С каждым годом вопрос сохранности экологии приобретает все большую актуальность, что не могло не сказаться на автомобилях. В поисках оптимального способа снижения вреда от их деятельности, ученые разработали уже не один вариант реализации указанной идеи (стоит только вспомнить об электромобилях и питании двигателя от солнечных батарей), но одним из самых малоизвестных методов является применения мочевины в дизельных силовых агрегатах. В данной статье мы расскажем об особенностях новшества, а также выясним насколько рационально его использование на практике.
- Мочевина для дизеля, что это?
- Дизельный мотор и влияние его на экологию
- Преимущества использования мочевины
- Недостатки использования мочевины в двигателе
- Вопросы, которые вас заинтересуют Уменьшается ли расход топлива
- Можно ли разбавлять мочевину водой
- Возможно ли изготовить мочевину самостоятельно?
Мочевина для дизеля, что это?
Мало кто из современных автолюбителей знает, что такое мочевина и каким образом она влияет на работу транспортного средства. В этом нет ничего удивительного, ведь в нашей стране еще не введены стандарты «Евро», а значит, и требования к экологичности транспортных средств не столь жесткие, как в европейских странах.
Как известно, дизельные моторы функционируют на основании смеси воздуха и топлива, что обеспечивает полное сгорание сажи. Уровень сжатия системы зажигания под воздействием высокой температуры и давления существенно выше аналогичного показателя бензиновых моторов. Такие условия провоцируют появление большого количества окислов азота в выхлопных газах дизеля.
Мочевина для дизеля являет собой состав из деминерализованной воды и мочевины, который считается лучшим реагентом для их нейтрализации. В результате соответствующих реакций, на выходе получают воду, углекислый газ и азот. То есть воздействие высоких температур способствует протеканию химических реакций, по завершении которых азотные окислы трансформируются в безвредный инертный газ.
Все, что нужно для достижения подобного эффекта, – это время от времени впрыскивать в камеру с отработанными газами раствор мочевины, причем за состояние самого транспортного средства можно не волноваться, так как это органический продукт и никак не сможет навредить механизмам.
Системы современных автомобилей способны самостоятельно подбирать объем и скорость подачи мочевины, для чего в конструкции предусмотрены своеобразные «контролеры», отслеживающие производительность силовой установки и количество отработанных газов. Также стоит отметить, что количество добавляемой мочевинной жидкости напрямую зависит от топливной системы автомобиля и в большинстве случаев составляет 2-6%!объема потребления топлива. Такая дозировка способна обеспечить длительные интервалы между пополнением запасов жидкости.
Дизельный мотор и влияние его на экологию
С точки зрения вреда для экологии, современные дизельные моторы точно такие же, как и их бензиновые аналоги. На классических конструкциях возможна установка лишь окислительных нейтрализаторов выхлопных газов, которые, в свою очередь, окисляют только CO и CH, в результате чего получается вода и безвредный углекислый газ.
В былые времена подобные нейтрализаторы ломались из-за воздействия на них соединений серы и частиц сажи, скапливающихся на поверхности катализатора, но с началом применения системы «Common rail», в которой впрыск топливной смеси осуществляется электронно-управляемыми форсунками – все изменилось.
Отрегулированный дизельный мотор выбрасывает в атмосферу менее вредные отработанные газы, нежели аналогичная установка, не имеющая этой особенности. В частности, в этом случае показатель окиси углерода несколько меньше, чем у бензиновых моторов.
Основными составляющими вредных выхлопных газов являются углеводороды (НС или СН), оксиды (или, как их еще называют, «окислы» азота) и сажа (вместе со всеми ее производными), которая вырывается наружу в виде черного дыма.
Главными виновниками их распространения считаются грузовики и автобусы, которые в нашей стране очень часто оказываются старыми и не отрегулированными.
Рекомендуем: Как действуют присадки для снижения шума в коробке?
А знаете ли вы? Первый дизельный мотор был запатентован немецким инженером и изобретателем Рудольфом Дизелем еще в 1892 году. Новый двигатель обладал более высоким коэффициентом полезного действия (КПД) и отличался удобством эксплуатации, чего нельзя было сказать о популярных в те времена паровых машинах.
Преимущества использования мочевины
Помимо высокой экологичности, мочевина в дизельных двигателях имеет и другие преимущества. Прежде всего, стоит отметить возросшую мощность двигателей BlueHDi (в среднем на 7-10%!) и их большую топливную экономичность. Кроме того, к положительным моментам ее применения стоит отнести абсолютную безвредность состава для человека, снижение налога на выброс выхлопных газов (правда, здесь многое зависит от законодательства той или иной страны) и свободное перемещение по дорогам общественного пользования без страха быть оштрафованным.
