Мочевина для дизеля: что это?

Новые дизельные моторы: зачем им мочевина?

Поделитесь в соцсетях:

Этот материал начинался как обзор Peugeot 508, а превратился в большую всеохватывающую статью. Ведь суть вопроса – новые дизельные двигатели, которые работают с добавкой мочевины в специальный SCR-катализатор выхлопных газов. Как устроены эти двигатели и что такое SCR-катализатор? Какие плюсы получит покупатель в итоге? И во сколько обойдутся минусы? Ответим на эти и другие вопросы.

Эко-коктейль: дизель + мочевина

Все началось в 1988-м году с принятием первых норм токсичности серии «Euro» (ради справедливости отметим, что к тому времени уже действовали некоторые предписания и правила в США и Европе по регулированию уровня выхлопных газов). Нормы токсичности «Euro» постоянно пересматривались и становились все более «зелеными» в плане количества загрязняющих веществ в выхлопе, и все более сложными, дорогими для их исполнения производителями автомобилей. Последними и самыми жесткими нормами токсичности стали «Euro 5» и «Euro 6», которые приняли одновременно к сентябрю 2009-го года, но «Euro 6» начинали действовать лишь в сентябре 2014-го года с периодом внедрения 1 год, т.е. до сентября 2015 года. Главное изменение «Euro 5» и «Euro 6», помимо снижения прочих вредных веществ в выхлопных газах, состояло в контроле оксида азота NOx.

Данное видео датировано 2013-м годом – уже тогда существовали технологии очистки выхлопных газов с помощью SCR-катализатора. Которая, кстати, еще раньше появилась в мире грузовых автомобилей: там «мочевинные дизели» дебютировали у некоторых производителей еще во время введения норм токсичности «Euro 5»

Считается, что оксиды азота NOx могут приводить к повреждению слизистой оболочки дыхательных путей человека, вызвать рак, виноваты в смогах и кислотных дождях. Словом, оксиды азота стали «новой мишенью». С учетом того, что в 2000-х годах особую популярность в Европе набрали дизельные двигатели – проблема рисковала стать массовой.

Тогда оксиды азота решили превращать в безвредный азот (N2) и воду (H20). Но как это сделать? С помощью химической мочевины CH4N2O и ряда реакций. Так, изначально при добавлении воды разлагается сама химическая мочевина:

CH4N2O + H20 → 2NH3+CO2

Фактически получаем аммиак NH3 и углекислый газ CО2. Последний уже попросту улетучивается в выхлопную трубу, а вот первый – аммиак – вступает в дальнейшие химические реакции. Уже с оксидами азота:

4NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O

2NO2 + 4NH3 + O2 → 3N2 + 6H2O

NO + NO2 + 2NH3 → 2N2 + 3H2

Однако чтобы воплотить такую реакцию в реальность нужно место для нее – это и есть дополнительный SCR-катализатор, который устанавливается в выхлопной системе автомобиля. Кроме того, химическую мочевину нужно где-то брать, ее нужно возить с собой. А значит, требуется бак для мочевины, который обычно устанавливается в задней части автомобиля: около бензобака или в днище багажного отсека. Плюс мелкие доработки: различные датчики, другая программа управления мотором, контрольные лампы на панели приборов, пр.

Плюсы мочевины для автолюбителя

Кстати, а вот «другая программа управления двигателем» – совсем не мелочь. Ведь если ранее приходилось настраивать мотор с учетом уровня выбросов оксидов азота, то теперь здесь поможет SCR-катализатор. А значит – можно сосредоточить усилия конструкторов на достижении оптимального баланса топливной экономичности и большей мощности. К примеру, двигатели BlueHDi стали мощнее на 7-10% относительно сравнимых предшественников серии HDi.

Двигатель BlueHDi 120 – это 1,6-литровый 4-цилиндровый турбодизель с максимальной мощностью 120 л.с. и крутящим моментом 300 Нм; у предшественника e—HDi 110-115 было 110-115 л.с. и до 270 Нм. Мотор BlueHDi 180 – это 2-литровый 4-цилиндровый турбодизель о 180 л.с. и 400 Нм; у предшественника HDi 160 – 163 л.с. и 340 Нм. Прибавка мощности и момента – около 7-10%

Интересно, что установкой лишь SCR-катализатора не обошлось. Так, 1,6-литровый турбодизель (семейство DV6), выпускается еще с 2004 года и впервые был представлен с 16-клапанной ГБЦ (для самых мощный версий). Однако в 2011-м году мотор существенно изменился: была снижена степень сжатия (с 17,5 до 16), вместо 16-клапанной ГБЦ на все версии мотора теперь ставится 8-клапанная «головка». Аналогично и с 2-литровым дизелем (семейство DW10): он выпускается много лет и в ходе доработок получил новую цилиндропоршневую группу и головку блока цилиндров, турбину, системы впуска и выпуска, ГРМ.

