Мачавіна ў дызельных рухавіках: навошта, склад, расход, цана, адключэнне

Большасць сучасных аўтамабілістаў, вызначаючы самы практычны аўтамабіль, звяртаюць увагу не толькі на магутнасць сілавога агрэгата і камфорт, які прапануецца ў інтэр'еры. Для многіх велізарнае значэнне гуляе эканамічнасць транспарту. Аднак, ствараючы машыны з паменшаным выдаткам паліва, вытворцы больш кіруюцца экалагічнымі нормамі (немее аб'ёмны ДВС выкідвае менш шкодных рэчываў).

Ўзмацнення жорсткасці экостандартов прымусіла інжынераў распрацоўваць новыя паліўныя сістэмы, мадыфікаваць існуючыя сілавыя агрэгаты і абсталёўваць іх дадатковым абсталяваннем. Усім вядома: калі паменшыць аб'ём рухавіка, ён страціць магутнасць. Па гэтай прычыне ў сучасных малалітражных ДВС ўсё часцей сустракаюцца турбонаддув, кампрэсары, разнастайныя сістэмы ўпырску і г.д. Дзякуючы гэтаму нават 1.0-літровы агрэгат цалкам здольны скласці канкурэнцыю 3.0-літроваму матору рарытэтнага спорткара.

Калі параўноўваць бензінавы і дызельны рухавікі (пра розніцу ў такіх маторах распавядаецца у іншым аглядзе), То мадыфікацыі з ідэнтычным аб'ёмам, якія працуюць на цяжкім паліве, адназначна будуць расходаваць менш гаручага. Гэта тлумачыцца тым, што любы дызель па змаўчанні абсталёўваецца сістэмай непасрэднага ўпырску. Падрабязней пра прыладу гэтай разнавіднасці матораў распавядаецца тут.

Аднак з дызелямі не ўсё так проста. Пры згаранні дызпаліва вылучаецца больш шкодных рэчываў, з-за чаго транспарт, абсталяваны падобным маторам, мацней забруджвае навакольнае асяроддзе ў параўнанні з бензінавым аналагам. Каб аўтамабіль быў больш бяспечным ў гэтым дачыненні, у прыладу выхлапной сістэмы ўваходзіць сажевый фільтр и каталізатар. Гэтыя элементы выдаляюць і нейтралізуюць вуглевадароды, аксіды вугляроду, сажы, дыяксіду серы і іншых шкодных рэчываў.

З гадамі экалагічныя стандарты, асабліва для дызельных матораў, станавіліся больш жорсткімі. На дадзены момант у многіх краінах дзейнічае забарона на эксплуатацыю транспартных сродкаў, якія не адпавядаюць параметрах Еўра-4, а часам і вышэй. Каб дызельны матор не страціў сваёй актуальнасці, інжынеры абсталявалі агрэгаты (пачынаючы з мадыфікацый экостандарта евро4) дадатковай сістэмай ачысткі адпрацаваных газаў. Яна называецца SCR.

Сумесна з ёй выкарыстоўваецца мачавіна для дызпаліва. Разгледзім, навошта ў машыне патрэбны гэты раствор, які прынцып працы падобнай сістэмы ачысткі, а таксама якія ў яе вартасці і недахопы.

Што такое мачавіна для дызельнага рухавіка

Само слова мачавіна азначае рэчыва, у склад якога ўваходзяць солі мачавой кіслаты - канчатковы прадукт абмену рэчываў млекакормячых. Яго актыўна выкарыстоўваюць у сельскай гаспадарцы, але ў аўтапрамысловасці ў чыстым выглядзе не выкарыстоўваецца.

Для дызеляў ўжываецца адмысловы раствор, на 40 адсоткаў які складаецца з воднага раствора мачавіны і на 60 - з дыстыляванай вады. Гэта рэчыва ўяўляе сабой хімічны нейтралізатар, які ўступае ў рэакцыю з адпрацаванымі газамі і пераўтворыць шкодныя аксіды вугляроду, вуглевадароды і вокісу азоту ў інэртны (бясшкодны) газ. Рэакцыя пераўтворыць шкодны выхлап ў вуглякіслы газ, азот і ваду. Гэтая вадкасць для выкарыстання ў сістэме ачысткі выхлапных газаў таксама мае назву AdBlue.

