Какую роль выполняет мочевина в современном автомобиле?

С каждым годом вопрос сохранности экологии приобретает все большую актуальность, что не могло не сказаться на автомобилях. В поисках оптимального способа снижения вреда от их деятельности, ученые разработали уже не один вариант реализации указанной идеи (стоит только вспомнить об электромобилях и питании двигателя от солнечных батарей), но одним из самых малоизвестных методов является применения мочевины в дизельных силовых агрегатах. В данной статье мы расскажем об особенностях новшества, а также выясним насколько рационально его использование на практике.

• Мочевина для дизеля, что это?
• Дизельный мотор и влияние его на экологию
• Преимущества использования мочевины
• Недостатки использования мочевины в двигателе
• Вопросы, которые вас заинтересуют
  • Уменьшается ли расход топлива
  • Можно ли разбавлять мочевину водой
  • Возможно ли изготовить мочевину самостоятельно?

Мочевина для дизеля, что это?

Мало кто из современных автолюбителей знает, что такое мочевина и каким образом она влияет на работу транспортного средства. В этом нет ничего удивительного, ведь в нашей стране еще не введены стандарты «Евро», а значит, и требования к экологичности транспортных средств не столь жесткие, как в европейских странах.

Как известно, дизельные моторы функционируют на основании смеси воздуха и топлива, что обеспечивает полное сгорание сажи. Уровень сжатия системы зажигания под воздействием высокой температуры и давления существенно выше аналогичного показателя бензиновых моторов. Такие условия провоцируют появление большого количества окислов азота в выхлопных газах дизеля.

Мочевина для дизеля являет собой состав из деминерализованной воды и мочевины, который считается лучшим реагентом для их нейтрализации. В результате соответствующих реакций, на выходе получают воду, углекислый газ и азот. То есть воздействие высоких температур способствует протеканию химических реакций, по завершении которых азотные окислы трансформируются в безвредный инертный газ.

Все, что нужно для достижения подобного эффекта, – это время от времени впрыскивать в камеру с отработанными газами раствор мочевины, причем за состояние самого транспортного средства можно не волноваться, так как это органический продукт и никак не сможет навредить механизмам.

Системы современных автомобилей способны самостоятельно подбирать объем и скорость подачи мочевины, для чего в конструкции предусмотрены своеобразные «контролеры», отслеживающие производительность силовой установки и количество отработанных газов. Также стоит отметить, что количество добавляемой мочевинной жидкости напрямую зависит от топливной системы автомобиля и в большинстве случаев составляет 2-6% объема потребления топлива. Такая дозировка способна обеспечить длительные интервалы между пополнением запасов жидкости.

Дизельный мотор и влияние его на экологию

С точки зрения вреда для экологии, современные дизельные моторы точно такие же, как и их бензиновые аналоги. На классических конструкциях возможна установка лишь окислительных нейтрализаторов выхлопных газов, которые, в свою очередь, окисляют только CO и CH, в результате чего получается вода и безвредный углекислый газ.

В былые времена подобные нейтрализаторы ломались из-за воздействия на них соединений серы и частиц сажи, скапливающихся на поверхности катализатора, но с началом применения системы «Common rail», в которой впрыск топливной смеси осуществляется электронно-управляемыми форсунками – все изменилось.

Отрегулированный дизельный мотор выбрасывает в атмосферу менее вредные отработанные газы, нежели аналогичная установка, не имеющая этой особенности. В частности, в этом случае показатель окиси углерода несколько меньше, чем у бензиновых моторов.

Основными составляющими вредных выхлопных газов являются углеводороды (НС или СН), оксиды (или, как их еще называют, «окислы» азота) и сажа (вместе со всеми ее производными), которая вырывается наружу в виде черного дыма. Главными виновниками их распространения считаются грузовики и автобусы, которые в нашей стране очень часто оказываются старыми и не отрегулированными.

Преимущества использования мочевины

Помимо высокой экологичности, мочевина в дизельных двигателях имеет и другие преимущества. Прежде всего, стоит отметить возросшую мощность двигателей BlueHDi (в среднем на 7-10%) и их большую топливную экономичность. Кроме того, к положительным моментам ее применения стоит отнести абсолютную безвредность состава для человека, снижение налога на выброс выхлопных газов (правда, здесь многое зависит от законодательства той или иной страны) и свободное перемещение по дорогам общественного пользования без страха быть оштрафованным.

Недостатки использования мочевины в двигателе

Конечно, как и любой другой состав, мочевина не может не иметь своих недостатков. По правде говоря, на сегодняшний день уже достаточно сложно вычислить, какая же разница между обычным дизелем HDi и мотором BlueHDi, так как в нашей стране последний поставляется в комплекте с автоматической коробкой передач, и сравнивать его с версией «HDi + МКПП» в средних и дорогих комплектациях автомобиля просто некорректно.