Итак, во-первых, мы имеем повышение мощности на 7-10% от сравнимых дизелей без мочевины. Во-вторых – мы получаем снижение расхода топлива. К примеру, по паспорту, Peugeot 508 с прежним 163-сильным двигателем потреблял в городе 7,6 л топлива на 100 км пути; на трассе – 4,6 л; в смешанном цикле – 5,7 л. С обновленным и более мощным мотором BlueHDi расход топлива не вырос, а снизился: в городе – 5,2 л; на трассе – 3,8 л; смешанный – 4,3 л (все по паспорту).

Конечно, цифры выглядят фантастическими, лично я в реальном тесте не смог их получить, возможно, такой расход можно показать лишь в идеальных «тепличных» условиях. Однако все-таки в реальности автомобили оказались очень экономичными: в городе Peugeot 508 потреблял около 6-7 л/100 км, на трассе укладывался примерно в 4 л/100 км. На счет Citroen C4 есть следующее наблюдение…

Почти идеальные условия: Бориспольская трасса, круиз-контроль на 90 км/ч, практически нет ветра, температура около +15 градусов. Результат – 3,3 л/100 км. Это важно, поскольку пару лет назад я ездил на Citroen C4 e-HDi с 6-ст. РКПП и в схожих условиях не мог выжать из него результат лучше 3,6-3,7 л/100 км. Экономию 0,3-0,4 л/100 км – около 10% – подтверждаю на личном опыте. Суммарно на каждом автомобиле проехал 500-700 км в разных условиях. Результат Peugeot написан выше, результат Citroen: трасса – 3,3-3,5 л/100 км; город – около 5 л/100 км.

В результате можно говорить о том, что мочевина позволяет сделать дизельный мотор мощнее на 7-10% одновременно со схожей экономией топлива (около 10%).

Минусы мочевины и цена вопроса

А вот теперь о минусах и пресловутой «цене вопроса». Сейчас уже сложно высчитать, какова разница между обычным дизелем HDi и BlueHDi, т.к. мотор BlueHDi в Украине обычно идет в паре с АКПП и в средних или дорогих комплектациях автомобиля, его сравнение с версией «HDi + МКПП» некорректно. Однако можно оценить стоимость специфических запчастей для этих моторов.

Французы используют SCR-катализатор в едином блоке DPF-фильтром, справедливо полагая, что горячие выхлопные газы лучше обрабатывать и очищать в едином месте. Кстати, в 1999-2000 годах Группа PSA одной из первых среди производителей автомобилей внедрила DPF-фильтр (их фирменное название «FAP-фильтр»): как раз под нормы «Euro 3» для борьбы с сажей. Это еще одна иллюстрация того, что PSA является одним из лидеров на дизельном авторынке – в Европе, и в Украине. И вот теперь две технологии – DPF и SCR – объединились в одном узле.

В тоже время, при повреждении этого узла придется заплатить немалую цену, т.к. обе составляющие – SCR-катализатор и DPF-фильтр – дороги сами по себе. К примеру, для Peugeot 508 SCR-катализатор в блоке с DPF-фильтром оценен в 38 тыс. гривен (около $1,5 тыс.); вторая крупная деталь системы – бак для мочевины – обойдется в 30 тыс. гривен ($ 1,2 тыс.).

Детали дорогие, но если не попадать в сильные ДТП и не ударятся днищем о бугры на разбитой дороге или грунтовке, то их стоимости владелец автомобиля вряд ли узнает: еще во время введения Euro 5 срок службы деталей выхлопной системы рассчитывался на пробег минимум 160 тыс. км

Отчасти дороговизна подобных систем очистки выхлопных газов и стала причиной скандала VW, о которым мы писали ранее.

Но ведь есть и текущие расходы, прежде всего – стоимость ТО для «мочевинного дизеля». К примеру, рассмотрим Citroen C4, т.к. для этой модели сегодня предлагается и обычный дизель HDi и новый мотор BlueHDi. Разница в ТО для двух моторов не только в необходимости заливки химической мочевины, но и в требовании замены топливного фильтра каждый 20 тыс. км для мотора BlueHDi против замены топливного фильтра раз в 40 тыс. км для мотора HDi. В результате каждое ТО, где приходится доливать жидкость AdBlue и дополнительно менять топливный фильтр, обходится примерно вдвое дороже обычного – 4,8 тыс. грн против 2,25 тыс. грн. Если рассмотреть ТО на 40 тыс., где в двух моторах нужно заменить топливный фильтр, то сможем примерно рассчитать стоимость только химической мочевины: 4,8 тыс. грн против 3,45 тыс. грн; разница составляет примерно 1,3 тыс. грн – это и есть стоимость залитой мочевины.

Хотя у сторонних продавцов можно найти химическую мочевину и дешевле. К примеру, смотрим предложения на Hotline: в среднем цена 30-35 грн за 1 литр, обычно нужно покупать 20 л. Кстати, почему 20 л? Потому, что бак для мочевины рассчитывается так, чтобы запаса жидкости хватило на 15-20 тыс. км пробега. При среднем расходе жидкости около 1 л на 1000 км нужен и соответствующий бак – к примеру, в тестовых авто был установлен бак объемом 17 литров. Расход химической мочевины лишь косвенно связан с объемом мотора, он больше зависит от расхода топлива – и количества выхлопных газов, которые нужно преобразовать. Но в целом правило неизменно: 1л на 1000 км пробега, бак около 15-20 л для зазора «от ТО до ТО».

