зачем добавляют мочевину в дизельное топливо
Что такое система AdBlue
Помимо экономичности и надежности дизельные агрегаты не слишком экологичны – при работе они выбрасывают в атмосферу оксиды азота и углеводороды. Старые дизельные агрегаты сильно загрязняют воздух сажей. Об этом говорят как инженеры, так и медики. Последние добавляют, что действие дизельного выхлопа на органы дыхания человека повышает риск возникновения рака. Автомобильные концерны долгое время пытались повысить экологичность дизелей. Концерн Daimler AG не был удовлетворен требованиями экологических стандартов Евро-4 и Евро-5 и создал собственную систему «чистого» дизеля под названием BlueTec. Avto.pro расскажет вам о том, что представляет собой данная система, как она работает и с какими неисправностями могут столкнуться владельцы «чистых» дизельных автомобилей от Mercedes-Benz.
Почему эта система востребована
Daimler AG оснащает системой BlueTec многие из выпускаемых дизельных автомобилей по ряду причин. Несмотря на относительную сложность, она отличается универсальностью, большим эксплуатационным ресурсом и рядом интересных особенностей. Вот почему она настолько хороша:
— Система оптимизирует расход горючего;
— Интервалы обслуживания двигателей те же, что у агрегатов с Евро-3;
— Установка системы не требует серьезных доработок силовой установки и выхлопной системы;
— Автомобили с BlueTec не так сильно теряют в стоимости при продаже на вторичном рынке, как транспорт, удовлетворяющий лишь старым экологическим стандартам.
BlueTec особенно ценится водителями из Германии, владеющими коммерческим и тяжелым грузовым транспортом. Автомобили, оснащенные данной системы, могут получить льготы на проезд по платным дорогам. Также стоит отметить, что на транспорт с уменьшенным уровнем выбросов не распространяется запрет на въезд в города большинства европейских стран. Добавим, что система не слишком дорога в обслуживании.
После введения экологического стандарта Евро 5 автомобильные концерны начали спешно оснащать выпускаемый транспорт система нейтрализации отработавших газов. Основой таких систем является катализатор, о котором мы писали в данном материале. Инженеры Daimler AG представили свое решение, получившее название BlueTec. Часто систему называют SCR (аббревиатура Selective Catalytic Reduce). Ключевая ее особенность заключается в использовании мочевины. В состав BlueTec входит:
1. Бачок с жидким реагентом AdBlue и нагревательными элементами, предотвращающими его замерзание;
2. Смеситель и форсунка впрыска реагента;
3. Системы трубок с нагревательными элементами (обычно 3 контура);
4. Блок управления SCR;
5. Каталитический преобразователь SCR (по факту модернизированный нейтрализатор отработавших газов);
6. Датчик оксидов азота (NOx).
Вот как это работает: реагент AdBlue впрыскивается в поток отработавших газов небольшими порциями, где смешивается с выхлопом (уже очищенным от сажи), поступает к нейтрализатору и способствуют преобразованию газов в азот и воду. Реагент призван бороться с оксидами азота, тем временем как остальные комплектующие системы удаляют или сжигают сажу, углеводороды и прочие составляющие дизельного выхлопа.
Система BlueTec эффективно снижают процент вредных соединений в отработавших газах и препятствуют выбросу сажи, но выгодно отличается от систем с каталитическими преобразователями простотой. Главная особенность технологии Daimler AG заключается именно в этом: дизельный агрегат становится экологичнее, однако в него не вносят сложные доработки. Основные элементы BlueTec имеют большой эксплуатационный ресурс, а их обслуживание отличается простотой. Как результат, «чистые» дизельные автомобили не растут в цене так сильно, как, например, аналогичные бензиновые авто, потребовавшие бы установки сразу нескольких катализаторов.
