Урея в дизеловите двигатели: защо, състав, консумация, цена, изключване

Повечето съвременни автомобилисти, определящи най-практичния автомобил, обръщат внимание не само на мощността на силовия агрегат и комфорта, който се предлага в интериора. За мнозина икономиката на транспорта е от голямо значение. Въпреки това, създавайки автомобили с намален разход на гориво, производителите се ръководят повече от екологичните стандарти (по-малък ICE отделя по-малко вредни вещества).

Затягането на екологичните стандарти принуди инженерите да разработят нови горивни системи, да модифицират съществуващите задвижвания и да ги оборудват с допълнително оборудване. Всички знаят, че ако намалите размера на двигателя, той ще загуби мощност. Поради тази причина в съвременните двигатели с вътрешно горене с малък работен обем все по-често се срещат турбокомпресори, компресори, всякакви инжекционни системи и др. Благодарение на това дори 1.0-литров агрегат е напълно способен да се конкурира с 3.0-литровия двигател на рядък спортен автомобил.

Ако сравним бензиновите и дизеловите двигатели (разликата в такива двигатели е описана в друго ревю), тогава модификациите с идентичен обем, работещи на тежко гориво, определено ще консумират по-малко гориво. Това се дължи на факта, че всеки дизелов двигател е оборудван със система за директно впръскване по подразбиране. Повече подробности за устройството на този тип двигатели са описани тук.

Дизеловите двигатели обаче не са толкова прости. Когато дизеловото гориво изгаря, се отделят повече вредни вещества, поради което превозните средства, оборудвани с подобен двигател, замърсяват околната среда повече от бензинов аналог. За да направи колата по-безопасна в това отношение, изпускателната система включва филтър за твърди частици и катализатор... Тези елементи премахват и неутрализират въглеводороди, въглеродни оксиди, сажди, серен диоксид и други вредни вещества.

През годините екологичните стандарти, особено за дизеловите двигатели, се затегнаха. В момента в много страни има забрана за експлоатация на превозни средства, които не отговарят на параметрите на Евро-4, а понякога дори и по-високи. За да не загуби дизеловият двигател своята значимост, инженерите са оборудвали агрегатите (започвайки с модификации на екостандарта Euro4) с допълнителна система за почистване на отработените газове. Нарича се SCR.

Заедно с него карбамидът се използва за дизелово гориво. Помислете защо това решение е необходимо в автомобила, какъв е принципът на действие на такава почистваща система, както и какви са нейните предимства и недостатъци.

Какво е урея за дизелов двигател

Самата дума урея означава вещество, което съдържа соли на пикочната киселина - краен продукт на метаболизма на бозайниците. Той се използва активно в селското стопанство, но не се използва в чист вид в автомобилната индустрия.

За дизеловите двигатели се използва специален разтвор, 40%, състоящ се от воден разтвор на карбамид и 60% от дестилирана вода. Това вещество е химически неутрализатор, който реагира с отработените газове и превръща вредните въглеродни оксиди, въглеводороди и азотни оксиди в инертен (безвреден) газ. Реакцията превръща вредните отработени газове във въглероден диоксид, азот и вода. Тази течност се нарича още AdBlue за използване в системата за обработка на отработени газове.

Най-често такава система се използва в търговски превозни средства. Камионът ще има допълнителен резервоар, чийто отвор за пълнене е разположен близо до отвора за пълнене на гориво. Камионът се зарежда не само с дизелово гориво, но разтвор на карбамид също трябва да се излива в отделен резервоар (готова течност, която се продава в кутии). Разходът на веществото зависи от вида на горивната система и от това колко ефективно работи двигателят.

Обикновено съвременният автомобил (между другото, голям брой пътнически модели, които използват тежко гориво, също получава такава система за неутрализация) е способен да изработи от два до шест процента карбамид от общото количество консумирано гориво. Поради факта, че впръскването се контролира от високо прецизна електроника, а работата на самата система се изравнява от NO сензори, трябва да добавяте реагент към резервоара много по-рядко, отколкото да зареждате самата кола. Обикновено се изисква зареждане с гориво след около 8 хиляди километра (в зависимост от обема на резервоара).

Течността за работа на изпускателната система не трябва да се смесва с дизелово гориво, тъй като тя сама по себе си не е запалима. Също така, голямо количество вода и химикали бързо ще деактивират горивната помпа с високо налягане (нейната работа е описана тук) и други важни компоненти на горивната система.

За какво служи в дизелов двигател

В съвременните автомобили се използват катализатори за неутрализиране на продуктите от горенето. Тяхната пчелна пита е изработена от метал или керамичен материал. Най-често срещаните модификации са вътрешно покрити с три вида метали: родий, паладий и платина. Всеки от тези метали реагира с отработените газове и неутрализира въглеводородите и въглеродния окис при условия на висока температура.

Резултатът е смес от въглероден диоксид, азот и вода. Дизеловите отработени газове обаче съдържат и високи нива на сажди и азотен оксид. Освен това, ако изпускателната система е модернизирана за отстраняване на едно вредно вещество, това има страничен ефект - съдържанието на другия компонент се увеличава пропорционално. Този процес се наблюдава в различни режими на работа на силовия агрегат.