Точки заправки мочевины – либо в крышке лючка для заправки, либо в багажнике автомобиля, в скрытых полостях. Последнее решение кажется странным? Зато возможностей перепутать заправочные горловины отсутствует напрочь, да и обращаться туда придется примерно раз в год. Контроль за уровнем жидкости прост: достаточно лишь одного нажатия кнопки – и получаем нужную информацию на дисплее БК. В случае необходимости заливки химической мочевины сообщение появится автоматически

А что будет, если мочевина закончится? Сначала на панели приборов зажгутся лампы или надписи предупреждения, еще до окончания мочевины, с запасом по пробегу около 2-2,5 тыс. км. Затем будет еще одно предупреждение, уже на приграничных пробегах, когда мочевины осталось совсем чуть-чуть. Но если владелец игнорирует и эти предупреждения – тогда двигатель либо переходит в аварийный режим (обрезана мощность, обороты, грязный выхлоп), либо мотор невозможно завести вообще!

Словом, минусов хватает, они немалые, да еще и обходятся «в копейку».

Дизель с мочевиной: Peugeot, Citroen, кто следующий?

Когда мы говорим о дизелях Группы PSA – то мы говорим об общей ситуации и тенденциях на рынке в целом. Ведь эти моторы отлично известны на рынке, они имеют хорошие рекомендации, а потому – встречались или встречаются под капотами автомобилей многих других марок: Ford, Volvo, FIAT, Mazda, Mini.

Еще один «дизельный гигант» – Группа VW, которая редко отдает свои моторы «на сторону», но и перечень собственных марок более чем достаточен: VW, Audi SKODA, SEAT. Наконец, обязательно вспомним и дизельные Mercedes. И у всех этих марок «мочевинные дизели» уже представлены в Украине или появятся совсем скоро!

Первым «мочевинные дизели» в Украине стал предлагать Mercedes: моторы серии BlueTEC встречались или встречаются на Е-классе, внедорожниках GL и GLE (в прошлом ML). Правила эксплуатации схожи: заправка «от ТО до ТО» на 15-20 тыс. км, примерно 20 л мочевины, «цена вопроса» (заправки мочевины) около 1,3 тыс. грн. Особых проблем пока не замечено, но ведь и автомобилям сейчас только по паре-тройке лет. Но если Mercedes – это «премиум», где не слишком считают расходы на ТО и могут ездить на фирменный сервис много лет, то случай с PSA – это первый приход «мочевинных дизелей» в массовый класс. Первый, но не последний…

На протяжении этого года в Украине могут стартовать продажи «мочевинных дизелей» для ряда моделей VW, SKODA, SEAT Leon; представители PSA уже огласили прайс на Peugeot 308 с дизелем BlueHDi. А компания Ford буквально на днях анонсировала новый дизельный мотор 2.0 EcoBlue, который изначально спроектирован под нормы «Euro 6» и использование мочевины: сначала – для коммерческих авто, фургонов, минивэнов, затем – для легковых моделей.

Хотим мы того или нет, но «мочевинные дизели» приходят в средние классы современных автомобилей-иномарок. И, пожалуй, альтернативу им могут предложить только современные малообъемные бензиновые турбо-моторы, которые предлагают высокую мощность и заметно уменьшенные аппетиты к топливу. Лучшие примеры – моторы TSI от VW и PureTech Turbo от PSA – двух автомобильных групп, которые еще недавно делали огромную ставку на дизельные двигатели. Такая вот «циклическая шутка» истории моторостроения.

Мочевина для дизеля: что это?

В настоящее время в странах ЕС идет широкая кампания за защиту окружающей среды. Миллионы машин по всему миру каждый год выбрасывают в атмосферу большие объемы вредных веществ. Разумеется, в городе отказ от передвижения на авто едва ли возможен, но снижение ущерба от выхлопов представляется вполне осуществимой задачей. С этой целью были разработаны соответствующие нормативы и стандарты. Но год от года они лишь ужесточаются, что стало для автомобильных концернов настоящей проблемой. Это и привело к появлению мочевины AdBlue и технологии SCR.

Поначалу автомобильные концерны старались изменить систему подачи дизтоплива и газораспределения таким образом, чтобы понизить объем опасных соединений в выхлопных газах. Правда, в дальнейшем эта задача сильно усложнилась. Но на помощь производителям пришел метод селективной каталитической нейтрализации, при котором на машину устанавливается особое оборудование, отвечающее за впрыскивание мочевины в выхлопную систему, в результате чего сильно понижается негативное воздействие выхлопных газов на экологию.

Зачем нужна мочевина

Продукт AdBlue является особым реагентом, применяемым во всех дизельных моторах, соответствующих стандартам Евро-4 и Евро-5 и включающих очищающую SCR-систему. Он представляет собой водный раствор мочевины, которая играет главную роль в процессе каталитической нейтрализации. Благодаря ее использованию становится возможным получение экологически безопасного выхлопа, продление периода эксплуатации двигателя и повышение его эффективности.

