Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Что такое мочевина в дизельных двигателях


Мочевина для дизеля: что это?

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.

Содержание статьи

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.

Катализатор устанавливается в выхлопную систему.  Корпус такого каталитического нейтрализатора имеет двойные стенки, между которыми находится специальная жаропрочная оболочка. Также внутри катализатора имеются особые «соты», которые могут быть изготовлены из керамики или металла. Указанные соты покрывают небольшим слоем вещества, которое вступает в химическую реакцию с отработавшими газами.  Другими словами, активное вещество на сотах представляет собой катализатор, который превращает вредные соединения в выхлопе путем их окисления в углекислый газ, азот и воду.

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.

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.

  • Главным плюсом от использования такой очистки является экологичность двигателя без необходимости снижать его мощность. Выхлоп дизеля после очистки  становится водой, азотом и углекислым газом. Окислы азота в катализаторе превращаются в инертный газ, который не представляет угрозы.
  • Также необходимо отметить полное соответствие нормам Евро и другим экостандартам в развитых странах, что означает свободное передвижение без штрафов и ограничений, а также снижение налогообложения.
  • 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. Получается, 10 литров реагента хватит на 10 тыс. км пробега.  Грузовики закономерно расходуют больше раствора, что будет напрямую зависеть от объема ДВС. Большегрузные автомобили могут использовать на «сотню» около 1.5 литров мочевины и более, позволяя пройти на 20-литровой канистре всего 1000-1500 км.
  • Отметим, что канистра мочевины для дизеля обойдётся около 7-10 у.е. В продаже реагент представлен в виде готового раствора, который обычно фасуется в емкости по 20 литров. Мочевину для дизеля предлагают несколько компаний-производителей, доступен как искусственный продукт, так и органический.

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.

Читайте также

Что такое мочевина в дизеле? (с рисунком)

Мочевина используется в нескольких новых моделях автомобилей с дизельным двигателем в качестве подавителя выбросов после сгорания. Логическим обоснованием этой технологии является контроль концентрации оксида азота (NOx) в выхлопных газах двигателей с воспламенением от сжатия (CI). NOx является естественным побочным продуктом систем ХИ и основным источником загрязнения воздуха. Ценность использования мочевины в выхлопных системах транспортных средств с дизельным двигателем обусловлена ​​способностью химического вещества преобразовывать большую часть компонента NOx в газах в безвредный азот и воду.Такое использование мочевины в дизельных транспортных средствах обычно достигается путем впрыскивания мелкой струи мочевины в катализатор отработавших газов, тем самым эффективно нейтрализуя значительный процент содержания вредных NOx в отработавших газах.

Некоторые дизельные автомобили используют мочевину.

Системы с воспламенением от сжатия производят температуры и давления намного выше, чем в бензиновых двигателях с искровым зажиганием.В этих условиях образуются высокие уровни оксида азота в выхлопных газах дизельных двигателей. Глобальная обеспокоенность в связи с растущим негативным воздействием выбросов NOx, поскольку загрязняющие воздух вещества побудили многие страны ввести строгие меры контроля за выбросами NOx, касающиеся новых транспортных средств с дизельным двигателем. Эти средства управления видели увеличение использования мочевины в системах дизельных двигателей; Некоторые ведущие производители автомобилей включают в свои стандартные дизельные модели впрыск мочевины.

Использование мочевины в дизельных двигателях связано с естественным химическим разделением опасных NOx на безвредную воду и азот.Большинство новых автомобилей, работающих на дизельном топливе, имеют многоступенчатые системы управления выбросами выхлопных газов, которые постепенно отделяют сажу и NOx от выхлопных газов, а фаза впрыска мочевины является одним из последних этапов. Введение мочевины происходит в секции селективного каталитического преобразователя (SCR) системы, где тонкая струя, связанная с отдельным резервуаром для мочевины, распыляет тонкий туман жидкости в выхлопной газ, обогащенный NOx. Отработавший газ, выбрасываемый в атмосферу, почти полностью сажа и не содержит NOx.

В настоящее время некоторые производители автомобилей заявляют, что степень конверсии NOx составляет 80% или более, при использовании мочевины в дизельных транспортных средствах. Эти сокращения, безусловно, окажут положительное воздействие на окружающую среду, но могут значительно увеличить стоимость вождения автомобиля с дизельным двигателем. Эти системы могут также добавить неудобства к вождению дизеля, потому что многие новые дизельные транспортные средства допускают ограниченное количество запусков, только если бак для мочевины исчерпан, прежде чем полностью отключиться и встать на мостик автомобилиста.К счастью, большинство новых дизельных моделей с карбамидным впрыском имеют системы оповещения и предупреждения, которые сигнализируют водителю, если уровень мочевины становится низким.

Хотите автоматически сэкономить время и деньги месяца? Пройдите 2-минутный тест, чтобы узнать, как начать экономить до 257 долларов в месяц.

,

выбросов дизельного топлива

выбросов дизельного топлива

W. Addy Majewski

Это предварительный просмотр статьи, ограниченный некоторым начальным содержанием. Полный доступ требует подписки DieselNet.
Пожалуйста, войдите в систему , чтобы просмотреть полную версию этого документа.

Аннотация : Регулируемые выбросы от двигателей внутреннего сгорания включают NOx, PM, HC и CO. С момента принятия первых стандартов выбросов выбросы загрязняющих веществ от дизельных двигателей были уменьшены на целых два порядка.Более поздние нормы выбросов также вводят пределы выбросов CO 2 и других парниковых газов.