Недостатки использования мочевины в двигателе
Конечно, как и любой другой состав, мочевина не может не иметь своих недостатков. По правде говоря, на сегодняшний день уже достаточно сложно вычислить, какая же разница между обычным дизелем HDi и мотором BlueHDi, так как в нашей стране последний поставляется в комплекте с автоматической коробкой передач, и сравнивать его с версией «HDi + МКПП» в средних и дорогих комплектациях автомобиля просто некорректно.
Однако можно попробовать сопоставить стоимость запчастей для этих силовых установок. К примеру, французские автомобилисты часто используют SCR-катализатор, который находится в едином блоке с DPF-фильтром, справедливо отмечая, что горячие отработанные газы лучше всего обрабатывать и очищать в одном и том же месте.
Интересный факт! В 1999-2000 годах группа PSA одной из первых компаний-автопроизводителей внедрила DPF-фильтр для борьбы с сажей, который как раз отлично подходил под нормы Евро-3. Это еще раз доказывает, что PSA – это один из лидеров дизельного авторынка, причем как в европейских странах, так и в Украине.
Таким образом, две технологии DPF и SCR соединились в одном узле, хотя в случае его повреждения автовладельцу придется заплатить приличную цену за ремонт, так как обе составляющие сами по себе довольно дорогостоящие.
Наряду с достаточно высокой стоимостью, к минусам применения мочевины в дизельных автомобилях стоит отнести и то, что запах выхлопных газов будет далеко не самым приятным, а многих водителей это здорово раздражает. Более того, состав легко замерзает при минусовой температуре, а в случае попадания на кожу человека может спровоцировать появление аллергической реакции и раздражений. Отрицательным моментом эксплуатации такого варианта дизельных двигателей есть и то, что на территории нашей страны отсутствуют качественные специальные заправочные станции, с помощью которых можно было бы долить мочевину.
В состав мочевины для дизеля также входит аммиак, испарения которого могут отрицательно воздействовать на кожу и глаза человека.
Для тех автолюбителей, которым совсем не нравится такая функция дизельного двигателя, существует возможность ее отключения (программное отключение, отключение посредством «заморозки» или обесточивания системы SCR).
Интересно! Оказывается, мочевина имеет непосредственное отношение к моче. Так, в 1773 году французскому химику Илеру Марену Руэлю удалось выделить ее из человеческой мочи. Немного позже, точнее в 1828 году, немецкий химик Фридрих Велер с помощью процесса упаривания растворенного в воде цианата-аммония получил органическое соединение, характеристики которого напоминают мочевинные. С этого момента началась история органической химии, так как впервые удалось получить органическое соединение синтетическим путем.
Вопросы, которые вас заинтересуют
Уменьшается ли расход топлива
Споров насчет уменьшения расхода топлива благодаря мочевине немало. Одни уверяют, что она не имеет никакого отношения к процессу сгорания топливной смеси, а значит, не может повлиять на снижение его расхода, в то время как другие специалисты приводят весьма убедительные доводы в пользу эффективности такого метода экономии. Например, автомобиль Peugeot 508, который имеет под капотом 163 л.с., в городских условиях потребляет 7,6 л на 100 км, в то время как по трассе этот показатель достигает 4,6 л.
Рекомендуем: Что нужно знать о монтаже ГБО на авто в 2019 году
При смешанном цикле езды расход топлива соответствует 5,7 л. С модернизированным и более мощным двигателем BlueHDi расход топлива несколько снижается: в пределах города – 5,2 л; на трассе – 3,8 л., на смешанной дороге – 4,3 л.
Можно ли разбавлять мочевину водой
Среди наиболее распространенных вопросов о мочевине стоит выделить один, который встречается достаточно часто: «можно ли разбавлять AdBlue водой?» Сразу нужно отметить, что сэкономить таким образом не удастся, так как расположенные на входе в катализатор сенсоры NO точно определяют количество диоксида азота в выхлопных газах, исходя из чего и выбирается нужное количество раствора мочевины с учетом ее стандартной концентрации (32,53%!).
Второй NO-сенсор, расположенный на выходе из катализатора, контролирует эффективность работы системы и степень очистки отработанных газов. Поэтому, если уменьшить концентрацию раствора, то оставшейся мочевины не хватит для эффективной нейтрализации двуокиси азота, для чего данный состав и используется. Система контроля сразу «увидит» эту нехватку и даст насосу команду увеличить подачу реагента для повышения эффективности нейтрализации до заданных параметров.
Обратите внимание! Если разбавлять мочевину обычной, а не деминерализованной водой, то соли металлов, которые имеются в ней, просто выведут систему из строя, на что потребуется не так уж и много времени.
Возможно ли изготовить мочевину самостоятельно?
Чисто теоретически можно попробовать изготовить мочевину самостоятельно, но практика показывает, что такой состав будет очень далеким от идеала. В домашних условиях создать эффективный состав требуемого качества просто невозможно.