Неисправности BlueTec и вопрос отключения системы
Бачок реагента обычно AdBlue находится рядом с бензобаком. Как утверждает производитель, обслуживание системы сводится к контролю уровня жидкости – водителю достаточно открутить пробку бачка AdBlue и долить реагент. Данную процедуру необходимо проводить каждые 10 тысяч километров в среднем. Несмотря на простоту системы и ее высокую надежность, на практике она выходит из строя спустя несколько лет эксплуатации. Основные причины таковы:
— Выход из строя нагревательного элемента;
— Засорение трубок;
— Выход из строя датчика NOx вследствие проблем с соответствующим датчиком;
— Перепады температур (система восприимчива к холоду).
В большинстве случаев проблемы начинаются после продолжительной езды на некачественном дизеле. К несчастью, почти на всем постсоветском пространстве существует проблема с горючим. А если BlueTec выходит из строя, бортовая электроника может заблокировать двигатель спустя определенное число его запусков (обычно шесть). О наличии проблем свидетельствует:
— Работающий индикатор “Check Engine”;
— Невозможность запуска двигателя;
— Появление ошибки OBD 2.
Диагностика при помощи автосканера может поставить автолюбителя в тупик – комбинаций ошибок немало и они свидетельствуют о проблеме в BlueTec в принципе, т.е. уточнить, какой именно элемент системы вышел из строя иногда бывает невозможно без обращения к специалисту. По этой причине при выявлении неисправности автолюбители необходимо обращаться на СТО. Как заявляют многие автолюбители, проблемы с системой от концерна Daimler AG обычно начинаются после преодоления отметки в 100 тысяч километров пробега. Водителю также придется на регулярной основе заливать реагент AdBlue. Предлагаем узнать о нем больше.
Система BlueTech не может работать нормально без впрыска специальной жидкости AdBlue в отработанные газы. Именно за счет экологические показатели автомобиля достигают норм Евро4 – Евро 6. Данную жидкость еще называют мочевиной, поскольку технически она представляет собой раствор мочевины в деминерализованной воде. Не стоит путать AdBlue с обычной мочевиной, представляющей собой кормовую добавку для животных, азотное удобрение и некоторые другие продукты. Работа SCR основа на хим. реакции аммиака NH3 с оксидами азота NOx, входящими в состав выхлопных газов. В результате реакции образуется водяной пар H20 и азот N2 (безвреден). Сама жидкость AdBlue не является топливной добавкой – это специфический реагент, использующийся в BlueTec. Средний расход реагента равен 3-6% от объема расхода топлива. В идеале покупая водителем жидкость и тара должна соответстсовать следующим требованиям:
К несчастью, немалая доля реализуемых на отечественных рынках жидкостей AdBlue не только не подпадают под вышеуказанные требования, но и имеют в своем составе добавки, не рекомендованные немецким автоконцерном. Например, недорогие антислёживатели (обычно карбамид «Уресофт-150»), хотя при производстве мочевины должен использоваться карбамид марки А высокой степени очистки.
Бачок реагента AdBlue обычно соседствует с основным топливным баком. Заливная горловина может находится рядом с крышкой для заправки топлива, в багажном отделении, а в редких случаях под капотом автомобиля. Заправочный объем различен для разных моделей транспорта и составляет от 5 до 30 литров, но в некоторых случаях достигает отметки в 35 литров. Одного полного бака обычно хватает на 5-20 тысяч километров пробега. Согласно регламенту, плановая замена расходников осуществляется каждые 10 тысяч километров. Следовательно, залитой жидкости хватит на один ТО. Сервисная система Assyst Plus позволяет прогнозировать, на какой километраж хватит реагента. При игнорировании необходимости долива AdBlue бортовая электроника сначала переведет двигатель в аварийный режим. Некоторые изменения в Техническом регламенте позволяют отключить систему, однако в этом случае транспорт перестанет удовлетворяет экологическим нормам.
Выше мы уже указала на то, что часть реализуемых на первичном и вторичном рынке жидкостей AdBlue не соответствуют требованиям. Фактически, данные реагенты являются подделками. Эксперты концерна Daimler AG категорически не рекомендуют заливать такие расходники в систему. Вот с какими проблемами может столкнуться автолюбитель:
— Выход из строя элементов системы дозировки (потребуется дорогостоящий ремонт);
— Отложение мочевины в нейтрализаторе;
— Увеличения доли NOx в выхлопных газах;
— Ограничение работы двигателя бортовой электроникой;
— Наихудший вариант – блокировка выхлопной системы.
Спешим заверить читателей, что последнее случается редко, но, в принципе, возможен выход из строя практически всех выхлопной системы. В этом случае потребуется замена целого ряда автомобильных комплектующих. В большинстве случаев автомобиль просто перестает быть настолько экологичным, насколько это задумывалось автоконцерном. Со временем изнашиваются отдельные его узлы, однако выявить проблемы можно в ходе прохождения ТО. Самым верным решением будет выявление подделки еще на этапе выбора жидкости в магазине. Вот на что нужно обратить внимание:
— Наличие сертификата качества, которым должна сопровождаться каждая партия реагента AdBlue;
— Высокое качество исполнения упаковки (тары), наличие пломбы/кольца, а также наличие номера партии, даты выпуска продукта и его срока годности;
— Наличие в комплекте специального гибкого носика (нужен для заливки жидкости в бак);
— Наличие маркировок ISO 22241 и DIN 70070;
— Правильное название реагента (AdBlue) без ошибок ни в одной из букв.
После покупку подходящей жидкости автолюбителю необходимо доливать ее по необходимости. AdBlue не является сильно токсичным, горючим или взрывоопасным веществом. Длительный контакт с кожей человека может вызвать ожоги, так что работать с реагентом стоит в резиновых перчатках. Вдыхание паров реагента непродолжительное время не способно нанести вред человеку или животным. Длительное вдыхание может быть опасным. Появление головных болей, кашля и проблем с пищеварением должны стать поводом для беспокойства.
Поиск запчастей и расходников систем BlueTec
Системами AdBlue и схожими по принципу работу оснащаются не только дизельные авто от Mercedes-Benz, но и Volkswagen, Citroen, Porsche, Jaguar, Land Rover, Toyota, Audi, Peugeot. Как уже было указано в одном из предыдущих разделов, проблемы с системой зачастую возникают после пробегов в 100 и более тысяч километров. Зачастую выходят из строя распылительные форсунки и насос подачи жидкости. Нередки проблемы с датчиками и дополнительными фильтрами. Искать комплектующие для ремонта можно по:
— Ключевым параметрам автомобиля, включая год выпуска и комплектацию;
— Каталожному номеру нужной запчасти/расходника.
В подавляющем большинстве случаев автолюбитель не знает каталожных номеров, так что поиски придется вести по (техническим) параметрам автомобиля. К примеру, искать запчасти на Avto.pro можно поэтапно: выбрать марку, модель авто, выбрать категорию запчастей и, ориентируясь в подкатегориях, подобрать нужную деталь. Заметьте, что отличаются номера не только запчастей для авто разных марок и моделей, но и номера жидкостей AdBlue. Они фасуются в тары объемом 1,9-200 литров. В продаже можно найти оригинальные жидкости, неоригинальные зарубежного производство и неоригинальные от отечественных фирм. Всегда удовлетворяют стандартам именно оригинальные реагенты, реже неоригинальные зарубежные. По словам некоторых экспертов, наиболее дешевые отечественные неоригиналы в 70% случаев оказываются или откровенной подделкой, или продуктом, который не рекомендовано заливать в автомобиль по причине сомнительности их состава.
Система BlueTec, призванная повысить экологичность дизельного транспорта, достаточно эффективна и надежна. При этом она также проста в эксплуатации – автолюбителю достаточно следить за уровень жидкости AdBlue и вовремя доливать порцию реагента. Хоть немецкие автопроизводители утверждают, что система может похвастать большим эксплуатационным ресурсом, уже спустя несколько лет эксплуатации отдельные комплектующие BlueTec гарантированно выходят из строя. Для ремонта лучше брать оригинальные запчасти. В продаже встречаются и неоригиналы, однако их качество под вопросом. Если вы столкнулись с поломкой, как можно скорее подберите запчасти и делегируйте работу по их установке специалистам.