Часцей за ўсё падобная сістэма выкарыстоўваецца ў камерцыйным транспарце. Грузавік будзе мець дадатковы бак, гарлавіна якога размешчаны каля заліўной адтуліны паліўнага бака. Фура запраўляецца не толькі дызпалівам, але ў асобны рэзервуар таксама трэба заліваць і мачавіны раствор (ужо гатовая вадкасць, якая прадаецца ў каністрах). Выдатак рэчывы залежыць ад тыпу паліўнай сістэмы і таго, наколькі эфектыўна працуе матор.

Звычайна сучасная машына (дарэчы, такую ​​сістэму нейтралізацыі таксама атрымлівае вялікую колькасць легкавых мадэляў, у якіх выкарыстоўваецца цяжкае паліва) здольная адпрацаваць ад двух да шасці працэнтаў мачавіны ад агульнай колькасці спажыванага паліва. Дзякуючы таму, што ўпырск кантралюецца высокадакладнай электронікай, а праца самой сістэмы нівеліруецца датчыкамі NO, дадаваць рэагент ў бак трэба нашмат радзей, чым запраўляць сам аўтамабіль. Звычайна запраўка патрабуецца прыблізна праз 8 тысяч кіламетраў (залежыць ад аб'ёму рэзервуара).

Вадкасць для працы выхлапной сістэмы нельга змешваць з дызпалівам, так як сама па сабе яна не гаручая. Таксама вялікая колькасць вады і хімічных рэчываў хутка выведзе з ладу паліўная помпа высокага ціску (яго праца апісана тут) І іншыя важныя кампаненты паліўнай сістэмы.

Для чаго патрэбна ў дызельным рухавіку

У сучасных аўтамабілях для нейтралізацыі прадуктаў гарэння паліва выкарыстоўваюцца каталізатары. Іх соты вырабляюцца з металу або керамічнага матэрыялу. Самыя распаўсюджаныя мадыфікацыі ўнутры пакрываюцца трыма разнавіднасцямі металаў: родием, паладый і плацінай. Кожны з гэтых металаў ўступае ў рэакцыю з выхлапнымі газамі і ва ўмовах высокай тэмпературы нейтралізуе вуглевадароды і угарны газ.

На выхадзе атрымліваецца сумесь з вуглякіслага газу, азоту і вады. Аднак у дызелі выхлап таксама змяшчае вялікую колькасць сажы і аксіду азоту. Прычым калі мадэрнізаваць выхлапных сістэму пад выдаленне аднаго шкоднага рэчыва, гэта мае пабочны эфект - прапарцыйна павялічваецца ўтрыманне іншага кампанента. Гэты працэс назіраецца на розных рэжымах працы сілавога агрэгата.

Каб выдаліць з выхлапу сажу, выкарыстоўваецца уловитель або сажевый фільтр. Паток праходзіць праз дробныя ячэйкі дэталі і сажа асядае на іх рэбрах. З часам гэтая сетка засмечваецца, і рухавік актывуе спальванне налёту, тым самым падаўжаючы працоўны рэсурс фільтра.

Нягледзячы на ​​наяўнасць дадатковых элементаў у выхлапной сістэме аўтамабіля цалкам не адбываецца нейтралізацыя усіх шкодных рэчываў. З-за гэтага шкоднасць матора аўто не змяншаецца. Каб павысіць экалагічнасць транспарту, была распрацавана яшчэ адна дадатковая сістэма ачысткі або нейтралізацыі выхлапных газаў дызеля.

SCR-нейтралізацыя створана як раз з той мэтай, каб змагацца з вокісам азоту. Яна па змаўчанні ўсталёўваецца ва ўсіх аўтамабілях з дызельным маторам, якія адпавядаюць стандарту Евро4 і вышэй. Акрамя чыстага выхлапу дзякуючы ўжыванню мачавіны сістэма выпуску менш пакутуе ад адукацыі нагару.

