Для чего нужна мочевина в дизельном двигателе камаз

Обновлено: 09.01.2025

Введение новых экологических норм в европейских странах, в частности, ЕВРО 4-6, вызвало необходимость разработки специальной системы SCR, нейтрализующей вред от двигателей, функционирующих, на дизельном топливе. Мочевина представляет собой бесцветный реагент, обладающий сильным аммиачным запахом, который является основным очищающим компонентом, снижающим концентрацию вредных веществ. Содержание в составе диспергирующих и очищающих элементов способствует защите среды от токсичного воздействия газов.

Разработчики рекомендуют расходовать от 1-го до 2-х л жидкости на 100 км пути. При этом, транспортное средство должно быть оборудовано электронным управляющим блоком, устанавливаемым на специальный бак. Средняя стоимость реагента составляет в среднем 800 рублей, широкий разброс цен связан с неоднородностью рынка.

Особенности применения мочевины в отечественных реалиях

Отличающийся от Европы климат и неудовлетворительное состояние российских дорог наложило свой отпечаток на технологию использования мочевины. Результат оказался не таким успешным, как изначальный расчет. Негативные факторы повлекли пагубные последствия, которые проявляются следующими симптомами:

резким и неприятным запахом выхлопных газов,
появлением ожогов на теле и аллергическими реакциями при испарении и попадании на кожу продуктов распада,
отсутствием возможности дозаправки мочевины по причине отсутствия специальных станций,
увеличением топливного расхода,
разрушением некоторых деталей автомобиля под воздействием аммиака, содержащегося в реагенте.

Многие автовладельцы осведомлены о сопутствующих изъянах, чреватых дорогостоящим ремонтом, поэтому предпочитают отключать оборудование.

Полное отключение программы возможно лишь после компьютерной перепрошивки системы или ее полной замены.

Третий вариант заключается в обесточивании SCR и внедрении в механизм специального узла, который будет имитировать работоспособность удаленного устройства. Технические параметры двигателя не меняются.

Оптимальный выбор метода рассматривается в каждом конкретном случае. Этой информацией владеют узкие специалисты техцентров. Самостоятельно выполнить отключение жидкой системы нейтрализации у автовладельца вряд ли получится.

По мере ужесточения требований к чистоте выхлопа дизельных двигателей конструкторы столкнулись с противоречиями в работе трёх основных систем снижения вредных выбросов. Нейтрализация окислов азота требует уменьшения температуры на выпуске, с чем справляется рециркуляция выхлопных газов EGR, а очистка от окиси углерода и сажи при помощи катализаторов и сажевых фильтров наоборот, повышает температуру.

Как итог, борьба за экологию дизеля зашла в определённый тупик.

Предназначение системы SCR

Аббревиатура SCR означает селективную каталитическую работу по разложению окислов азота уже после их образования, в отличие от мер по предотвращению их появления, то есть без нежелательного снижения температуры.

Таким способом удаётся весьма радикально уничтожить ядовитые соединения азота с кислородом, используя довольно простое вещество – мочевину, а также специальный каталитический нейтрализатор с соответствующими органами управления и контроля.

Что такое мочевина в двигателе

В системе принято применять не чистую мочевину, а так называемый раствор AdBlue, в составе которого карбамид занимает примерно треть по удельной массе. Остальное – хорошо очищенная от посторонних минеральных примесей вода.

Состав заливается в отдельный бак, откуда и расходуется путём дозированного впрыска во выпускной тракт.

Предназначение

При попадании раствора мочевины в выхлопные газы двигателя происходит несколько реакций:

выхлопные газы обладают достаточно высокой температурой для разложения карбамида на аммиак и углекислый газ;
промежуточные продукты реакции, возникающие из-за нестабильной температуры выхлопа, также в конечном счёте образуют аммиак;
при прохождении через SCR-катализатор аммиак реагирует с окислами азота, в результате чего образуется чистый азот и водяной пар;
углекислота, водяной пар и азот могут выбрасываться в атмосферу, поскольку являются обычными её составляющими.

Результатом всего происходящего будет значительная нейтрализация вредных окислов азота, с которыми очень трудно бороться в высокофорсированных дизельных моторах с турбонаддувом. Любые другие способы снижают экономичность, удельную мощность, и обходятся ещё дороже.

Состав

Система достаточно сложна и состоит из целого ряда компонентов:

бак, в котором хранится запас мочевины, пополняемый при заправке автомобиля, горловина выведена наружу с применением мер, максимально исключающих заливание туда дизтоплива;
блок управления системой впрыска AdBlue;
насос, создающий давление раствора на клапане впрыска в выхлопную трубу перед катализатором SCR;
датчики содержания окислов азота до и после катализатора;
обратная магистраль слива излишков от дозатора с клапаном;
датчики температуры в баке и магистрали впрыска;
датчик температуры выхлопных газов;
датчик уровня мочевины в баке;
фильтры подаваемого в дозатор раствора;
датчики и клапаны регулировки температуры циркулирующей жидкости;
катализатор SCR.

