Жидкость для систем SCR. Придерживаемся экологических стандартов

Современные автотранспортные средства с силовыми агрегатами, работающими на дизельном топливе экологического класса Евро-5 и более, оборудованы SCR (Selective Catalytic Reduction) – системой селективного (выборочного) каталитического восстановления отработавших газов.

SCR называется селективной, потому что предназначена для снижения только опасных окислов азота в отработавших выхлопных газах для двигателей на дизтопливе. Метод очень эффективен, но дополнительным заправочным материалом становится раствор мочевины.

Принцип работы системы

Мочевина через форсунку поступает в отработавшие выхлопные газы после выпускного коллектора до каталитизатора. Жидкость пробуждает разложение окислов азота на воду и азот – натуральные вещества, имеющиеся в живой природе.

Новые требования Экологической Комиссии в Европейском союзе заставляют автомобильных производителей контролировать экологические нормы выбросов автомобиля и устанавливать SCR на транспортные средства с дизельными двигателями.

Физические и химические свойства

Жидкость для системы SCR Adblue, состоит из раствора воды и мочевины:

• Деминерализованная вода – 67,5% раствора;
• Мочевина – 32,5% раствора.

Adblue располагается в собственном баке из пластика или металла, преимущественно вблизи с топливным резервуаром. Бачок оснащен крышкой синего окраса на заливной горловине, имеет соответствующую надпись Adblue. Заливные горловины баков с мочевиной и топливом имеют разный диаметр, чтобы исключить возможность ошибки при заправке.

Температура замерзания мочевины составляет -11 °С, бак с мочевиной оснащен своим подогревателем. Так же, после остановки двигателя, помпа в режиме реверса закачивает реагент обратно в бак. После промерзания оттаявшая мочевина сохраняет свои рабочие свойства и пригодна для дальнейшей эксплуатации.

Расход жидкости и требования к эксплуатации

Средний расход рабочей жидкости для SCR составляет примерно 4% от расхода дизтоплива для легкового автотранспорта, и примерно 6% для грузового автомобиля.

Система бортовой диагностики автомобиля контролирует многие параметры раствора мочевины:

1. Уровень в системе.
2. Температура мочевины.
3. Давление раствора мочевины.
4. Дозировка впрыска жидкости.

Блок управления предупреждает водителя загоранием лампы неисправности на приборной доске о слишком быстром расходе раствора и опустошении резервуара полностью. Водитель обязан доливать реагент в поездке. При игнорировании оповещений системы, снижается мощность двигателя от 25% до 40%, пока не заправлен реагент. На панели приборов высвечивается счетчик километража и количество запусков двигателя, после обнулении счетчика запустить двигатель автомобиля будет невозможно.

Необходимо заправлять жидкость для систем SCR только от проверенных производителей мочевины: BASF, YARA, AMI, Газпромнефть, Аляска. Заливка в бак воды или других жидкостей выведет из строя систему выпуска отработавших газов.

Что такое жидкость для выхлопной системы дизельного двигателя (DEF)?

Дизельные двигатели до сих пор остаются загадкой для многих водителей, особенно в нашей стране, где основная масса автомобилей заправляется бензином. И это зря, так как принцип работы дизельного двигателя, а именно воспламенение от сжатия, имеет целый ряд преимуществ по сравнению с зажиганием от свечей, не последним из которых является значительно более эффективный расход топлива (об этом подробнее в статье «Почему дизельные двигатели эффективнее бензиновых»).

Щедрый крутящий момент на пониженных оборотах двигателя, более широкий диапазон вождения и долговечность являются еще одними из преимуществ, связанных с дизельным двигателем (наряду с тем, что дизельные двигатели уже давно научились работать на подсолнечном масле, подробнее здесь). Но все эти преимущества легко перекрывается несколькими черными метками, такими как более высокая стоимость топлива, высокие начальные затраты и необходимость возиться с DEF, что является сокращением от Diesel Exhaust Fluid, или жидкость для выхлопной системы дизельного двигателя. На мировых рынках мы чаще встречаем определение AdBlue. Что это за таинственная жидкость и зачем она необходима дизельным транспортным средствам?

Прежде чем дать ответы на эти вопросы, в первую очередь вы должны разобраться в том, почему дизельные двигатели требуют более усердного ухода, в отличие от бензиновых. Краткий ответ – потому что они грязные. Их выбросы существенно отличаются от того, что выходит из выхлопной трубы силовой установки с искровым зажиганием.

Какие выбросы производит бензиновый и дизельный двигателя?

Самыми страшными газами, которые выходят из выхлопной трубы бензинового двигателя являются углеводород и окись углерода. Для их очистки и недопущения попадания в атмосферу бензиновому автомобилю необходим трехкомпонентный каталитический нейтрализатор.