Теперь поговорим о том, зачем мочевина для грузовиков нужна. Заметим, что в настоящее время почти все грузовики оснащаются SCR-преобразователями, благодаря чему растут эксплуатационные характеристики самой машины и ее мотора, а элементы двигателя получают защиту от нагара. Мочевина вливается в специально предназначенный для этого бачок, находящийся рядом с автомобильным мотором.

Как правило, объем бачка равен 120 л. Продукт AdBlue довольно экономичен, и больший объем не потребуется. Такого объема достаточно для пробега в 8 тысяч километров. Основным принципом применения данного реагента считается точность соблюдения приложенной инструкции и применение лишь оригинального продукта. Также имеет значение то, насколько чист бачок, в который вливается мочевина, и из каких материалов он сделан.

Этапы очистки отработанных газов

Высокая эффективность продукта АдБлю базируется на 2-х циклах. На 1-м шаге в струю отработанных газов, покидающих камеру сгорания, впрыскивается мочевина. Из-за действия высокой температуры запускается химическая реакция, в результате которой мочевина преобразуется в аммиак. На последнем, 2-м шаге, опасные окислы азота, находящиеся в выхлопных газах, из-за воздействия катализатора и аммиака проходят через реакцию окисления и превращаются в обычную воду и азот – привычные и безопасные вещества. Вот краткое описание того, что делает мочевина для дизеля, зачем она нужна.

Мочевина в дизельных двигателях применяется для того, чтобы достичь предельного соответствия чистоты выхлопных газов нормативам Euro-4, Euro-5 и Euro-6. А благодаря огромной экономичности SCR-технологии этот продукт обрел большую популярность у автомобильных компаний во всем мире.

Но для нашей страны данный продукт считается не самым подходящим, так как у мочевины имеются определенные минусы:

• Нужна дозаправка дополнительной жидкостью АдБлю, а ее в России приобрести можно далеко не везде, да и качество ее не всегда соответствует требованиям. При этом расход АдБлю равен 5-7% от топливного расхода;
• Данный продукт замерзает при температуре -11°С, поэтому его трудно использовать в условиях российской зимы;
• Плохой запах из выхлопной системы;
• При нагреве бачка с АдБлю появляются аммиачные пары, раздражающие глаза, кожу и слизистые;
• Токсичность АдБлю, ее способность приводить к химическим ожогам при воздействии на кожу;
• На отечественном рынке слишком много подделок, потому высока вероятность поломки системы.
• В конце концов – это лишние и немалые издержки

Наша организация имеет за плечами свыше 12 лет опыта работы с ведущими Европейскими марками грузовых автомобилей. Четыре филиала фирмы находятся в Одинцово. Специалисты компании работают на выезде, а также предоставляют услуги по обслуживанию автомобилей в регионах (Краснодар, Уфа и др.).

Высокий профессионализм и непревзойденное качество исполнения работ, проводимых нашими специалистами, подтверждено клиентами фирмы. В интернете, Вы конечно сможете ознакомиться с рекомендациями по отключению системы SCR, но помните, что не во всех случаях с этой задачей можно справиться самостоятельно. Замена датчиков и перепрошивка FFR не всегда являются лучшими способами, так как подходят лишь некоторым маркам автомобилей (Scania, Iveco). Также самостоятельные манипуляции могут причинить вред вашему «железному другу».

Зачем в дизельные моторы заливают удобрение

Загрязнение окружающей среды является одним из самых больших недостатков дизельных двигателей. Решение этой проблемы привело к появлению мочевины AdBlue и технологии SCR. Система SCR или «селективное каталитическое восстановление на основе мочевины», является единственной доступной технологией, которая может удалить достаточное количество NOx из дизельных выхлопных газов.

Проблема вредных выбросов дизельных двигателей и способы борьбы с ней.

На дизельные транспортные средства приходится почти половина всех оксидов азота (NOx) и более двух третей всех выбросов твёрдых частиц (ТЧ). Твёрдые частицы или сажа образуются при неполном сгорании дизельного топлива. В его состав часто входят сотни химических элементов, включая сульфаты, аммоний, нитраты, элементарный углерод, конденсированные органические соединения и даже канцерогенные соединения и тяжёлые металлы, такие как мышьяк, селен, кадмий и цинк.

Твёрдые частицы раздражают глаза, нос, горло и лёгкие, способствуют развитию респираторных и сердечно-сосудистых заболеваний и даже преждевременной смерти. Каждый человек подвержен загрязнению дизельной сажей, однако дети, пожилые люди и лица с уже существующими респираторными заболеваниями являются наиболее уязвимыми.

Исследователи подсчитали, что по всей стране десятки тысяч людей умирают преждевременно каждый год в результате загрязнения твёрдыми частицами.

Дизельные двигатели вносят свой вклад в экологическую проблему, выпуская ТЧ непосредственно в воздух и выделяя оксиды азота и оксиды серы, которые превращаются во «вторичные» частицы в атмосфере.

