Для чего мочевина в дизеле

Тест жидкостей AdBlue для турбодизелей: по заветам Василия Алибабаевича

Первый российский тест жидкостей AdBlue для дизельных автомобилей. На испытаниях — десять образцов.

BAT_8943

ЧТО ТАКОЕ ADBLUE?

AdBlue — это раствор технически чистой мочевины (32,5%) в деминерализованной воде (67,5%). Он применяется в качестве добавочной рабочей жидкости в дизелях, использующих технологию селективной каталитической нейтрализации SCR. Эта технология подразумевает дозированный впрыск AdBlue в поток отработавших газов в присутствии катализатора — при этом происходит реакция превращения оксидов азота в безвредные азот и воду. Использование AdBlue позволяет дизельным моторам достигать уровня требований экологических нормативов Евро‑4, — 5 и —6.

AdBlue не стоит путать с обычной мочевиной. Мочевина, она же карбамид, — это азотное удобрение, добавка к кормам жвачных животных, компонент отдельных лекарств и т. п. Технологии приготовления этих продуктов сильно различаются, а любые доморощенные технологии неизбежно перерастут в дорогостоящий ремонт.

Примерный расход AdBlue составляет 3–6% расхода топлива.

Кажется, что это было буквально вчера. Коллега наткнулся на неожиданное сообщение в новостях: мол, дизельные автомобили собираются во благо экологии потчевать мочевиной! Тогда это воспринималось как известие о шнобелевских премиях, однако же всё вышло наоборот…

Конечно, с мочевиной дизтопливо не смешивают и сегодня. А вот жидкость AdBlue стала неотъемлемым расходником современного дизельного автомобиля и даже удостоилась отдельного бака.

Более того, расхожая цитата про Василия Алибабаевича, разводившего в известной кинокомедии топливо ослиной мочой, обрела новую практическую реализацию. Теперь, наряду с плохим топливом, нас запросто могут угостить и дрянной «автомочевиной».

Кстати, по нашим сведениям, примерная потребность в AdBlue по России — около 5000 тонн в месяц. При этом больше половины продаваемой жижи — некондиция.

BAT_2252

AdBlue заливают не только в грузовики, но и в легковушки — в дизельные БМВ‑X5 и —X6, «фольксвагены» с моторами TDI, «мерседесы» с двигателями «Блютек»… Процесс, как говорится, пошел, и потому особенно интересно узнать, в самом ли деле у нас всё плохо с качеством AdBlue.

На испытания в лабораторию государственного НИИ химических реактивов и особо чистых химических веществ (ФГУП «ИРЕА») мы отправили десять канистр с водным раствором AUS 32. Именно так химики величают ту самую AdBlue, которую большинство автомобилистов по-шоферски называет мочевиной, хотя это вовсе не одно и то же.

МОЖНО ЛИ ИСПОРТИТЬ МОЧЕВИНУ?

Оказывается, можно! Из десяти проверенных образцов AdBlue только три удостоились сухой строчки в протоколе: «Соответствует нормам ISO 22241-2-2009». Кстати, каждый препарат проверялся по 19 параметрам, из которых далекому от химии человеку понятен разве что один — плотность при 20 ºС. В тонкости лезть не будем — для этого есть протоколы.

Препараты, получившие негативную оценку, на всякий случай перепроверили по другой технологии. Реабилитации не случилось: во всех жидкостях, не прошедших по содержанию натрия, обнаружен «Уресофт» — так называемый антислёживатель (непорядок с натрием указывает на наличие антислёживающей добавки). А для производства AdBlue необходим карбамид высокой очистки (марки А), без добавок.

Для чего вообще нужен этот самый антислёживатель? Карбамид используют также в качестве сельскохозяйственного удобрения — и, чтобы удобнее было разбрасывать гранулят по полям, обрабатывают его модификатором «Уресофт‑150», который предотвращает слёживание, слипание гранул. Но что хорошо для удобрения, то смертельно для двигателя: «Уресофт‑150» выводит из строя систему селективной каталитической нейтрализации SCR и узлы выхлопной системы.