Як працуе сістэма

Наяўнасць сістэмы нейтралізацыі дазваляе адаптаваць стары ДВС пад сучасныя экостандарты. Прымяненне SCR магчыма ў некаторых аўтамабілях у якасці дадатковага абсталявання, але для гэтага выпускную сістэму аўто трэба мадэрнізаваць. Сама сістэма працуе ў тры этапы.

Этапы ачысткі адпрацаваных газаў

Калі паліва згарае ў цыліндры, на такце выпуску газаразмеркавальны механізм адкрывае выпускныя клапаны. Поршань выштурхвае прадукты згарання ў выпускны калектар. Далей газавы паток паступае ў сажевый фільтр, у якім затрымоўваецца сажа. Гэта першы этап ачысткі выхлапу.

Ужо вычышчаны ад сажы паток выходзіць з фільтра і накіроўваецца ў каталізатар (некаторыя мадэлі сажевиков сумяшчальныя з каталізатарам ў адным корпусе), дзе будзе адбывацца нейтралізацыя выхлапнога газу. На гэтым этапе, пакуль гарачы газ не паступіць у нейтралізатар, у трубу распыляецца раствор мачавіны.

1. ДВС; 2. Блок кіравання; 3. Бачок з рэагентаў; 4.DPF-фільтр; 5. Часткова вычышчаны выхлап; 6. Упырск мачавіны; 7. SCR-каталізатар.

Так як паток яшчэ моцна гарачы, вадкасць адразу выпараецца, і з рэчыва вылучаецца аміяк. Дзеянне высокай тэмпературы таксама ўтварае изоциановую кіслату. У гэты момант аміяк ўступае ў рэакцыю з аксідам азоту. Гэты працэс нейтралізуе дадзены шкодны газ і ўтварае азот і ваду.

Трэці этап праходзіць у самым каталізатары. У ім нейтралізуюцца іншыя таксічныя рэчывы. Далей паток ідзе на глушыцель і выдаляецца ў навакольнае асяроддзе.

У залежнасці ад тыпу рухавіка і выхлапной сістэмы нейтралізацыя будзе праходзіць па падобным прынцыпу, але сама ўстаноўка можа выглядаць па-іншаму.

склад вадкасці

У некаторых аўтамабілістаў ўзнікае пытанне: калі мачавіна - прадукт жыццядзейнасці жывёльнага свету, ці можна вырабіць падобную вадкасць самастойна? У тэорыі можна, аднак вытворцы не рэкамендуюць гэтага рабіць. Створаны ў хатніх умовах мачавінай раствор не будзе адпавядаць патрабаванням якасці для выкарыстання ў машынах.

І на тое ёсць некалькі прычын:

1. У якасці альтэрнатывы для стварэння раствора можа разглядацца карбамід, які часта ўваходзіць у склад шматлікіх мінеральных угнаенняў. Але нельга адпраўляцца ў бліжэйшы сельскагаспадарчы краму, каб яго набыць. Прычына ў тым, што гранулы ўгнаенні апрацоўваюцца адмысловым рэчывам, якія прадухіляюць слеживание сыпкага рэчыва. Гэты хімічны рэагент шкодны для элементаў сістэмы ачысткі прадуктаў гарэння. Калі прыгатаваць раствор на падставе гэтага мінугнаеньні, ўстаноўка вельмі хутка выйдзе з ладу. Ніводная фільтруе сістэма не здольная адфільтраваць гэта шкоднае рэчыва.
2. Вытворчасць мінеральнага ўгнаення звязана з выкарыстаннем биурета (у канчатковай масе гэтага рэагента можа знаходзіцца каля 1.6 адсотка). Наяўнасць гэтага рэчыва значна скарачае тэрмін службы каталітычнага нейтралізатара. Па гэтай прычыне пры вырабе вадкасці AdBlue ў канчатковым рахунку ў яе складзе можа знаходзіцца толькі нязначная доля биурета (не больш за 0.3 працэнта ад агульнага аб'ёму).
3. Сам раствор ствараецца на аснове дэмінералізаванай вады (мінеральныя солі забіваюць соты каталізатара, што хутчэй выводзіць яго са строю). Хоць цана гэтай вадкасці невысокая, калі да яе кошту прыплюсаваць кошт мінеральнага ўгнаення і час, выдаткаванае на выраб раствора, сабекошт гатовага прадукту не моцна будзе адрознівацца ад прамысловага аналогу. Плюс рэагент, прыгатаваны ў хатніх умовах шкодны для аўтамабіля.