Министерством по охране окружающей среды и Международным агентством по исследованию рака дизельный выхлоп был классифицирован потенциальным канцерогеном человека. Было показано, что воздействие высоких уровней выхлопных газов дизельного топлива вызывает опухоли лёгких у крыс, а исследования людей, регулярно подвергающихся воздействию паров дизельного топлива, указывают на больший риск развития рака лёгких. Например, исследования в области гигиены труда работников железных дорог, грузовых автомобилей и автобусных гаражей, подвергавшихся воздействию высоких уровней выхлопных газов дизельного топлива на протяжении многих лет, неизменно демонстрируют 20-50-процентное увеличение риска рака лёгких или смертности.

Предлагаются различные технологии для борьбы с выбросами дизельных двигателей, такие как гибридизация, своевременная диагностика транспортного средства, контроль за выбросами в атмосферу, а также использование мочевины.

Что такое мочевина для дизеля

Автомобильная мочевина, называемая AdBlue (торговое название в Европе), уменьшает NOx на целых 90% в одиночку и может снижать NOx до почти нулевого уровня при использовании в сочетании с технологией сажевого фильтра дизеля. Сама дизельная мочевина представляет собой жидкость-реагент, состоящий из деминерализованной воды и мочевины.

Как работает мочевина

Мочевина очищает выхлопные газы после сгорания. Раствор мочевины удерживается в отдельном резервуаре для хранения и впрыскивается в виде мелкодисперсного тумана в горячие выхлопные газы. Тепло разрушает мочевину в аммиак, происходят фактические выбросы NOx. Через каталитический нейтрализатор аммиак разрушает NOx до безвредного газа азота (N) и водяного пара. Выхлоп больше не является загрязнителем, так как атмосфера на 80% состоит из азота. Современное образование требует больших финансовых вложений даже на бюджетной форме обучения, поэтому талантливые дети не могут поступить в желаемый институт, а, значит, мечта остается неосуществимой. Чтобы не ставить крест на карьере, рекомендуем купить государственный диплом любого вуза и специальности. Мы гарантируем отменное качество, полную конфиденциальность данных и профессиональный подход. При необходимости менеджеры подскажут, какое учебное заведение лучше выбрать, и какая профессия востребована на рынке труда.

Что улучшает мочевина кроме экологии

1. Мочевина активно используется в аграрной промышленности для изготовления различных удобрений.
2. Так же она используется как основной продукт в изготовлении смол и пластмасс.
3. Ряд потребительских и косметических продуктов содержат мочевину, чтобы помочь сохранить эмульгированные ингредиенты от разделения. В тоники и средства для снятия макияжа добавляют небольшое количество мочевины, так как данное вещество может помочь в увлажнении кожи.
4. Мочевина иногда используется в животноводстве в производстве кормов для скота. Корм с добавлением мочевины содержит высокие концентрации азота, которые способствуют быстрому росту животных.

Ещё одно преимущество использования мочевины заключается в том, что эффективность двигателя, достигнутая с помощью технологии SCR, сэкономит клиентам более 280 миллионов литров дизельного топлива и почти полмиллиарда долларов расходов на топливо. В то же время, окружающая среда будет избавлена приблизительно от 800 000 метрических тонн углекислого газа.

Как технически реализовано добавление мочевины

Большинство новых дизельных автомобилей оснащены многоступенчатыми системами управления выбросами выхлопных газов, которые постепенно отделяют сажу и NOx от выхлопных газов, а фаза впрыска мочевины является одним из последних шагов. Введение мочевины происходит в секции селективного каталитического нейтрализатора (SCR) системы, где тонкая струя, соединённая с отдельным резервуаром мочевины, распыляет мелкодисперсный туман жидкости в богатый NOx выхлопной газ. Выхлопные газы, которые после этого выбрасываются в атмосферу, почти не содержат сажи и NOx [2].

Однако в данный момент использование данной системы может вызывать неудобства у водителей, потому что некоторые дизельные моторы могут совершать ограниченное количество запусков, если бак мочевины исчерпан. К счастью, большинство новых дизельных моделей с впрыском мочевины оборудованы системами оповещения и предупреждения, которые сигнализируют водителю, если уровень мочевины становится низким.

Зачем дизельным двигателям система Bluetec

В будущем существование ДВС, особенно дизельных, без сложных многоступенчатых систем нейтрализации отработавших газов представить трудно. Двигателисты с их играми в качество смесеобразования, похоже, подходят к своему «технологическому пределу», поэтому дальнейшее снижение токсичности выхлопа за химиками.

К каким только ухищрениям не прибегают разработчики, дабы увеличить экологичность своих автомобилей. Мудрят с солнечными батареями, электрическими и гибридными приводами, шаманят с водородными технологиями. Из этих разработок многие просочились на конвейер, а некоторые так и остались доживать свой век, будучи воплощёнными только в опытных образцах. А, между прочим, технология Bluetec, которую Mercedes-Benz применяет на своих дизельных автомобилях, хоть и не является революционной, но зато чистит отработавшие газы как надо.

Эффективность этой системы ставить под сомнение грех. Посудите сами, благодаря её применению инженерам без изменения конструктива двигателей, соответствующих нормам , удалось с минимальными перенастройками топливной аппаратуры достичь уровня выбросов, которые по содержанию окислов азота с большим запасом укладываются в нормы и даже . Так как же устроено это чудо техники?

