Ureum in dieselmotoren: waarom, samenstelling, verbruik, prijs, stilstand

De meeste moderne automobilisten, die de meest praktische auto definiëren, letten niet alleen op de kracht van de krachtbron en het comfort dat in het interieur wordt geboden. Voor velen is de transporteconomie van groot belang. Door auto's te maken met een lager brandstofverbruik, laten fabrikanten zich echter meer leiden door milieunormen (een kleinere ICE stoot minder schadelijke stoffen uit).

Door de aanscherping van de milieunormen moesten ingenieurs nieuwe brandstofsystemen ontwikkelen, bestaande aandrijflijnen aanpassen en deze uitrusten met extra apparatuur. Iedereen weet dat als je de motor verkleint, hij vermogen verliest. Om deze reden komen in moderne verbrandingsmotoren met kleine cilinderinhoud steeds vaker turboladers, compressoren, allerlei injectiesystemen, enz. Voor. Hierdoor kan zelfs een 1.0-liter-eenheid best concurreren met de 3.0-liter-motor van een zeldzame sportwagen.

Als we benzine- en dieselmotoren vergelijken (het verschil in dergelijke motoren wordt beschreven in een andere recensie), dan zullen aanpassingen met een identiek volume op zware brandstof beslist minder brandstof verbruiken. Dit komt doordat elke dieselmotor standaard is voorzien van een direct inspuitsysteem. Meer details over het apparaat van dit type motoren worden beschreven hier.

Dieselmotoren zijn echter niet zo eenvoudig. Wanneer dieselbrandstof verbrandt, komen er meer schadelijke stoffen vrij, daarom vervuilen voertuigen met een vergelijkbare motor het milieu meer dan een benzine-analoog. Om de auto in dit opzicht veiliger te maken, bevat het uitlaatsysteem Deeltjesfilter и katalysator​ Deze elementen verwijderen en neutraliseren koolwaterstoffen, koolstofoxiden, roet, zwaveldioxide en andere schadelijke stoffen.

In de loop der jaren zijn de milieunormen, met name voor dieselmotoren, aangescherpt. Op dit moment is er in veel landen een verbod op het besturen van voertuigen die niet voldoen aan de Euro-4-parameters, en soms zelfs hoger. Om ervoor te zorgen dat de dieselmotor zijn relevantie niet verliest, hebben de ingenieurs de units (te beginnen met aanpassingen van de Euro4-ecostandaard) uitgerust met een extra uitlaatgasreinigingssysteem. Het heet SCR.

Samen met het wordt ureum gebruikt voor dieselbrandstof. Bedenk waarom deze oplossing nodig is in de auto, wat het principe is van de werking van een dergelijk reinigingssysteem en ook wat de voor- en nadelen zijn.

Wat is ureum voor een dieselmotor

Het woord ureum zelf betekent een stof die urinezuurzouten bevat - het eindproduct van het metabolisme van zoogdieren. Het wordt actief gebruikt in de landbouw, maar het wordt niet in zijn pure vorm gebruikt in de auto-industrie.

Voor dieselmotoren wordt een speciale oplossing gebruikt, 40 procent bestaande uit een waterige oplossing van ureum en 60 procent gedestilleerd water. Deze stof is een chemische neutralisator die reageert met uitlaatgassen en schadelijke koolstofoxiden, koolwaterstoffen en stikstofoxiden omzet in een inert (onschadelijk) gas. De reactie zet schadelijke uitlaatgassen om in kooldioxide, stikstof en water. Deze vloeistof wordt ook wel AdBlue genoemd voor gebruik in het uitlaatgasbehandelingssysteem.

Meestal wordt een dergelijk systeem gebruikt in bedrijfsvoertuigen. De truck krijgt een extra tank waarvan de vulopening zich bij de brandstofvulopening bevindt. De vrachtwagen wordt niet alleen op diesel getankt, maar een ureumoplossing moet ook in een aparte tank worden gegoten (een kant-en-klare vloeistof die in jerrycans wordt verkocht). Het verbruik van de stof is afhankelijk van het type brandstofsysteem en hoe efficiënt de motor werkt.

Gewoonlijk is een moderne auto (trouwens, een groot aantal passagiersmodellen die zware brandstof gebruiken, ontvangt ook zo'n neutralisatiesysteem) is in staat om van twee tot zes procent ureum uit de totale hoeveelheid verbruikte brandstof te halen. Omdat de injectie wordt geregeld door zeer nauwkeurige elektronica en de werking van het systeem zelf wordt afgesteld door NO-sensoren, hoeft u veel minder vaak reagens aan de tank toe te voegen dan de auto zelf bij te tanken. Meestal is tanken vereist na ongeveer 8 duizend kilometer (afhankelijk van het volume van de tank).

De vloeistof voor de werking van het uitlaatsysteem mag niet worden gemengd met dieselbrandstof, aangezien deze op zichzelf niet brandbaar is. Ook zullen een grote hoeveelheid water en chemicaliën de hogedrukbrandstofpomp snel uitschakelen (de werking ervan wordt beschreven hier) en andere belangrijke componenten van het brandstofsysteem.

Waar is het voor in een dieselmotor

In moderne auto's worden katalysatoren gebruikt om verbrandingsproducten te neutraliseren. Hun honingraat is gemaakt van metaal of keramisch materiaal. De meest voorkomende modificaties zijn inwendig geplateerd met drie soorten metalen: rhodium, palladium en platina. Elk van deze metalen reageert met uitlaatgassen en neutraliseert koolwaterstoffen en koolmonoxide onder hoge temperatuuromstandigheden.

De output is een mengsel van kooldioxide, stikstof en water. Dieseluitlaatgassen bevatten echter ook veel roet en stikstofoxide. Bovendien, als het uitlaatsysteem wordt gemoderniseerd om één schadelijke stof te verwijderen, heeft dit een bijwerking: de inhoud van de andere component neemt proportioneel toe. Dit proces wordt waargenomen in verschillende bedrijfsmodi van de voedingseenheid.

Om roet uit de uitlaat te verwijderen wordt een sifon of roetfilter gebruikt. De stroom gaat door de kleine cellen van het onderdeel en roet nestelt zich op hun randen. Na verloop van tijd raakt dit scherm verstopt en activeert de motor het verbranden van tandplak, waardoor de levensduur van het filter wordt verlengd.

Ondanks de aanwezigheid van extra elementen in het uitlaatsysteem van de auto, worden niet alle schadelijke stoffen volledig geneutraliseerd. Hierdoor wordt de schadelijkheid van de automotor niet verminderd. Om de milieuvriendelijkheid van het transport te verbeteren, is een ander aanvullend systeem ontwikkeld voor het reinigen of neutraliseren van dieseluitlaatgassen.

SCR-neutralisatie is bedoeld om stikstofmonoxide te bestrijden. Het wordt standaard geïnstalleerd in alle dieselvoertuigen die voldoen aan Euro 4 en hoger. Naast schone uitlaatgassen heeft het uitlaatsysteem dankzij het gebruik van ureum minder last van koolstofafzettingen.

Hoe het systeem werkt

Door de aanwezigheid van een neutralisatiesysteem kan de oude verbrandingsmotor worden aangepast aan moderne eco-normen. Het gebruik van SCR is in sommige auto's mogelijk als aanvullende uitrusting, maar hiervoor moet het uitlaatsysteem van de auto worden gemoderniseerd. Het systeem zelf werkt in drie fasen.

Fasen voor het reinigen van afvalgassen

Wanneer de brandstof in de cilinder opbrandt, bij de uitlaatslag gasdistributiemechanisme opent de uitlaatkleppen. De zuiger drukt de verbrandingsproducten erin een uitlaatspruitstuk​ Vervolgens komt de gasstroom het roetfilter binnen, waarin roet wordt vastgehouden. Dit is de eerste stap bij het reinigen van uitlaatgassen.

De stroom, reeds ontdaan van roet, verlaat het filter en wordt naar de katalysator geleid (sommige modellen roet zijn compatibel met een katalysator in dezelfde behuizing), waar het uitlaatgas wordt geneutraliseerd. In dit stadium, totdat het hete gas de neutralisator binnenkomt, wordt een ureumoplossing in de buis gesproeid.

1. IJS; 2. Besturingseenheid; 3. Reagens tank; 4. DPF-filter; 5. Gedeeltelijk gereinigde uitlaat; 6. Injectie van ureum; 7. SCR-katalysator.

Omdat de stroom nog steeds erg heet is, verdampt de vloeistof onmiddellijk en komt er ammoniak uit de stof vrij. De werking van hoge temperatuur vormt ook isocyaanzuur. Op dit punt reageert ammoniak met stikstofmonoxide. Dit proces neutraliseert dit schadelijke gas en vormt stikstof en water.

De derde trap vindt plaats in de katalysator zelf. Het neutraliseert andere giftige stoffen. Vervolgens gaat de stroom naar de geluiddemper en wordt deze in de omgeving afgevoerd.

