Как и зачем используется мочевина в автомобилях

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.

Что улучшает мочевина кроме экологии

1. Мочевина активно используется в аграрной промышленности для изготовления различных удобрений.
2. Так же она используется как основной продукт в изготовлении смол и пластмасс.
3. Ряд потребительских и косметических продуктов содержат мочевину, чтобы помочь сохранить эмульгированные ингредиенты от разделения. В тоники и средства для снятия макияжа добавляют небольшое количество мочевины, так как данное вещество может помочь в увлажнении кожи.
4. Мочевина иногда используется в животноводстве в производстве кормов для скота. Корм с добавлением мочевины содержит высокие концентрации азота, которые способствуют быстрому росту животных.

Ещё одно преимущество использования мочевины заключается в том, что эффективность двигателя, достигнутая с помощью технологии SCR, сэкономит клиентам более 280 миллионов литров дизельного топлива и почти полмиллиарда долларов расходов на топливо. В то же время, окружающая среда будет избавлена приблизительно от 800 000 метрических тонн углекислого газа.

Дизель и мочевина. Какая связь?

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.

В системы современных автомобилей уже встроены своеобразные «контролеры», отслеживающие объём и скорость подачи мочевины. Количество впрыскиваемой мочевины напрямую зависит от топливной системы автомобиля и в большинстве случаев составляет от двух до шести процентов от потребляемого топлива.

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.

Что касается расхода реагента и цены на дизельную мочевину, то для легковых автомобилей требуется в среднем 100-150 мл. мочевины для дизеля на 100 километров пути (1-3 литра на 1000 км). Получается, 10 литров реагента хватит на 10 тыс. км пробега. Грузовики расходуют больше раствора, что будет напрямую зависеть от объёма ДВС. Большегрузные автомобили могут использовать на «сотню» около 1,5 — 2 литров мочевины. Типичный грузовик потребляет примерно 1500 -2500 литров в год в зависимости от пробега и типа автомобиля. С баком объемом 80 литров Вы проедете примерно 5 000 км.

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.

Источник

Процесс очистки

Поскольку уже удалось разобраться в том, что такое мочевина и какие преимущества даёт использование этой смеси в машинах, нужно детальнее разобраться в самом процессе нейтрализации токсичности выхлопа.

Доказанная на практике высокая эффективность мочевины или Adblue основывается на 2 рабочих циклах.

1. Сначала в струю из отработавшего газа, который выходит из камеры сгорания двигатель, добавляется мочевина путём впрыска. Под действием высокой температуры начинается химическая реакция. Это позволяет преобразовать мочевину в вещество под названием аммиак.
2. На втором этапе опасные соединения в виде окисла азота, которые содержатся в самом выхлопе, начинают превращаться в воду и азот. Такое становится возможным за счёт взаимодействия между аммиаком и катализатором. Процесс окисления позволяет получить на выходе два совершенно безопасных вещества.

Наглядное описание процесса позволяет понять, зачем нужна эта самая мочевина, какие функции она выполняет и как это всё происходит в дизельном двигателе.

Мочевину используют с целью повышения уровня экологичности. Этим производители выводят свои машины на требуемый уровень безопасности, предусмотренный нормами Евро 4 и выше, включая актуальную норму Евро 6.

Важно заметить тот факт, что мочевина расходуется в достаточно небольшом количестве. Потому тратить огромные деньги на постоянную заправку карбамидом не приходится

Решение проблемы — Расход мочевины на 100 км мерседес

Наша компания предлагает услугу по программному отключению системы нейтрализации ОГ на основе AdBlue. Отключение состоит из двух этапов:

• физическое отключение систем на автомобиле
• программное отключение в ЭБУ. На этом этапе будут отключены все управляющие действия, связанные с SCR

Стоит обратить внимание, что данные системы являются достаточно сложными в управлении. Расход мочевины на 100 км мерседес

Он стали обязательной частью двигателей совсем недавно и производители постоянно дорабатывают программы их управления. В связи с этим, на сегодняшний день не существует одного «лекарства» и иногда требует индивидуального подхода к конкретному автомобилю. Таким образом, доработка программы может происходить в несколько этапов и потребовать проведениях дополнительных работ и, соответственно, приезда клиента. Мы рекомендуем в данный период не планировать дальние поездки на автомобиле

Как выбрать

При выборе мочевины для дизельного агрегата необходимо учитывать несколько факторов.

