Жидкость AdBlue. Как работает система SCR (Selective Catalytic Reduction)

Современные автомобили с дизельными двигателями Euro-5 и выше оснащаются системами селективного каталитического восстановления (SCR), для работы которых нужна жидкость AdBlue. О том, что такое SCR и зачем в ней жидкость AdBlue, а также об особенностях обслуживания системы — читайте в данной статье.

Что такое система SCR?

SCR (Selective Catalytic Reduction, селективное/выборочное каталитическое восстановление) — общее наименование метода снижения содержания в отработавших газах опасных оксидов азота и основанных на этом методе систем очистки выхлопных газов дизельных двигателей экологических классов Euro-5 и выше.

Отработавшие газы дизельных двигателей содержат большое количество вредных веществ, среди них наибольшую опасность представляют твердые взвешенные частицы, монооксид углерода (CO) и разнообразные оксиды азота (с общей формулой NOx). С целью снижения вреда двигателей в 1988 году был принят первый экологический стандарт Евро-0. Каждый последующий стандарт требовал все более значительного снижения вредных веществ, и, начиная с Евро-4 (2005 год), добиться требуемого содержания примесей в выхлопе дизелей стало возможно только с помощью специальных систем каталитической нейтрализации. Одной из таких систем и является SCR, направленной исключительно на борьбу с оксидами азота (отсюда и слова «селективный/выборочный» в названии метода).

Система селективного каталитического восстановления получила свое название благодаря выборочному воздействию на один тип вредных веществ, а именно — на оксиды азота. По своей сути метод SCR довольно прост: он сводится к разложению оксидов азота на газообразный азот и водяной пар в реакции с мочевиной (карбамидом) на керамическом катализаторе (строго говоря, происходит восстановление азота и воды из оксидов азота, что и отражено в названии метода). Для достижения этого в поток отработавших газов разбрызгивается содержащая мочевину жидкость AdBlue, полученная смесь поступает в каталитический нейтрализатор, где под действием катализаторов и высоких температур протекают следующие химические реакции:

1. Термическое разложение мочевины на метан и изоциановую кислоту — (NH₂)₂CO → NH₃ + HNCO;
2. Разложение изоциановой кислоты на аммиак и углекислый газ — HNCO + H₂O → NH₃ + CO₂;
3. Восстановление азота из оксидов азота (при температуре более 250°C) — 4NO + 4NH₃ + O₂ → 4N₂ + 6H₂O;
4. Восстановление азота из оксидов азота (при температуре 170-300°C) — NO + NO₂ + 2NH₃ → 2N₂ + 3H₂O.

Так происходит снижение концентрации в отработавших газах наиболее опасных оксидов азота — монооксида и диоксида. При этом возникают безопасные вещества — молекулярный азот и водяной пар, а также некоторое количество углекислого газа. Метод SCR эффективен, однако требует введения в транспортное средство специальной системы и нового расходного материала — жидкого раствора мочевины AdBlue.

• 

Жидкость адсорбирующая SCR 20л SINTEC

Жидкость адсорбирующая AdBlue 10л MERCEDES

Жидкость адсорбирующая (аммиачная добавка) 20л LIQUI MOLY

Жидкость адсорбирующая SCR 20л АЛЯСКА

Жидкость адсорбирующая (аммиачная добавка) 20кг NIAGARA

Жидкость адсорбирующая SCR 20л GAZPROMNEFT

Жидкость адсорбирующая SCR 10л АЛЯСКА

Жидкость адсорбирующая AdBlue 10л MERCEDES (уценка: без этикетки) OE

Что такое жидкость AdBlue?

Жидкость AdBlue представляет собой водный раствор мочевины с определенным содержанием компонентов:

• Мочевина — 32,5% (по весу), стандартом допускается разброс от 31,8 до 33,2%;
• Деминерализованная вода — 67,5%.

Жидкость AdBlue изготавливается только из высокоочищенной мочевины и очищенной от минеральных солей воды. В Европе и России действуют стандарты, регламентирующие состав реагента и его характеристики — европейский ISO 22241, основанный на нем российский ГОСТ Р ИСО 22241, а также немецкий DIN 70070.

Жидкость AdBlue хранится в отдельном бачке, расположенном рядом с основным топливным баком. Маркируется данный бачок синей крышкой, которая часто имеет надпись «AdBlue». В среднем расход реагента составляет до 4% от расхода дизельного топлива для легковых автомобилей и до 6% — для грузовых.

