Кузовной ремонт автомобиля

 Покраска в камере, полировка

 Автозапчасти на заказ

Мочевина для двигателя что это


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

20 фактов, которые нужно знать о дизельной выхлопной жидкости (DEF)

Агентство по охране окружающей среды было создано по следам Закона о чистом воздухе 1970 года. В течение 46 лет Агентство по охране окружающей среды постоянно развивало и принимало законы для удовлетворения экологических потребностей этой страны. В течение многих лет владельцы легковых пикапов грузоподъемностью три четверти и одну тонну не пользовались дополнительным оборудованием для смога. Все это изменилось в 2008 году, когда EPA потребовало использования дизельных сажевых фильтров на всех грузовиках грузоподъемностью три с половиной тонны, а также двухгодичных испытаний смога, которые включали визуальный осмотр транспортного средства, чтобы убедиться, что детали DPF все еще работают. грузовик.В 2010 году правила стали еще жестче.

Многие думали, что эра большой мощности и крутящего момента закончились, и поклялись никогда больше не покупать новый грузовик. Однако произошло нечто захватывающее, и произошла полная противоположность. Оказывается, американцы действительно адаптируются и преодолевают. Каждый из производителей нашел способ снизить уровень NOx, создавая при этом большую мощность и крутящий момент, чем когда-либо прежде. Инновация - это хлеб без раздоров.

Инженерный прорыв произошел благодаря применению селективного каталитического восстановления.В подавляющем большинстве этих систем используется дизельная выхлопная жидкость (смесь мочевины и деионизированной воды), распыляемая в выхлопную систему для расщепления образующегося NOx на безвредные молекулы азота и воды. Поскольку DEF (Diesel Exhaust Fluid) вводится в выхлопную трубу, также называемую технологией последующей обработки, производитель может создавать столько энергии, сколько он хочет. DEF хранится в отдельном резервуаре, который изолирован и нагревается и помечен синей крышкой заливной горловины.

Тем не менее, есть две фракции дизельных парней там; те, кто согласился с изменениями EPA, и те, кто по-прежнему категорически против каких-либо правил, несмотря на работу вокруг технологических достижений.Для тех, кто не желает принять изменения, произошел переход к старым использованным дизельным двигателям или восстановленным дизельным двигателям, которые были выпущены в производство. Эта статья ставит своей целью пролить свет на неопровержимые факты о DEF и научить население принимать более разумные решения для дизельных операторов. ,

1. Что такое дизельная выхлопная жидкость (DEF)?

DEF представляет собой смесь, состоящую из 67,5% деионизированной воды и 32,5% мочевины. Мочевина - это соединение азота, которое при нагревании превращается в аммиак и используется в различных отраслях промышленности.Мочевина технически получена из побочного продукта мочи, но для целей массового производства это сделано синтетически. Большинство продуктов DEF регулируются Американским институтом нефти. Давайте посмотрим на науку о DEF при смешивании с выхлопом. Химически DEF, во-первых, состоит из (Nh3) 2CO; и когда впрыскивается в горячий выхлопной газ, вода испаряется, оставляя аммиак и изоциановую кислоту.

ШАГ 1: DEF становится аммиаком и изоциановой кислотой: (Nh3) 2CO → Nh4 + HNCO

ШАГ 2: Изоциановая кислота химически разлагается с водой на диоксид углерода и аммиак:
HNCO + h3O → CO2 + Nh4 в целом, а именно: (Nh3) 2CO + h3O → 2Nh4 + CO2

ШАГ 3: На этом этапе во время химической реакции аммиак в присутствии кислорода и катализатора будет восстанавливать оксиды азота:
2NO + 2Nh4 + ½O2 -> 2N2 + 3h3O и 3NO2 + 4Nh4 -> 7 / 2N2 + 6h3O

ШАГ 4: Общее восстановление NOx мочевиной:
2 (Nh3) 2CO + 4NO + O2 → 4N2 + 4h3O + 2CO2 и 2 (Nh3) 2CO + 3NO2 -> 7 / 2N2 + 4h3O + 2CO2

2.Как часто вам нужно заполнить бак DEF?

