Aplikace močoviny v dieselových motorech

Moderní ekologické předpisy kladou přísné limity na hodnoty emisí škodlivin ve výfukových plynech vznětového motoru. To nutí inženýry hledat nová řešení pro splnění standardů. Jedním z nich bylo použití močoviny pro motorovou naftu v systému dodatečné úpravy výfukových plynů SCR (Selective Catalytic Reduction). Motory Daimler využívající tuto technologii se nazývají Bluetec.

Co je systém SCR

Ekologický protokol Euro 6 platí od roku 28 ve 2015 zemích EU. Podle nové normy podléhají výrobci naftových automobilů přísným požadavkům, protože dieselové motory způsobují enormní škody na životním prostředí a lidském zdraví vypouštěním sazí a oxidů dusíku do atmosféry.

Zatímco k čištění výfukových plynů benzinového motoru postačí použití třícestného katalyzátoru, u vznětového motoru je nutné sofistikovanější zařízení na neutralizaci toxických sloučenin ve výfukových plynech. Účinnost čištění CO (oxid uhelnatý), CH (uhlovodíky) a částic sazí z výfukových plynů vznětového motoru se při vysokých teplotách spalování zvyšuje, NOx naopak klesá. Řešením tohoto problému bylo zavedení SCR katalyzátoru do výfukového systému, který využívá močovinu nafty jako základ pro rozklad toxických sloučenin oxidů dusíku (NOx).

Aby se snížily škodlivé emise, inženýři vyvinuli speciální systém čištění nafty - Bluetec. Komplex se skládá ze tří kompletních systémů, z nichž každý filtruje toxické sloučeniny a rozkládá škodlivé chemické sloučeniny:

• Katalyzátor - neutralizuje CO a CH.
• Filtr pevných částic - zachycuje částice sazí.
• Katalyzátor SCR - Snižuje emise NOx pomocí močoviny.

První čisticí systém byl použit na nákladních a osobních automobilech Mercedes-Benz. Dnes mnoho výrobců převádí svá vozidla na nový čisticí systém a používá močovinu ve vznětových motorech, aby splnili přísné požadavky na ochranu životního prostředí.

Technická močovina AdBlue

Konečný produkt metabolismu savců, močovina, je znám již od XNUMX. století. Diomid kyseliny uhličité se syntetizuje z anorganických sloučenin a je široce používán v zemědělství. V automobilovém průmyslu roztok technické kapaliny Adblue jako aktivního činidla při čištění toxických výfukových plynů od oxidů dusíku.

Adblue je 40 % močoviny a 60 % destilované vody. Kompozice je vstřikována do systému SCR u trysky, kterou procházejí výfukové plyny. Dochází k rozkladné reakci, při které se oxid dusnatý rozkládá na neškodné molekuly dusíku a vody.

Technická močovina do nafty - Adblue nemá nic společného s močovinou, která se používá v agroprůmyslovém sektoru a ve farmakologii.

Edblue v dieselovém motoru

Kapalný systém následné úpravy výfukových plynů neboli SCR konvertor je uzavřený systém, kterým proudí výfukové plyny z nafty bez sazí. Kapalina Adblue se nalévá do samostatné nádrže a vstřikuje do výfukového potrubí v odměřené dávce před vstupem do měniče.

Směsný plyn vstupuje do neutralizační jednotky SCR, kde probíhá chemická reakce k rozkladu oxidu dusnatého na úkor amoniaku v močovině. V kombinaci s oxidem dusnatým jej molekuly amoniaku rozkládají na složky, které jsou pro člověka a životní prostředí neškodné.

Po kompletním čistícím cyklu je do ovzduší vypuštěno minimální množství škodlivin, emisní parametr odpovídá protokolům Euro-5 a Euro-6.

Princip činnosti systému čištění výfukových plynů nafty

Kompletní systém následné úpravy vznětového motoru se skládá z katalyzátoru, filtru pevných částic a systému SCR. Princip fungování čištění ve fázích:

1. Výfukové plyny vstupují do katalyzátoru a filtru pevných částic. Saze se odfiltrují, částice paliva se spálí a odstraní se oxid uhelnatý a uhlovodíky.
2. Vstřikovač se používá ke vstřikování určitého množství AdBlue do spoje mezi filtrem pevných částic a katalyzátorem SCR. Molekuly močoviny se rozkládají na amoniak a kyselinu isokyanovou.
3. Amoniak se slučuje s oxidem dusíku, nejškodlivější složkou použité motorové nafty. Molekuly se štěpí, což vede k tvorbě vody a dusíku. Do atmosféry se uvolňují neškodné výfukové plyny.

Složení močoviny pro naftu

Přes zdánlivou jednoduchost kapaliny pro vznětové motory je nemožné připravit močovinu vlastními silami pomocí organického hnojiva. Vzorec molekuly močoviny (NH2) 2CO je fyzikálně bílý krystal bez zápachu, rozpustný ve vodě a polárních rozpouštědlech (kapalný amoniak, methanol, chloroform atd.).

Pro evropský trh je kapalina vyráběna pod kontrolou VDA (Svaz německého automobilového průmyslu), který uděluje licence výrobním společnostem, z nichž některé dodávají kapalinu pro tuzemský trh.

V Rusku je padělání pod značkou AdBlue více než 50 %. Při nákupu močoviny pro dieselový motor ruské výroby se tedy musíte řídit označením „Shoda s ISO 22241-2-2009“.

Výhody a nevýhody

Výhody použití močoviny jsou zřejmé - pouze s tímto činidlem může systém úpravy výfukových plynů dieselového motoru SCR plně fungovat a splňovat požadavky normy Euro 6.

Kromě ochrany životního prostředí zahrnují výhody čištění močoviny následující body:

• jeho spotřeba u automobilů je pouze 100 g na 1000 km;
• systém SCR je integrován do moderních dieselových vozidel;
• v některých zemích je daň z používání vozidla snížena, pokud je instalován systém čištění močoviny, a nehrozí tak pokuta.

Bohužel má systém i nevýhody:

• bod tuhnutí močoviny je asi -11 °C;
• potřeba pravidelného doplňování paliva;
• náklady na auto se zvyšují;
• velké množství falešné kapaliny Adblue;
• zvýšené požadavky na kvalitu paliva;
• nákladné opravy součástí systému.

Integrovaný systém čištění močoviny zabudovaný do dieselových vozidel zůstává jediným způsobem, jak snížit toxické emise. Potíže s provozem, vysoké náklady na činidla pro nákladní vozidla, nekvalitní kapalina a motorová nafta znamenají, že mnoho řidičů se rozhodne systém deaktivovat a nainstalovat emulátory.

Je však důležité pochopit, že močovina zůstává jedinou naftou, která zabraňuje uvolňování oxidu dusnatého do životního prostředí, což může vést k rakovině.