Яшчэ адзін распаўсюджаны пытанне, які тычыцца прымянення мачавіны для дызеляў - ці можна яе разводзіць вадой дзеля эканоміі? Гэта ніхто не забароніць рабіць, але эканоміі такім чынам немагчыма дамагчыся. Прычына ў тым, што сістэма ачысткі выхлапу абсталёўваецца двума сэнсарамі, настроенымі на вызначэнне канцэнтрацыі NO у прадуктах гарэння.

Адзін датчык ставіцца перад каталізатарам, а другі - на яго выхадзе. Першы вызначае колькасць дыяксіду азоту ў выхлапных газах і актывуе сістэму нейтралізацыі. Другі датчык вызначае, наколькі эфектыўна праходзіць гэты працэс. Калі ў выхлапе канцэнтрацыя шкоднага рэчыва перавышае дапушчальную норму (32.5 адсотка), то ён падае сігнал на тое, што колькасці мачавіны недастаткова, і сістэма павялічвае аб'ём вадкасці. У выніку разведзенага раствора будзе сыходзіць больш, а ў выхлапной сістэме будзе запасіцца больш вады (пра тое, як з ёй змагацца, распавядаецца асобна).

Сама па сабе мачавіна выглядае як крышталі солі, у якіх няма паху. Іх можна растварыць ў палярным растваральніку, напрыклад, у аміяку, метаноле, хлараформе і г.д. Самы бяспечны метад для здароўя чалавека гэта растварэнне ў дыстыляванай вадзе (мінералы, якія ўваходзяць у склад звычайнай вады, будуць ўтвараць адклады на сотах каталізатара).

Бо пры вырабе раствора выкарыстоўваюцца хімічныя рэагенты, распрацоўка мачавіны вырабляецца пад наглядам або з адабрэння Асацыяцыі аўтамабільнай прамысловасці (VDA).

Перавагі і недахопы

Самае галоўнае перавага выкарыстання мачавіны ў дызельных маторах - больш поўнае выдаленне таксічных рэчываў, якія вылучаюцца пры згаранні дызпаліва. Гэтая вадкасць дазваляе транспартнаму сродку адпавядаць экалагічнаму стандарту аж да Евро6 (на гэта ўплывае характарыстыка самога агрэгата і яго тэхнічны стан).

Ні адзін тэхнічны кампанент рухавіка не мяняецца, таму ўсе плюсы прымянення мачавіны звязаны толькі з шкоднасцю выкідаў і вынікаючымі з гэтага наступствамі. Напрыклад, перасякаючы еўрапейскую мяжу, ўладальніку транспартнага сродку не трэба будзе плаціць вялікі падатак або штраф, калі сістэма ў той краіне перастане працаваць.

Запраўка вадкасці не частая. У сярэднім расход складае каля 100мл. на 100 кіламетраў прабегу. Аднак гэта паказчык для легкавога аўтамабіля. 20-літровай каністры звычайна хапае на 20 тысяч км. Што тычыцца грузавіка, то сярэдні расход мачавіны ў ім складае каля 1.5 літра на 100 км. Гэта залежыць ад аб'ёму матора.

Залівацца рэчыва можа альбо непасрэдна ў рэзервуар, размешчаны ў подкапотном прасторы, альбо ў спецыяльную гарлавіну, якая знаходзіцца каля заліўной адтуліны паліўнага бака.