Корпус каталитического нейтрализатора выполнен из двойных стенок с жаропрочной оболочкой между ними. Внутри корпуса находятся керамические или металлические «соты», покрытые тонким слоем химически активного вещества — катализатором. В результате работы катализирующего вещества токсичные соединения CO, CH и NO_x окисляются или восстанавливаются до углекислого газа СО₂, азота N₂ и воды Н₂О.

На многих современных машинах нынче трудятся трёхкомпонентные нейтрализаторы. Они относительно просты, не слишком дороги в производстве, обладают достаточной долговечностью и, надо сказать, весьма неплохо справляются со своей задачей. В таких катализаторах платина и палладий «воюют» с СО (угарный газ) и СН (углеводороды), а родий «борется» с NO (окислы азота). Если особо не вдаваться в подробности, то результатом работы «противогаза» является окисление или восстановление этих токсичных компонентов до углекислого газа СО₂, азота N₂ и воды. И если на бензиновых двигателях со зловредной «троицей» научились бороться весьма эффективно, то при очистке выхлопа дизельных моторов химики столкнулись с проблемами.

На многие модели автомобилей ставятся двух- или даже трёхкомпонентные нейтрализаторы. Они, как правило, состоят из нескольких секций с различными каталитическими веществами — платиной, родием, палладием.

Всё бы ничего, да только особенности смесеобразования в дизеле таковы, что при его работе выделяются не только перечисленные вредоносные компоненты, но и, плюс ко всему, большое количество сажи, которая, кстати, является «провокатором» роста раковых клеток. И это ещё не всё! Особенность дизельных «движков» такова, что если уменьшить долю сажи в выхлопе, содержание NO_x, напротив, начнёт резко возрастать. И наоборот. Причём перевес в ту или иную сторону зависит не только от совершенства процесса смесеобразования, но и от режима работы.

«Соты» каталитического нейтрализатора.

Вот и получается, что для комплексной очистки дизельного выхлопа нужна куда более сложная система, состоящая из нескольких компонентов. И таких систем, надо сказать, было выпущено довольно много — с ними экспериментировали и Toyota, и Citroen, и Mitsubishi. Среди них есть весьма интересные экземпляры, но, к сожалению, по своей сложности они в большинстве случаев напоминают гидролизные установки нефтеперегонного завода. Они не только громоздки и тяжелы, но ещё и дороги до такой степени, что их использование в массовом производстве ставит под вопрос рентабельность.

Дизельные красавцы Аrtego, Actros и Axor выпускаются в различных вариантах и могут соответствовать как нормам , так и нормам .

Хотя, следует заметить, на сажу управу удалось найти относительно быстро и, главное, дёшево. Химики-инженеры создали специальные накопительные противосажевые фильтры, которые можно видеть сегодня на большом количестве современных дизелей. С СО и СН на этих моторах эффективно борются при помощи обычных окислительных катализаторов. А куда же девать NO_x? Ведь его количество при отдельных режимах работы дизеля может настолько увеличиться, что вписать его в нормы и, тем более, становится весьма проблематично.

«междугородник» Mercedes-Benz Tourismo, который вышел в прошлом году, соответствует нормам .

Ответ дали специалисты компании Mercedes со своей технологией Bluetec. Именно эта система очистки выхлопа, которая среди себе подобных оказалась наиболее простой и удачной, позволила «вписать» дизельные двигатели в перспективные сверхжёсткие нормы токсичности по всем статьям, в том числе и относительно окислов азота. Однако не все знают, что под «вывеской» Bluetec на автомобилях Mercedes и Chrysler применяется не один, а три подвида системы, отличающиеся весьма сильно. Впрочем, давайте обо всём по порядку.

Схема работы системы очистки выхлопа Bluetec на грузовиках Actros.

Первой в серию DaimlerChrysler вывел автомобили с системой, которая предполагала впрыск в выпускной тракт искусственной мочевины AdВlue. Опытные образцы с мочевинной технологией Bluetec концерн выпустил на дороги в 2002 году. На протяжении нескольких месяцев испытатели гоняли машины по дорогам Европы и Америки, прежде чем поняли, что система дееспособна и может применяться на серийных автомобилях. Уже в начале 2005 года серийные дизельные грузовики концерна оснащались такими системами. Потом технология потихоньку перекочевала на автобусы. А не так давно к ним присоединились и легковушки, например, внедорожник Mercedes-Benz GL или Mercedes E 320 CDI Bluetec.

А это не что иное, как дозирующее устройство, которое контролирует подачу мочевины AdBlue в выхлопную трубу грузового Actros.

Грузовой вариант Bluetec наиболее простой и работает следующим образом: специальный активный реагент AdВlue, который представляет собой водный раствор мочевины (вода + аммиак), при помощи специального дозатора подаётся в выпускной тракт и перемешивается с выхлопными газами.

Mercedes для заправки ёмкостей автомобиля мочевиной оснастил собственные центры обслуживания и некоторые заправочные станции специальными колонками.

Далее эта «адская» смесь попадает в специальный нейтрализатор SCR (Selective Catalytic Reduction) избирательного действия. Здесь аммиак из AdBlue под влиянием катализирующих веществ при температуре около °С вступает в химическую реакцию с окислами азота. В результате чего NO_x «разбирается» на безобидные азот и воду. Естественно, здесь дожигаются и остальные вредные компоненты.