Однако можно попробовать сопоставить стоимость запчастей для этих силовых установок. К примеру, французские автомобилисты часто используют SCR-катализатор, который находится в едином блоке с DPF-фильтром, справедливо отмечая, что горячие отработанные газы лучше всего обрабатывать и очищать в одном и том же месте.

Таким образом, две технологии DPF и SCR соединились в одном узле, хотя в случае его повреждения автовладельцу придется заплатить приличную цену за ремонт, так как обе составляющие сами по себе довольно дорогостоящие.

Наряду с достаточно высокой стоимостью, к минусам применения мочевины в дизельных автомобилях стоит отнести и то, что запах выхлопных газов будет далеко не самым приятным, а многих водителей это здорово раздражает. Более того, состав легко замерзает при минусовой температуре, а в случае попадания на кожу человека может спровоцировать появление аллергической реакции и раздражений. Отрицательным моментом эксплуатации такого варианта дизельных двигателей есть и то, что на территории нашей страны отсутствуют качественные специальные заправочные станции, с помощью которых можно было бы долить мочевину.

В состав мочевины для дизеля также входит аммиак, испарения которого могут отрицательно воздействовать на кожу и глаза человека. Для тех автолюбителей, которым совсем не нравится такая функция дизельного двигателя, существует возможность ее отключения (программное отключение, отключение посредством «заморозки» или обесточивания системы SCR).

Вопросы, которые вас заинтересуют

Уменьшается ли расход топлива

Споров насчет уменьшения расхода топлива благодаря мочевине немало. Одни уверяют, что она не имеет никакого отношения к процессу сгорания топливной смеси, а значит, не может повлиять на снижение его расхода, в то время как другие специалисты приводят весьма убедительные доводы в пользу эффективности такого метода экономии. Например, автомобиль Peugeot 508, который имеет под капотом 163 л.с., в городских условиях потребляет 7,6 л на 100 км, в то время как по трассе этот показатель достигает 4,6 л.

При смешанном цикле езды расход топлива соответствует 5,7 л. С модернизированным и более мощным двигателем BlueHDi расход топлива несколько снижается: в пределах города – 5,2 л; на трассе – 3,8 л., на смешанной дороге – 4,3 л.

Можно ли разбавлять мочевину водой

Среди наиболее распространенных вопросов о мочевине стоит выделить один, который встречается достаточно часто: «можно ли разбавлять AdBlue водой?» Сразу нужно отметить, что сэкономить таким образом не удастся, так как расположенные на входе в катализатор сенсоры NO точно определяют количество диоксида азота в выхлопных газах, исходя из чего и выбирается нужное количество раствора мочевины с учетом ее стандартной концентрации (32,53%).

Второй NO-сенсор, расположенный на выходе из катализатора, контролирует эффективность работы системы и степень очистки отработанных газов. Поэтому, если уменьшить концентрацию раствора, то оставшейся мочевины не хватит для эффективной нейтрализации двуокиси азота, для чего данный состав и используется. Система контроля сразу «увидит» эту нехватку и даст насосу команду увеличить подачу реагента для повышения эффективности нейтрализации до заданных параметров.

Обратите внимание! Если разбавлять мочевину обычной, а не деминерализованной водой, то соли металлов, которые имеются в ней, просто выведут систему из строя, на что потребуется не так уж и много времени.

Возможно ли изготовить мочевину самостоятельно?

Чисто теоретически можно попробовать изготовить мочевину самостоятельно, но практика показывает, что такой состав будет очень далеким от идеала. В домашних условиях создать эффективный состав требуемого качества просто невозможно.

Во-первых, в качестве основного доступного сырья для изготовления мочевины AdBlue чаще всего рассматривается гранулированная мочевина (карбамид), которая также является достаточно распространенным минеральным удобрением. Однако гранулы покрыты специальным составом, который при хранении предотвращает слеживание и прилипание гранул друг к другу. Именно это вещество убивает компоненты системы AdBlue, а отфильтровать его практически нереально.

Во-вторых, наиболее распространенное минеральное удобрение мочевины (гранулы) содержит в себе 1,6% биурета, в то время как уровень его содержания в AdBlue не должен превышать 0,3%. Данное вещество отрицательно сказывается на сроке службы катализатора.

Третьей причиной, из-за которой вам не удастся создать мочевину в домашних условиях, является то, что этот раствор должен изготавливаться на основе деминерализованной воды, чтобы соли металлов, присутствующие в обычной жидкости, не забивали поры катализатора и не вывели его из строя раньше отведенного времени. Конечно, найти такую воду можно, но понятное дело, что на нее придется потратить деньги.

