יישום של אוריאה במנוע דיזל
תוכן
תקנות סביבתיות מודרניות מציבות מגבלות קפדניות על ערכי הפליטה של מזהמים בגזי הפליטה של מנוע דיזל. זה מאלץ מהנדסים לחפש פתרונות חדשים שיעמדו בסטנדרטים. אחד מהם היה השימוש ב-urea לדלק סולר במערכת טיפול לאחר הטיפול בפליטה SCR (Selective Catalytic Reduction). מנועי דיימלר המשתמשים בטכנולוגיה זו נקראים Bluetec.
מהי מערכת SCR
פרוטוקול הסביבה יורו 6 תקף ב-28 מדינות באיחוד האירופי מאז 2015. על פי התקן החדש, יצרני רכבי דיזל מחזיקים בדרישות מחמירות מכיוון שמנועי דיזל גורמים לנזק עצום לסביבה ולבריאות האדם, ופולטים פיח ותחמוצות חנקן לאטמוספירה.
בעוד שהשימוש בממיר קטליטי תלת כיווני מספיק לניקוי גזי הפליטה של מנוע בנזין, מכשיר משוכלל יותר לנטרול תרכובות רעילות בגזי הפליטה נחוץ למנוע דיזל. היעילות של ניקוי CO (פחמן חד חמצני), CH (פחמימנים) וחלקיקי פיח מגזי פליטה של מנועי דיזל עולה בטמפרטורות בעירה גבוהות, בעוד NOx, להיפך, פוחת. הפתרון לבעיה זו היה הכנסת זרז SCR למערכת הפליטה, המשתמש בדיזל אוריאה כבסיס לפירוק תרכובות רעילות של תחמוצת חנקן (NOx).
על מנת להפחית פליטות מזיקות פיתחו המהנדסים מערכת ניקוי דיזל מיוחדת - Bluetec. המתחם מורכב משלוש מערכות שלמות, שכל אחת מהן מסננת תרכובות רעילות ומפרקת תרכובות כימיות מזיקות:
- זרז - מנטרל CO ו-CH.
- מסנן חלקיקים - לוכד חלקיקי פיח.
- ממיר קטליטי SCR - מפחית פליטת NOx עם אוריאה.
מערכת הניקוי הראשונה שימשה במשאיות ומכוניות מרצדס-בנץ. כיום, יצרנים רבים ממירים את כלי הרכב שלהם למערכת ניקוי חדשה ומשתמשים באוריאה במנועי דיזל כדי לעמוד בדרישות בקרה סביבתית מחמירות.
אוריאה טכנית AdBlue
התוצר הסופי של חילוף החומרים של יונקים, אוריאה, ידוע מאז המאה ה-XNUMX. דיומיד חומצה פחמנית מסונתז מתרכובות אנאורגניות ונמצא בשימוש נרחב בחקלאות. בתעשיית הרכב, תמיסה של נוזל טכני Adblue כחומר פעיל בטיהור גזי פליטה רעילים מתחמוצות חנקן.
Adblue הוא 40% אוריאה ו-60% מים מזוקקים. ההרכב מוזרק למערכת SCR בזרבובית שדרכה עוברים גזי הפליטה. מתרחשת תגובת פירוק, שבה תחמוצת החנקן מתפרקת למולקולות חנקן ומים לא מזיקות.
אוריאה טכנית לדיזל - לאדבלו אין שום קשר לאוריאה אוריאה, המשמשת במגזר האגרו-תעשייתי ובפרמקולוגיה.
אדבלו במנוע דיזל
מערכת טיפול לאחר פליטה נוזלית, או ממיר SCR, היא מערכת סגורה שדרכה זורם פליטת דיזל נטולת פיח. נוזל Adblue נשפך למיכל עצמאי ומוזרק לצינור הפליטה במינון מדוד לפני הכניסה לממיר.
