Ужыванне мачавіны ў дызельным рухавіку
Змест
Сучасныя экалагічныя нормы усталёўваюць строгія абмежаванні на значэнні выкідаў забруджвальных рэчываў у выхлапных газах дызельнага рухавіка. Гэта прымушае інжынераў шукаць новыя рашэнні, каб адпавядаць стандартам. Адным з іх было выкарыстанне мачавіны для дызельнага паліва ў сістэме ачысткі выхлапных газаў SCR (Selective Catalytic Reduction). Рухавікі Daimler, у якіх выкарыстоўваецца гэтая тэхналогія, завуцца Bluetec.
Што такое сістэма SCR
Экалагічны пратакол Euro 6 дзейнічае ў 28 краінах ЕС з 2015 года. Згодна з новым стандартам, вытворцы аўтамабіляў, якія вырабляюць дызельныя рухавікі, прад'яўляюць строгія патрабаванні, паколькі дызельныя рухавікі наносяць вялікую шкоду навакольнаму асяроддзю і здароўю чалавека, выкідваючы ў атмасферу сажу і аксіды азоту.
Калі выкарыстанне трохкампанентнага каталітычнага нейтралізатара дастаткова для ачысткі выхлапных газаў бензінавага рухавіка, больш складаная прылада нейтралізацыі таксічных злучэнняў у выхлапных газах неабходна для дызельнага рухавіка. Эфектыўнасць ачысткі выхлапных газаў дызельных рухавікоў ад CO (монааксіду вугляроду), CH (вуглевадародаў) і часціц сажы павялічваецца пры высокіх тэмпературах згарання, тады як NOx, наадварот, зніжаецца. Рашэннем гэтай праблемы стала ўвядзенне ў выхлапную сістэму каталізатара SCR, які выкарыстоўвае мачавіну для дызеля ў якасці асновы для раскладання таксічных злучэнняў аксіду азоту (NOx).
З мэтай зніжэння шкодных выкідаў інжынеры распрацавалі адмысловую сістэму ачысткі дызеляў – Bluetec. Комплекс складаецца з трох скончаных сістэм, кожная з якіх фільтруе таксічныя злучэнні і расшчапляе шкодныя хімічныя злучэнні:
- Каталізатар - нейтралізуе CO і CH.
- Сажавы фільтр - затрымлівае часціцы сажы.
- Каталітычны нейтралізатар SCR - зніжае выкіды NOx з дапамогай мачавіны.
Першая сістэма ачысткі была скарыстана на Mercedes-Benz для грузавых і легкавых аўтамабіляў. Сёння шматлікія вытворцы пераводзяць свае аўтамабілі на новую сістэму ачысткі і выкарыстоўваюць мачавіну ў дызельных рухавіках, каб адпавядаць строгім патрабаванням экалагічнага кантролю.
Тэхнічная мачавіна AdBlue
Канчатковы прадукт метабалізму млекакормячых - мачавіна, вядомы з XIX стагоддзя. Дыямід вугальнай кіслаты сінтэзуецца з неарганічных злучэнняў і шырока выкарыстоўваецца ў сельскай гаспадарцы. У аўтамабільнай прамысловасці раствор тэхнічнай вадкасці Adblue у якасці актыўнага рэагента пры ачыстцы таксічных выхлапных газаў ад аксідаў азоту.
Adblue складаецца з 40% мачавіны і 60% дыстыляванай вады. Кампазіцыя ўпырскваецца ў сістэму SCR у патрубак праз які праходзяць выхлапныя газы. Адбываецца рэакцыя раскладання, пры якой аксід азоту распадаецца на бясшкодныя малекулы азоту і воды.
Тэхнічны мачавіна для дызеля - Adblue не мае нічога агульнага з мачавінай карбамідам, які выкарыстоўваецца ў аграпрамысловым сектары і ў фармакалогіі.
Эдблю ў дызельным рухавіку
Вадкасная сістэма нейтралізацыі таксічных выхлапаў або нейтралізатар SCR - гэта замкнёная сістэма, праз якую працякае дызельны выхлап, які не ўтрымлівае сажы. Вадкасць Adblue наліваецца ў аўтаномны рэзервуар і ўводзіцца ў выхлапны патрубак у адмеранай дозе перад паступленнем у нейтралізатар.