Этот вопрос конкретно зависит от миль на галлон и использования рассматриваемого дизельного грузовика. Независимо от того, насколько велика нагрузка, по словам производителя оригинального оборудования, типичный грузовик средней грузоподъемности потребляет 2-3 галлона DEF на 800 миль. Тем не менее, большинство новых грузовиков со средней оценкой миль на галлон 20 + миль на галлон пройдут примерно 8 000–10 000 миль при заполненном баке (10 галлонов) DPF. Каждый грузовик отличается от другого, например, на Dodge Ram имеется индикатор, показывающий, сколько именно DEF осталось в баке, GM имеет цифровое считывание, а Ford имеет простой индикатор низкого DEF.

Модели для среднего и тяжелого топлива могут отличаться, но в соответствии с Cummins Filtration потребление DEF будет составлять примерно 2% от потребляемого топлива. На каждые 50 галлонов сгоревшего дизельного топлива вы будете использовать 1 галлон DEF. Вот некоторые прогнозы наших клиентов из Cummins Filtration по среднему и сверхмощному потреблению:

3. Где можно купить DEF?

Не думайте, что вы можете купить DEF где угодно. DEF в основном продается на остановках грузовиков в больших кувшинах, содержащих несколько галлонов материала.Некоторые автозаправочные станции будут перевозить DEF, но не рассчитывайте на это, если вы находитесь в рассоле. Важно понимать, что если вы не пополните пустой бак DEF, двигатель автоматически отключится. Вы не хотите, чтобы вас застряли где-нибудь с пустым резервуаром DEF, потому что он продается не везде. Распространенными местами покупки DEF являются TravelCenters of America, Walmart, Target, Love's Travel Shop, SAPP Brothers, остановки Flying J Truck, центры остановки Petro и центры пилотных путешествий, O'Reilly's, NAPA и Advanced Auto.Мы также составили список самых популярных производителей DEF здесь.

4. Какие плюсы и минусы у грузовика DEF?

У DEF очень мало минусов, так как это довольно простая процедура. Однако, когда речь идет о дизельном сажевом фильтре (DPF) и селективном каталитическом восстановлении (SCR), может возникнуть много проблем с техническим обслуживанием и ремонтом, поскольку они подвержены засорению. Эти системы имеют сложную конструкцию, и простой засоренный фильтр может вызвать перепады давления и температуры, которые могут повлиять на работу двигателя в целом.

Единственными минусами DEF являются дополнительные первоначальные затраты на грузовой автомобиль, дополнительный номинальный вес и дополнительное пространство для хранения дополнительного галлона жидкости. Плюсы - лучшая экономия топлива, увеличенная мощность, более оптимизированное сгорание, меньше проблем с регенерацией, меньший износ двигателя и, кроме того, он только выпускает азот и водяной пар в воздух.

5. Является ли производство выбросов действительно важной проблемой?

Является ли это большим делом или нет, на самом деле не подлежит обсуждению, учитывая, что все дизельные двигатели средней мощности 2008 года и более должны соответствовать правилам EPA.NOx обвиняют в смоге, росте парниковых газов и кислотных дождей. DEF как часть системы селективного каталитического восстановления (SCR) превращает NOx в чистый азот и водяной пар. Изменение климата - это жаркая дискуссия, но мы все можем согласиться с тем, что выбрасывание большего количества газов любого рода в окружающую среду - это не то, что нам нужно больше.

6. Будет ли DEF снижать мой топливный пробег?

Вполне естественно думать, что любые изменения, вызванные EPA в дизельном двигателе, обязательно являются плохими, однако это совсем наоборот.Крупные производители дизельного топлива обнаружили, что он может точно настроить двигатель в любом случае, если сочтет его подходящим, а затем позволить SRC и DEF удалить частицы. Двигатели сначала строятся с учетом производительности, а затем SRC, DPF и DEF удаляют то, что необходимо в качестве запоздалой мысли. Производители обнаружили, что двигатели, использующие технологию SCR, часто получают больший пробег по сравнению с другими внутренними системами снижения смога. Топливо, смешанное с SCR, находит дополнительный источник элементов для сжигания. Расход топлива может быть увеличен на 5% -7%

7.Эта новая технология DEF когда-либо использовалась?