Общее устройство и основные принципы действия системы SCR

В настоящее время практически каждый автопроизводитель предлагает собственную по конструкции систему SCR, однако все они работают на единых принципах. В большинстве ТС данная система включает в себя несколько компонентов и подсистем:

• Бачок для хранения жидкости AdBlue;
• Система подачи и дозирования жидкости (насосный блок);
• Форсунка для впрыска реагента в поток выхлопных газов;
• Система подогрева жидкости (бачка и трубопроводов);
• Керамический катализатор в глушителе;
• Электронная система контроля и управления (электронные блоки управления и датчики).

Основной реагент хранится в бачке, откуда с помощью насосного блока по трубопроводу поступает к форсунке, расположенной на определенном расстоянии от входа в катализатор, где разбрызгивается и смешивается с потоком горячих газов. В катализаторе происходят описанные выше химические реакции, обеспечивающие снижение содержания соединений азота. Количество и интенсивность подачи реагента регулируется электронным блоком системы SCR, который работает совместно с электронным блоком управления двигателем. Отдельные детали системы следует рассмотреть подробнее.

Бачок для хранения реагента AdBlue. Пластиковая или металлическая емкость для хранения необходимого запаса реагента. Снабжается крышкой и горловиной, которая может быть предназначена для заливки жидкости с помощью специального заправочного пистолета (в этом случае в ней может располагаться магнитный замок) или из пластиковых емкостей (бутылок, канистр). Для контроля уровня реагента в бачке располагается соответствующий датчик. Горловина бачка имеет простейший сетчатый фильтр. Так как жидкость AdBlue кристаллизуется (замерзает) уже при температуре -11,5°C, в бачке предусмотрен подогрев — он может быть выполнен в виде теплообменника, по которому циркулирует охлаждающая жидкость из двигателя, либо в виде электрического нагревателя. Как уже указывалось выше, бачок закрывается маркированной крышкой.

Система подачи и дозирования реагента. Обычно данная система выполнена в виде насосного блока (или модуля питания), располагающегося непосредственно на бачке или на небольшом расстоянии от него. В блоке располагается насос, обратный клапан, датчик давления жидкости (в некоторых случаях — и датчик уровня реагента) и нагревательные элементы. Подающий патрубок насоса соединен с бачком, на его конце располагается сетчатый фильтр. Насосный блок связан с блоком управления системой SCR.

Форсунка для впрыска реагента. Специальная форсунка (или рампа с несколькими форсунками), расположенная в направляющей трубе перед входом в катализатор. Форсунка соединена с насосным блоком нагнетательной магистралью. Обычно ось форсунки расположена под углом 30 градусов относительно оси трубы. Для обеспечения более качественного смешивания реагента с выхлопными газами за форсункой может располагается смеситель в виде решетки или более сложной конструкции.

Система подогрева жидкости. Данная система охватывает бачок, модуль питания с насосом и все трубопроводы системы, включая и нагнетательную магистраль. Нагревательные элементы выполнены в виде спиралей, располагающихся внутри насосного блока и бачка, и в виде оплетках на трубопроводах. В современных транспортных средствах данная система может управляться собственным контроллером.

Катализатор в глушителе. Катализатор выполнен в виде блока сотовой структуры (с мелкими отверстиями, повышающими площадь контакта выхлопных газов с катализатором), изготовленного из специальных сортов керамики. На катализатор могут наноситься покрытия из платины и других материалов, обеспечивающих более интенсивное течение химических реакций.

Электронная система контроля и управления. В основе системы лежит центральный ЭБУ и связанные с ним датчики — температуры жидкости в бачке, температуры выхлопных газов на входе и выходе из катализатора, уровня жидкости в бачке, а также концентрации оксидов азота на выходе из катализатора. Данная система, в свою очередь, работает под контролем ЭБУ силового агрегата.

Функционирует система SCR следующим образом. При запуске силового агрегата система некоторое время не функционирует, при температуре окружающего воздуха ниже -5°C это время тратится на подогрев жидкости. При нагреве выхлопных газов до 200°C система начинает работу: насос забирает реагент из бачка и под давлением в 5-6 бар направляет ее к форсунке, где происходит разбрызгивание. Электронный блок вносит в работу системы корректировки в соответствии с показателями датчиков и режимом работы двигателя. При остановке двигателя система некоторое время продолжает работать (до 90 секунд) — насос выкачивает жидкость из трубопроводов обратно в бачок, также опорожняется и сам насос. Это предотвращает замерзание жидкости в системе при отрицательных температурах.

Вопросы эксплуатации и обслуживания системы SCR

В процессе эксплуатации транспортного средства система SCR требует регулярной дозаправки жидкости AdBlue, для чего следует использовать только сертифицированные и соответствующие стандартам реагенты. О необходимости заправки жидкости свидетельствует соответствующий индикатор на приборной панели.