Во-первых
, в качестве основного доступного сырья для изготовления мочевины AdBlue чаще всего рассматривается гранулированная мочевина (карбамид), которая также является достаточно распространенным минеральным удобрением. Однако гранулы покрыты специальным составом, который при хранении предотвращает слеживание и прилипание гранул друг к другу. Именно это вещество убивает компоненты системы AdBlue, а отфильтровать его практически нереально.
Во-вторых
, наиболее распространенное
минеральное удобрение мочевины (гранулы) содержит в себе 1,6%!биурета, в то время как уровень его содержания в AdBlue не должен превышать 0,3%! Данное вещество отрицательно сказывается на сроке службы катализатора.
Третьей причиной
, из-за которой вам не удастся создать мочевину в домашних условиях, является то, что этот раствор должен изготавливаться на основе деминерализованной воды, чтобы соли металлов, присутствующие в обычной жидкости, не забивали поры катализатора и не вывели его из строя раньше отведенного времени. Конечно, найти такую воду можно, но понятное дело, что на нее придется потратить деньги.
В любом случае использование самодельной мочевинной жидкости чревато неприятными последствиями, а если вы знаете, для чего именно нужна мочевина (в том числе и для использования на грузовиках), то сразу поймете, что проводить «домашние» опыты очень нерентабельно.
Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.
Что такое мочевина для дизеля
Попытки убрать один из компонентов выхлопных газов приводят к росту содержания другого. Если попытаться избавиться от сажи в дизельных выхлопах, начнет зашкаливать вредный оксид азота и наоборот. Конструкторы разработали фильтры для борьбы с сажей, которые начали устанавливать в топливную систему дизельных двигателей. Для нейтрализации вредного оксида азота пришлось придумать принципиально новую систему, предусматривающую использование мочевины.
Мочевина для дизеля, реализуемая в автомобильных салонах, это жидкость состоящая из воды и химического соединения, которое разлагается на амиак и углекислый газ. Полученный из этой смеси амиак можно использовать для нейтрализации опасных выхлопов. Этот процесс происходит в специальном SCR-катализаторе.
Расход мочевины зависит от объема двигателя, поэтому грузовики расходуют намного больше состава, чем легковушки. Но, вопреки негативным ожиданиям автомобилистов, использование и обслуживание такой системы очистки выхлопных газов стоит сравнительно недорого, особенно для легковых автомобилей.
Мочевина как удобрение – высокая эффективность при минимальных затратах
Часто производителя раствора мочевины по «прямому методу» называют «Первичным производителем» AdBlue.
А «блендинг» (вторичный метод) предполагает приобретение предприятием производителем AdBlue мочевины в гранулах на том же Азотном заводе с последующим смешиванием ее с деминерализованной водой на своем производстве.
«Прямой метод» считается более продвинутым, так как исключается сам процесс гранулирования и последующее перемещение сырья до производителя, что обеспечивает наивысшее качество AdBlue и в большей степени исключает возможные нежелательные примеси в готовом растворе мочевины для дизеля.
В любом случае все, и «первичные» и «вторичные», производители AdBlue являются официальными обладателями лицензии на торговый знак AdBlue, строго придерживаются стандартов и требований в этой области и производят продукт гарантированного качества, соответствующий стандарту ISO 22241-1.
Наряду с лицензированными, то есть легальными производителями AdBlue, на рынке России существуют и другие , которые не имеют право называть свой продукт AdBlue. Чтобы вызвать у покупателя доверие к своей «мочевине» и провести связь с качеством лицензионного AdBlue эти производители часто называют свои продукты схожими названиями, где фигурирует слово «БЛЮ» типа такой-Blue, сякой-Blue, лучший-Blue и т.д. Иногда даже называют свою мочевину для дизеля «полным аналогом AdBlue», что вводит потребителя в заблуждение и является нарушением авторских прав на торговый знак AdBlue.
Качество продуктов «имитаторов» не гарантировано никакими системами контроля качества.
Все автопроизводители рекомендуют использовать «мочевину для дизеля» под торговым знаком AdBlue. Это обеспечит гарантию качества используемой в системе SCR жидкости AdBlue и долговечность компонентов катализатора автомобиля.
На сегодняшний день в России существует 4 легальных лицензированных производителя AdBlue.
Единственным в России является компания ЕВРОХИМ.
Используйте в своем автомобиле исключительно лицензионную жидкость AdBlue!
Каталог AdBlue ISO 22241-1
Для чего нужна мочевина для дизеля
Инженеры постоянно находятся в поисках ответа на вопрос — как снизить количество вредных выбросов? Сокращение объемов двигателей вряд ли положительно скажется на ситуации – люди слишком сильно зависят от автомобильных перевозок, благодаря которым осуществляется доставка необходимых нам грузов по земле. Грузоподъемность грузовиков снизится, что приведет к необходимости совершать несколько рейсов вместо одного. Альтернативный путь, который можно и нужно использовать – нейтрализация выбросов двигателей внутреннего сгорания.