1. Изготовить раствор самостоятельно практически невозможно. Сама мочевина (карбамид) продается отдельно и используется в качестве азотного удобрения и в других сферах. Однако получить деминерализованную воду в домашних условиях, а также добиться необходимого соотношения очень тяжело. Поэтому не стоит рисковать и пытаться изготовить жидкость AdBlue самостоятельно, в ином случае можно нанести серьезный вред двигателю автомобиля.
2. До 50 % продаваемого на внутреннем рынке продукта является фальсификатом, непригодным для использования в двигателях дизельных автомобилей.

Поэтому при выборе AdBlue для дизельных силовых агрегатов следует особенное пристальное внимание уделять наименованию производителя и наличию у него сертификата соответствия качества

1. При покупке мочевины необходимо приобретать конкретно жидкость AdBlue от лицензированных производителей. То есть продукт должен обладать торговым знаком AdBlue и соответствовать европейскому стандарту ISO 22241-1. Только такой продукт не нанесет вреда двигателю, чего нельзя сказать о несертифицированной продукции, продающейся под наименованиями «мочевина для дизельного двигателя» и т. д.
2. Можно приобретать мочевину, продающуюся под торговыми марками автопроизводителей, в том числе использовать ее для заливки в автомобиль иной марки. На самом деле такая продукция абсолютно идентична и различается лишь своим названием — сами автопроизводители не занимаются выпуском продукта, предоставляя заводам-изготовителям право использовать свою торговую марку. AdBlue VW вполне подойдет для использования в моторах Mercedes и т. д.
3. Никакой разницы между мочевиной для легковых и грузовых автомобилей нет — эти продукты полностью идентичны.
4. Также нет разницы в характеристиках российского и импортного AdBlue. Однако при покупке отечественного продукта необходимо убедиться в том, что он соответствует по стандарту качества ГОСТ Р ИСО 22241.

В российских условиях многие владельцы автомобилей, оборудованных катализаторами SRC, вынуждены отключать систему очистки либо использовать ее эмулятор. Основной причиной таких действий отечественных владельцев дизельных автомобилей является невозможность эффективного использования системы зимой — при температуре ниже -11 °C жидкость элементарно замерзает. Поэтому целесообразность использование катализаторов SRC и жидкости AdBlue в российских условиях на данный момент остается под большим вопросом.

Источник

Плюсы и минусы

В результате выхлоп получается безвредным (ну так относительно конечно). Сама мочевина — это полностью органический продукт и безвредна для природы. Система ее подачи, сама рассчитывает момент, когда и сколько подавать (в зависимости от режима работы).

Несравненное преимущество — нет снижения мощности.

Малый расход мочевины. Примерно 150 миллилитров на 100 км. пробега. Однако для больших грузовиков, этот показатель может подскочить до 1.5 литра на туже сотню. Все упирается в двигатель и стиль вождения.

Ценник AdВlue в районе $10 (может и дороже, с этим курсом вообще нельзя писать ничего точного).

А в минусы можно сразу отнести обслуживание этой самой системы. Да и возить эти бочонки нужно с собой всегда, если она кончится в баке, то мощность движка сразу упадет, ровно до того момента, пока в баке снова не появится это средство.

Да и замерзает она уже при -11°C. В Европе то это не критично, а с нашими холодами и снегами, помимо головой боли, как завести дизель в мороз, прибавилась еще одна, как отогреть эту мочевину.

В результате выиграли все. Существенного удорожания не произошло, экологи довольны, экологические стандарты соблюдены, на рынок выведен новый продукт, за который нужно платить, система также ставится на легковые авто.

Пока на рынке есть только одно решение от Мерседеса (на раннем этапе проектировки участвовали еще и Volkswagen, но по непонятным и не озвученным причинам, из проекта вышли).

MAN, SCANIA и другие концерны пошли по стандартному для себя пути — тупо выпустить новый двигатель, где уже на его уровне будет вестись учет и нейтрализация всех веществ, чтобы добиться стандартов.