За отстраняване на сажди от отработените газове се използва уловител или филтър за твърди частици. Потокът преминава през малките клетки на детайла и саждите се утаяват по краищата им. С течение на времето този екран се запушва и двигателят активира изгарянето на плаката, като по този начин удължава експлоатационния живот на филтъра.

Въпреки наличието на допълнителни елементи в изпускателната система на автомобила, всички вредни вещества не са напълно неутрализирани. Поради това вредността на двигателя на автомобила не намалява. За да се подобри екологичността на транспорта, е разработена друга допълнителна система за почистване или неутрализиране на дизеловите отработени газове.

SCR неутрализацията е предназначена за борба с азотен оксид. Той е инсталиран по подразбиране във всички дизелови превозни средства, които отговарят на Евро 4 и по-горе. В допълнение към чистите отработени газове, благодарение на използването на урея, изпускателната система страда по-малко от въглеродни отлагания.

Как функционира системата

Наличието на система за неутрализация позволява стария двигател с вътрешно горене да бъде адаптиран към съвременните еко-стандарти. Използването на SCR е възможно в някои автомобили като допълнително оборудване, но за това системата за автоматично изпускане трябва да бъде модернизирана. Самата система работи на три етапа.

Етапи на почистване на отпадъчни газове

Когато горивото изгори в цилиндъра, при изпускателния ход механизъм за разпределение на газ отваря изпускателните клапани. Буталото изтласква продуктите от горенето изпускателен колектор... След това газовият поток навлиза във филтъра за твърди частици, в който се задържат сажди. Това е първата стъпка в почистването на отработените газове.

Потокът, вече почистен от сажди, излиза от филтъра и се насочва към катализатора (някои модели сажди са съвместими с катализатора в същия корпус), където отработените газове ще бъдат неутрализирани. На този етап, докато горещият газ влезе в неутрализатора, разтворът на карбамид се напръсква в тръбата.

1. ICE; 2. Блок за управление; 3. Резервоар за реагент; 4. DPF филтър; 5. Частично почистен ауспух; 6. Инжектиране на урея; 7. SCR катализатор.

Тъй като потокът все още е много горещ, течността веднага се изпарява и от веществото се отделя амоняк. Действието на високата температура също образува изоцианова киселина. В този момент амонякът реагира с азотен оксид. Този процес неутрализира този вреден газ и образува азот и вода.

Третият етап се провежда в самия катализатор. Той неутрализира други токсични вещества. След това потокът отива към ауспуха и се изхвърля в околната среда.

В зависимост от типа на двигателя и изпускателната система, неутрализацията ще следва подобен принцип, но самата инсталация може да изглежда различно.

Течен състав

Някои шофьори имат въпрос: ако уреята е продукт на жизнената дейност на животинския свят, възможно ли е да направите такава течност сами? На теория е възможно, но производителите не препоръчват това. Домашен разтвор на карбамид няма да отговаря на изискванията за качество за използване в машини.

И има няколко причини за това:

1. Уреята, която често се включва в много минерални торове, може да се разглежда като алтернатива за създаване на решение. Но не можете да отидете до най-близкия селскостопански магазин, за да го закупите. Причината е, че торовите гранули се обработват със специално вещество, което предотвратява слепването на насипния материал. Този химически реагент е вреден за елементите на системата за пречистване на продуктите от горенето. Ако приготвите разтвор на базата на този минерален тор, инсталацията ще се провали много бързо. Нито една филтърна система не може да филтрира това вредно вещество.
2. Производството на минерални торове е свързано с използването на биурет (крайната маса на този реагент може да съдържа около 1.6 процента). Наличието на това вещество значително ще съкрати живота на каталитичния конвертор. Поради тази причина при производството на AdBlue в крайна сметка само малка част от биурета (не повече от 0.3 процента от общия обем) може да бъде включена в състава му.
3. Самият разтвор е създаден на базата на деминерализирана вода (минералните соли запушват пчелната пита на катализатора, което бързо го извежда от действие). Въпреки че цената на тази течност е ниска, ако добавите цената на минералния тор и времето, прекарано за приготвяне на разтвора към неговите разходи, цената на крайния продукт няма да се различава много от промишления аналог. Плюс реагент, приготвен у дома, е вреден за автомобила.

Друг често срещан въпрос относно използването на урея за дизелови двигатели - може ли тя да се разрежда с вода заради икономията? Никой няма да забрани да прави това, но спестяванията не могат да бъдат постигнати по този начин. Причината е, че системата за последваща обработка на отработените газове е оборудвана с два сензора, конфигурирани да определят концентрацията на NO в продуктите от горенето.

Единият сензор е поставен пред катализатора, а другият на изхода му. Първият определя количеството азотен диоксид в отработените газове и активира системата за неутрализация. Вторият сензор определя колко ефективно протича процесът. Ако концентрацията на вредно вещество в отработените газове надвишава допустимото ниво (32.5 процента), това дава сигнал, че количеството урея е недостатъчно и системата увеличава обема на течността. В резултат на разреден разтвор ще изчезне повече вода и ще се натрупа повече вода в изпускателната система (описано е как да се справим с нея отделно).