Afhankelijk van het type motor en uitlaatsysteem zal de neutralisatie een soortgelijk principe volgen, maar de installatie zelf kan er anders uitzien.

Vloeibare samenstelling

Sommige automobilisten hebben een vraag: als ureum een ​​product is van de vitale activiteit van de dierenwereld, is het dan mogelijk om zelf zo'n vloeistof te maken? In theorie is het mogelijk, maar fabrikanten raden dit niet aan. Een zelfgemaakte ureumoplossing voldoet niet aan de kwaliteitseisen voor gebruik in machines.

En daar zijn verschillende redenen voor:

1. Ureum, dat vaak in veel minerale meststoffen zit, kan worden beschouwd als een alternatief voor het creëren van een oplossing. Maar u kunt niet naar de dichtstbijzijnde landbouwwinkel gaan om het te kopen. De reden hiervoor is dat de kunstmestkorrels worden behandeld met een speciale stof die verhindert dat het bulkmateriaal gaat aankoeken. Dit chemische reagens is schadelijk voor de elementen van het zuiveringssysteem voor verbrandingsproducten. Als u een oplossing bereidt op basis van deze minerale meststof, zal de installatie zeer snel mislukken. Geen enkel filtersysteem is in staat deze schadelijke stof eruit te filteren.
2. De productie van minerale meststoffen wordt in verband gebracht met het gebruik van biureet (de uiteindelijke massa van dit reagens kan ongeveer 1.6 procent bevatten). De aanwezigheid van deze stof zal de levensduur van de katalysator aanzienlijk verkorten. Om deze reden kan bij de productie van AdBlue uiteindelijk slechts een kleine fractie biureet (niet meer dan 0.3 procent van het totale volume) in de samenstelling worden opgenomen.
3. De oplossing zelf ontstaat op basis van gedemineraliseerd water (minerale zouten verstoppen de honingraat van de katalysator, waardoor deze snel buiten werking wordt gesteld). Hoewel de prijs van deze vloeistof laag is, zullen de kosten van het eindproduct niet veel verschillen van die van de industriële analoog als u de prijs van minerale meststof en de tijd die u aan het maken van de oplossing besteedt, optelt. Bovendien is een thuis bereid reagens schadelijk voor de auto.

Een andere veel voorkomende vraag met betrekking tot het gebruik van ureum voor dieselmotoren - kan het omwille van de economie met water worden verdund? Niemand zal dit verbieden, maar op deze manier kunnen er geen besparingen worden behaald. De reden hiervoor is dat het uitlaatgasnabehandelingssysteem is uitgerust met twee sensoren die zijn geconfigureerd om de concentratie NO in de verbrandingsproducten te bepalen.

De ene sensor wordt voor de katalysator geplaatst en de andere bij de uitlaat. De eerste bepaalt de hoeveelheid stikstofdioxide in de uitlaatgassen en activeert het neutralisatiesysteem. De tweede sensor bepaalt hoe efficiënt het proces verloopt. Als de concentratie van een schadelijke stof in de uitlaat het toegestane niveau (32.5 procent) overschrijdt, geeft dit een signaal af dat de hoeveelheid ureum onvoldoende is en verhoogt het systeem het vloeistofvolume. Als gevolg van de verdunde oplossing zal er meer water weggaan en zal zich meer water verzamelen in het uitlaatsysteem (hoe ermee om te gaan, wordt beschreven afzonderlijk).

Op zichzelf ziet ureum eruit als zoutkristallen die geurloos zijn. Ze kunnen worden opgelost in een polair oplosmiddel zoals ammoniak, methanol, chloroform, enz. De veiligste methode voor de menselijke gezondheid is oplossen in gedestilleerd water (mineralen die deel uitmaken van gewoon water zullen afzettingen vormen op de katalysatorhoningraat).

Vanwege het gebruik van chemicaliën bij de bereiding van de oplossing, wordt de ontwikkeling van ureum uitgevoerd onder toezicht of met goedkeuring van de Vereniging van de Automobielindustrie (VDA).

Voor- en nadelen

Het belangrijkste voordeel van het gebruik van ureum in dieselmotoren is een meer volledige verwijdering van giftige stoffen die vrijkomen bij de verbranding van dieselbrandstof. Met deze vloeistof voldoet het voertuig aan de milieunorm tot Euro6 (dit wordt beïnvloed door de eigenschappen van de unit zelf en de technische staat).

Geen van de technische componenten van de motor verandert, dus alle voordelen van het gebruik van ureum hangen alleen samen met de schadelijkheid van emissies en de daaruit voortvloeiende gevolgen. Bij het oversteken van de Europese grens hoeft de voertuigeigenaar bijvoorbeeld geen zware belasting of boete te betalen als het systeem in dat land stopt met werken.