Мочевина для дизеля

С каждым годом все актуальнее становиться вопрос об охране окружающей среды и экологии нашей планеты. Прежде всего это связано с огромным количеством автомобильного транспорта, выпускающего в атмосферу большой объем выхлопных газов. Поэтому ученые вынуждены вести непрерывную работу в поиске решений, которые бы смогли минимизировать вред от выхлопных газов, причиняющих разрушение окружающей среде. Не так давно специалисты из Германии смогли разработать инновационное средство, разработанное на основе высокоочищенной мочевины, способное значительно уменьшить количество вредных газов, испускаемых автомобилями.

Экологически чистый транспорт: миф или реальность?

Мы живем в век технологического прогресса, в котором нет ничего невозможного и даже экологически чистого транспорта. На грузовик устанавливается специальное устройство, получившее название — устройство селективной каталитической реакции. Оно состоит из бака, оснащенного электронным блоком управления, который предназначен для управления мочевиной.Блок управления отвечает за дозировку и подачу мочевины в выхлопные газы. В свою очередь, мочевина выступает в качестве катализатора, запускающего химическую реакцию, во время которой происходит расщепление выхлопных газов на воду и азот.

Достоинства мочевины

Одним из ключевых преимуществ мочевины является то, что для активации химической реакции необходимо очень малое количество этого вещества. Таким образом, полной заправки стандартного 40-литрового бака хватит для пробега нескольких тысяч километров без вреда для окружающей среды. К достоинствам мочевины относятся:

• экономичный расход катализатора;
• низкая стоимость;
• отсутствие побочных эффектов при попадании на кожу человека;
• соответствие международным экологическим нормам.

Для любого вида транспорта

С каждым годом все больше крупных компаний, в частности, автомобильных перевозчиков, задумывается об оснащении своих средств передвижения каталитическим селективным нейтрализатором. Однако владельцы легковых автомобилей также имеют возможность оснастить свое транспортное средство этой систем и создать экологически чистый транспорт, не причиняющий экологии никакого вреда. Нет никаких сомнений, что с каждым годом количество безвредного транспорта будет только увеличиваться.

Для чего используется мочевина

Поскольку европейские страны ведут активную борьбу против экологически опасных автомобилей, предъявляются новые требования и правила автопроизводства.

Следствием таких мер стало появление технологии под названием SCR и мочевины AdBlue. При этом не все понимают, что такое Adblue в автомобилях и зачем оно необходимо.

Изначально решением проблемы пытались заняться путём внесения изменений в систему подачи дизельного топлива и газораспределения. Инженеры старались сделать всё возможное для снижения количества вредных соединений в выхлопных газах. Но если менее жёсткие требования это удовлетворяло, то в дальнейшем ситуация существенно изменилась. Подобными методами уже не получалось довести выхлоп до безопасных норм.

Именно тогда появился метод так называемой селективной каталитической нейтрализации. Для этого в автомобили устанавливают специальное оборудование. Оно необходимо для впрыска мочевины в системы выхлопа на транспортных средствах, что позволяет значительно снижать токсичность выхлопного газа, нейтрализуя его.

Теперь следует более детально разобраться в том, для чего же в дизельном автомобиле нужна мочевина или карбамид. Её принято называть Adblue. Это специальный реагент, который используется на дизельных машинах, изготовленных в соответствии со стандартами Евро 4, 5 и выше. Мочевина является неотъемлемой частью системы очистки SCR.

Для чего нужна мочевина? Система AdBlue на Mercedes GLE и не только

Фактически это водный раствор мочевины, которая выполняет ключевые задачи в вопросе каталитической нейтрализации выхлопа. Тем самым машина выделяет экологически более безопасный газ. Параллельно мочевина способна продлевать срок службы двигателя, и повышать эффективность его работы.

Практически все новые грузовые автомобили, а также некоторые легковые авто оснащены системой SCR. Этот преобразователь позволяет увеличить характеристики двигателя, обеспечить лучшую защиту от нагара. При этом мочевина располагается в отдельном баке, который находится около двигателя.