В состав входят два контура регулирования – по количеству впрыскиваемого раствора и его температуре. Компоненты системы могут подогреваться жидкостью из системы охлаждения двигателя, за чем следят соответствующие датчики и блок управления. Нельзя допускать широкого изменения температуры мочевины, тем более её замерзания.

Количество подаваемого раствора определяется блоком управления, куда поступает информация о режиме работы двигателя, в частности о температуре отработанных газов.

Нужное количество измеряется клапанами дозатора при фиксированном давлении насоса, остальное циркулирует по обратной магистрали, одновременно подогревая бак. Возможно применение и электроподогрева магистралей.

Каталитический нейтрализатор представляет собой сотовую конструкцию с нанесёнными на керамику благородными металлами, на поверхности которых и происходят каталитические реакции.

Сам материал катализатора при этом не расходуется. При продувании через него выхлопных газов с активными веществами на выходе получаются допустимые по нормам Евро-5 и Евро-6 компоненты.

Помимо управления процессом, блок ведёт и непрерывный контроль за техническим состоянием системы. При выявлении неисправностей высвечивается соответствующий индикатор на приборной панели, сигнализирующий об отключении системы.

Последствия могут быть разными, от значительного ограничения отдачи двигателя до полной невозможности его пуска.

Плюсы и минусы системы

К достоинствам впрыска мочевины относятся:

относительная простота решения проблемы экологичности дизелей повышенной эффективности;
незначительный дополнительный расход мочевины, не идущий ни в какое сравнение с экономическим эффектом от снижения расхода дизельного топлива, полученного безбоязненным повышением термического режима процессов в цилиндрах;
совместимость с катализаторами снижения СО, сажевыми фильтрами и системой EGR;
возможность повышения мощности двигателей с одновременным улучшением экономичности.

Но в практической эксплуатации подобных перспективных технологий начали выявляться недостатки, раздражающие потребителей, особенно водителей-профессионалов:

качественный раствор AdBlue не везде доступен по приемлемой цене;
возникают дополнительные сложности зимой, поскольку эта жидкость в типичной концентрации замерзает при снижении температуры после 10 градусов мороза;
возможно появление паров аммиака, вызывающих раздражение дыхательных путей, да и при попадании на кожу раствор проявляет свою едкость;
на рынке имеется много поддельных канистр с AdBlue, применение которых вызывает отказы техники, в том числе и с дорогостоящими последствиями;
дополнительная система впрыска усложняет автомобиль и снижает его надёжность;
возможно проникновение паров аммиака в глушитель, а оттуда и в атмосферу, что помимо неприятного запаха может повлечь нарушение установленных экологических норм, в стандарте Евро-6 количество аммиака в выхлопе уже жёстко регламентировано;
при снижении эффективности катализатора начинает неприемлемо расти расход мочевины.

Как выбрать AdBlue

Попадание в бак для мочевины посторонних веществ или дизельного топлива категорически недопустимо и может привести к дорогостоящему ремонту. Кроме того, заливать можно только раствор определённого состава, который производится по лицензии немецкого патентообладателя. Другим способом качество не гарантируется.

Производители контрафакта часто обходят правовые ограничения, не употребляя на канистрах обозначение AdBlue и указывая в рекламе, что их продукт выполняет те же функции, но имеет при этом намного меньшую цену.

После заправки подобными веществами случались отказы узлов системы впрыска, а также дорогих катализаторов. Даже если физически поломок не будет, то система скорее всего по информации своих датчиков заметит несоответствие и перейдёт в аварийный режим.

Поэтому все заявления о 100% аналоге стоит проигнорировать. Тем более не стоит надеяться на самостоятельное изготовление раствора из одноимённого сельскохозяйственного удобрения.

Лицензия выдаётся немецкой организацией VDA. Канистры должны быть герметичны и опломбированы, а срок хранения не превышать одного года. Разницы между грузовым и легковым использованием нет, как и между марками автомобилей.

Мочевина для дизельных силовых агрегатов представляет собой активный компонент, который принимает непосредственное участие в работе очищающих SCR-систем. Такие системы являются составным компонентом очищающего комплекса, который обеспечивает поддержание уровня токсичности отработавших газов дизельных двигателей в соответствии со стандартами Евро-4, Евро-5 и Евро-6.

Сама дизельная мочевина представляет собой жидкость-реагент, состоящий из деминерализованной воды и мочевины (водный раствор мочевины). Далее мы рассмотрим, зачем нужна и как работает мочевина в дизельных двигателях для очистки выхлопа.

Рекомендуем также прочитать статью о том, что такое система EGR. Из этой статьи вы узнаете об устройстве и принципах работы системы рециркуляции отработавших газов.