Любые неисправности системы отображаются с помощью различных индикаторов (главным образом — Check Engine) и кодов ошибки. В ряде случаев наблюдаются нарушения в работе двигателя, в том числе снижение мощности, повышение дымности выхлопа и т.д. Самостоятельно вмешиваться в данную систему не рекомендуется — при любых признаках неисправности следует обратиться к специалистам.

Длительная езда на автомобиле приводит к утомляемости мышц шеи и наносит вред здоровью позвоночника. Решить эти проблемы помогают подушки на подголовники. О том, что такое подушки на подголовники и зачем они нужны, а также об ассортименте, подборе и применении данных аксессуаров — узнайте из статьи.

Для нарезки наружной резьбы с помощью круглых и прямоугольных плашек необходимо использовать специальное приспособление — плашкодержатель или вороток для плашек. Все о воротках, их существующих типах, конструкции и характеристиках, а также о выборе и применении этих приспособлений — читайте в статье.

Резьбовой крепеж прост и надежен, однако повреждение болта или шпильки может привести к невозможности его извлечения и замены. Эта проблема решается с помощью специального инструмента — набора экстракторов. Об этих приспособлениях, их типах, конструкции, выборе и применении читайте в данной статье.

Почувствовав дыхание зимы, все автомобилисты задумываются о замены сезонной резины. И очень многие из нас при покупке зимних шин встают перед трудным выбором — «шиповки» или «липучки»? Каждый тип шин имеет свои преимущества и недостатки, и отдать предпочтение чему-то одному бывает очень сложно. В этой статье мы попытаемся сделать этот непростой выбор.

Заливка в бак некачественного дизельного топлива может навредить мотору вплоть до полного его выхода из строя. Минимизировать или исключить негативные последствия заправки низкокачественным дизелем помогает специальная автохимия — присадки в дизтопливо, о которых подробно рассказано в данной статье.

Использование правильного типа шин гарантирует автомобилю устойчивость и управляемость в любой дорожной ситуации. Только шины, используемые по сезону, гарантируют оптимальные сцепные характеристики с дорожным покрытием и минимальный тормозной путь.

На всех механических транспортных средствах помимо основных указателей поворота должны присутствовать вспомогательные огни — боковые повторители поворота. Все о повторителях, их классификации, устройстве, характеристиках и работе, а также о подборе и замене данного типа приборов — читайте в статье.

Что такое мочевина для дизеля и зачем она нужна

Современные экологические нормы накладывают жесткие ограничения на эмиссию вредных веществ в отработавших газах дизельного двигателя. Это заставляет инженеров искать все новые решения, позволяющие соответствовать стандартам. Одним из них стало применение мочевины для дизеля в системе очистки выхлопных газов SCR (Selective Catalytic Reduction). Двигатели компании Daimler, использующие данную технологию носят название Bluetec.

Предпосылки к созданию системы SCR

С 2015 года в 28 странах Евросоюза начал действовать экологический протокол Евро-6. Согласно новому стандарту, к автопроизводителям, выпускающим дизельные моторы, предъявляют строгие требования, поскольку дизели наносят огромный вред экологии и здоровью человека за счет выбросов в атмосферу сажи и окиси азота.

Зачем нужна Adblue для дизеля

Если для очистки выхлопа бензинового двигателя достаточно применения трехкомпонентного каталитического нейтрализатора, то для нейтрализации токсичных соединений отработавших газов дизельного мотора требуется более сложное устройство. Эффективность очистки выхлопа дизеля от CO (оксида углерода), CH (углеводородов) и частиц сажи увеличивается при высокой температуре сгорания, а NOx, наоборот, снижается.

Решением данной проблемы стало внедрение в конструкцию выпускной системы SCR-катализатора, в котором используется мочевина для дизеля как основа при расщеплении токсичных соединений оксида азота (NOx).

Чтобы сократить вредные выбросы, инженеры разработали специальную систему очистки дизелей – Bluetec. Комплекс состоит из трех полноценных систем, каждая из которых фильтрует токсичные соединения и расщепляет вредные химические компоненты:

1. Катализатор – нейтрализует CO и CH.
2. Сажевый фильтр – борется с частицами сажи.
3. SCR-катализатор – сокращает выбросы NOx при помощи мочевины.

Впервые систему очистки использовали для грузовых и легковых автомобилей в Mercedes-Benz. Сегодня многие производители переводят свои автомобили на новую систему очистки и используют мочевину в дизельных двигателях для соответствия модели жестким требованиям экологической инспекции.