Нягледзячы на ​​відавочныя плюсы інавацыйнай сістэмы, у яе ёсць вялікая колькасць недахопаў. Разгледзім іх, каб палегчыць вызначэнне, выкарыстоўваць дадзеную нейтралізацыю ці не:

• Пры выхадзе са строю кампанента сістэмы яго рамонт будзе каштаваць дорага;
• Для эфектыўнай нейтралізацыі неабходна выкарыстоўваць якаснае паліва (нізкасярністай салярка);
• Самы вялікі мінус звязаны не з самой сістэмай, а з вялікай колькасцю падробак вадкасці на рынку СНД (амаль палова рэалізуецца тавару кантрафактны);
• Наяўнасць сістэмы нейтралізацыі робіць транспартны сродак больш дарагім;
• Акрамя запраўкі саляркай трэба сачыць за запасам AdBlue;
• Эксплуатацыя мачавіны ўскладняецца тым, што на моцным марозе (-11 градусаў) яна замярзае. Па гэтай прычыне ў многіх мадыфікацыях выкарыстоўваецца падагрэў вадкасці;
• Вадкасць хімічна актыўная, таму пры кантакце са рукі яна можа выклікаць апёкі ці раздражненне. Калі няўзброеныя рука кантактавала з рэчывам, што часта бывае пры запраўцы з вялікай каністры, вадкасць трэба старанна адмыць;
• На тэрыторыі СНД вельмі мала заправачных станцый, на якіх пры неабходнасці можна папоўніць дадатковую колькасць якаснай мачавіны. Па гэтай прычыне трэба купляць вадкасць з запасам і вазіць яе з сабой, калі плануецца доўгая паездка;
• У склад вадкасці ўваходзіць аміяк, які пры выпарэнні шкодзіць дыхальным шляхах чалавека.

Улічваючы такую ​​колькасць мінусаў, шматлікія аўтамабілісты прымаюць рашэнне адключыць дадзеную сістэму.

як адключыць

Спосабаў дэактываваць нейтралізацыю выхлапных газаў дызеля існуе некалькі:

1. Замарозіць сістэму. Перш чым ўжываць гэты спосаб, трэба пераканацца, што SCR не мае памылак у электроніцы. Канструкцыю магістралі змяняюць такім чынам, каб электроніка расцаніла гэта, быццам мачавіна замерзла. У гэтым выпадку блок кіравання не актывуе помпа да таго часу, пакуль сістэма не «размерзнется». Гэты метад падыходзіць для такіх прылад, у якіх не прадугледжаны падагрэў рэагента.
2. Праграмнае адключэнне. У гэтым выпадку перапрашыць блок кіравання або ўносяцца некаторыя карэктывы ў працу электроннай сістэмы.
3. Ўстаноўка эмулятара. У гэтым выпадку SCR адключаецца ад электроцепи, а каб блок кіравання не фіксаваў памылку, замест яе падключаецца спецыяльны лічбавай эмулятар, які пасылае сігнал, быццам сістэма працуе спраўна. Пры гэтым магутнасць рухавіка не мяняецца.

Перш чым прыступаць да адключэння нейтралізацыі, важна пракансультавацца са спецыялістам, таму што ў кожным асобным выпадку могуць быць свае нюансы. Аднак, на думку аўтара дадзенага агляду, навошта купляць дарагі аўтамабіль, каб у ім нешта адключаць, а потым плаціць грошы за дарагі рамонт з-за падобнага ўмяшання?

Дадаткова прапануем невялікі відэаагляд аб працы адной з разнавіднасцяў сістэмы SCR:

Сістэма SCR, як працуе AdBlue

Пытанні і адказы:

Навошта патрэбна мачавіна для дызеля? Гэтае рэчыва, якое дадаецца для ўхілення шкодных газаў, змешчаных у выхлапе дызельнага рухавіка. Гэтая сістэма патрабуецца для адпаведнасці экастандарту Еўра4 - Еўра6.

Як працуе мачавіна на дызелі? У працэсе нагрэву і хімічнай рэакцыі аміяк мачавіны ўступае ў рэакцыю з аксідам азоту (самы шкодны газ у згарэлай салярцы), у выніку чаго ўтворыцца азот і вада.