Дизельный мотор и экология

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.

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.

Рекомендуем также прочитать статью о том, как очистить сажевый фильтр дизельного двигателя. Из этой статьи вы узнаете о способах очистки сажевого фильтра на дизельном авто своими руками.

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.

Преимущества и недостатки дизельных нейтрализаторов с мочевиной

Периодический впрыск раствора мочевины в выпускной тракт является абсолютно безвредным для окружающей среды, так как мочевина представляет собой органический продукт. Система осуществляет самостоятельный подбор момента, скорости впрыска и количества подаваемой мочевины зависимо от режима работы ДВС, нагрузки на мотор и интенсивности образования выхлопных газов.

Среди недостатков использования мочевины для дизеля стоит выделить дополнительные расходы на сам реагент, а также необходимость технического обслуживания аппаратуры, которая обеспечивает работу жидкостной системы очистки.

Еще одной особенностью является повышенная требовательность системы к качеству топлива, так как нейтрализаторы с впрыском мочевины предполагают нормальную работу только на низкосернистой солярке. Также необходимо отдельно учесть, что раствор мочевины склонен замерзать при температурах около -12 градусов по Цельсию. С учетом данной особенности автомобили с подобными решениями можно без проблем эксплуатировать только в регионах с теплым и умеренным климатом.

Линейка дизельных двигателей CRDi Hyundai/KIA: сильные и слабые стороны моторов данного типа, особенности эксплуатации, ремонта и обслуживания.

Почему забивается сажевый фильтр. Эксплуатация, профилактика. Основные способы очистки фильтра со снятием и без, жидкости для промывки. Как лучше прочищать.

Захожу по вызову в кабинет заместителя директора по экономике. У него на столе – пачка бумаг для подписи.

- Здравствуйте, Иван Васильевич. Вызывали?

- Проходите, присаживайтесь. Расскажите, зачем нам такое количество удобрения? – спрашивает он, доставая из пачки счёт на выдачу водителю наличных денег в сумме 9 600 рублей на закупку мочевины.

- Иван Васильевич, мочевина – это не только удобрение, но ещё и необходимый компонент для работы автомобилей на дизельном топливе.

- Расскажите мне об этом подробнее. Какая связь дизеля с мочевиной?

- Мочевина получила такое название, поскольку её открытие имеет непосредственное отношение к моче. В 1773 году французский химик Илер Марен Руэль выделил её из жидкого продукта жизнедеятельности человека. В 1828 году немецкий химик и врач Фридрих Вёлер получил подобное мочевине вещество путём упаривания растворённого в воде цианата-аммония (NH4 CNO). Именно с этого события начинается отсчёт истории органической химии, так как впервые было получено органическое соединение синтетическим путём. Мочевина, полученная таким образом, и используется сегодня в самых разных отраслях экономики. В частности, в автотранспортных средствах с дизельными двигателями применяют для селективного восстановления оксидов азота в отработавших газах и для защиты окружающей среды и поддержания качества воздуха. Вы, наверное, не раз наблюдали, как из выхлопной трубы дизельного автомобиля выбрасывается шлейф густого чёрного дыма. Основными составляющими вредных выхлопных газов являются углеводороды, оксиды и сажа. Дышать невозможно. Мочевина для дизеля представляет собой состав из деминерализованной воды и мочевины, считающейся наилучшим реагентом для их нейтрализации.

Отрегулированный дизельный двигатель выбрасывает в атмосферу менее вредные отработанные газы, нежели аналогичная установка, которая не имеет данной возможности. В частности, в этом случае показатель окиси углерода значительно меньше, чем у бензиновых двигателей.

В результате подобных химических реакций, получается вода, 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 необходимо для получения такого эффекта, – это через определенные промежутки времени впрыскивать в камеру с отработанными газами раствор мочевины, причём за техническое состояние самого автомобиля можно не переживать, так как это органический продукт и никак не сможет навредить механизмам.

Помимо высокой экологичности, мочевина в дизельных двигателях имеет и другие плюсы. Это, во-первых, повышение мощности двигателей (в среднем на 7-10%) и их большая топливная экономичность.

Во - вторых, полная безвредность состава для людей, и, наконец, полная свобода перемещения по магистралям общественного пользования без страха быть оштрафованным.

Цена мочевины для дизелей составляет в среднем от 600 рублей за 20 литров, а разброс цен в принципе большой по причине неоднородности рынка. В продаже реагент в виде готового раствора обычно фасуется именно в такие ёмкости.

Такая, вот, связь существует между дизелем и мочевиной. Только их СОЮЗ может создать благоприятные условия для использования личного и общественного автотранспорта, а также для окружающей среды и поддержания качества воздуха.

- Спасибо. Ваша информация была для меня полезной. Счёт на выдачу денег на закупку мочевины подписываю.

Читайте также: