Для чего нужна мочевина для дизеля: состав, принцип работы и особенности выбора

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 для дизеля

Попытки убрать один из компонентов выхлопных газов приводят к росту содержания другого. Если попытаться избавиться от сажи в дизельных выхлопах, начнет зашкаливать вредный оксид азота и наоборот. Конструкторы разработали фильтры для борьбы с сажей, которые начали устанавливать в топливную систему дизельных двигателей. Для нейтрализации вредного оксида азота пришлось придумать принципиально новую систему, предусматривающую использование мочевины.

Мочевина для дизеля, реализуемая в автомобильных салонах, это жидкость состоящая из воды и химического соединения, которое разлагается на амиак и углекислый газ. Полученный из этой смеси амиак можно использовать для нейтрализации опасных выхлопов. Этот процесс происходит в специальном SCR-катализаторе.

Расход мочевины зависит от объема двигателя, поэтому грузовики расходуют намного больше состава, чем легковушки. Но, вопреки негативным ожиданиям автомобилистов, использование и обслуживание такой системы очистки выхлопных газов стоит сравнительно недорого, особенно для легковых автомобилей.

Плюсы мочевины для автолюбителя

Кстати, а вот «другая программа управления двигателем» – совсем не мелочь. Ведь если ранее приходилось настраивать мотор с учетом уровня выбросов оксидов азота, то теперь здесь поможет SCR-катализатор. А значит – можно сосредоточить усилия конструкторов на достижении оптимального баланса топливной экономичности и большей мощности. К примеру, двигатели BlueHDi стали мощнее на 7-10% относительно сравнимых предшественников серии HDi.

Двигатель BlueHDi 120 – это 1,6-литровый 4-цилиндровый турбодизель с максимальной мощностью 120 л.с. и крутящим моментом 300 Нм; у предшественника e—HDi 110-115 было 110-115 л.с. и до 270 Нм. Мотор BlueHDi 180 – это 2-литровый 4-цилиндровый турбодизель о 180 л.с. и 400 Нм; у предшественника HDi 160 – 163 л.с. и 340 Нм. Прибавка мощности и момента – около 7-10%

Интересно, что установкой лишь SCR-катализатора не обошлось. Так, 1,6-литровый турбодизель (семейство DV6), выпускается еще с 2004 года и впервые был представлен с 16-клапанной ГБЦ (для самых мощный версий). Однако в 2011-м году мотор существенно изменился: была снижена степень сжатия (с 17,5 до 16), вместо 16-клапанной ГБЦ на все версии мотора теперь ставится 8-клапанная «головка». Аналогично и с 2-литровым дизелем (семейство DW10): он выпускается много лет и в ходе доработок получил новую цилиндропоршневую группу и головку блока цилиндров, турбину, системы впуска и выпуска, ГРМ.

Итак, во-первых, мы имеем повышение мощности на 7-10% от сравнимых дизелей без мочевины. Во-вторых – мы получаем снижение расхода топлива. К примеру, по паспорту, Peugeot 508 с прежним 163-сильным двигателем потреблял в городе 7,6 л топлива на 100 км пути; на трассе – 4,6 л; в смешанном цикле – 5,7 л. С обновленным и более мощным мотором BlueHDi расход топлива не вырос, а снизился: в городе – 5,2 л; на трассе – 3,8 л; смешанный – 4,3 л (все по паспорту).

Конечно, цифры выглядят фантастическими, лично я в реальном тесте не смог их получить, возможно, такой расход можно показать лишь в идеальных «тепличных» условиях. Однако все-таки в реальности автомобили оказались очень экономичными: в городе Peugeot 508 потреблял около 6-7 л/100 км, на трассе укладывался примерно в 4 л/100 км. На счет Citroen C4 есть следующее наблюдение…

Почти идеальные условия: Бориспольская трасса, круиз-контроль на 90 км/ч, практически нет ветра, температура около +15 градусов. Результат – 3,3 л/100 км. Это важно, поскольку пару лет назад я ездил на Citroen C4 e-HDi с 6-ст. РКПП и в схожих условиях не мог выжать из него результат лучше 3,6-3,7 л/100 км. Экономию 0,3-0,4 л/100 км – около 10% – подтверждаю на личном опыте. Суммарно на каждом автомобиле проехал 500-700 км в разных условиях. Результат Peugeot написан выше, результат Citroen: трасса – 3,3-3,5 л/100 км; город – около 5 л/100 км.

В результате можно говорить о том, что мочевина позволяет сделать дизельный мотор мощнее на 7-10% одновременно со схожей экономией топлива (около 10%).

Минусы мочевины и цена вопроса

А вот теперь о минусах и пресловутой «цене вопроса». Сейчас уже сложно высчитать, какова разница между обычным дизелем HDi и BlueHDi, т.к. мотор BlueHDi в Украине обычно идет в паре с АКПП и в средних или дорогих комплектациях автомобиля, его сравнение с версией «HDi + МКПП» некорректно. Однако можно оценить стоимость специфических запчастей для этих моторов.

Французы используют SCR-катализатор в едином блоке DPF-фильтром, справедливо полагая, что горячие выхлопные газы лучше обрабатывать и очищать в едином месте. Кстати, в 1999-2000 годах Группа PSA одной из первых среди производителей автомобилей внедрила DPF-фильтр (их фирменное название «FAP-фильтр»): как раз под нормы «Euro 3» для борьбы с сажей. Это еще одна иллюстрация того, что PSA является одним из лидеров на дизельном авторынке – в Европе, и в Украине. И вот теперь две технологии – DPF и SCR – объединились в одном узле.

В тоже время, при повреждении этого узла придется заплатить немалую цену, т.к. обе составляющие – SCR-катализатор и DPF-фильтр – дороги сами по себе. К примеру, для Peugeot 508 SCR-катализатор в блоке с DPF-фильтром оценен в 38 тыс. гривен (около $1,5 тыс.); вторая крупная деталь системы – бак для мочевины – обойдется в 30 тыс. гривен ($ 1,2 тыс.).

Детали дорогие, но если не попадать в сильные ДТП и не ударятся днищем о бугры на разбитой дороге или грунтовке, то их стоимости владелец автомобиля вряд ли узнает: еще во время введения Euro 5 срок службы деталей выхлопной системы рассчитывался на пробег минимум 160 тыс. км

Отчасти дороговизна подобных систем очистки выхлопных газов и стала причиной скандала VW, о которым мы писали ранее.

Но ведь есть и текущие расходы, прежде всего – стоимость ТО для «мочевинного дизеля». К примеру, рассмотрим Citroen C4, т.к. для этой модели сегодня предлагается и обычный дизель HDi и новый мотор BlueHDi. Разница в ТО для двух моторов не только в необходимости заливки химической мочевины, но и в требовании замены топливного фильтра каждый 20 тыс. км для мотора BlueHDi против замены топливного фильтра раз в 40 тыс. км для мотора HDi. В результате каждое ТО, где приходится доливать жидкость AdBlue и дополнительно менять топливный фильтр, обходится примерно вдвое дороже обычного – 4,8 тыс. грн против 2,25 тыс. грн. Если рассмотреть ТО на 40 тыс., где в двух моторах нужно заменить топливный фильтр, то сможем примерно рассчитать стоимость только химической мочевины: 4,8 тыс. грн против 3,45 тыс. грн; разница составляет примерно 1,3 тыс. грн – это и есть стоимость залитой мочевины.

Хотя у сторонних продавцов можно найти химическую мочевину и дешевле. К примеру, смотрим предложения на Hotline: в среднем цена 30-35 грн за 1 литр, обычно нужно покупать 20 л. Кстати, почему 20 л? Потому, что бак для мочевины рассчитывается так, чтобы запаса жидкости хватило на 15-20 тыс. км пробега. При среднем расходе жидкости около 1 л на 1000 км нужен и соответствующий бак – к примеру, в тестовых авто был установлен бак объемом 17 литров. Расход химической мочевины лишь косвенно связан с объемом мотора, он больше зависит от расхода топлива – и количества выхлопных газов, которые нужно преобразовать. Но в целом правило неизменно: 1л на 1000 км пробега, бак около 15-20 л для зазора «от ТО до ТО».

Точки заправки мочевины – либо в крышке лючка для заправки, либо в багажнике автомобиля, в скрытых полостях. Последнее решение кажется странным? Зато возможностей перепутать заправочные горловины отсутствует напрочь, да и обращаться туда придется примерно раз в год. Контроль за уровнем жидкости прост: достаточно лишь одного нажатия кнопки – и получаем нужную информацию на дисплее БК. В случае необходимости заливки химической мочевины сообщение появится автоматически

А что будет, если мочевина закончится? Сначала на панели приборов зажгутся лампы или надписи предупреждения, еще до окончания мочевины, с запасом по пробегу около 2-2,5 тыс. км. Затем будет еще одно предупреждение, уже на приграничных пробегах, когда мочевины осталось совсем чуть-чуть. Но если владелец игнорирует и эти предупреждения – тогда двигатель либо переходит в аварийный режим (обрезана мощность, обороты, грязный выхлоп), либо мотор невозможно завести вообще!

Словом, минусов хватает, они немалые, да еще и обходятся «в копейку».

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”.