Итак, исследование показало, что из отобранных нами образцов лишь 30% годны к применению. Результат ниже плинтуса.

А КОМУ НУЖНА ЭКОЛОГИЯ?

Нам с вами — кому же еще? Чего нельзя сказать ни о продавцах «ослиной мочи XXI века», ни о тех, кто внес очередные изменения в Технический регламент. На сей раз росчерком пера разрешено отключать функцию бортовой диагностики автомобилей, обеспечивающую работоспособность системы очистки газов в период эксплуатации. Ее смысл заключается в принудительном снижении мощности двигателя на 40% (после многократного предупреждения водителя и только после очередной остановки двигателя) в случае отсутствия жидкости AdBlue в баке и при других неисправностях, имеющих следствием повышенное содержание NOx в отработавших газах.

Иными словами, система переводила мотор в аварийный режим, который позволял добраться до ближайшего сервиса. Поскольку систему разрешили отключать, то теперь двигателю нет разницы, есть ли в бачке AdBlue или нет: будет работать с полной отдачей. Но для нас с вами разница есть! Теперь фактически отменены требования 4‑го и 5‑го экологических классов для дизелей, что автоматически переводит эти автомобили по выбросам оксидов азота на уровень Евро‑1 и даже Евро‑0. Иными словами, современный дорогой тягач будет выбрасывать в воздух вредных веществ не меньше, чем древний КамАЗ.

Конечно, и без того есть множество способов обмануть электронику — например, можно сымитировать замерзание температурного датчика. Но одно дело, когда мелкими пакостями занимаются отдельные мальчиши-плохиши, и совсем другое, когда госпожу Экологию отпихивают в сторону на официальном уровне. К чему приводит использование негодной AdBlue и как нам всем аукнется новая правка Технического регламента, можно прочитать в комментариях специалиста.

Препараты расставлены по местам по принципу «от худшего к лучшему», а при равных показателях — с учетом цены.

КОММЕНТАРИИ СПЕЦИАЛИСТОВ

anons

Юлий КУНИН, заведующий отделом экологической безопасности и устойчивого развития транспорта Научно-исследовательского института автомобильного транспорта

Ситуация с жидкостью AdBlue — типичный пример того, что порой хорошая идея из-за бессистемной реализации погибает, не родившись. Когда в 2005 году принимался первый в России технический регламент «О требованиях к выбросам автомобильной техникой, выпускаемой в обращение на территории Российской Федерации, вредных (загрязняющих) веществ», соответствующий передовому европейскому законодательству, Минтранс России, предвидя «трудности перевода», поставил условие, что будет разработан и принят план внедрения этого документа. В нем, кроме всего прочего, следовало предусмотреть мероприятия по обеспечению поставки на рынок качественной эксплуатационной жидкости. Увы, ничего не было сделано. Теперь же под предлогом отсутствия этой жидкости принята поправка в Технический регламент (постановление Правительства РФ от 30 июля 2014 года № 730), позволяющая производителям отключать функцию ограничения мощности двигателя при отсутствии жидкости или при неработающей системе селективной очистки выбросов отработавших газов SCR от вредных оксидов азота. А это был единственный рычаг, заставлявший водителя эксплуатировать автомобиль на территории России в полностью снаряженном состоянии, с работающей системой нейтрализации. Теперь мы будем иметь автомобили, соответствующие по комплектации Евро‑4 и выше, а по выбросам — Евро‑1 и ниже. Хотели как лучше, а получилось… некрасиво!

