Karbamīds dīzeļdzinējos: kāpēc, sastāvs, patēriņš, cena, izslēgšana

Lielākā daļa mūsdienu autobraucēju, nosakot vispraktiskāko automašīnu, pievērš uzmanību ne tikai spēka agregāta jaudai un komfortam, kas tiek piedāvāts interjerā. Daudziem transporta ekonomikai ir liela nozīme. Tomēr, veidojot automašīnas ar samazinātu degvielas patēriņu, ražotāji vairāk vadās pēc vides standartiem (mazāks ICE izdala mazāk kaitīgu vielu).

Stingrāku ekostandartu izpildīšana piespieda inženierus izstrādāt jaunas degvielas sistēmas, pārveidot esošos spēka agregātus un aprīkot tos ar papildu aprīkojumu. Ikviens zina, ka, samazinot motora lielumu, tas zaudēs jaudu. Šī iemesla dēļ mūsdienu maza tilpuma iekšdedzes dzinējos turbokompresori, kompresori, visa veida iesmidzināšanas sistēmas utt. Pateicoties tam, pat 1.0 litra agregāts ir diezgan spējīgs konkurēt ar reta sporta auto 3.0 litru motoru.

Ja salīdzinām benzīna un dīzeļdzinējus (aprakstīta šādu dzinēju atšķirība) citā recenzijā), tad modifikācijas ar identisku tilpumu, kas darbojas ar smago degvielu, noteikti patērēs mazāk degvielas. Tas ir saistīts ar faktu, ka jebkurš dīzeļdzinējs pēc noklusējuma ir aprīkots ar tiešās iesmidzināšanas sistēmu. Aprakstīta sīkāka informācija par šāda veida motoru ierīci šeit.

Tomēr dīzeļdzinēji nav tik vienkārši. Degot dīzeļdegvielai, izdalās vairāk kaitīgu vielu, tāpēc transportlīdzekļi, kas aprīkoti ar līdzīgu motoru, vairāk piesārņo vidi nekā benzīna analogi. Lai padarītu automašīnu drošāku šajā ziņā, izplūdes sistēma ietver daļiņu filtrs и katalizators... Šie elementi noņem un neitralizē ogļūdeņražus, oglekļa oksīdus, kvēpus, sēra dioksīdu un citas kaitīgas vielas.

Gadu gaitā vides standarti, īpaši dīzeļdzinējiem, ir kļuvuši stingrāki. Šobrīd daudzās valstīs ir noteikts aizliegums darboties ar transportlīdzekļiem, kas neatbilst Euro-4 parametriem, un dažreiz pat augstāk. Lai dīzeļdzinējs nezaudētu savu nozīmi, inženieri ir aprīkojuši agregātus (sākot ar Euro4 ekostandarta modifikācijām) ar papildu izplūdes gāzu tīrīšanas sistēmu. To sauc par SCR.

Kopā ar to karbamīdu izmanto dīzeļdegvielai. Apsveriet, kāpēc šis risinājums ir nepieciešams automašīnā, kāds ir šādas tīrīšanas sistēmas darbības princips, kā arī kādas ir tās priekšrocības un trūkumi.

Kas ir urīnviela dīzeļdzinējam

Pats vārds karbamīds nozīmē vielu, kas satur urīnskābes sāļus - zīdītāju vielmaiņas galaproduktu. To aktīvi izmanto lauksaimniecībā, bet to tīrā veidā nelieto auto industrijā.

Dīzeļdzinējiem tiek izmantots īpašs šķīdums, 40 procentus sastāv no urīnvielas ūdens šķīduma un 60 procentus destilēta ūdens. Šī viela ir ķīmisks neitralizators, kas reaģē ar izplūdes gāzēm un pārveido kaitīgos oglekļa oksīdus, ogļūdeņražus un slāpekļa oksīdus par inertu (nekaitīgu) gāzi. Reakcijas rezultātā kaitīgās izplūdes gāzes tiek pārveidotas par oglekļa dioksīdu, slāpekli un ūdeni. Šo šķidrumu sauc arī par AdBlue lietošanai izplūdes gāzu attīrīšanas sistēmā.