Для чего нужна в дизельном двигателе

В современных автомобилях для нейтрализации продуктов горения топлива используются катализаторы. Их соты изготавливаются из металла или керамического материала. Самые распространенные модификации внутри покрываются тремя разновидностями металлов: родием, палладием и платиной. Каждый из этих металлов вступает в реакцию с выхлопными газами и в условиях высокой температуры нейтрализует углеводороды и угарный газ.

На выходе получается смесь из углекислого газа, азота и воды. Однако в дизеле выхлоп также содержит большое количество сажи и оксида азота. Причем если модернизировать выхлопную систему под удаление одного вредного вещества, это имеет побочный эффект – пропорционально увеличивается содержание другого компонента. Этот процесс наблюдается на разных режимах работы силового агрегата.

Чтобы удалить из выхлопа сажу, используется уловитель или сажевый фильтр. Поток проходит через мелкие ячейки детали и сажа оседает на их ребрах. Со временем эта сетка засоряется, и двигатель активирует сжигание налета, тем самым продлевая рабочий ресурс фильтра.

Несмотря на наличие дополнительных элементов в выхлопной системе автомобиля полностью не происходит нейтрализация всех вредных веществ. Из-за этого вредность мотора авто не снижается. Чтобы повысить экологичность транспорта, была разработана еще одна дополнительная система очистки или нейтрализации выхлопных газов дизеля.

SCR-нейтрализация создана как раз с той целью, чтобы бороться с окисью азота. Она по умолчанию устанавливается во всех автомобилях с дизельным мотором, которые соответствуют стандарту Евро4 и выше. Помимо чистого выхлопа благодаря применению мочевины система выпуска меньше страдает от образования нагара.

Использование мочевины для очистки выхлопа

Ужесточение экологических норм и стандартов подтолкнуло автопроизводителей к созданию еще более совершенных систем, которые сегодня активно используются на дизельных ДВС. Такие решения позволили добиться снижения количества оксида азота.

Одной из наиболее распространенных схем очистки является технология Bluetec. В такой системе применен целый комплекс очищающих выхлоп элементов:

• сажевый фильтр;
• окислительный катализатор;
• жидкостная система для нейтрализации оксида азота;

Данное решение разработано и активно используется немецким автогигантом Mercedes-Benz на различных моделях коммерческих и легковых дизельных авто. Грузовики, оснащенные Bluetec, имеют отдельный бак, в который заливается активный реагент под названием AdВlue. Указанный реагент представляет собой раствор мочевины с водой (вода и аммиак). Специальное дозирующее устройство осуществляет автоматический впрыск раствора мочевины в выпускную систему дизельного авто, где происходит перемешивание отработавших газов и раствора мочевины для дизеля.

После смешивания мочевины с выхлопом указанная смесь попадает в нейтрализатор SCR (англ. selective catalytic reduction). Такой нейтрализатор отличается тем, что работает по избирательному принципу. Аммиак, который находится в составе мочевины для дизеля, вступает в реакцию с окислами азота под воздействием катализирующего слоя в нейтрализаторе и высокой температуры до 300 градусов по Цельсию. Результатом становится разложение окислов азота на азот и воду. Также в нейтрализаторе догорают и другие токсичные соединения. Похожая схема применяется и на легковых авто с указанной системой очистки.

Как выбрать

При выборе мочевины для дизельного агрегата необходимо учитывать несколько факторов.

1. Изготовить раствор самостоятельно практически невозможно. Сама мочевина (карбамид) продается отдельно и используется в качестве азотного удобрения и в других сферах. Однако получить деминерализованную воду в домашних условиях, а также добиться необходимого соотношения очень тяжело. Поэтому не стоит рисковать и пытаться изготовить жидкость AdBlue самостоятельно, в ином случае можно нанести серьезный вред двигателю автомобиля.
2. До 50 % продаваемого на внутреннем рынке продукта является фальсификатом, непригодным для использования в двигателях дизельных автомобилей.

Поэтому при выборе AdBlue для дизельных силовых агрегатов следует особенное пристальное внимание уделять наименованию производителя и наличию у него сертификата соответствия качества.

1. При покупке мочевины необходимо приобретать конкретно жидкость AdBlue от лицензированных производителей. То есть продукт должен обладать торговым знаком AdBlue® и соответствовать европейскому стандарту ISO 22241-1. Только такой продукт не нанесет вреда двигателю, чего нельзя сказать о несертифицированной продукции, продающейся под наименованиями «мочевина для дизельного двигателя» и т. д.
2. Можно приобретать мочевину, продающуюся под торговыми марками автопроизводителей, в том числе использовать ее для заливки в автомобиль иной марки. На самом деле такая продукция абсолютно идентична и различается лишь своим названием — сами автопроизводители не занимаются выпуском продукта, предоставляя заводам-изготовителям право использовать свою торговую марку. AdBlue VW вполне подойдет для использования в моторах Mercedes и т. д.
3. Никакой разницы между мочевиной для легковых и грузовых автомобилей нет — эти продукты полностью идентичны.
4. Также нет разницы в характеристиках российского и импортного AdBlue. Однако при покупке отечественного продукта необходимо убедиться в том, что он соответствует по стандарту качества ГОСТ Р ИСО 22241.