Но в отличие от бензиновых двигателей, дизели имеют тенденцию к высоким показателям оксидов азота и тверды частиц, побочных продуктов сгорания, которые могут привести к серьезным проблемам со здоровьем (заболевания дыхательных органов или болезнь сердца). Причиной появления в дизелях этих противопоказанных нашей природе выхлопных газов являются заоблачные коэффициенты сжатия и необогащенные смеси, которые делают дизельные двигателя такими экономичными.

Благодаря чему экологи до сих пор не запретили дизельные двигателя?

К счастью, не все так умопомрачительно. Благодаря химической реакции, известной как селективное каталитическое восстановление, дизельные двигатели имеют-таки право на существование без ущерба матушке – природе.

Именно во время процесса каталитического восстановления вступает в игру DEF (та самая жидкость для выхлопной системы дизельного двигателя).Это раствор на основе аммиака (32,5% раствора) и воды, который используется для сокращения вредных выбросов.

Избегая всех сложных и долгих объяснений того, как работает этот процесс, скажем, что «чистые» дизели оснащены небольшим резервуаром, который содержит несколько литров DEF. Во время работы двигателя небольшое количество этой жидкости распыляется в поток выхлопных газов, где она вступает в реакцию с катализатором и газами, содержащимися в выхлопе. Происходящая химическая реакция преобразует вредные вещества в менее разрушительные.

По сути, это наиболее эффективный способ сокращения выбросов NOx, при этом неприятные побочные вещества, как NO и NO2 преобразуются в безвредные N и H2O. Конечной целью являются азот и вода. Во многих случаях то, что выходит из выхлопной трубы, с точки зрения частиц, намного чище того, что поступало в двигатель.

Всего несколько лет назад автопроизводители не использовали системы селективного каталитического восстановления в своих дизельных легковых автомобилях и грузовиках, пока объем двигателей был небольшим, они использовали сажевый фильтр. Но не сегодня. Теперь все дизельные двигатели оснащены как дизельными сажевыми фильтрами, так и системой каталитического восстановления. Эта система абсолютно необходима для удовлетворения регулирования выбросов вредных газов в окружающую среду.

Одним из недостатков современных экологически чистых дизелей является то, что они требуют чуть большего ухода, чем их бензиновые коллеги. Водители должны постоянно поддерживать достаточный уровень выхлопной жидкости, чтобы соответствовать нормам выбросов. Это, конечно, дополнительные хлопоты и расходы, хотя производители работают над тем, чтобы сократить и то и другое.

Достигнуть этой цели автопроизводители пытаются, совместив DEF обслуживание с другим плановым техническим обслуживанием, поэтому, когда вы отправляетесь в сервисный центр для замены масла, механик может долить выхлопную жидкость в резервуар. Автопроизводители стремятся сократить расход этой жидкости до 0,2 литров на 100 километров пути, хотя, конечно, показатели значительно снижаются при экстремальных сценариях использования транспортного средства.

Но, допустим, ваш автомобиль не на гарантийном обслуживании. Что в таком случае? Не стоит расстраиваться, так как выхлопная жидкость является весьма доступной по цене и ее легко можно найти в магазинах автозапчастей.

Учитывая низкую стоимость этой жидкости для выхлопной системы дизелей, вы всегда должны заполнять бак соответствующим материалом. Некоторые водители могут попытаться обмануть систему, долив воды, чтобы сэкономить несколько сотен рублей, но это плохая идея. Как минимум, вы заработаете лампочку Check Engine, как максимум, ваши действия могут привести к повреждению системы выбросов.

Жидкость для выхлопных газов дизельного двигателя — Diesel exhaust fluid

Жидкость для выхлопных газов дизельного двигателя ( DEF ; также известная как AUS 32 и продаваемая как AdBlue ) — это жидкость, используемая для уменьшения количества загрязнения воздуха, создаваемого дизельным двигателем. В частности, DEF представляет собой водный раствор мочевины, состоящий из 32,5% мочевины и 67,5% деионизированной воды . DEF расходуется на селективное каталитическое восстановление (SCR), которое снижает концентрацию оксидов азота ( NO
Икс ) В дизельных выхлопных излучениях от дизельного двигателя .

СОДЕРЖАНИЕ

Другие имена

В международном стандарте, определяющем DEF ( ISO 22241), он обозначается как AUS 32 (32% водный раствор мочевины). DEF также продается как AdBlue, зарегистрированная торговая марка Немецкой ассоциации автомобильной промышленности .

Несколько марок системы SCR используют DEF: BlueHDI используется автомобилями Группы PSA, включая марки Peugeot , Citroen и DS Automobiles ; BlueTec от Daimler AG ; и FLENDS (новая дизельная система с низким уровнем выбросов) от UD Trucks .