Введение

Дизельный двигатель, как и другие двигатели внутреннего сгорания, преобразует химическую энергию, содержащуюся в топливе, в механическую энергию. Дизельное топливо представляет собой смесь углеводородов, которая - в идеальном процессе сгорания - выделяет только диоксид углерода (CO 2 ) и водяной пар (H 2 O). Действительно, выхлопные газы дизельного топлива в основном состоят из CO 2 , H 2 O и неиспользованной части наддувочного воздуха двигателя.Объемные концентрации этих газов в дизельном выхлопе обычно находятся в следующих диапазонах:

  • CO 2 - 2 ... 12%
  • H 2 O - 2 ... 12%
  • O 2 - 3 ... 17%
  • N 2 - баланс.

Концентрации зависят от нагрузки двигателя, причем содержание CO 2 и H 2 O увеличивается, а содержание O 2 уменьшается с увеличением нагрузки двигателя. Ни один из этих основных выбросов дизельного топлива (за исключением CO 2 из-за его свойств парниковых газов) не оказывает неблагоприятного воздействия на здоровье или окружающую среду.

Выбросы дизельного топлива включают также загрязняющие вещества, которые могут оказывать неблагоприятное воздействие на здоровье и / или окружающую среду. Большинство этих загрязняющих веществ происходят из-за различных неидеальных процессов во время сгорания, таких как неполное сгорание топлива, реакции между компонентами смеси при высокой температуре и давлении, сгорание смазочного масла для двигателя и присадок к маслам, а также сгорание неуглеводородных компонентов дизеля. топливо, такое как соединения серы и присадки к топливу. Обычные загрязняющие вещества включают несгоревшие углеводороды (HC), окись углерода (CO), оксиды азота (NOx) или твердые частицы (PM).Общая концентрация загрязняющих веществ в выхлопных газах дизельных двигателей обычно составляет несколько десятых процента, что схематически показано на рисунке 1. Гораздо более низкие, почти нулевые уровни выбросов загрязняющих веществ выделяются современными дизельными двигателями, оснащенными устройствами для последующей обработки выбросов, такими как NOx. восстановительные катализаторы и сажевые фильтры.

Рисунок 1 . Относительная концентрация выбросов загрязняющих веществ в отработавших газах дизеля

Представитель по дизельным двигателям до введения дополнительной обработки

Существуют и другие источники, которые могут способствовать выбросам загрязняющих веществ от двигателей внутреннего сгорания - обычно в небольших концентрациях, но в некоторых случаях содержащие материалы с высокой токсичностью.Эти дополнительные выбросы могут включать металлы и другие соединения от износа двигателя или соединения, выбрасываемые из катализаторов контроля выбросов (через истирание катализатора или улетучивание твердых соединений при высоких температурах выхлопных газов). Образование новых частиц, обычно не присутствующих в выхлопе двигателя, также может быть облегчено катализаторами. По-видимому, это особенно относится к случаю, когда катализаторы вводятся в камеру сгорания. Например, некоторые топливные добавки - так называемые «топливные катализаторы» - используемые для поддержки регенерации дизельных сажевых фильтров, связаны с выбросами высокотоксичных диоксинов и фуранов [2532] .Возможность новых выбросов должна учитываться всякий раз, когда присадки (каталитические или нет) вводятся в топливо или смазочное масло и когда жидкости попадают в выхлопные газы. Хорошо известным примером является мочевина, используемая в качестве восстановителя NOx в каталитических системах SCR - выбросы от двигателей SCR могут включать аммиак, а также ряд продуктов неполного разложения мочевины. Низкокачественное топливо может быть еще одним источником выбросов, например, остаточное топливо, используемое в крупных судовых двигателях, содержит тяжелые металлы и другие соединения, известные своим вредным воздействием на здоровье человека и окружающую среду.

###

,

дизельных двигателей против бензиновых двигателей

Теоретически дизельные и бензиновые двигатели очень похожи. Оба двигателя внутреннего сгорания предназначены для преобразования химической энергии, имеющейся в топливе, в механическую энергию. Эта механическая энергия перемещает поршни вверх и вниз внутри цилиндров. Поршни соединены с коленчатым валом, и движение поршней вверх и вниз, известное как линейное движение, создает вращательное движение, необходимое для вращения колес автомобиля вперед.

Как дизельные, так и бензиновые двигатели преобразуют топливо в энергию посредством серии небольших взрывов или возгораний. Основное различие между дизелем и бензином заключается в том, как происходят эти взрывы. В бензиновом двигателе топливо смешивается с воздухом, сжимается поршнями и зажигается искрами от свечей зажигания. Однако в дизельном двигателе сначала сжимается воздух, а затем впрыскивается топливо. Поскольку воздух нагревается при сжатии, топливо воспламеняется.

Следующая анимация показывает цикл дизеля в действии.Вы можете сравнить его с анимацией бензинового двигателя, чтобы увидеть различия.

Дизельный двигатель использует четырехтактный цикл сгорания точно так же, как бензиновый двигатель. Четыре удара:

  1. Ход впуска - Впускной клапан открывается, впуская воздух и опуская поршень.
  2. Ход сжатия - поршень движется вверх и сжимает воздух.
  3. Ход сгорания - Когда поршень достигает вершины, топливо впрыскивается в нужный момент и зажигается, заставляя поршень снова опуститься.
  4. Ход выхлопа - поршень движется назад к вершине, выталкивая выхлоп, созданный в результате сгорания, из выпускного клапана.

Помните, что дизельный двигатель не имеет свечи зажигания, что он всасывает воздух и сжимает его, а затем впрыскивает топливо непосредственно в камеру сгорания (прямой впрыск). Именно тепло сжатого воздуха зажигает топливо в дизельном двигателе. В следующем разделе мы рассмотрим процесс впрыска дизеля.

,

Смотрите также


avtovalik.ru © 2013-2020
Карта сайта, XML.