Технология

DEF на протяжении десятилетий используется в сельском хозяйстве, промышленности и крупномасштабной энергетике. Концепция одинакова во всем: мочевина, смешанная с теплом, создает аммиак, который вызывает химическую реакцию, которая уменьшает NOx на 70-95%. Фактически 90% производства мочевины используется в качестве азотсодержащего удобрения. Важно отметить, что мочевина автомобильного качества имеет более высокую чистоту, чем мочевина удобрения.Если в автомобильных двигателях используется мочевина с низким содержанием удобрений, вы рискуете распадать SCR и, возможно, разрушить двигатель. Это может даже привести к тому, что датчики ЕСМ неправильно выдают предупреждение DEF Tank Empty.

8. Испаряется ли DEF после периода неиспользования?

Ответ - да и нет. Температура, при которой DEF соединяется с выхлопными газами NOx прямо из головки цилиндра с широко открытыми клапанами, находится между 1400-1600 F. Химическая реакция протекает при гораздо более высоких температурах, чем в жаркий солнечный день.Например, в течение двух лет DPF превращается в аммиак и испаряется с постоянной скоростью 125 градусов по Фаренгейту. Однако при любой температуре выше 86 F вы рискуете испаряться из-за того, что DEF составляет почти 2/3 воды. Вам не нужно беспокоиться о том, что галлон или два вещества испортятся или испарится из-за неиспользования, если они не подвержены постоянному жаркому климату.

9. Является ли DEF токсичным и вредным химическим веществом?

Активный ингредиент в DEF, мочевина, химически синтезируется с 1828 года впервые немецким ученым Фридрихом Велером после обработки цианата серебра хлоридом аммония.Мочевина была впервые обнаружена в моче голландским химиком Германом Бурхаве в 1727 году. Мочевина в основном используется в качестве удобрения для сельского хозяйства, но также обнаружена в химической промышленности, взрывчатых веществах, лосьонах, кремах для кожи, средствах для удаления волос, пластике, мыле для посуды и топливных элементах. Мочевина и, следовательно, DEF не слишком токсичны для человека. Мочевина может раздражать глаза, кожу и дыхательные пути, но не опасна для жизни. Высокие концентрации в крови могут быть вредными для человека, однако потребление низких концентраций мочевины при условии достаточного потребления воды водой не является вредным.В природе мочевина может вызывать водорослевые боны, которые при разложении выше ее температуры нагрева или плавления могут вызывать образование токсичных газов. Смешанные с определенными окислителями, хлориды, нитриты могут вызвать пожар или даже взрыв.

10. Что происходит с двигателем, если бак DEF пуст?

В настоящее время EPA требует от всех производителей дизельных двигателей встроить некоторую многоуровневую систему оповещения (внутренние датчики на приборной панели), чтобы водитель точно знал, насколько близко находится бак DEF. Если вы проигнорируете предупреждение DEF, грузовик перестанет работать.Некоторые производители дизельных двигателей позволяют двигателю переходить в режим пониженной мощности, чтобы грузовой автомобиль мог «хромать» или ограничивать количество раз, когда вы можете перевернуть двигатель. В какой-то момент, хотя дизельный двигатель не запустится. Обращайтесь с баком DEF так же, как с топливным баком; Вы не хотите оказаться где-то застрявшим, потому что вы не наполнили бак DEF.

11. Имеет ли DEF низкую точку замерзания?

Стандартный 32,5% раствор DEF начнет кристаллизоваться и замерзать при 12 F.Мочевина и вода в DEF при смешивании замерзнут с одинаковой скоростью. Это выгодно для пользователя, потому что, когда жидкость оттаивает, раствор DEF не становится разбавленным или чрезмерно концентрированным. Циклы замораживания и оттаивания не влияют на качество продукта. DEF увеличивается при замораживании на 6,5–7% по объему. Упаковка позволяет освободиться на периоды заморозки.