Visbiežāk šāda sistēma tiek izmantota komerciālajos transportlīdzekļos. Kravas automašīnai būs papildu tvertne, kuras uzpildes kakls atrodas netālu no degvielas uzpildes atveres. Kravas automašīna tiek darbināta ne tikai ar dīzeļdegvielu, bet arī karbamīda šķīdums jālej atsevišķā tvertnē (gatavs šķidrums, kas tiek pārdots tvertnēs). Vielas patēriņš ir atkarīgs no degvielas sistēmas veida un no tā, cik efektīvi darbojas motors.

Parasti moderna automašīna (starp citu, lielu skaitu pasažieru modeļu, kas izmanto smago degvielu, arī saņem šādu neitralizācijas sistēmu) ir spējīga no kopējā patērētā degvielas daudzuma izstrādāt no diviem līdz sešiem procentiem urīnvielas. Sakarā ar to, ka iesmidzināšanu kontrolē augstas precizitātes elektronika, un pašas sistēmas darbību izlīdzina NO sensori, reaģents tvertnei jāpievieno daudz retāk nekā pašai automašīnai. Parasti degviela ir nepieciešama apmēram pēc 8 tūkstošiem kilometru (atkarībā no tvertnes tilpuma).

Šķidrumu izplūdes sistēmas darbībai nedrīkst sajaukt ar dīzeļdegvielu, jo tas pats par sevi nav viegli uzliesmojošs. Arī liels ūdens un ķīmisko vielu daudzums ātri atspējos augstspiediena degvielas sūkni (tā darbība ir aprakstīta šeit) un citas svarīgas degvielas sistēmas sastāvdaļas.

Kam tas paredzēts dīzeļdzinējā

Mūsdienu automašīnās degšanas produktu neitralizēšanai tiek izmantoti katalizatori. Viņu šūnveida ir izgatavots no metāla vai keramikas materiāla. Visizplatītākās modifikācijas ir iekšēji pārklātas ar trīs veidu metāliem: rodiju, pallādiju un platīnu. Katrs no šiem metāliem reaģē ar izplūdes gāzēm un augstas temperatūras apstākļos neitralizē ogļūdeņražus un oglekļa monoksīdu.

Rezultāts ir oglekļa dioksīda, slāpekļa un ūdens maisījums. Tomēr dīzeļdegvielas izplūdes gāzēs ir arī augsts kvēpu un slāpekļa oksīda līmenis. Turklāt, ja izplūdes sistēmu modernizē, lai atdalītu vienu kaitīgu vielu, tam ir blakusefekts - proporcionāli palielinās citas sastāvdaļas saturs. Šis process tiek novērots dažādos enerģijas vienības darbības režīmos.

Lai noņemtu kvēpus no izplūdes gāzēm, tiek izmantots slazds vai makrodaļiņu filtrs. Plūsma iziet cauri detaļas mazajām šūnām, un uz to malām nosēžas kvēpi. Laika gaitā šis ekrāns kļūst aizsērējis, un motors aktivizē plāksnes dedzināšanu, tādējādi pagarinot filtra kalpošanas laiku.

Neskatoties uz papildu elementu klātbūtni automašīnas izplūdes sistēmā, visas kaitīgās vielas netiek pilnībā neitralizētas. Tāpēc automašīnas motora kaitīgums netiek samazināts. Lai uzlabotu transporta videi draudzīgumu, ir izstrādāta vēl viena papildu sistēma dīzeļdegvielas izplūdes gāzu tīrīšanai vai neitralizēšanai.

SCR neitralizācija ir paredzēta slāpekļa oksīda apkarošanai. Pēc noklusējuma tas ir uzstādīts visiem dīzeļdzinējiem, kas atbilst Euro 4 un jaunākām prasībām. Papildus tīrai izplūdes gāzei, pateicoties urīnvielas izmantošanai, izplūdes sistēma mazāk cieš no oglekļa nogulsnēm.