В российских условиях многие владельцы автомобилей, оборудованных катализаторами SRC, вынуждены отключать систему очистки либо использовать ее эмулятор. Основной причиной таких действий отечественных владельцев дизельных автомобилей является невозможность эффективного использования системы зимой — при температуре ниже -11 °C жидкость элементарно замерзает. Поэтому целесообразность использование катализаторов SRC и жидкости AdBlue в российских условиях на данный момент остается под большим вопросом.

Какой расход у жидкости AdBlue

Реагент расходуется в каждом автомобиле с разной интенсивностью, которая зависит от технических характеристик двигателя, стиля и условий езды. В частности, при продолжительном стоянии в пробке или перевозе массивного груза будет тратиться больше AdBlue, чем при спокойном движении за городом.

Средние величины потребления этой жидкости следующие:

• для легковых автомобилей – около 1 л на 1000-1200 километров пробега;
• для грузовых автомобилей – до 2 л на 100 километров пути.

Если уровень AdBlue в резервуаре будет критически низким, то дизель с большой вероятностью просто не запустится – электроника предупредит работу двигателя в условиях повышенной экологической нагрузки. Если же завести мотор все же удастся, то компьютер будет ограничивать его мощность. Поэтому при наличии в вашем автомобиле системы SCR очень важно контролировать объем реагента. Для этого в бортовом компьютере современных автомобилей имеется специальный датчик.

Однако риск остаться без AdBlue достаточно мал – автоматика начнет подавать сигналы о недостатке жидкости в системе уже за 1000-2000 километров до ее полного исчерпания. В то же время рекомендуется иметь в машине определенный запас реагента для предотвращения непредвиденных ситуаций. Особенно важно это для водителей большегрузных автомобилей, в которых расход AdBlue в разы выше.

Не работает AdBlue: причины проблем и их решение

Сейчас активно используется новая система защиты экологии SCR. Применение мочевины предотвращает ее загрязнение, ведь из отработанных выхлопных газов выделяются безвредные соединения. Но SCR имеет и недостатки — иногда система AdBlue не работает.

Многие хотят сэкономить и заливают дешевое некачественное вещество. Оно не будет выполнять свои функции, иногда от этого даже происходит отказ системы. В таком случае нарушается принцип работы Адблю. При этом машина может продолжать движение. Но мощность двигателя существенно уменьшится, а дизельное топливо будет подвержено пережогу.

В грузовых автомобилях может наблюдаться снижение скорости. Транспортное средство не сможет разогнаться более 20-30 км/ч. Это тоже может свидетельствовать о неполадках SCR. Обратитесь в автосервис Oiler для устранения неисправностей.

О наличии ошибок можно узнать, посмотрев на бортовой компьютер. Есть несколько правил, которые помогут избежать проблем.

1. Необходимо помнить, зачем нужен AdBlue — жидкость нельзя смешивать в одной емкости с дизельным топливом.
2. Рекомендуется внимательно относиться к выбору реагента. Избегайте подделок и слишком дешевого продукта.
3. Отправляясь в путешествие, заранее и с запасом купите Адблю — это поможет избежать непредвиденных ситуаций в дороге.

Соблюдение простых правил способствует сохранению работоспособности двигателя. Владельцы дизельных моторов должны знать, что будет, если закончится AdBlue, и своевременно заправлять жидкость. Ее отсутствие приводит к появлению серьезных проблем, ремонт которых может стоить немалых денег.

Что улучшает мочевина кроме экологии

1. Мочевина активно используется в аграрной промышленности для изготовления различных удобрений.
2. Так же она используется как основной продукт в изготовлении смол и пластмасс.
3. Ряд потребительских и косметических продуктов содержат мочевину, чтобы помочь сохранить эмульгированные ингредиенты от разделения. В тоники и средства для снятия макияжа добавляют небольшое количество мочевины, так как данное вещество может помочь в увлажнении кожи.
4. Мочевина иногда используется в животноводстве в производстве кормов для скота. Корм с добавлением мочевины содержит высокие концентрации азота, которые способствуют быстрому росту животных.

Ещё одно преимущество использования мочевины заключается в том, что эффективность двигателя, достигнутая с помощью технологии SCR, сэкономит клиентам более 280 миллионов литров дизельного топлива и почти полмиллиарда долларов расходов на топливо. В то же время, окружающая среда будет избавлена приблизительно от 800 000 метрических тонн углекислого газа.