Что такое мочевина

Конечный продукт метаболизма млекопитающих – мочевина, известен с 19 века. Диомид угольной кислоты синтезируют с неорганических соединений и широко используют в сельском хозяйстве. В автомобильной промышленности применяют раствор технической жидкости Adblue как активный реагент при очищении токсичных выхлопов оксида азота.

Жидкость Adblue

Жидкость Adblue состоит на 40% из мочевины и на 60% – из дистиллированной воды. Состав впрыскивается в систему селективной очистки SCR в патрубок, по которому проходят отработавшие газы. Происходит реакция распада, при которой оксид азота распадается на безвредные молекулы азота и воды.

Техническая мочевина для дизеля жидкость Adblue не имеет ничего общего с мочевиной карбамидом, который используется в агропромышленном секторе и фармакологии.

Для чего нужна в дизельном двигателе

Жидкостная система нейтрализации токсичных выхлопов, или SCR-нейтрализатор, представляет собой закрытую систему, через которую проходит очищенный от сажи выхлоп дизеля. Жидкость Эдблю заливается в автономный бачок и подается в выхлопной патрубок дозировано перед поступлением в нейтрализатор.

Смешанный газ поступает в блок нейтрализатора SCR, где происходит химическая реакция распада оксида азота за счет входящего в состав мочевины аммиака. Молекулы аммиака, соединяясь с оксидом азота, расщепляют последний на безвредные для человека и окружающей среды компоненты.

После полного цикла очистки в атмосферу попадает минимальное количество вредных веществ, параметр выбросов соответствует протоколу Евро-5 и Евро-6.

Как работает система

Полная система очистки отработавших газов для дизельного мотора состоит из катализатора, сажевого фильтра и системы SCR. Как работает мочевина при очистке по шагам:

1. Выхлопные газы поступают в катализатор и сажевый фильтр. Происходит задержка сажи, догорание частиц топлива и очистка от оксида углерода и углеводородов.
2. В патрубок между сажевым фильтром и SCR-нейтрализатором впрыскивается определенное количество жидкости AdBlue при помощи форсунки. Молекулы мочевины распадаются на аммиак и изоциановую кислоту.
3. Аммиак соединяется с оксидом азота – самым вредным компонентом отработанного дизельного топлива, происходит расщепление молекул, в результате образуется вода и азот. В атмосферу поступает безвредный выхлоп.

Схема системы SCR

Состав жидкости

Несмотря на кажущуюся простоту мочевины для дизеля, жидкость невозможно изготовить самостоятельно, взяв за основу органическое удобрение. Формула молекулы мочевины – (NH2)2CO, физически это белый кристалл без запаха, растворяется в воде и полярных растворителях (жидкий аммиак, метанол, хлороформ и пр.).

Для европейского рынка жидкость изготавливается под надзором инспекции Немецкой Ассоциации автопромышленности (VDA), которая предоставляет лицензии компаниям-производителям, часть из которых поставляет жидкость для очистки на отечественный рынок.

В России фальсификат под брендом AdBlue составляет более 50%, поэтому, покупая мочевину для дизеля производства РФ, необходимо ориентироваться на маркировку “Соответствие стандарту ISO 22241-2-2009”.

Преимущества и недостатки

Преимущества в использовании мочевины очевидны – только с этим реагентом система очистки выхлопных газов дизельного мотора SCR может полноценно работать и соответствовать стандарту Евро-6.

Кроме безопасности для экологии, к преимуществам очистки с мочевиной можно отнести следующие моменты:

• расход ее составляет лишь до 100 гр на 1000 км для легкового транспорта;
• система SCR встроена в современные автомобили, работающие на дизтопливе;
• при наличии системы очистки с мочевиной в некоторых странах снижается налог на использование ТС, отсутствует опасность штрафов.

К сожалению, недостатков у системы больше:

• температура замерзания мочевины около – 11°C;
• необходимость регулярно заправлять жидкость;
• увеличивается стоимость автомобиля;
• большое количество контрафактной жидкости Адблю;
• повышенные требования к качеству топлива;
• дорогостоящий ремонт компонентов системы.

Комплексная система очистки с использованием мочевины, которую устанавливают на дизельный транспорт, сегодня остается единственным вариантом снизить токсичные выбросы. Сложность с эксплуатацией, высокая стоимость реагента для грузовиков, низкое качество жидкости и дизтоплива приводят к тому, что многие водители решаются на отключение системы и установку эмуляторов.

Однако, важно понимать, что мочевина для дизеля остается единственным реактивом, который препятствует выбросу в окружающую среду оксида азота, приводящего к возникновению онкологических заболеваний.