Современная система очистки выхлопа для дизельных силовых установок состоит из:

• сажевого фильтра;
• окислительного катализатора;
• жидкостной системы нейтрализации оксида азота.

Важно понимать, что мочевина не является самостоятельным средством по увеличению экологичности выхлопа и снижению токсичности, а входит в состав общей SCR системы. Автомобили, на которых устанавливается такая система, оснащаются отдельными бачками для заправки мочевиной

Этот реагент получил распространённое название Adblue, что как бы подчёркивает экологичность и стремление защитить окружающую среду

Автомобили, на которых устанавливается такая система, оснащаются отдельными бачками для заправки мочевиной. Этот реагент получил распространённое название Adblue, что как бы подчёркивает экологичность и стремление защитить окружающую среду.

Фактически раствор представлен в виде аммиака и воды в определённых пропорциях. Но у нас часто вещество называют мочевиной. Специальный дозатор автоматически забирает из бачка жидкость, впрыскивает раствор в систему выхлопа дизельного транспортного средства, и позволяет снижать токсичность. Впрыск осуществляется на участок, где происходит смешивание отработанного газа и раствора мочевины.

Когда компоненты смешиваются между собой, полученная смесь проходит через SCR нейтрализатор. Он расшифровывается как Selective Catalytic Reduction или просто селективный катализатор (нейтрализатор).

Подобная технология отличается тем, что работает, основываясь на избирательном принципе. Аммиак, являющийся составной частью Adblue, начинает вступать в реакцию с окислом азота, находясь под воздействием слоя катализирующего вещества в самом нейтрализаторе и высокой температуры. Температурные показатели могут составлять до 300 градусов Цельсия.

В результате происходит разложение окислов азота на составные части. А именно на воду и азот, являющиеся совершенно безвредными для окружающей среды и человеческого здоровья веществами. Дополнительно в системе (в нейтрализаторе) происходит процесс догорания остальных токсичных компонентов. Технология актуальна для грузовых и легковых транспортных средств.

Что такое мочевина для дизеля?

Современные автолюбители в России практически не знают, что такое мочевина, и каково воздействие от неё на работу двигателя. В этом нет ничего парадоксального, так как в России стандарты «Евро» еще не задействованы, и вопросы к экологичности автомобилей не самые строгие, как например Евросоюзе.

Как многие знают, дизельные двигатели работают на взаимодействии воздушно-топливной смеси, что делает возможным полное выгорание сажи. Уровень сжатия системы зажигания под воздействием высокой температуры и давления существенно выше аналогичного показателя бензиновых двигателей. Такие условия провоцируют возникновение огромного количества окислов азота в выхлопных газах дизеля.

Мочевина для дизеля представляет собой состав из деминерализованной воды и мочевины, считающейся наилучшим реагентом для их нейтрализации. 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, причем за техническое состояние самого автомобиля можно не переживать, так как это органический продукт и никак не сможет навредить механизмам.

В системы современных автомобилей уже встроены своеобразные «контролеры», отслеживающие производительность силовой установки и количество отработанных газов и самостоятельно подбирающие объем и скорость подачи мочевины. Количество впрыскиваемой мочевины напрямую зависит от топливной системы автомобиля и в большинстве случаев составляет 2-6% объема потребления топлива. Данная дозировка может обеспечить длительные интервалы между пополнением запасов жидкости.

Дизельный двигатель и влияние его на экологию

Современные дизельные двигатели наносят такой же вред экологии, как и их бензиновые аналоги. На классических конструкциях возможна установка лишь окислительных нейтрализаторов выхлопных газов, окисляющие 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 поменялось.

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.

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 грузовые автомобили и автобусы, которые в России очень часто оказываются старыми и изношенными.

Преимущества использования мочевины

Помимо высокой экологичности, мочевина в дизельных двигателях имеет и другие плюсы. В первую очередь, стоит отметить выросшую мощность двигателей BlueHDi (в среднем на 7-10%) и их большую топливную экономичность. Во вторую, к плюсам ее применения, стоит отнести полную безвредность состава для людей, снижение налога на выброс выхлопных газов (здесь всё зависит от законодательства страны) и полная свобода перемещения по магистралям общественного пользования без страха быть оштрафованным.