Мочевина для дизеля: зачем нужна, состав и работа системы SCR в двигателе
По мере ужесточения требований к чистоте выхлопа дизельных двигателей конструкторы столкнулись с противоречиями в работе трёх основных систем снижения вредных выбросов. Нейтрализация окислов азота требует уменьшения температуры на выпуске, с чем справляется рециркуляция выхлопных газов EGR, а очистка от окиси углерода и сажи при помощи катализаторов и сажевых фильтров наоборот, повышает температуру.
Как итог, борьба за экологию дизеля зашла в определённый тупик.
Предназначение системы SCR
Аббревиатура SCR означает селективную каталитическую работу по разложению окислов азота уже после их образования, в отличие от мер по предотвращению их появления, то есть без нежелательного снижения температуры.
Таким способом удаётся весьма радикально уничтожить ядовитые соединения азота с кислородом, используя довольно простое вещество – мочевину, а также специальный каталитический нейтрализатор с соответствующими органами управления и контроля.
Что такое мочевина в двигателе
В системе принято применять не чистую мочевину, а так называемый раствор AdBlue, в составе которого карбамид занимает примерно треть по удельной массе. Остальное – хорошо очищенная от посторонних минеральных примесей вода.
Состав заливается в отдельный бак, откуда и расходуется путём дозированного впрыска во выпускной тракт.
Предназначение
При попадании раствора мочевины в выхлопные газы двигателя происходит несколько реакций:
Результатом всего происходящего будет значительная нейтрализация вредных окислов азота, с которыми очень трудно бороться в высокофорсированных дизельных моторах с турбонаддувом. Любые другие способы снижают экономичность, удельную мощность, и обходятся ещё дороже.
Состав
Система достаточно сложна и состоит из целого ряда компонентов:
В состав входят два контура регулирования – по количеству впрыскиваемого раствора и его температуре. Компоненты системы могут подогреваться жидкостью из системы охлаждения двигателя, за чем следят соответствующие датчики и блок управления. Нельзя допускать широкого изменения температуры мочевины, тем более её замерзания.
Количество подаваемого раствора определяется блоком управления, куда поступает информация о режиме работы двигателя, в частности о температуре отработанных газов.
Нужное количество измеряется клапанами дозатора при фиксированном давлении насоса, остальное циркулирует по обратной магистрали, одновременно подогревая бак. Возможно применение и электроподогрева магистралей.
Каталитический нейтрализатор представляет собой сотовую конструкцию с нанесёнными на керамику благородными металлами, на поверхности которых и происходят каталитические реакции.
Сам материал катализатора при этом не расходуется. При продувании через него выхлопных газов с активными веществами на выходе получаются допустимые по нормам Евро-5 и Евро-6 компоненты.
Помимо управления процессом, блок ведёт и непрерывный контроль за техническим состоянием системы. При выявлении неисправностей высвечивается соответствующий индикатор на приборной панели, сигнализирующий об отключении системы.
Последствия могут быть разными, от значительного ограничения отдачи двигателя до полной невозможности его пуска.
Плюсы и минусы системы
К достоинствам впрыска мочевины относятся:
Но в практической эксплуатации подобных перспективных технологий начали выявляться недостатки, раздражающие потребителей, особенно водителей-профессионалов:
Всё это часто приводит к нелегальному отключению владельцами системы с применением переделанных прошивок ЭБУ двигателя или эмуляции её нормальной работы всевозможными «обманками».
Как выбрать AdBlue
Попадание в бак для мочевины посторонних веществ или дизельного топлива категорически недопустимо и может привести к дорогостоящему ремонту. Кроме того, заливать можно только раствор определённого состава, который производится по лицензии немецкого патентообладателя. Другим способом качество не гарантируется.
Производители контрафакта часто обходят правовые ограничения, не употребляя на канистрах обозначение AdBlue и указывая в рекламе, что их продукт выполняет те же функции, но имеет при этом намного меньшую цену.
После заправки подобными веществами случались отказы узлов системы впрыска, а также дорогих катализаторов. Даже если физически поломок не будет, то система скорее всего по информации своих датчиков заметит несоответствие и перейдёт в аварийный режим.
Поэтому все заявления о 100% аналоге стоит проигнорировать. Тем более не стоит надеяться на самостоятельное изготовление раствора из одноимённого сельскохозяйственного удобрения.
Конечно, изготовители контрафакта могут отражать на этикетках и зарегистрированный торговый знак AdBlue, и ссылку на производителя, имеющего лицензию от правообладателя (их перечень можно найти в сети). Тут уже всё зависит от честности торговой организации и наличия сертификатов соответствия.
Лицензия выдаётся немецкой организацией VDA. Канистры должны быть герметичны и опломбированы, а срок хранения не превышать одного года. Разницы между грузовым и легковым использованием нет, как и между марками автомобилей.
Сажевый фильтр и впрыск мочевины: зачем нужны, почему выходят из строя и как решаются проблемы
Эти системы призваны вписать двигатели в жесткие экологические требования, но они вовсе не вечные, особенно если режимы эксплуатации далеки до идеальных. Как работает «экология», как влияет на двигатель и его системы? И почему все так стремятся от нее избавиться?
Сажевый фильтр
Что это такое и как работает? Задача DPF-фильтра – улавливать мельчайшие частицы, которые содержатся в выхлопных газах современных двигателей и могут проникать вглубь наших дыхательных путей (именно этим они более опасны больших хлопьев старых моторов – те до наших легких не доходят). Изначально это касалось только дизельных моторов, но последние годы такими фильтрами оснащают и бензиновые двигатели. По мере накопления задержанных частиц фильтр забивается и требует прожига (регенерации).
Системы контроля у разных производителей могут отличаться в деталях, но принцип один. При достижении определенного уровня сопротивления фильтра автоматически включается режим регенерации. Система задействует мощные электрические потребители, включает послевпрыск – все это позволяет увеличить нагрузку на двигатель, повысить температуру выхлопных газов, которые и прожигают фильтр. На некоторых двигателях PSA используется впрыск специальной присадки (йолиса), позволяющей проводить регенерацию при меньших температурах. В чем-то эта «надстройка» системы похожа на впрыск мочевины, возможно, поэтому некоторые их и путают или принимают одну за другую.
Для включения автоматического режима должны быть соблюдены определенные условия: двигатель должен быть прогрет, на протяжении какого-то времени постоянно работать на средних или высоких оборотах, например, когда автомобиль в течение получаса движется по трассе. Если же имеются лишь короткие городские поездки, условий для регенерации не возникает, а фильтр продолжает забиваться. В этом случае система выводит на панель сообщение о необходимости регенерации.
При обращении в сервис может использоваться режим принудительного прожига. В зависимости от подхода производителя он может производиться на месте или в движении, но в любом случае двигатель прогревается и выводится на большие обороты, используется специальный режим работы как самого мотора, так и ряда систем, что в итоге обеспечивает условия для прожига.
Почему возникают проблемы и чем они чреваты? Отсутствие возможности регенерации в автоматическом режиме (короткие поездки), игнорирование сообщений о необходимости принудительного прожига приводят к тому, что фильтр забивается настолько, что в дальнейшем его восстановление невозможно. Ускоряют процесс проблемы с EGR или системой наддува, что приводит к увеличенному сажеобразованию. Также на срок службы фильтра, а без форс-мажорных обстоятельств он оценивается в 200-250 тыс. км, влияет моторное масло: для моделей с DPF-фильтром оно должно соответствовать определенной спецификации, но часто владельцы не заморачиваются…
При забитом фильтре система чаще включает режим рециркуляции, что приводит к увеличению расхода топлива, а постоянное включение послевпрыска чревато тем, что масло разжижается топливом со всеми вытекающими из этого последствиями. Также возникает газовый подпор, который влияет на работу двигателя (потеря тяги, отзывчивости на «газ») и провоцирует сокращение ресурса турбины. Другими словами, помимо ухудшения эксплуатационных качеств двигателя продолжительная езда с неисправным сажевым фильтром грозит привести к проблемам с другими узлами. Поэтому вопрос надо как-то решать.