Kā sistēma darbojas

Neitralizācijas sistēmas klātbūtne ļauj veco iekšdedzes motoru pielāgot mūsdienu ekostandartiem. SCR izmantošana dažās automašīnās ir iespējama kā papildu aprīkojums, taču šim nolūkam ir jāmodernizē automašīnas izplūdes sistēma. Pati sistēma darbojas trīs posmos.

Izplūdes gāzu tīrīšanas posmi

Kad degviela izdeg cilindrā, pie izplūdes gājiena gāzes sadales mehānisms atver izplūdes vārstus. Virzulis iespiež degšanas produktus izplūdes kolektors... Tad gāzes plūsma nonāk daļiņu filtrā, kurā tiek noturēti kvēpi. Šis ir pirmais izplūdes gāzu tīrīšanas solis.

Plūsma, kas jau ir iztīrīta no kvēpu, atstāj filtru un tiek novirzīta uz katalizatoru (daži kvēpu modeļi ir saderīgi ar tajā pašā korpusā esošo katalizatoru), kur izplūdes gāzes tiks neitralizētas. Šajā posmā, līdz karstā gāze nonāk neitralizatorā, caurulē tiek izsmidzināts karbamīda šķīdums.

1. ICE; 2. Vadības bloks; 3. Reaģenta tvertne; 4. DPF filtrs; 5. daļēji iztīrītas izplūdes gāzes; 6. Karbamīda injekcija; 7. SCR katalizators.

Tā kā plūsma joprojām ir ļoti karsta, šķidrums nekavējoties iztvaiko, un no vielas izdalās amonjaks. Augstas temperatūras iedarbība veido arī izociānskābi. Šajā brīdī amonjaks reaģē ar slāpekļa oksīdu. Šis process neitralizē šo kaitīgo gāzi un veido slāpekli un ūdeni.

Trešais posms notiek pašā katalizatorā. Tas neitralizē citas toksiskas vielas. Tad plūsma nonāk izpūtējā un tiek novadīta vidē.

Atkarībā no motora un izplūdes sistēmas veida neitralizēšana notiks pēc līdzīga principa, taču pati instalācija var izskatīties citādi.

Šķidruma sastāvs

Dažiem autobraucējiem rodas jautājums: ja karbamīds ir dzīvnieku pasaules vitālās aktivitātes rezultāts, vai ir iespējams patstāvīgi pagatavot šādu šķidrumu? Teorētiski tas ir iespējams, taču ražotāji to neiesaka darīt. Pašdarināts karbamīda šķīdums neatbilst kvalitātes prasībām, lai tos izmantotu mašīnās.

Tam ir vairāki iemesli:

1. Karbamīdu, kas bieži tiek iekļauts daudzos minerālmēslos, var uzskatīt par alternatīvu risinājuma radīšanai. Bet jūs to nevarat apmeklēt tuvākajā lauksaimniecības veikalā. Iemesls ir tāds, ka mēslojuma granulas tiek apstrādātas ar īpašu vielu, kas novērš beramā materiāla raušanos. Šis ķīmiskais reaģents ir kaitīgs sadegšanas produktu attīrīšanas sistēmas elementiem. Ja jūs sagatavojat šķīdumu, pamatojoties uz šo minerālmēslu, uzstādīšana neizdosies ļoti ātri. Neviena filtru sistēma nespēj filtrēt šo kaitīgo vielu.
2. Minerālmēslu ražošana ir saistīta ar biureta izmantošanu (šī reaģenta galīgā masa var saturēt aptuveni 1.6 procentus). Šīs vielas klātbūtne ievērojami saīsinās katalītiskā neitralizatora kalpošanas laiku. Šī iemesla dēļ AdBlue ražošanā galu galā tā sastāvā var iekļaut tikai nelielu biureta daļu (ne vairāk kā 0.3 procentus no kopējā tilpuma).
3. Pats šķīdums tiek izveidots, pamatojoties uz demineralizētu ūdeni (minerālsāļi aizsprosto katalizatora šūnveida sietu, kas to ātri izslēdz no darbības). Lai gan šī šķidruma cena ir zema, pievienojot minerālmēslu cenu un laiku, kas pavadīts šķīduma pagatavošanai, tā izmaksas, gatavā produkta izmaksas daudz neatšķirsies no rūpnieciskā analoga. Plus mājās sagatavots reaģents ir kaitīgs automašīnai.

