín vo výfukových plynoch. Účinnosť čistenia CO (oxidu uhoľnatého), CH (uhľovodíkov) a častíc sadzí z výfukových plynov naftového motora sa pri vysokých teplotách spaľovania zvyšuje, NOx naopak klesá. Riešením tohto problému bolo zavedenie SCR katalyzátora do výfukového systému, ktorý využíva močovinu nafty ako základ pre rozklad toxických zlúčenín oxidov dusíka (NOx).
Aby sa znížili škodlivé emisie, inžinieri vyvinuli špeciálny systém čistenia nafty - Bluetec. Komplex pozostáva z troch kompletných systémov, z ktorých každý filtruje toxické zlúčeniny a rozkladá škodlivé chemické zlúčeniny:
- Katalyzátor - neutralizuje CO a CH.
- Filter pevných častíc – zachytáva častice sadzí.
- Katalyzátor SCR - Znižuje emisie NOx pomocou močoviny.
Prvý čistiaci systém bol použitý na nákladných a osobných automobiloch Mercedes-Benz. V súčasnosti mnohí výrobcovia prestavujú svoje vozidlá na nový čistiaci systém a používajú močovinu v dieselových motoroch, aby splnili prísne požiadavky na kontrolu životného prostredia.
Technická močovina AdBlue
Konečný produkt metabolizmu cicavcov, močovina, je známy už od XNUMX. storočia. Diomid kyseliny uhličitej sa syntetizuje z anorganických zlúčenín a je široko používaný v poľnohospodárstve. V automobilovom priemysle roztok technickej kvapaliny Adblue ako aktívneho činidla pri čistení toxických výfukových plynov od oxidov dusíka.
Adblue je 40 % močoviny a 60 % destilovanej vody. Kompozícia sa vstrekuje do systému SCR pri dýze, cez ktorú prechádzajú výfukové plyny. Nastáva rozkladná reakcia, pri ktorej sa oxid dusnatý rozkladá na neškodné molekuly dusíka a vody.
Technická močovina do nafty - Adblue nemá nič spoločné s močovinou, ktorá sa používa v agropriemysle a vo farmakológii.
Edblue v dieselovom motore
Systém dodatočnej úpravy kvapalných výfukových plynov alebo SCR konvertor je uzavretý systém, cez ktorý prúdia výfukové plyny bez sadzí. Kvapalina Adblue sa naleje do samostatnej nádrže a pred vstupom do konvertora sa vstrekuje do výfukového potrubia v odmeranej dávke.
Zmiešaný plyn vstupuje do neutralizačnej jednotky SCR, kde prebieha chemická reakcia na rozklad oxidu dusnatého na úkor amoniaku v močovine. V kombinácii s oxidom dusnatým ho molekuly amoniaku rozkladajú na zložky, ktoré sú pre človeka a životné prostredie neškodné.
Po kompletnom čistiacom cykle je do ovzdušia vypustené minimálne množstvo škodlivín, emisný parameter vyhovuje protokolom Euro-5 a Euro-6.
Princíp činnosti systému čistenia výfukových plynov nafty
Kompletný systém dodatočnej úpravy dieselového motora pozostáva z katalyzátora, filtra pevných častíc a systému SCR. Princíp fungovania čistenia v etapách:
- Výfukové plyny vstupujú do katalyzátora a filtra pevných častíc. Sadze sa filtrujú, častice paliva sa spália a odstráni sa oxid uhoľnatý a uhľovodíky.
- Injektor sa používa na vstrekovanie určitého množstva AdBlue do spoja medzi filtrom pevných častíc a katalyzátorom SCR. Molekuly močoviny sa rozkladajú na amoniak a kyselinu izokyanovú.
- Amoniak sa spája s oxidom dusíka, najškodlivejšou zložkou použitej motorovej nafty. Molekuly sa štiepia, čo vedie k tvorbe vody a dusíka. Do atmosféry sa uvoľňujú neškodné výfukové plyny.
Zloženie močoviny pre naftu
Napriek zjavnej jednoduchosti kvapaliny pre dieselové motory nie je možné pripraviť močovinu svojpomocne pomocou organického hnojiva. Vzorec molekuly močoviny (NH2) 2CO je fyzikálne biely kryštál bez zápachu, rozpustný vo vode a polárnych rozpúšťadlách (kvapalný amoniak, metanol, chloroform atď.).
Pre európsky trh sa kvapalina vyrába pod kontrolou VDA (Nemecké združenie automobilového priemyslu), ktoré vydáva licencie výrobným spoločnostiam, z ktorých niektoré dodávajú kvapalinu pre domáci trh.
V Rusku je falšovanie pod značkou AdBlue viac ako 50 %. Takže pri nákupe močoviny pre dieselový motor ruskej výroby sa musíte riadiť označením „Súlad s normou ISO 22241-2-2009“.
Klady a zápory
Výhody použitia močoviny sú zrejmé – iba s týmto činidlom môže systém úpravy výfukových plynov naftového motora SCR plne fungovať a spĺňať požiadavky normy Euro 6.
Okrem ochrany životného prostredia, výhody čistenia močoviny zahŕňajú nasledujúce body:
- jeho spotreba pre automobily je iba 100 g na 1000 XNUMX km;
- systém SCR je integrovaný do moderných dieselových vozidiel;
- v niektorých krajinách je daň za používanie vozidla znížená, ak je nainštalovaný systém čistenia močoviny, a nehrozí tak pokuta.
Bohužiaľ, systém má aj nevýhody:
- bod tuhnutia močoviny je asi -11 °C;
- potreba pravidelného doplňovania paliva;
- náklady na auto sa zvyšujú;
- veľké množstvo falošnej kvapaliny Adblue;
- zvýšené požiadavky na kvalitu paliva;
- nákladné opravy komponentov systému.
Integrovaný systém čistenia močoviny zabudovaný do dieselových vozidiel zostáva jediným spôsobom, ako znížiť toxické emisie. Ťažkosti s prevádzkou, vysoké náklady na činidlá pre nákladné vozidlá, nekvalitná kvapalina a motorová nafta znamenajú, že mnohí vodiči sa rozhodnú vypnúť systém a nainštalovať emulátory.
Je však dôležité pochopiť, že močovina zostáva jedinou naftovou chemikáliou, ktorá zabraňuje uvoľňovaniu oxidu dusnatého do životného prostredia, čo môže viesť k rakovine.
