Mis on uurea diiselmootori jaoks

Diiseljõuseadmete uurea on aktiivne komponent, mis on otseselt seotud SCR-i puhastussüsteemide tööga. Sellised süsteemid on puhastuskompleksi lahutamatu osa, mis säilitab diiselmootorite heitgaaside toksilisuse taseme vastavalt Euro-4, Euro-5 ja Euro-6 standarditele.

Diisli uurea ise on reaktiivvedelik, mis koosneb demineraliseeritud veest ja karbamiidist (uurea vesilahus). Järgmisena vaatleme, miks on vaja karbamiidi ja kuidas see diiselmootorites heitgaaside puhastamiseks toimib.

Soovitame lugeda ka artiklit, mis on EGR-süsteem. Sellest artiklist saate teada heitgaaside retsirkulatsioonisüsteemi seadme ja tööpõhimõtete kohta.

Artikli sisu

• Diiselmootor ja ökoloogia
• Karbamiidi kasutamine heitgaaside puhastamiseks
• Karbamiidi diiselmuundurite eelised ja puudused

Diiselmootor ja ökoloogia

Sisepõlemismootorite tehnoloogia arenedes hakati esitama üha rangemaid standardeid ja nõudeid heitgaaside kahjulikkuse kohta. Katalüüsmuundurite paigaldamine bensiini sisepõlemismootoritele võimaldas seda probleemi tõhusalt lahendada. Veelgi enam, inseneridel õnnestus ülesanne täita ilma mootori enda ja selle kütusevarustuse oluliste struktuurimuutusteta.

Katalüsaator on paigaldatud väljalaskesüsteemi. Sellise katalüüsmuunduri korpusel on topeltseinad, mille vahel on spetsiaalne kuumakindel kest. Ka katalüsaatori sees on spetsiaalsed "kärjed", mis võivad olla valmistatud keraamikast või metallist. Need kärjed on kaetud väikese ainekihiga, mis reageerib heitgaasidega keemiliselt. Teisisõnu, kärgstruktuuril olev toimeaine on katalüsaator, mis muundab heitgaasis olevad kahjulikud ühendid, oksüdeerides need süsihappegaasiks, lämmastikuks ja veeks.

Tänapäeval kasutatakse laialdaselt katalüsaatoreid, mis põhinevad kolmel komponendil: plaatina, pallaadium ja roodium. Plaatina ja pallaadium neutraliseerivad süsinikmonooksiidi ja süsivesinikke, roodium aga toimib tõhusalt lämmastikoksiididega. Selliste katalüüsmuundurite eelisteks on tõhusus, valmistamise lihtsus ja pikk kasutusiga.

Mis puutub diiselmootoritesse, siis nende heitgaasides sisaldub mürgiste komponentide loendis tahm (erinevalt bensiinimootorist). Suurel määral täheldati ka lämmastikoksiidi olemasolu. Suure koguse tahma moodustumine toimub diiselmootorite segu moodustumise protsessi individuaalsete omaduste tõttu.

On hästi teada, et tahm on kahjulik kantserogeen, mis võib vallandada vähirakkude moodustumise. Tasub teada, et katsed vähendada tahma kogust diisli heitgaasides toovad kaasa lämmastikoksiidi sisalduse olulise tõusu ning lämmastikoksiidi heitmete vähenemine tähendab tahma hulga järsku suurenemist. Teisisõnu toob ühe mürgise komponendi sisalduse vähenemine kaasa teise loomuliku suurenemise. See funktsioon mõjutab diiselmootori erinevaid töörežiime.

Tahma vastu võitlemiseks on diiselautod varustatud tahkete osakeste filtritega. Sellised filtrid töötavad spetsiaalse lõksu põhimõttel. Tahmaosakesed settivad filtrivõrgule. Kui võrk ummistub, aktiveerib mootori juhtimissüsteem tahma järelpõlemisprotsessi, realiseerides nii tahkete osakeste filtri regenereerimise ja normaliseerides selle läbilaskevõimet.

Samuti soovitame lugeda artiklit diislikütuse tahkete osakeste filtri puhastamise kohta. Sellest artiklist saate teada, kuidas diiselauto tahkete osakeste filtrit oma kätega puhastada.

Karbamiidi kasutamine heitgaaside puhastamiseks

Keskkonnaeeskirjade ja -standardite karmistamine on ajendanud autotootjaid looma veelgi arenenumaid süsteeme, mida tänapäeval aktiivselt kasutatakse diiselmootoriga ICE-del. Sellised lahendused võimaldasid vähendada lämmastikoksiidi kogust.