12. Как лучше всего защитить DEF от замерзания?

Совершенно безопасно хранить галлон или два DEF в вашем автомобиле, однако это не рекомендуется.DEF начнет разлагаться при 86 F. Очень легко забыть о DEF, сидящем в кузове вашего грузовика, и при длительном жарком дне жидкость может стать нестабильной и разлагаться, но с очень минимальной скоростью. Разбавленный DEF без смеси 32,5% мочевины может повредить DEF и SCR, но случаи этого случаются редко. Следовательно, DEF замерзнет в баке DEF в очень холодные дни ниже 12 F. Это совершенно нормально и не повредит двигателю. Системы SCR предназначены для подачи тепла в резервуар DEF, который будет быстро оттаивать резервуар и поддерживать линии подачи.

13. Можно ли добавить антифризный раствор в смесь DEF, чтобы предотвратить ее замерзание?

DEF - очень специфическая формула с 32,5% мочевины и воды, однако раствор содержит другие соединения в незначительных количествах для стабилизации продукта. Добавка к смеси нарушает очень точный химический состав и, таким образом, снижает свойства снижения NOx. Дальнейшее смешивание смеси DEF поставит под угрозу ее способность работать должным образом, что приведет к повреждению системы SCR.

14. Сколько весит DEF, и будет ли он грузить меня?

DEF весит около 9 фунтов на галлон. Типичный легкий / средний грузовик будет иметь бак примерно 3-5 галлонов.

15. Как регулируется производство DEF и могу ли я сделать свое?

Не рекомендуется, чтобы прямой потребитель производил свой собственный DEF. DEF строго регулируется и имеет точные требования для поддержания химической чистоты и содержит ингредиенты, которые имеют решающее значение для работы в сочетании с системой SCR.Caterpillar, Cummins, Detroit Diesel и другие требуют, чтобы DEF использовался с системами SCR и отвечал всем требованиям ISO и требованиям API. Сертификация API является полностью добровольной программой, созданной Американским нефтяным институтом (API), которая сертифицирует химическую чистоту DEF и соответствует требованиям производителей ISO. Все основные бренды DEF, доступные для потребительского рынка, соответствуют Сертификации API.

16. Каков срок годности DEF?

Если DEF хранится при температуре окружающей среды 75 F без значительных периодов воздействия тепла выше 86 F, то партия DEF будет продолжаться примерно два года.Если пакет DEF подвергается периодам нагревания, жидкость продлится приблизительно один год.

17. Кто является основными производителями DEF Fluid?

Существует много производителей DEF Fluid. На сайте «Нефтяные автоцистерны» составлен список 13 основных производителей. DEF находится на большинстве крупных остановок грузовых автомобилей, в магазинах автозапчастей и в магазинах товаров повседневного спроса по цене примерно 2-3 доллара за галлон.

18. Как определить возраст контейнера DEF?

Каждая упаковка DEF имеет дату производителя, указанную где-то на продукте.Скорее всего, он находится на передней части упаковки возле дна. Этот код даты покажет точную дату, когда была произведена партия, а затем возраст бутылки DEF. Контейнеры емкостью один галлон имеют лазерный код, напечатанный на бутылке. Более крупные 2-5-галлонные цистерны обычно имеют небольшой код даты, напечатанный на этикетке продукта. Более крупные барабаны с жидкостью DEF (55 галлонов +) и тотализаторами (275-355 галлонов) будут иметь большую этикетку, нанесенную на боковую или верхнюю часть барабана. Чтение кода производителя может быть немного сложным, и каждый немного отличается.Обычно первая цифра кода даты представляет номер партии, а следующие 6 цифр отражают дату, когда партия была заполнена на заводе.

19. Как вы определяете DEF Filling Pump Vs. дизельный топливный насос?