А вот вариант, устанавливаемый на внедорожник Vision GL 320 Bluetec, более навороченный. Работает эта версия так: практически сразу после выпускного коллектора отработавшие газы попадают в окислительный катализатор, который совмещён с противосажевым фильтром. Кстати, ничего особенного этот совмещённый «очиститель» собой не представляет — большинство современных дизельных моторов оснащается именно такими. В нём платина и палладий «борются» с СО и СН, а фильтр задерживает, а потом окисляет твёрдые частицы углерода, то есть сажи.

Составные части системы нейтрализации с применением мочевины, устанавливаемые на легковые автомобили.

Так многоступенчатая система очистки выхлопа скомпонована на внедорожнике Mercedes-Benz Vision GL 320 Bluetec.

Затем полуочищенный выхлоп попадает в смесительную камеру выпускного тракта и смешивается с реагентом AdBlue. Заключительная стадия очистки проходит в избирательном катализаторе SCR точно так же, как на «грузовой» модификации системы. И только после такой многоступенчатой очистки выхлопные газы «отпускают на волю».

Vision GL 320 Bluetec (справа) показали во время Детройтского автосалона в 2006 году. Дизельная «шестёрка» CDI развивает 211 лошадей и 540 ньютон-метров крутящего момента. При этом уровень загрязняющих веществ мотора соответствует нормам . Трёхтонная махина с этим «движком» расходует в смешанном режиме 9,4 литра дизельного топлива на сто километров.

Расход искусственной мочевины не так велик, как может показаться сначала — всего около 0,1 литра на 100 километров. Следовательно, бака с AdBlue, вполне хватает на пробег более 20 тысяч километров. А это значит, что запас можно пополнять каждый раз при выполнении планового ТО. С грузовиками ситуация аналогичная, только жидкости на километр пути, конечно же, уходит несколько больше.

Прототип с длинным названием Bluetec Jeep Grand Cherokee Engineering Concept с трёхлитровым дизелем CRD был представлен Крайслером на Детройтском автошоу в прошлом году. Насчёт серийного производства таких автомобилей американская компания пока помалкивает.

Есть, разумеется, у «жидкостной» Bluetec и недостатки. И речь не только о цене — система крайне прихотлива к качеству топлива и способна нормально работать только на солярке с минимальным содержанием серы. Кроме того, такая система доставляет лишние хлопоты при обслуживании. Есть и ещё одна трудность — раствор AdВlue замерзает уже при минус 11,5°С.

На Mercedes GL 320 Bluetec, а также Bluetec Jeep Grand Cherokee Engineering Concept и других легковушках с мочевинной технологией бак с реагентом ушёл в подполье.

Поэтому сверхчистые дизели, работающие с реагентом AdBlue, актуальны в регионах, где минимальная температура не опускается ниже минус °С. То есть в относительно тёплых европейских странах или южных штатах Америки. К примеру, в озабоченной проблемами экологии Калифорнии.

Mercedes-Benz Vision C 220 Bluetec немцы представили миру весной 2007 года, буквально за неделю до Женевского автосалона. Мотор этого седана «коптит» настолько чисто, что удовлетворяет требованиям , которые вступят в силу только в 2015 году.

Зная об этих недостатках, Mercedes в своё время озадачился разработкой системы без использования мочевины. Так родился ещё один вариант, который, кстати, уже применяется на седанах и универсалах Mercedes E 320 CDI Bluetec. Здесь разработчики пошли по иному пути — при помощи электроники они несколько изменили характер впрыска на всех режимах. И решили подвергнуть выхлопные газы четырёхступенчатой очистке, без применения жидкого реагента.

А так устроена четырёхступенчатая система очистки газов без использования мочевины (Mercedes E 320 CDI Bluetec).

Система эта состоит из платинового окислительного каталитического нейтрализатора, противосажевого фильтра и двух , которые «сражаются» исключительно с окислами азота. С такой четырёхступенчатой очисткой автомобили продаются исключительно на территории США и позволяют дотянуть состав окислов азота в выхлопе до строжайших калифорнийских стандартов. Кстати, принятые в штате Шварценеггера нормы по концентрации окислов азота NO_x примерно соответствуют уровню .

А это, собственно, рентген Mercedes E 320 CDI Bluetec с системой, в которой применена последовательная четырёхступенчатая очистка выхлопа без использования мочевины. Судьба этого Мерса весьма забавна, ведь изначально автомобиль запретили продавать на территории Калифорнии несоответствия экологическим нормам. Однако, немного поработав над ошибками, немцы прорвались на автомобильный рынок южного штата.

В будущем технологии Bluetec сейчас сомнений уже нет. Но пока что лидером по выпуску таких машин является Mercedes-Benz. Кстати, в консорциум Bluetec некогда входил ещё и Volkswagen, но позже концерн решил отказаться идти в ногу со своими коллегами. Тем не менее продажи машин с Bluetec только начинаются, и не факт, что остальные производители в перспективе не будут делать подобное. Правда, к России всё это пока, как обычно, не относится — с качеством солярки…

В этом году во Франкфурте Mercedes представил Bluetec Hybrid. Интересна разработка тем, что в ней воедино соединены две экотехнологии: гибридный привод и многоступенчатая система очистки выхлопа с применением реагента AdBlue. Старания инженеров привели к тому, что автомобиль с запасом укладывается в нормы . Скажем по секрету, инженеры из Штутгарта к 2009 году готовятся выпустить в серию ML 450 Hybrid и E300 Bluetec Hybrid.