Использование SCR-катализатора и мочевины – один из способов существенно снизить выбросы дизельного двигателя. При этом сам компонент абсолютно безвреден для человека и окружающей среды. Система самостоятельно рассчитывает необходимое количество компонента исходя из данных об интенсивности использования двигателя в настоящий момент. Чем больше нагрузка, тем больше мочевины впрыскивается в SCR-катализатор. Таким образом, использование мочевины помогает снизить объемы вредных выбросов.
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 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.
Использование мочевины для очистки выхлопа
Ужесточение экологических норм и стандартов подтолкнуло автопроизводителей к созданию еще более совершенных систем, которые сегодня активно используются на дизельных ДВС. Такие решения позволили добиться снижения количества оксида азота.
Одной из наиболее распространенных схем очистки является технология Bluetec. В такой системе применен целый комплекс очищающих выхлоп элементов:
- сажевый фильтр;
- окислительный катализатор;
- жидкостная система для нейтрализации оксида азота;
Данное решение разработано и активно используется немецким автогигантом Mercedes-Benz на различных моделях коммерческих и легковых дизельных авто. Грузовики, оснащенные Bluetec, имеют отдельный бак, в который заливается активный реагент под названием AdВlue. Указанный реагент представляет собой раствор мочевины с водой (вода и аммиак). Специальное дозирующее устройство осуществляет автоматический впрыск раствора мочевины в выпускную систему дизельного авто, где происходит перемешивание отработавших газов и раствора мочевины для дизеля.
После смешивания мочевины с выхлопом указанная смесь попадает в нейтрализатор SCR (англ. selective catalytic reduction). Такой нейтрализатор отличается тем, что работает по избирательному принципу. Аммиак, который находится в составе мочевины для дизеля, вступает в реакцию с окислами азота под воздействием катализирующего слоя в нейтрализаторе и высокой температуры до 300 градусов по Цельсию. Результатом становится разложение окислов азота на азот и воду. Также в нейтрализаторе догорают и другие токсичные соединения. Похожая схема применяется и на легковых авто с указанной системой очистки.
Дизельный мотор и экология
Степень сжатия дизельного двигателя — что это такое
По мере развития технологий к двигателям внутреннего сгорания стали выдвигаться все более жесткие нормы и требования касательно вредности выхлопных газов. Установка каталитических нейтрализаторов на бензиновые ДВС позволила достаточно эффективно решить данную проблему. Более того, инженерам удалось выполнить поставленную задачу без существенных конструктивных изменений самого двигателя и его топливной аппаратуры.
Катализатор устанавливается в выхлопную систему. Корпус такого каталитического нейтрализатора имеет двойные стенки, между которыми находится специальная жаропрочная оболочка. Также внутри катализатора имеются особые «соты», которые могут быть изготовлены из керамики или металла. Указанные соты покрывают небольшим слоем вещества, которое вступает в химическую реакцию с отработавшими газами. Другими словами, активное вещество на сотах представляет собой катализатор, который превращает вредные соединения в выхлопе путем их окисления в углекислый газ, азот и воду.
Сегодня широко используются катализаторы, которые имеют в своей основе три компонента: платину, палладий и родий. Платина и палладий нейтрализуют угарный газ и углеводороды, в то время как родий эффективно взаимодействует с окислами азота. К преимуществам таких каталитических нейтрализаторов относят эффективность работы, простоту их изготовления, а также долгий срок службы.
Что касается дизельных двигателей, в списке токсичных компонентов в составе их отработавших газов (в отличие от бензинового агрегата) присутствует сажа. Также в значительной мере отмечено наличие оксида азота. Образование большого количества сажи возникает по причине индивидуальных особенностей процесса смесеобразования в моторах на солярке.
Хорошо известно, что сажа является вредным канцерогеном, который может спровоцировать образование раковых клеток. Стоит отметить, что попытки снизить количество сажи в выхлопных газах дизеля приводят к значительному увеличению содержания оксида азота, а снижение выбросов оксида азота означает резкое увеличение количества сажи. Другими словами, уменьшение содержания одного токсичного компонента приводит к закономерному увеличению другого. Данная особенность затрагивает различные режимы работы дизельного двигателя.
Для борьбы с сажей дизельные автомобили оснастили сажевыми фильтрами. Работают такие фильтры по принципу специального уловителя. Частицы сажи оседают на сетке фильтра. Когда сетка забивается, система управления двигателем активирует процесс дожигания сажи, реализуя таким образом регенерацию сажевого фильтра и нормализацию его пропускной способности.