Üks levinumaid puhastusskeeme on Blueteci tehnoloogia. Sellises süsteemis kasutatakse tervet heitgaaside puhastuselementide kompleksi:

• tahkete osakeste filter;
• oksüdatsiooni katalüsaator;
• vedel süsteem lämmastikoksiidi neutraliseerimiseks;

Selle lahenduse on välja töötanud ja kasutab aktiivselt Saksa autohiiglane Mercedes-Benz erinevatel tarbe- ja sõiduautode diiselautode mudelitel. Blueteciga varustatud veoautodel on eraldi paak, mis on täidetud AdBlue-nimelise toimeainega. See reaktiiv on uurea lahus veega (vesi ja ammoniaak). Spetsiaalne doseerimisseade süstib diiselauto heitgaasisüsteemi automaatselt karbamiidilahust, kus segatakse heitgaasid ja diiselmootori uurea lahus.

Pärast karbamiidi segamist heitgaasiga siseneb see segu SCR (selektiivne katalüütiline redutseerimine) muundurisse. Selline neutraliseerija erineb selle poolest, et see töötab valikuliselt. Ammoniaak, mis on osa diisli uureast, reageerib lämmastikoksiididega konverteris oleva katalüütilise kihi mõjul ja kõrgetel temperatuuridel kuni 300 kraadi Celsiuse järgi. Tulemuseks on lämmastikoksiidide lagunemine lämmastikuks ja veeks. Neutralisaatoris põlevad läbi ka teised mürgised ühendid. Sarnast skeemi kasutatakse määratud puhastussüsteemiga sõiduautodel.

Karbamiidi diiselmuundurite eelised ja puudused

Karbamiidilahuse perioodiline süstimine väljalaskekanalisse on absoluutselt keskkonnasõbralik, kuna uurea on orgaaniline toode. Süsteem teostab momendi, sissepritse kiiruse ja tarnitava karbamiidi koguse sõltumatu valiku sõltuvalt sisepõlemismootori töörežiimist, mootori koormusest ja heitgaaside tekke intensiivsusest.

• Sellise puhastuse kasutamise peamine eelis on mootori keskkonnasõbralikkus, ilma et oleks vaja selle võimsust vähendada. Diisli heitgaasid muutuvad pärast puhastamist veeks, lämmastikuks ja süsinikdioksiidiks. Katalüsaatoris olevad lämmastikoksiidid muudetakse inertseks gaasiks, mis ei kujuta endast ohtu.
• Märkida tuleb ka euronormide ja muude ökostandardite täielikku järgimist arenenud riikides, mis tähendab vaba liikumist ilma trahvide ja piiranguteta ning madalamat maksustamist.
• Mis puudutab reaktiivi kulu ja diisli karbamiidi hinda, siis autode jaoks on vaja keskmiselt 100-150 ml. diislikütuse karbamiid 100 kilomeetri kohta. Selgub, et 10 liitrist reaktiivi piisab 10 tuhande kilomeetri läbimiseks. Veoautod tarbivad loomulikult rohkem lahust, mis sõltub otseselt sisepõlemismootori mahust. Raskesõidukid võivad "saja" jaoks kasutada umbes 1,5 liitrit karbamiidi või rohkem, võimaldades 20-liitrise kanistriga läbida vaid 1000–1500 km.
• Pange tähele, et diislikütuse uurea kanister maksab umbes 7-10 USD. Müügil on reaktiiv valmislahuse kujul, mis on tavaliselt pakendatud 20-liitristesse mahutitesse. Diisli karbamiidi pakuvad mitmed tootmisettevõtted, saadaval on nii kunstlik kui ka orgaaniline.

Karbamiidi kasutamise miinustest diiselmootorites tasub esile tõsta lisakulusid reaktiivi enda jaoks, aga ka vedelikupuhastussüsteemi tööd tagavate seadmete hooldusvajadust.

Teine omadus on süsteemi suurenenud nõudmised kütuse kvaliteedile, kuna karbamiidi sissepritsega muundurid töötavad normaalselt ainult madala väävlisisaldusega diislikütusel. Eraldi tuleb arvestada ka sellega, et uurea lahus kipub külmuma temperatuuril umbes -12 kraadi Celsiuse järgi. Seda funktsiooni arvestades saab selliste lahendustega autosid probleemideta kasutada ainult sooja ja parasvöötme kliimaga piirkondades.