Змешаны газ паступае ў блок нейтралізацыі SCR, дзе адбываецца хімічная рэакцыя раскладання аксіду азоту за кошт аміяку ў мачавіне. У спалучэнні з аксідам азоту малекулы аміяку расшчапляюць яго на кампаненты, бясшкодныя для чалавека і навакольнага асяроддзя.
Пасля поўнага цыкла ачысткі ў атмасферу выкідваецца мінімальная колькасць забруджвальных рэчываў, параметр выкідаў адпавядае пратаколам Еўра-5 і Еўра-6.
Прынцып працы сістэмы ачысткі дызельнага выхлапу
Поўная сістэма ачысткі выхлапных газаў дызельнага рухавіка складаецца з каталітычнага нейтралізатара, сажавага фільтра і сістэмы SCR. Прынцып дзеяння ачысткі паэтапна:
- Выхлапныя газы трапляюць у каталітычны нейтралізатар і сажавы фільтр. Сажа фільтруецца, часціцы паліва выгараюць, а вокіс вугляроду і вуглевадароды выдаляюцца.
- Фарсунка выкарыстоўваецца для ўпырску вызначанай колькасці AdBlue у злучэнне паміж сажавым фільтрам і нейтралізатарам SCR. Малекулы мачавіны распадаюцца на аміяк і ізацыянавую кіслату.
- Аміяк злучаецца з аксідам азоту, найболей шкодным кампанентам адпрацаванага дызельнага паліва. Малекулы расшчапляюцца, што прыводзіць да адукацыі вады і азоту. Бясшкодныя выхлапныя газы выкідваюцца ў атмасферу.
Склад мачавіны для дызеля
Нягледзячы на ўяўную прастату вадкасці для дызельнага рухавіка, самастойна прыгатаваць мачавіну выкарыстоўваючы арганічнае ўгнаенне немагчыма. Формула малекулы мачавіны (NH2) 2CO, фізічна ўяўляе сабой белы крышталь без паху, растваральны ў вадзе і палярных растваральніках (вадкі аміяк, метанол, хлараформ і т. Д.).
Для еўрапейскага рынка вадкасць вырабляецца пад кантролем VDA (Нямецкая асацыяцыя аўтамабільнай прамысловасці), якая выдае ліцэнзіі кампаніям-вытворцам, некаторыя з якіх пастаўляюць вадкасць для ўнутранага рынка.
У Расіі кантрафакцыя пад брэндам AdBlue складае больш за 50%. Такім чынам, купляючы мачавіну для дызельнага рухавіка расійскай вытворчасці, неабходна кіравацца маркіроўкай "Адпаведнасць ISO 22241-2-2009".
Плюсы і мінусы
Перавагі выкарыстання мачавіны відавочныя - толькі з гэтым рэагентам сістэма ачысткі выхлапных газаў дызельнага рухавіка SCR можа паўнавартасна функцыянаваць і адпавядаць патрабаванням Стандарт Еўра 6.
Апроч абароны навакольнага асяроддзя, да пераваг ачысткі мачавіны можна аднесці наступныя моманты:
- яе выдатак для легкавых аўтамабіляў складае ўсяго 100 г на 1000 км;
- сістэма SCR інтэграваная ў сучасныя дызельныя аўтамабілі;
- у некаторых краінах падатак на выкарыстанне транспартнага сродку зніжаецца, калі ўсталявана сістэма ачысткі мачавінай, а рызыка накладання штрафу адсутнічае.
Нажаль, у сістэмы ёсць і недахопы:
- кропка замярзання мачавіны каля -11 ° C;
- неабходнасць рэгулярнай дазапраўкі;
- кошт аўтамабіля павялічваецца;
- вялікая колькасць падробленай вадкасці Adblue;
- павышаныя патрабаванні да якасці паліва;
- дарагі рамонт кампанентаў сістэмы.
Інтэграваная сістэма ачысткі мачавінай, убудаваная ў дызельныя аўтамабілі, застаецца адзіным спосабам зніжэння таксічных выкідаў. Цяжкасці ў эксплуатацыі, высокі кошт рэагентаў для грузавікоў, няякасная вадкасць і дызельнае паліва азначаюць, што шматлікія кіроўцы аддаюць перавагу адключаць сістэму і ўсталёўваць эмулятары.
Аднак важна разумець, што мачавіна застаецца адзіным рэагентам для дызеля, які прадухіляе выкід аксіду азоту ў навакольнае асяроддзе, які можа прывесці да развіцця рака.