Дизельные двигатели могут работать с обедненной смесью воздуха и топлива ( сверхстехиометрическое соотношение), чтобы обеспечить полное сгорание сажи и предотвратить их выброс несгоревшего топлива. Избыточный воздух обязательно приводит к образованию NO.
Икс , которые являются вредными загрязнителями , из азота в воздухе. SCR используется для уменьшения количества NO
Икс выпущен в атмосферу. ДЭФ из отдельного бака впрыскивается в выхлопной трубопровод. В SCR катализатора , то НЕТ
Икс аммиак восстанавливается до воды и азота , которые менее загрязняют окружающую среду. Затем вода и азот выбрасываются в атмосферу через выхлопные газы.

Скорость впрыска DEF в выхлопные газы зависит от конкретной системы последующей обработки, но обычно составляет 2–6% от объема расхода дизельного топлива. Такая низкая скорость дозирования обеспечивает длительные интервалы между доливами жидкости и сводит к минимуму размер резервуара (и его проникновение в пространство упаковки транспортного средства). Электронный блок управления регулирует добавление жидкости в соответствии с такими параметрами , как двигатель рабочей температуры и скорости.

Химия

DEF — 32,5% раствор мочевины (NH
2 )
2 CO . Когда она впрыскивается в поток горячих выхлопных газов , вода испаряется, и мочевина термически разлагается с образованием аммиака ( NH
3 ) и изоциановая кислота (HNCO):

В изоциановой кислоты реагирует с парами воды и гидролизуется до диоксида углерода и аммиака:

В целом на данный момент:

Аммиак в присутствии кислорода и катализатора восстанавливает два разных оксида азота:

Общее снижение NO
Икс по мочевине тогда:

Работа в зимнее время

DEF замерзает при -11 ° C (12 ° F). Чтобы система очистки выхлопных газов SCR работала при низких температурах, достаточное количество замороженного DEF должно быть растоплено за как можно более короткое время, предпочтительно порядка минут. Например, требования EPA 2010 года по выбросам требуют полного расхода охлаждающей жидкости DEF в течение 70 минут.

Обычно замороженный DEF расплавляется за счет тепла от двигателя, например охлаждающей жидкости двигателя, проходящей через бак DEF, который регулируется термостатическим регулирующим клапаном охлаждающей жидкости. Этот метод может занять значительное время, прежде чем система очистки выхлопных газов SCR станет полностью работоспособной, часто до часа.

Другой способ разморозить DEF (и, таким образом, обеспечить полную работу SCR) — это встроить в бак DEF электрический нагреватель. Этот нагреватель должен иметь соответствующие размеры, расположение и питание, чтобы быстро растопить достаточное количество замороженного DEF. Желательно, чтобы он был саморегулирующимся, чтобы не перегреваться, если нагреватель (часть) находится вне жидкости. Также желательно, чтобы он был саморегулирующимся, чтобы исключить любые сложные датчики и системы регулирования температуры. Кроме того, температура нагревателя не должна превышать 50–60 ° C (122–140 ° F), так как DEF начинает разлагаться примерно при 60 ° C (140 ° F). Для этого часто используются нагреватели PTC .

Безопасность и хранение

Раствор мочевины прозрачный, нетоксичный и безопасный в обращении. Поскольку мочевина оказывает коррозионное воздействие на такие металлы, как алюминий, DEF хранится и транспортируется в специальных контейнерах. Эти контейнеры обычно изготавливаются из нержавеющей стали. Системы селективного каталитического восстановления (SCR) транспортных средств и дозаторы DEF сконструированы таким образом, чтобы на них не оказывалось коррозионного воздействия мочевины. Рекомендуется хранить DEF в прохладном, сухом и хорошо вентилируемом помещении, защищенном от прямых солнечных лучей. Объемные объемы DEF подходят для хранения в полиэтиленовых контейнерах ( HDPE , XLPE ), армированном стекловолокном пластике ( FRP ) и стальных резервуарах. DEF также часто обрабатывается в контейнерах средней грузоподъемности для хранения и транспортировки.

Жидкость для дизельных выхлопных газов предлагается потребителям в различных количествах, от контейнеров для одноразового или многократного использования в небольших количествах до навалочных судов для потребителей, которым требуется большое количество DEF. По состоянию на 2013 год на некоторых остановках грузовиков были добавлены насосы DEF, которые дозируют DEF. Обычно они расположены рядом с топливными насосами, поэтому водитель может заправить оба бака, не перемещая грузовик.

В Европе все больше заправочных станций предлагают насосы AdBlue не только для больших коммерческих автомобилей, но и для легковых автомобилей.