הגז המעורב נכנס ליחידת הנטרול של SCR, שם מתרחשת תגובה כימית לפירוק תחמוצת החנקן על חשבון האמוניה שבאוריאה. בשילוב עם תחמוצת החנקן, מולקולות האמוניה מפרקות אותה לרכיבים שאינם מזיקים לאדם ולסביבה.
לאחר מחזור ניקוי מלא, כמות המזהמים המינימלית נפלטת לאטמוספירה, פרמטר הפליטה תואם לפרוטוקולי Euro-5 ו-Euro-6.
עקרון הפעולה של מערכת טיהור פליטת דיזל
מערכת טיפול לאחר שלמה למנוע דיזל מורכבת מממיר קטליטי, מסנן חלקיקים ומערכת SCR. עקרון הפעולה של ניקוי בשלבים:
- גזי פליטה נכנסים לממיר הקטליטי ולמסנן החלקיקים. פיח מסונן, חלקיקי דלק נשרפים, ופחמן חד חמצני ופחמימנים מוסרים.
- המזרק משמש להזרקת כמות מסוימת של AdBlue לחיבור בין מסנן חלקיקי הדיזל לממיר הקטליטי SCR. מולקולות אוריאה מתפרקות לאמוניה וחומצה איזוציאנית.
- אמוניה משתלבת עם תחמוצת חנקן, המרכיב המזיק ביותר של סולר משומש. מולקולות מפוצלות, מה שמוביל להיווצרות מים וחנקן. גזי פליטה בלתי מזיקים משתחררים לאטמוספירה.
הרכב אוריאה לדיזל
למרות הפשטות לכאורה של נוזל מנוע דיזל, אי אפשר להכין אוריאה בעצמך באמצעות דשן אורגני. הנוסחה של מולקולת האוריאה (NH2) 2CO, היא פיזית גביש לבן חסר ריח, מסיס במים וממיסים קוטביים (אמוניה נוזלית, מתנול, כלורופורם וכו').
עבור השוק האירופי, הנוזל מיוצר בשליטת ה-VDA (איגוד תעשיית הרכב הגרמני), המנפיק רישיונות לחברות יצרניות, שחלקן מספקות נוזלים לשוק המקומי.
ברוסיה, זיוף תחת המותג AdBlue הוא יותר מ-50%. לכן, בעת רכישת אוריאה למנוע דיזל מתוצרת רוסיה, עליך להיות מונחה על ידי הסימון "תאימות לתקן ISO 22241-2-2009".
יתרונות וחסרונות
היתרונות של שימוש באוריאה ברורים - רק עם מגיב זה מערכת הטיפול בגזי הפליטה של מנוע הדיזל SCR יכולה לתפקד במלואה ולעמוד בדרישות של תקן יורו 6.
בנוסף להגנה על הסביבה, היתרונות של טיהור אוריאה כוללים את הנקודות הבאות:
- הצריכה שלו למכוניות היא רק 100 גרם לכל 1000 ק"מ;
- מערכת SCR משולבת ברכבי דיזל מודרניים;
- במדינות מסוימות המס על השימוש ברכב מופחת אם מותקנת מערכת ניקוי אוריאה, ואין סיכון לקנס.
למרבה הצער, למערכת יש גם חסרונות:
- נקודת הקיפאון של אוריאה היא בערך -11 מעלות צלזיוס;
- הצורך בתדלוק קבוע;
- עלות המכונית עולה;
- כמות גדולה של נוזל Adblue מזויף;
- דרישות מוגברות לאיכות הדלק;
- תיקונים יקרים לרכיבי המערכת.
מערכת קרצוף האוריאה המשולבת המובנית ברכבי דיזל נותרה הדרך היחידה להפחית פליטות רעילות. קשיים בתפעול, עלות גבוהה של ריאגנטים למשאית, נוזלים באיכות ירודה ודלק סולר גורמים לכך שנהגים רבים בוחרים להשבית את המערכת ולהתקין אמולטורים.
עם זאת, חשוב להבין שאוריאה נותרה כימיקל הדיזל היחיד שמונע את שחרור תחמוצת החנקן לסביבה, מה שעלול להוביל לסרטן.