Было предпринято несколько мер для предотвращения закачки топлива дизельного двигателя в бак DEF и наоборот. «Зеленый» - международный цвет дизельных АЗС и насосов. «Синий» был выбран как цвет выбора для представления жидкости DEF.Стандартный распылитель диаметром 19 мм был разработан для дозирования DEF; стандартная форсунка для дизельного топлива составляет 22 мм. Крышка бака почти на всех грузовиках также должна быть «ярко-синего цвета» в качестве последней профилактической визуальной меры, чтобы предотвратить попадание дизельного топлива в бак DEF.

20. Что делать, если я случайно заправил дизельное топливо в DEF?

Во-первых, не паникуйте. Во-вторых, ни при каких обстоятельствах не заводите двигатель. Простой сброс дизельного топлива в DEF и наоборот (DEF в топливном баке) не повредит вашему двигателю, если вы не запустите его.SCR должен признать, что в баке есть решение, отличное от DEF, и уведомить водителя через отсчет ECM на приборной панели. Также важно не двигать транспортное средство. Перемещение автомобиля может привести к распространению топлива в магистрали и в SCR. Лучшее, что можно сделать, - это опорожнить бак, когда автомобиль находится в исходном положении. Если двигатель запускается даже в течение короткого времени, дизельное топливо испортит катализатор SCR, который очень дорог в замене, и на него не распространяется гарантия. Если DEF входит в топливную систему и распространяется по всему двигателю, это в конечном итоге приведет к разрушению дизельного двигателя.Линии топливной системы не совместимы с DEF и медленно корродируют и со временем.

Категории товаров
Без, ,

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.

,

Volkswagen Scandal: почему так сложно создавать чистые дизельные автомобили?

Примечание редактора: эта история была обновлена ​​в пятницу, 25 сентября, в 13:15. Инопланетянин

Новости для Volkswagen только ухудшаются.

Компании, возможно, придется вспомнить до 500 000 дизельных автомобилей в Соединенных Штатах и ​​11 миллионов автомобилей по всему миру, поскольку они выделяют до 40 раз допустимые уровни загрязнителей воздуха, которые называются оксидами азота (NOx), сообщает New York Times.

Компания теперь втянута в скандал после того, как выяснилось, что Volkswagen намеренно отключил фильтр, предназначенный для улавливания NOx из выхлопных газов.

«Они только что написали фрагмент кода, который гласил:« Включайте его только во время тестирования », - говорит Йорн Хернер, начальник отдела планирования исследований, администрирования и снижения выбросов исследования Калифорнийского совета по воздушным ресурсам. разделение. Широкий и вопиющий характер мошенничества привел в ярость многих владельцев автомобилей и заставил генерального директора компании уйти в отставку.[Hyperloop, Jetpacks & More: 9 идей футуристического транзита]

Но отзыв также поднял вопрос: было ли так сложно заставить дизельные автомобили работать с низким уровнем выбросов, что компании пришлось прибегнуть к мошенничеству?

Оказывается, дизельные двигатели имеют компромисс между мощностью, топливной экономичностью и чистыми выбросами, считают эксперты.

«У вас есть сила, у вас есть энергия, у вас есть выбросы: вы можете выбрать два из них», - сказал Дон Хиллебранд, директор по исследованию энергетических систем в Аргоннской национальной лаборатории в Иллинойсе и бывший президент Общества автомобильной промышленности. Инженеры.

В этом случае Volkswagen отдает предпочтение экономии энергии и топлива, а не государственным нормам и стандартам США по охране окружающей среды, сказал Хернер.

Бензиновые двигатели

Чтобы понять, почему существует этот компромисс, полезно знать о различиях между дизельными и бензиновыми двигателями внутреннего сгорания. Бензиновые двигатели, которые используются в большинстве американских автомобилей, работают путем зажигания паров бензина и воздуха с помощью свечи зажигания. Когда пары бензина и воздуха сгорают, он расширяется и толкает поршень вниз, создавая крутящий момент, который вращает колеса и приводит в движение автомобиль.

Поскольку бензин очень рафинирован, он состоит из довольно однородной смеси относительно коротких цепочек связанных атомов водорода и углерода, известных как углеводороды, сказал Хиллебранд.

«Вы точно знаете, как выглядит топливо», - сказал Хиллебранд Live Science. «Довольно легко точно узнать химический состав вашего выхлопа».