Vēl viens izplatīts jautājums par urīnvielas izmantošanu dīzeļdzinējiem - vai ekonomiskuma labad to var atšķaidīt ar ūdeni? Neviens to neaizliedz darīt, taču ietaupījumus šādā veidā nevar panākt. Iemesls ir tāds, ka izplūdes gāzu pēcapstrādes sistēma ir aprīkota ar diviem sensoriem, kas konfigurēti, lai noteiktu NO koncentrāciju sadegšanas produktos.

Viens sensors tiek novietots katalizatora priekšā, bet otrs - pie izejas. Pirmais nosaka slāpekļa dioksīda daudzumu izplūdes gāzēs un aktivizē neitralizācijas sistēmu. Otrais sensors nosaka, cik efektīvi notiek process. Ja kaitīgas vielas koncentrācija izplūdes gāzēs pārsniedz pieļaujamo līmeni (32.5 procenti), tad tas dod signālu, ka urīnvielas daudzums ir nepietiekams, un sistēma palielina šķidruma daudzumu. Atšķaidītā šķīduma rezultātā izies vairāk ūdens, un izplūdes sistēmā uzkrāsies vairāk ūdens (kā ar to rīkoties, tas ir aprakstīts atsevišķi).

Pats par sevi karbamīds izskatās kā sāls kristāli, kas nesatur smaržu. Tos var izšķīdināt polārajā šķīdinātājā, piemēram, amonjakā, metanolā, hloroformā utt. Visdrošākā metode cilvēku veselībai ir izšķīdināšana destilētā ūdenī (minerālvielas, kas ir parasta ūdens daļa, veidos nogulsnes uz katalizatora šūnām).

Sakarā ar ķīmisko vielu izmantošanu šķīduma pagatavošanā karbamīda izstrāde tiek veikta Automobiļu rūpniecības asociācijas (VDA) uzraudzībā vai ar tās apstiprinājumu.

Priekšrocības un trūkumi

Vissvarīgākā urīnvielas izmantošanas dīzeļdzinējos priekšrocība ir pilnīgāka toksisko vielu noņemšana, kas izdalās dīzeļdegvielas sadedzināšanas laikā. Šis šķidrums ļauj transportlīdzeklim ievērot vides standartu līdz Euro6 (to ietekmē pašas vienības īpašības un tā tehniskais stāvoklis).

Neviens no motora tehniskajiem komponentiem nemainās, tāpēc visas karbamīda lietošanas priekšrocības ir saistītas tikai ar izmešu kaitīgumu un no tā izrietošajām sekām. Piemēram, šķērsojot Eiropas robežu, transportlīdzekļa īpašniekam nebūs jāmaksā smags nodoklis vai soda nauda, ​​ja attiecīgās valsts sistēma pārtrauks darboties.

Degvielas uzpildīšana notiek reti. Vidējais patēriņš ir aptuveni 100 ml. uz 100 kilometriem. Tomēr tas ir rādītājs vieglajai automašīnai. 20 litru tvertne parasti ir pietiekama 20 tūkstošiem km. Kas attiecas uz kravas automašīnu, vidējais karbamīda patēriņš tajā ir aptuveni 1.5 litri uz 100 km. Tas ir atkarīgs no motora tilpums.

Vielu var ielej vai nu tieši tvertnē, kas atrodas motora nodalījumā, vai speciālā kaklā, kas atrodas netālu no degvielas tvertnes uzpildes atveres.