Последствия применения негодной жидкости AdBlue:

  • увеличение концентрации оксидов азота в выхлопных газах; помимо ухудшения экологии, это ведет к ограничению крутящего момента двигателя системой бортовой диагностики;
  • блокирование элементов системы дозирования AdBlue; как правило, это приводит к выходу из строя дорого- стоящих компонентов, не подлежащих ремонту;
  • возможно известкование каталитического блока SCR, результат — повышенное противодавление, вплоть до полного блокирования выхлопной системы; ремонту не подлежит;
  • возникновение отложений мочевины в глушителе-нейтрализаторе; ведет к снижению характеристик изделия, возникновению посторонних шумов, механическому повреждению элементов системы очистки отработавших газов

Зачем нужна мочевина в дизеле

Экологические стандарты, применяемые к двигателям внутреннего сгорания, постоянно ужесточаются. Если с бензиновыми моторами было найдено решение проблемы в виде применения нейтрализаторов, то с дизельными движками все обстоит сложнее. Выхлоп дизельных двигателей содержит сажу и высокую концентрацию оксида азота. Частичным решением проблемы вредных выбросов стало применение в дизельных моторах водного раствора мочевины.

Основные характеристики

Мочевина для двигателя — безвредный для человеческого организма. Это бесцветный раствор карбамида в деминерализованной воде. Мочевина используется в качестве расходуемой рабочей жидкости на современных дизельных автомобилях, оснащенных системой нейтрализации SRC, в качестве реагента, снижающего вредность выхлопных газов.

Для чего нужна

Раствор карбамида в деминерализованной воде используется для того, чтобы снизить содержание оксидов азота в выхлопных газах дизельных автомобилей на 90%. В дизельных автомобилях, оборудованных катализаторами системы SRC, используют мочевину для нейтрализации оксидов азота. В результате выхлопы начинают соответствовать экологическим стандартам Евро-4, Евро-5 и Евро-6, которые поочередно были приняты в странах ЕС.

Из чего делают

Мочевина для дизеля — специальная жидкость, состоящая из двух компонентов: непосредственно мочевины (карбамида) и деминерализованной воды. В составе готового средства концентрация чистой мочевины составляет 32,5 %, оставшиеся 67,5 % — чистая вода без примеси минералов.

На европейском рынке продукт получил благозвучное наименование AdBlue и изготавливается под надзором VDA (Ассоциация автомобильной промышленности Германии). Только сертифицированные VDA производители обладают правом использовать торговый знак AdBlue® при изготовлении и продаже своей продукции.

Как работает мочевина в двигателе

Выбросы дизельного силового агрегата содержат 2 основных вредных компонента: сажу и оксид азота. Для борьбы с сажей, являющейся опасным канцерогеном, был изобретен противосажевый фильтр, задерживающий проникновение сажи в атмосферу. Что касается оксида азота, то проблема выбросов этого вещества в атмосферу была решена с помощью жидкостной системы SCR (Selective Catalytic Reduction — «избирательное каталитическое восстановление»). SCR-система была разработана компанией FPT Industrial, входящей в холдинг Fiat. Сейчас изобретение итальянской компании используются всеми европейскими производителями дизельных автомобилей.

Работа системы SRC основана на простейшей химической реакции. Отработавшие выхлопные газы в камере сгорания взаимодействуют с водным раствором мочевины, поступающим из бачка нейтрализатора посредством впрыска инжектором.

Под воздействием высокой температуры мочевина разлагается на изоциановую кислоту и аммиак. При химической реакции оксида азота и аммиака образуются водяной пар и безвредный азот. Остальные химические соединения просто сгорают в камере сгорания. В результате вредность выхлопа дизельного автомобиля резко снижается, так как нейтрализуется опасное соединение оксид азота.

Первоначально жидкостная система нейтрализации использовалась в силовых агрегатах грузовых автомобилей, однако постепенно нашла свое применение и на легковых дизельных авто. Использование SRC, противосажевого фильтра и катализатора позволяет добиться экологичности выхлопа на уровне Евро-5 и Евро-6.

Плюсы и минусы системы

Снижение вредности выхлопа дизельного мотора в атмосферу — не единственное преимущество системы SRC. Также использование SRC обладает следующими достоинствами:

  • ощутимо повышается мощность движка;
  • наблюдается незначительное снижение уровня потребляемого топлива;
  • невысокий расход жидкости — легковой автомобиль пройдет на одной канистре 5-10 тыс. км.