Сама по себе си уреята прилича на солени кристали, които са без мирис. Те могат да бъдат разтворени в полярен разтворител като амоняк, метанол, хлороформ и др. Най-безопасният метод за човешкото здраве е разтварянето в дестилирана вода (минералите, които са част от обикновената вода, образуват отлагания върху пчелната пита на катализатора).

Поради използването на химикали при приготвянето на разтвора, разработването на карбамид се извършва под наблюдението или с одобрението на Асоциацията на автомобилната индустрия (VDA).

Предимства и недостатъци

Най-важното предимство на използването на карбамид в дизеловите двигатели е по-пълното отстраняване на токсичните вещества, които се отделят при изгарянето на дизелово гориво. Тази течност позволява на превозното средство да отговаря на екологичния стандарт до Euro6 (това се влияе от характеристиките на самия агрегат и неговото техническо състояние).

Нито един от техническите компоненти на двигателя не се променя, така че всички предимства от използването на урея са свързани само с вредността на емисиите и произтичащите от това последствия. Например, когато преминава европейската граница, собственикът на превозното средство няма да трябва да плаща тежък данък или глоба, ако системата в тази държава спре да работи.

Зареждането с гориво е рядко. Средният разход е около 100 мл. за 100 километра. Това обаче е показател за лек автомобил. 20-литров контейнер обикновено е достатъчен за 20 хиляди км. Що се отнася до камиона, средният разход на урея в него е около 1.5 литра на 100 км. Зависи от обем на двигателя.

Веществото може да се излее или директно в резервоара, разположен в отделението на двигателя, или в специален отвор, разположен близо до отвора за пълнене на резервоара за гориво.

Въпреки очевидните предимства на иновационната система, тя има голям брой недостатъци. Нека ги разгледаме, за да улесним определянето дали да използваме тази неутрализация или не:

• Ако системният компонент се повреди, ремонтът му ще бъде скъп;
• За ефективна неутрализация е необходимо да се използва висококачествено гориво (дизелово гориво с ниско съдържание на сяра);
• Най-големият недостатък не е свързан със самата система, а с голям брой фалшиви течности на пазара на ОНД (почти половината от продадените стоки са фалшиви);
• Наличието на система за неутрализация оскъпява превозното средство;
• В допълнение към зареждането с дизелово гориво, трябва да следите доставката на AdBlue;
• Работата на уреята се усложнява от факта, че при силна слана (-11 градуса) тя замръзва. Поради тази причина течното отопление се използва в много модификации;
• Течността реагира и може да причини изгаряния или дразнене при контакт с ръце. Ако незащитената ръка е в контакт с веществото, което често се случва при зареждане с гориво от голям контейнер, течността трябва да се измие старателно;
• На територията на ОНД има много малко бензиностанции, където при необходимост можете да попълните допълнително количество висококачествен карбамид. Поради тази причина трябва да купите течност с марж и да я носите със себе си, ако планирате дълго пътуване;
• Течността съдържа амоняк, който при изпаряване уврежда дихателните пътища на човека.

Предвид такъв брой недостатъци, много шофьори решават да изключат тази система.

Как да деактивираме

Има няколко начина за деактивиране на неутрализацията на дизеловите отработени газове:

1. Замразете системата. Преди да използвате този метод, трябва да се уверите, че SCR няма грешки в електрониката. Линията е преработена така, че електрониката да я интерпретира така, сякаш уреята е замръзнала. В този случай управляващият блок не активира помпата, докато системата не "замръзне". Този метод е подходящ за устройства, които не осигуряват нагряване на реагенти.
2. Изключване на софтуера. В този случай контролното устройство мига или се извършват някои корекции в работата на електронната система.
3. Инсталиране на емулатора. В този случай SCR е изключен от електрическата верига и за да не може контролното устройство да отстрани грешка, вместо това е свързан специален цифров емулатор, който изпраща сигнал, че системата работи правилно. Това не променя мощността на двигателя.

Преди да продължите с изключването на неутрализацията, важно е да се консултирате със специалист, защото всеки отделен случай може да има свои нюанси. Според автора на това ревю обаче защо да купувате скъпа кола, за да изключите нещо в нея, и след това да плащате пари за скъпи ремонти поради такава намеса?

Освен това предлагаме кратък видео преглед на работата на една от разновидностите на SCR системата:

SCR система, как работи AdBlue

Въпроси и отговори:

За какво е карбамид за дизелов двигател? Това е вещество, което се добавя за елиминиране на вредните газове в отработените газове на дизелов двигател. Тази система се изисква да отговаря на еко стандарта Евро4 - Евро6.

Как действа уреята при дизел? В процеса на нагряване и химическа реакция карбамидният амоняк реагира с азотния оксид (най-вредният газ в изгорялото дизелово гориво), което води до образуването на азот и вода.