Neskatoties uz inovācijas sistēmas acīmredzamajām priekšrocībām, tai ir daudz trūkumu. Apsvērsim tos, lai būtu vieglāk noteikt, vai izmantot šo neitralizāciju:

• Ja sistēmas komponents neizdodas, tā labošana būs dārga;
• Efektīvai neitralizēšanai nepieciešams izmantot augstas kvalitātes degvielu (dīzeļdegvielu ar zemu sēra saturu);
• Lielākais trūkums nav saistīts ar pašu sistēmu, bet gan ar lielu skaitu viltotu šķidrumu NVS tirgū (gandrīz puse no pārdotajām precēm ir viltotas);
• Neitralizācijas sistēmas klātbūtne sadārdzina transportlīdzekli;
• Papildus degvielas uzpildīšanai ar dīzeļdegvielu jums jāuzrauga AdBlue piegāde;
• Karbamīda darbību sarežģī fakts, ka stiprā sals (-11 grādi) tas sasalst. Šī iemesla dēļ šķidrā apkure tiek izmantota daudzās modifikācijās;
• Šķidrums ir reaktīvs un, nonākot saskarē ar rokām, var izraisīt apdegumus vai kairinājumu. Ja neaizsargāta roka ir saskarē ar vielu, kas bieži notiek, uzpildot degvielu no liela tvertnes, šķidrums ir rūpīgi jānomazgā;
• NVS teritorijā ir ļoti maz degvielas uzpildes staciju, kur, ja nepieciešams, jūs varat papildināt papildu daudzumu augstas kvalitātes urīnvielas. Šī iemesla dēļ jums ir jāpērk šķidrums ar rezervi un jānēsā līdzi, ja plānojat garu ceļojumu;
• Šķidrums satur amonjaku, kas, iztvaicējot, kaitē cilvēka elpošanas traktam.

Ņemot vērā tik daudz trūkumu, daudzi autobraucēji nolemj izslēgt šo sistēmu.

Kā atspējot

Dīzeļdegvielas neitralizācijas deaktivizēšanai ir vairāki veidi:

1. Iesaldē sistēmu. Pirms izmantot šo metodi, jums jāpārliecinās, ka SCR nav kļūdu elektronikā. Līnija tiek pārveidota tā, lai elektronika to interpretētu tā, it kā urīnviela būtu sasalusi. Šajā gadījumā vadības bloks neaktivizē sūkni, kamēr sistēma "neaizsalst". Šī metode ir piemērota ierīcēm, kas nenodrošina reaģenta karsēšanu.
2. Programmatūras izslēgšana. Šajā gadījumā vadības bloks tiek mirgots vai tiek veikti daži pielāgojumi elektroniskās sistēmas darbībā.
3. Emulatora instalēšana. Šajā gadījumā SCR tiek atvienots no elektriskās ķēdes, un tā kā vadības bloks nenovērš kļūdu, tā vietā ir pievienots īpašs digitālais emulators, kas nosūta signālu, ka sistēma darbojas pareizi. Tas nemaina motora jaudu.

Pirms turpināt neitralizācijas atvienošanu, ir svarīgi konsultēties ar speciālistu, jo katram atsevišķam gadījumam var būt savas nianses. Tomēr, pēc šī pārskata autora domām, kāpēc pirkt dārgu automašīnu, lai tajā kaut ko izslēgtu, un pēc tam šādas iejaukšanās dēļ maksāt par dārgu remontu?

Piedāvājam arī īsu video pārskatu par vienas no SCR sistēmas šķirnēm darbību:

SCR sistēma, kā darbojas AdBlue

Jautājumi un atbildes:

Kam paredzēts urīnviela dīzeļdzinējam? Tā ir viela, ko pievieno, lai izvadītu kaitīgās gāzes dīzeļdzinēja izplūdes gāzēs. Šai sistēmai ir jāatbilst Euro4 - Euro6 ekoloģiskajam standartam.

Kā urīnviela iedarbojas uz dīzeļdegvielu? Karsēšanas un ķīmiskās reakcijas procesā urīnvielas amonjaks reaģē ar slāpekļa oksīdu (viskaitīgāko gāzi sadedzinātajā dīzeļdegvielā), kā rezultātā veidojas slāpeklis un ūdens.