С помощью однородных продуктов сгорания очистить выхлопные газы относительно просто. Газовые двигатели используют простые катализаторы, такие как материал, такой как платина, для связывания ядовитых химических веществ, таких как окись углерода, и превращения их в безвредные вещества, такие как углекислый газ.(Углекислый газ является основным парниковым газом, приводящим к изменению климата, но он также является безвредным веществом, которое мы выдыхаем, когда дышим.) Автопроизводители очень хорошо очищают выбросы бензина, сказал Хиллебранд.

«После того, как из бензинового двигателя выходит выхлоп, воздух на самом деле чище, чем фоновый воздух в Чикаго», - сказал Хиллебранд. [6 Неожиданные последствия изменения климата]

Дизельные двигатели

Дизельные двигатели работают по-разному. Вместо того чтобы использовать свечу зажигания для сжигания топлива, дизельный двигатель сжимает туман жидкого топлива и воздуха до невероятно высоких температур и давлений - иногда тысяч градусов по Фаренгейту.Эта среда, работающая под давлением, на самом деле вызывает самовозгорание смеси.

Поскольку смесь самопроизвольно сгорает, при идеальном давлении и температуре она эффективно сжигает энергию в топливе. По словам Хиллебранда, большее расширение газа приводит к более сильному сжатию поршней, что создает больший крутящий момент. По его словам, большие буровые установки используют дизель именно для этой дополнительной способности к буксировке. (Чтобы противостоять сверхвысоким температурам и давлениям, возникающим в процессе сгорания, дизельные двигатели также должны быть изготовлены из более прочных и толстых материалов, поэтому они могут работать на сотни тысяч миль, добавил Хиллебранд).

Дизельное топливо

Дизельное топливо также отличается от бензина. Густое, сиропообразное вещество мало чем отличается от нефти, добываемой непосредственно из глубоких подземных источников. Химлебранд сказал, что химически он едва рафинирован и содержит смесь более длинных углеводородных цепей и других загадочных соединений.

Поскольку он заполнен более длинными углеводородными цепями, каждый галлон дизельного топлива содержит больше энергии. Сочетая более энергоемкое топливо с более эффективным процессом сгорания, дизельный двигатель может достичь гораздо более высокой экономии топлива.

Но проблема в том, что "там есть химикаты и вещи, которые будут гореть, что вы не всегда будете знать, что они есть", хотя многие из них богаты серой, сказал Хиллебранд.

Старые дизельные автомобили, которые изрыгали вонючий, сажный выхлоп, выбрасывали в атмосферу много этого сернистого вещества. В настоящее время автопроизводители очень хорошо улавливают этот тип загрязнителей воздуха из дизельных выхлопных газов, сказал он. (Согласно данным U. дизельное топливо со сверхнизким содержанием серы также значительно снижает эти выбросы).S. Министерство энергетики.)

Вредные пары

Но Volkswagen столкнулся с проблемой при попытке уловить другой тип загрязняющих веществ, называемый NOx. NOx включает множество химических соединений азота и кислорода (таких как NO2, NO3 и т. Д.), Которые образуются только при высоких температурах. По словам Хернера, NOx реагирует с солнечными лучами в атмосфере и превращается в озон, а озон является раздражителем.

«Это то, что заставляет ваши глаза слезиться, болит горло, обостряется астма, и у вас могут быть всевозможные сердечно-сосудистые проблемы», - сказал Хернер.

Дизельные автомобили производят гораздо больше NOx, чем бензиновые. Например, когда Хернер и его коллеги протестировали выбросы от 20 000 автомобилей 2009 года выпуска и более поздних моделей в Лос-Анджелесе, только 0,6 процента были дизельными автомобилями, но они производили значительную долю выбросов NOx, и большинство из них приходилось на Volkswagens и Audis, сказал он. ,

«Температуры и давления, при которых дизельный двигатель работает наиболее экономично и наиболее бодро, также являются условиями, которые преобразуют максимальное количество кислорода и азота в NOx», - сказал Хернер в интервью Live Science.