Bijtanken is zeldzaam. Het gemiddelde verbruik is ongeveer 100 ml. voor 100 kilometer. Dit is echter een indicator voor een personenauto. Een jerrycan van 20 liter is meestal voldoende voor 20 duizend km. Wat betreft de vrachtwagen, het gemiddelde verbruik van ureum daarin is ongeveer 1.5 liter per 100 km. Het hangt af van de motorvolume.

De substantie kan rechtstreeks in de tank in het motorcompartiment worden gegoten, of in een speciale hals nabij de vulopening van de brandstoftank.

Ondanks de voor de hand liggende voordelen van het innovatiesysteem, heeft het een groot aantal nadelen. Laten we ze eens bekijken om het gemakkelijker te maken om te bepalen of deze neutralisatie moet worden gebruikt of niet:

• Als een systeemonderdeel defect raakt, zal het repareren ervan duur zijn;
• Voor een effectieve neutralisatie is het noodzakelijk om hoogwaardige brandstof te gebruiken (dieselbrandstof met een laag zwavelgehalte);
• Het grootste nadeel hangt niet samen met het systeem zelf, maar met een groot aantal namaakvloeistoffen op de CIS-markt (bijna de helft van de verkochte goederen is namaak);
• De aanwezigheid van een neutralisatiesysteem maakt het voertuig duurder;
• Naast het tanken van dieselbrandstof moet u de AdBlue-toevoer controleren;
• De werking van ureum wordt bemoeilijkt doordat het bij strenge vorst (-11 graden) vriest. Om deze reden wordt vloeistofverwarming in veel modificaties gebruikt;
• De vloeistof is reactief en kan bij contact met de handen brandwonden of irritatie veroorzaken. Als de onbeschermde hand in contact komt met de stof, wat vaak het geval is bij het tanken uit een grote jerrycan, moet de vloeistof grondig worden gewassen;
• Op het grondgebied van het GOS zijn er maar heel weinig benzinestations, waar u, indien nodig, een extra hoeveelheid ureum van hoge kwaliteit kunt aanvullen. Om deze reden moet u vloeistof met een marge kopen en deze bij u dragen als u van plan bent een lange reis te maken;
• De vloeistof bevat ammoniak, dat bij verdamping schadelijk is voor de menselijke luchtwegen.

Gezien zoveel nadelen besluiten veel automobilisten dit systeem uit te schakelen.

Hoe uit te schakelen

Er zijn verschillende manieren om de neutralisatie van dieseluitlaatgassen uit te schakelen:

1. Zet het systeem stil. Voordat u deze methode gebruikt, moet u ervoor zorgen dat de SCR geen fouten in de elektronica bevat. De lijn is opnieuw ontworpen zodat de elektronica het interpreteert alsof het ureum bevroren is. In dit geval activeert de besturingseenheid de pomp pas als het systeem "vastloopt". Deze methode is geschikt voor apparaten die geen reagensverwarming bieden.
2. Software afsluiten. In dit geval knippert de besturingseenheid of worden er aanpassingen gedaan aan de werking van het elektronische systeem.
3. De emulator installeren. In dit geval wordt de SCR losgekoppeld van het elektrische circuit en zodat de besturingseenheid een fout niet oplost, wordt in plaats daarvan een speciale digitale emulator aangesloten, die een signaal verzendt dat het systeem correct werkt. Dit verandert niets aan het motorvermogen.

Voordat u doorgaat met het verbreken van de neutralisatie, is het belangrijk om een ​​specialist te raadplegen, omdat elk afzonderlijk geval zijn eigen nuances kan hebben. Maar waarom zou je volgens de auteur van deze recensie een dure auto kopen om er iets in uit te schakelen en dan geld betalen voor dure reparaties als gevolg van zo'n ingreep?

Daarnaast bieden we een korte videobeoordeling van de werking van een van de varianten van het SCR-systeem:

SCR-systeem, hoe AdBlue werkt

Vragen en antwoorden:

Waar dient ureum voor een dieselmotor voor? Het is een stof die wordt toegevoegd om schadelijke gassen in de uitlaat van een dieselmotor te elimineren. Dit systeem is vereist om te voldoen aan de Euro4 - Euro6 eco-norm.

Hoe werkt ureum op diesel? Tijdens het verhittings- en chemische reactieproces reageert ureum-ammoniak met stikstofoxide (het meest schadelijke gas in verbrande dieselbrandstof), wat resulteert in de vorming van stikstof en water.