Однако использование мочевины имеет и свои недостатки, во многом делающие ее применение в дизельных автомобилях непрактичным. К ним относятся:

  • усложнение системы, что ведет в более частым поломкам;
  • дополнительные расходы на обслуживание (канистра AdBlue обойдется в сумму от 500 рублей);
  • замерзание при температуре ниже -11 °C.

Именно невозможность использования AdBlue при стандартных для отечественной зимы температурах делают ее непрактичной в российских условиях, даже несмотря на то, что бачок с мочевиной оборудуется специальным нагревом для предотвращения замерзания жидкости.

В то же время дизельные автомобили, приобретенные в Европе, оснащаются этой системой по умолчанию, сейчас они свободно продаются и на российском рынке. Также оснащение своего «железного коня» такой системой необходимо при поездке в Европу — в ином случае можно «попасть» на немаленький экологический штраф. Поэтому немалому числу отечественных владельцев дизельных автомобилей все-таки приходится обслуживать систему SRC, если таковой оборудован их автомобиль, и покупать мочевину.

Как выбрать

При выборе мочевины для дизельного агрегата необходимо учитывать несколько факторов.

  1. Изготовить раствор самостоятельно практически невозможно. Сама мочевина (карбамид) продается отдельно и используется в качестве азотного удобрения и в других сферах. Однако получить деминерализованную воду в домашних условиях, а также добиться необходимого соотношения очень тяжело. Поэтому не стоит рисковать и пытаться изготовить жидкость AdBlue самостоятельно, в ином случае можно нанести серьезный вред двигателю автомобиля.
  2. До 50 % продаваемого на внутреннем рынке продукта является фальсификатом, непригодным для использования в двигателях дизельных автомобилей.
Читайте также:  Мощность автомобиля

Поэтому при выборе AdBlue для дизельных силовых агрегатов следует особенное пристальное внимание уделять наименованию производителя и наличию у него сертификата соответствия качества.

  1. При покупке мочевины необходимо приобретать конкретно жидкость AdBlue от лицензированных производителей. То есть продукт должен обладать торговым знаком AdBlue® и соответствовать европейскому стандарту ISO 22241-1. Только такой продукт не нанесет вреда двигателю, чего нельзя сказать о несертифицированной продукции, продающейся под наименованиями «мочевина для дизельного двигателя» и т. д.
  2. Можно приобретать мочевину, продающуюся под торговыми марками автопроизводителей, в том числе использовать ее для заливки в автомобиль иной марки. На самом деле такая продукция абсолютно идентична и различается лишь своим названием — сами автопроизводители не занимаются выпуском продукта, предоставляя заводам-изготовителям право использовать свою торговую марку. AdBlue VW вполне подойдет для использования в моторах Mercedes и т. д.
  3. Никакой разницы между мочевиной для легковых и грузовых автомобилей нет — эти продукты полностью идентичны.
  4. Также нет разницы в характеристиках российского и импортного AdBlue. Однако при покупке отечественного продукта необходимо убедиться в том, что он соответствует по стандарту качества ГОСТ Р ИСО 22241.

В российских условиях многие владельцы автомобилей, оборудованных катализаторами SRC, вынуждены отключать систему очистки либо использовать ее эмулятор. Основной причиной таких действий отечественных владельцев дизельных автомобилей является невозможность эффективного использования системы зимой — при температуре ниже -11 °C жидкость элементарно замерзает. Поэтому целесообразность использование катализаторов SRC и жидкости AdBlue в российских условиях на данный момент остается под большим вопросом.

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 NOx 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 NOx, 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 NOx? 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 NOx «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 NOx примерно соответствуют уровню .

Читайте также:  Когда можно садиться за руль после застолья

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.

Мочевина в двигателе: что это и зачем

20 декабря 2017 Категория: Полезная информация.

С течением времени нормы по регулированию уровня выхлопных газов в Европе и США все больше ужесточаются. Развернулась нешуточная борьба за защиту природы и сохранение здоровья человека. Последние принятые в Европе нормы токсичности Euro 5 и Euro 6 сосредоточены в основном на контроле оксида азота, который выделяется вместе с выхлопными газами при эксплуатации дизельных автомобилей.