Как «лечится»? Первое: важно установить не только сам факт того, что источник проблем именно сажевый фильтр, но по возможности определить причину выхода его из строя. Как говорят специалисты, часто «непроходимости» фильтра способствуют проблемы с другими системами автомобиля. Считайте это тревожным звоночком, который лучше не игнорировать.
Что же касается самого фильтра, то цивилизованное решение – замена на новый. Проблема в цене: в зависимости от марки и модели автомобиля даже «лицензия» может стоить 500-1000$, «оригинал» – в разы дороже. Б/у детали встречаются, но ведь и у них свой остаточный ресурс. Есть вариант «мойки» фильтра, но он целесообразен только в некоторых случаях и не гарантирует, что проблема не повторится в будущем, особенно если не устранены причины ускоренного засорения фильтра. Поэтому, как правило, владельцы предпочитают от него вообще избавиться.
В последнем случае важно, чтобы физическое и программное удаление было проведено грамотно, иначе будут появляться ошибки, но даже при их отсутствии есть риск некорректной работы двигателя и его систем – все это приводит к ухудшению эксплуатационных качеств и вероятному возникновению проблем с тем же наддувом.
Впрыск мочевины
Что это такое и как работает? С переходом на последние экологические стандарты в дизельных двигателях появилась система селективной каталитической нейтрализации (Selective catalytic reduction – SCR). Реагент AdBlue (32,5-процентный раствор карбамида в деминерализованной воде) в точно выверенных порциях впрыскивается в поток выхлопных газов и нейтрализует вредные оксиды азота: в результате возникающих химических процессов они разлагаются на азот и воду, которые уже не представляют вреда для здоровья.
AdBlue заливается в специальный бак (заправочная горловина обычно выведена под общий лючок, хотя может располагаться под капотом или в багажном отделении), расход реагента составляет порядка 5-6% расходуемого дизтоплива, то есть заправка требуется каждые несколько тысяч километров (зависит от емкости бака). При отсутствии жидкости или появлении проблем с ее подачей двигатель переходит в аварийный режим: не развивает полную мощность, расход топлива обычно увеличивается, на панель приборов выводится сообщение о проблеме функционирования SCR.
Почему возникают проблемы и чем они чреваты? Прежде всего, система очень требовательна к чистоте AdBlue, условиям хранения, транспортировки и заправки. Например, раствор не должен соприкасаться с другими материалами и веществами – в противном случае могут образоваться соли, из-за которых повреждается катализатор. Важно хранить реагент в заводской таре, не использовать для хранения или при заправке старые канистры или лейки, которые используются и для других целей.
Несмотря на простой состав реагента, существует риск использования некачественного AdBlue, при изготовлении которого применялся карбамид с примесями, и это тоже чревато проблемами при длительном использовании такого раствора.
Проблемы, с которыми сталкиваются владельцы машин с SCR, связаны как раз с неисправностями системы подогрева, с выходом из строя насоса, клапана обратной перекачки либо с низкой проходимостью AdBlue. В любом случае это приводит к нарушению функционирования системы, некорректному впрыску реагента или вообще к невозможности его осуществить. Как правило, в этом случае двигатель опять же переходит в специальный режим работы, хотя физически система на его работу не влияет – это лишь программное решение, призванное соблюдать требования экологического стандарта.
Как «лечится»? По-хорошему диагностика позволяет определить, по какой причине SCR не функционирует так, как должно, проблемный узел меняется либо производится ремонт, и все приходит в норму. Но высокая стоимость восстановления работоспособности системы, а чаще даже просто желание владельца или исполнителя решить вопрос кардинальным способом (нет системы – нет проблемы!) приводит к тому, что блок управления двигателем перепрограммируют или устанавливают эмулятор работы системы. При этом физически, как правило, SCR остается целиком или с минимальным демонтажем (но важно понимать, что длительное бездействие системы увеличит стоимость ее восстановления в дальнейшем, если владелец решит ее снова «включить»: как минимум потребуется ее промывка). Если все сделано грамотно, отключение системы на работу двигателя не влияет. Ну а моральный аспект удаления «экологии» – тема для отдельного разговора.