Кстати, Scania и MAN готовят мерседесовской технологии довольно сильную альтернативу. Они пообещали представить дизельную «восьмёрку» с технологией EGR, которая будет соответствовать уже в 2008 году. «Шестигоршковые» дизели с «пятым Евро» у них уже есть. Правда, надо заметить, что Scania и MAN делают упор не на (как в Bluetec), а на более точное управление фазированным впрыском и каталитическую систему очистки с рециркуляцией (возвратом обратно в камеру сгорания) отработавших газов.

Что такое мочевина для дизеля? Зачем она нужна и что с ней делать?

Для тех, кто плохо знаком с дизелями, вопрос, что такое мочевина для дизеля, просто вобьет в тупик. Есть бензиновые и дизельные варианты, что еще за мочевина? Тут нужно сразу дать отсылку на евростандарты, ориентированные на экологию. Если говорить о ней вкратце – это главный компонент очищающих систем SCR. Все направлено на понижение уровня токсичных выбросов из выхлопной трубы, скажем за это спасибо стандартам ЕВРО 4-6.

Содержание

Немного истории

С ростом машин, пошло увеличение выбросов в атмосферу. Создавать экологичные моторы на тот момент, было никому не нужно, а кто пытался, ценник на эти самые двигатели становился мягко говоря не конкурентным, поэтому под давлением в первую очередь европейских государств, были созданы катализаторы, который впитывал все вредные вещества из отработанного бензина.

А вот с дизелем, вопрос стоял гораздо острее. Одно слово – сажа. Бороться с ней с помощью катализатора и настроек двигателя, вариант из разряда так себе. Может на бумаге и цифрах, что-то и получалось, только вот к реальной жизни и эксплуатации, это ничего общего не имело.

Частично проблему удалось решить сажевым фильтром, но не настолько, чтобы экологи успокоились.

Очистка выхлопа

С ужесточением норм и стандартом для экологии, у автопроизводителей не осталось выбора, кроме как прогнуться и озадачить инженеров, как угодить зеленым и при этом не сильно удорожить себестоимость выпускаемых машин.

Тут первым в лидеры выбился Mercedes, разработавший систему Bluetec, состоящий сразу из трех элементов – сажевого фильтра, катализатора и жидкостной системы нейтрализации.

Вот последнее и есть мочевина. Под нее был спроектирован и размещен отдельный бак, куда заливается AdВlue. Вода и аммиак почти в чистом виде. Уже из бака, система автоматически делает впрыск этой жидкости в систему отработанных газов, где последние с ней перемешиваются и нейтрализуются. Это происходит в нейтрализаторе SCR.

Тут в дело идет чистая химия. Аммиак из мочевины реагирует с окислами азота, при температуре 300 градусов, в результате на выходе получается вода и азот. Другие же химические соединения попросту догорают внутри системы.

Плюсы и минусы

В результате выхлоп получается безвредным (ну так относительно конечно). Сама мочевина – это полностью органический продукт и безвредна для природы. Система ее подачи, сама рассчитывает момент, когда и сколько подавать (в зависимости от режима работы).

Несравненное преимущество – нет снижения мощности.

Малый расход мочевины. Примерно 150 миллилитров на 100 км. пробега. Однако для больших грузовиков, этот показатель может подскочить до 1.5 литра на туже сотню. Все упирается в двигатель и стиль вождения.

Ценник AdВlue в районе $10 (может и дороже, с этим курсом вообще нельзя писать ничего точного).

А в минусы можно сразу отнести обслуживание этой самой системы. Да и возить эти бочонки нужно с собой всегда, если она кончится в баке, то мощность движка сразу упадет, ровно до того момента, пока в баке снова не появится это средство.

Да и замерзает она уже при -11°C. В Европе то это не критично, а с нашими холодами и снегами, помимо головой боли, как завести дизель в мороз, прибавилась еще одна, как отогреть эту мочевину.

Хотя сейчас можно поставить эмулятор AdВlue и вроде как все будет хорошо, но вот личного опыта не имеем и сказать тут не можем ничего. Если кто уже так делал – пишите в комментариях, с удовольствием изучим ваш опыт.

В результате выиграли все. Существенного удорожания не произошло, экологи довольны, экологические стандарты соблюдены, на рынок выведен новый продукт, за который нужно платить, система также ставится на легковые авто.

Пока на рынке есть только одно решение от Мерседеса (на раннем этапе проектировки участвовали еще и Volkswagen, но по непонятным и не озвученным причинам, из проекта вышли).

MAN, SCANIA и другие концерны пошли по стандартному для себя пути – тупо выпустить новый двигатель, где уже на его уровне будет вестись учет и нейтрализация всех веществ, чтобы добиться стандартов.