Чем так вреден оксид азота и что с этим может сделать автовладелец

Оксид азота NOх, который выбрасывается с парами выхлопных газов в атмосферу, считается канцерогеном. Он способен повреждать слизистые оболочки верхних дыхательных путей в организме человека, провоцировать развитие рака легких, горла, гортани. Кроме того, значительная концентрация оксида азота провоцирует образование смога, особенно в условиях города, и может приводить к выпадению кислотных осадков. Все эти факторы позволяют считать оксид азота мишенью № 1 в борьбе за экологию и здоровье.

Вряд ли доказанный вред выхлопных газов спровоцирует массовый отказ людей от автомобиля. Но это и не нужно: для минимизации воздействия токсических веществ оксид азота достаточно просто нейтрализовать.

С бензиновыми двигателями проще: их очистительные системы работают еще с прошлого века, обеспечивая распад продуктов горения на воду, углекислый газ и азот. А вот популярные в Европе дизельные двигатели выбрасывают в атмосферу не только оксид азота, но и сажу. И, снижая выброс в атмосферу одного из этих канцерогенов, выброс второго от этого только растет.

Но если проблема с сажей решается регулярной заменой фильтров, оксид азота так просто не победить. Чтобы нейтрализовать NOх, его необходимо с помощью химической реакции преобразовать в азот и воду. Но для этого процесса нужен катализатор. Тут-то и пригодится мочевина для двигателя.

Что такое мочевина для двигателя и как она работает

Мочевина для двигателя – бесцветная жидкость, обладает запахом аммиака и содержит защитные и очищающие вещества. Для применения мочевины автомобиль должен быть оснащен соответствующим баком, а также блоком на электронном управлении.

Безвредная жидкость решает сразу несколько вопросов:

  • нейтрализует вредные испарения оксида азота;
  • увеличивает максимально допустимую мощность двигателя;
  • экономит средства, ведь в зависимости от страны проживания вы будете платить уменьшенный налог на выброс выхлопных газов.

В новых автомобилях использование мочевины для работы двигателя предусмотрено конструктивно. В выхлопной системе дизельных авто нового поколения устанавливается специальный SCR – катализатор, в котором и происходит химический процесс нейтрализации оксида азота. Датчики, контрольные лампочки на панели приборов, специальный бак для мочевины и другая программа управления двигателем – необходимые дополнения автомобилей по нормам Euro 5.

Примечательно, что по сравнению с автомобилями с дизельными двигателями без мочевины, моторы новых авто мощнее в среднем на 10%, при этом расход топлива заметно снижен.

В то же время, отечественные потребители указывают на ряд недостатков двигателей с мочевиной :

  • высокая стоимость системы очистки газов;
  • высокая стоимость планового ТО на машинах с «мочевинными» двигателями;
  • переход работы двигателя в аварийный режим при недостаточном уровне мочевины в баке;
  • отсутствие на территории страны качественных заправочных станций, позволяющих пополнить запасы мочевины;
  • значительные расходы на ремонт в случае повреждения основных узлов автомобиля;
  • неприятный запах аммиака, вероятность ожогов при попадании мочевины на кожу.

Тем не менее, сегодня моторы с мочевиной быстро набирают популярность. Среди гигантов, выпустивших на рынок автомобили с мочевинным дизелем, Volkswagen, Merсedes, PSA, Ford, Volvo, Fiat, Mazda. Причем двигатели с мочевиной представлены не только среди моделей авто премиум-класса: все больше их появляется в сегменте среднего класса иномарок.

История дизельных двигателей складывается прямо на наших глазах, и тренд на «мочевинные дизеля» лишь набирает обороты.

Если вы в поиске качественных запчастей для своего дизельного двигателя, проверьте наш каталог.

Для чего мочевина в дизеле

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».

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

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.

Читайте также:  Бесполезные советы, которые не помогут обмануть алкотестер

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 eHDi 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.

Добавить комментарий