США предприняли резкое ограничение выбросов NOx, и администрация Обамы недавно предложила еще более низкие стандарты по озону, что будет способствовать еще большему сокращению выбросов NOx. В Европе, где около половины автомобилей работают на дизельном топливе, регуляторы вместо этого сосредоточились на повышении экономии топлива и сокращении выбросов углекислого газа, а компромисс - более грязный воздух, сказал Хернер. [10 самых загрязненных мест на Земле]

Грязные выбросы, большая мощность

Очистка NOx от дизельного топлива также является сложным процессом.По словам Хиллебранда, из-за более разнообразного состава топлива и использования двигателя при самовозгорании неясно, когда именно и какие именно соединения образовались, что затрудняет его очистку.

Около десяти лет назад, до того как нормы выбросов были снижены, автомобильные компании использовали разные стратегии для решения этой проблемы.

«Разные производители делали ставки на разные технологии», - сказал Хернер. Например,

Автомобили, выпускаемые компанией Mercedes-Benz, впрыскивают дополнительную жидкость, называемую мочевину, для превращения NOx в менее вредные вещества.Этот подход (называемый Bluetec) не ставит под угрозу экономию топлива или мощность, но требует отдельного бака для мочевины, который необходимо периодически пополнять, сказал Хернер.

Volkswagen инвестировал миллионы в разработку ловушки для NOx. Ловушка впитывает закись азота и двуокись азота, как губка. После того, как ловушка заполнится, система может впрыскивать дозу топлива перед выпуском выхлопных веществ. По словам Хернера, топливо вступает в реакцию с NOx с образованием доброкачественных веществ. Как правило, говорит Хернер, фильтр работает всего около 10 секунд, один раз каждые 10 минут.(Они также могут по-разному сгорать, чтобы снизить выбросы.)

В свете недавних открытий, похоже, что Volkswagen сделал неправильную ставку.

Volkswagen, возможно, прибегнул к мошенничеству, потому что ловушка NOx поглощает топливо или снижает бодрость духа автомобиля, сказал Хернер. По его словам, это относительно простое решение - активировать ловушки NOx на отозванных автомобилях.

"Эти транспортные средства могут работать в соответствии с нашими правилами", сказал Хернер. «Наш приоритет сейчас состоит в том, чтобы исправить их, чтобы они сделали это.«

Но владельцы Volkswagen могут в конечном итоге разочароваться в более вялых, газообразных автомобилях, которые им возвращают, - сказал Хернер.

Технология будущего?

Вполне вероятно, что автомобили будущего будут включать дизельную технологию, сочетающую в себе чистоту». - Методы выбросов, энергопотребление и экономия топлива, - сказал Хиллебранд, - когда инженеры проанализировали процесс сгорания дизельного двигателя, они обнаружили, что существуют некоторые давления и температуры, которые создают высокие уровни сажи или NOx.Но некоторые режимы температуры и давления обеспечивают эффективное сгорание топлива без образования какого-либо загрязнителя.

Команда Hillebrand разрабатывает низкотемпературные системы сгорания, которые стремятся сделать именно это. По его словам, эти системы либо точно рассчитывают время впрыска топлива, либо даже используют бензин и дизельное топливо в разное время в процессе эксплуатации автомобиля, чтобы достичь этой цели. Эти экспериментальные системы, тем не менее, нуждаются в большем количестве инженерных разработок, прежде чем они станут рыночным решением, добавил он.

Очевидно, что проблема чистых дизельных двигателей является чрезвычайно сложной, считают эксперты.

«Это не так просто. Но это не значит, что вы обманываете», - сказал Хернер.

Примечание редактора: эта история была исправлена, чтобы прояснить, что, хотя алгоритм обмана выбросов затрагивает до 11 миллионов автомобилей, Volkswagen еще не выпустил официальный отзыв для каких-либо автомобилей. В статье также разъясняется, что сокращение выбросов серы также в значительной степени обусловлено дизельным топливом со сверхнизким содержанием серы.)

. Follow Live Science @livescience , Facebook и Google+ . Оригинальная статья Live Science .

,

Смотрите также


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