Påføring av urea i dieselmotorer

Moderne miljøforskrifter setter strenge grenser for utslippsverdiene av forurensninger i eksosgassene til en dieselmotor. Dette tvinger ingeniører til å se etter nye løsninger for å møte standardene. En av disse var bruken av urea til diesel i SCR (Selective Catalytic Reduction) eksosetterbehandlingssystemet. Daimler-motorer som bruker denne teknologien kalles Bluetec.

Hva er SCR-systemet

Euro 6-miljøprotokollen har vært i kraft i 28 EU-land siden 2015. Under den nye standarden har dieselbilprodusenter strenge krav fordi dieselmotorer forårsaker enorme skader på miljøet og menneskers helse, og slipper ut sot og nitrogenoksider til atmosfæren.

Mens bruken av en treveis katalysator er tilstrekkelig for å rense eksosgassene til en bensinmotor, er en mer sofistikert enhet for nøytralisering av giftige forbindelser i eksosgassene nødvendig for en dieselmotor. Effektiviteten av å rense CO (karbonmonoksid), CH (hydrokarboner) og sotpartikler fra dieselmotorens eksosgasser øker ved høye forbrenningstemperaturer, mens NOx tvert imot synker. Løsningen på dette problemet var innføringen av en SCR-katalysator i eksossystemet, som bruker dieselurea som grunnlag for nedbryting av giftige forbindelser av nitrogenoksid (NOx).

For å redusere skadelige utslipp har ingeniører utviklet et spesielt dieselrensesystem - Bluetec. Komplekset består av tre komplette systemer, som hver filtrerer giftige forbindelser og bryter ned skadelige kjemiske forbindelser:

• Katalysator - nøytraliserer CO og CH.
• Partikkelfilter - fanger opp sotpartikler.
• SCR-katalysator - Reduserer NOx-utslipp med urea.

Det første rensesystemet ble brukt på Mercedes-Benz lastebiler og personbiler. I dag konverterer mange produsenter kjøretøyene sine til et nytt rengjøringssystem og bruker urea i dieselmotorer for å møte strenge miljøkontrollkrav.

Teknisk urea AdBlue

Sluttproduktet av pattedyrmetabolisme, urea, har vært kjent siden XNUMX-tallet. Karbonsyrediomid er syntetisert fra uorganiske forbindelser og er mye brukt i landbruket. I bilindustrien, en løsning av Adblue teknisk væske som et aktivt middel i rensing av giftige avgasser fra nitrogenoksider.

Adblue er 40 % urea og 60 % destillert vann. Sammensetningen injiseres i SCR-systemet ved munnstykket som eksosgassene passerer gjennom. Det oppstår en nedbrytningsreaksjon, der nitrogenoksid brytes ned til ufarlige nitrogen- og vannmolekyler.

Teknisk urea for diesel - Adblue har ingenting med urea urea å gjøre, som brukes i agroindustri og i farmakologi.

Edblue i dieselmotor

Et etterbehandlingssystem for flytende eksos, eller SCR-omformer, er et lukket system som det strømmer sotfri dieseleksos gjennom. Adblue væske helles i en selvstendig tank og sprøytes inn i eksosrøret i en oppmålt dose før den går inn i omformeren.

Den blandede gassen kommer inn i SCR-nøytraliseringsenheten, hvor en kjemisk reaksjon finner sted for å spalte nitrogenoksid på bekostning av ammoniakk i urea. I kombinasjon med nitrogenoksid bryter ammoniakkmolekyler det ned til komponenter som er ufarlige for mennesker og miljø.

Etter en fullstendig rensesyklus slippes minimumsmengden av forurensninger ut i atmosfæren, utslippsparameteren samsvarer med Euro-5 og Euro-6-protokollene.

Prinsippet for drift av dieseleksosrensesystemet

Et komplett etterbehandlingssystem for dieselmotorer består av en katalysator, et partikkelfilter og et SCR-system. Prinsippet for drift av rengjøring i trinn:

1. Avgasser kommer inn i katalysatoren og partikkelfilteret. Sot filtreres, drivstoffpartikler brennes av og karbonmonoksid og hydrokarboner fjernes.
2. Injektoren brukes til å injisere en viss mengde AdBlue i forbindelsen mellom dieselpartikkelfilteret og SCR-katalysatoren. Ureamolekyler brytes ned til ammoniakk og isocyansyre.
3. Ammoniakk kombineres med nitrogenoksid, den mest skadelige komponenten i brukt diesel. Molekyler deles, noe som fører til dannelse av vann og nitrogen. Ufarlige avgasser slippes ut i atmosfæren.

Sammensetning av urea for diesel

Til tross for den tilsynelatende enkelheten til en dieselmotorvæske, er det umulig å tilberede urea på egen hånd ved å bruke organisk gjødsel. Formelen til ureamolekylet (NH2) 2CO, er fysisk en luktfri hvit krystall, løselig i vann og polare løsningsmidler (flytende ammoniakk, metanol, kloroform, etc.).

For det europeiske markedet produseres væsken under kontroll av VDA (German Automobile Industry Association), som utsteder lisenser til produksjonsbedrifter, hvorav noen leverer væske til hjemmemarkedet.

I Russland er forfalskning under AdBlue-merket mer enn 50 %. Så når du kjøper urea til en russiskprodusert dieselmotor, må du bli veiledet av merkingen "Overholdelse av ISO 22241-2-2009".

Fordeler og ulemper

Fordelene ved å bruke urea er åpenbare - bare med denne reagensen kan avgassbehandlingssystemet til SCR-dieselmotoren fungere fullt ut og oppfylle kravene i Euro 6-standarden.

I tillegg til å beskytte miljøet, inkluderer fordelene med urea-rensing følgende punkter:

• forbruket for biler er bare 100 g per 1000 km;
• SCR-systemet er integrert i moderne dieselbiler;
• i enkelte land reduseres avgiften på bruk av kjøretøyet dersom det er installert et urea-rensesystem, og det er ingen risiko for bot.

Dessverre har systemet også ulemper:

• frysepunktet for urea er omtrent -11 °C;
• behovet for regelmessig tanking;
• prisen på bilen øker;
• en stor mengde falsk Adblue-væske;
• økte krav til drivstoffkvalitet;
• kostbare reparasjoner av systemkomponenter.

Det integrerte urea-skrubbesystemet innebygd i dieselbiler er fortsatt den eneste måten å redusere giftige utslipp på. Vanskeligheter i drift, høye kostnader for lastebilreagenser, væske av dårlig kvalitet og diesel gjør at mange sjåfører velger å deaktivere systemet og installere emulatorer.

Det er imidlertid viktig å forstå at urea forblir det eneste dieselkjemikaliet som forhindrer frigjøring av nitrogenoksid i miljøet, noe som kan føre til kreft.