В любом случае использование самодельной мочевинной жидкости чревато неприятными последствиями, а если вы знаете, для чего именно нужна мочевина (в том числе и для использования на грузовиках), то сразу поймете, что проводить «домашние» опыты очень нерентабельно.

Что такое Ad Blue и для чего нужна технология SCR?

Одним из самых опасных для человека веществ, выбрасываемых в атмосферу при работе автомобильных двигателей является двуокись азота. Причем, чем более форсирован двигатель, тем больше выделяется окислов азота. Откуда берутся окислы азота, ведь в топливе азотистых соединений очень мало? Все очень просто, при высоких температурах с кислородом начинает реагировать тот азот, который содержится в атмосферном воздухе. И если в бензиновом двигателе этот процесс довольно легко контролировать, то в турбодизеле это совсем не просто. На ранних этапах проявления этой проблемы обходились установкой клапана EGR, для выполнения экологических норм ЕВРО 3 этого вполне хватало. С введением более жестких ограничений ЕВРО 4 и выше понадобились более радикальные меры. Инженеры-химики придумали способ борьбы с окислами азота непосредственно в глушителе автомобиля, в его выпускном тракте. В поток отработавших газов впрыскивается водный раствор карбамида, то есть мочевины, мочевина реагирует с окислами азота с образованием чистого азота и воды. Так родился реактив AdBlue, в некоторых странах известный как AUS 32, где 32 обозначает концентрацию мочевины в процентах в водном растворе. Технология мочевинной нейтрализации окислов азота получила название SCR (Selective Catalytic Reduction) — селективное каталитическое восстановление) и используется практически всеми крупными производителями автомобильной и сельскохозяйственной техники. Сам раствор мочевины в воде стал жестко стандартизованным продуктом (DIN 70070 и ISO 22241), который выпускается строго по лицензии. Почему так жестко? Ведь мочевина активно используется как органическое удобрение, а воды вокруг хоть залейся? Обязательное использование именно лицензированного продукта связано с очень жесткими требованиями к чистоте продукта. Дело в том, что расход AdBlue при работе автомобильного двигателя составляет порядка 3-5 % от расхода топлива, стало быть, дозирующая аппаратура очень точная и чувствительная к малейшим загрязнениям. Незначительные примеси посторонних веществ из самой мочевины или из воды выводит из строя дорогостоящее оборудование. И двигатель при выходе из строя системы SCR работать не будет, так как электроника не позволит его даже завести. Примерно такая же настройка используется и в случае опорожнения бака с мочевиной, автомобиль проедет еще несколько десятков километров с пустым баком, но повторный запуск двигателя электроника заблокирует. Так производители соблюдают экологические нормативы.  Очень капризен реактив AdBlue и к условиям хранения, особенно при повышенных и пониженных температурах. При нарушении температурного режима раствор мочевины теряет свойства, к счастью, не сразу, а за несколько раз. Оптимальный режим хранения не более 36 месяцев при температурах 0-10°С. Срок хранения при температуре выше 25°С сокращается в два раза. После однократного замораживания-размораживания продукт не теряет свои свойства и полностью работоспособен. Установленный на автомобиль бак для AdBlue обычно термостатирован и снабжен автономным подогревателем. Даже при двухсуточной стоянке при температуре -40°С, AdBlue не замерзнет. Дозирующее устройство и блок подачи также снабжены подогревом.

Сегодня, системами мочевинной нейтрализации снабжено большинство дизельных грузовиков и некоторая часть легковой техники, лидерами являются Mercedes Benz, Peugeot, Citroen. На грузовые автомобили ставится специальный нержавеющий бак с голубой пробкой для AdBlue, емкостью 20-30 литров, чего обычно хватает на полную заправку соляркой. У легковых дизельных автомобилей также есть бак для реагента, но меньшей емкости, на пробег от ТО до следующего ТО. Для того чтобы владелец не ошибся с заливкой и не заправил «стеклоомывайку» вместо мочевины, используется специальная горловина с автоматическим замком, а на канистре c AdBlue специальная насадка-шланг. При использовании реагента нужно соблюдать осторожность, так как мочевина вызывает ускоренную коррозию железа алюминия и меди. Пролитую жидкость нужно как можно быстрее смыть водой и вытереть насухо. Не рекомендуется также контакт с кожей. Сегодня, для сохранения экологичного выхлопа дизельного двигателя у системы SCR нет альтернативы, поэтому жидкость AdBlue будет использоваться в эксплуатации автомобилей еще долго.

Подробнее про AdBlue Liqui Moly: https://liquimoly.ru/item/8835.html

Где купить AdBlue: https://liquimoly.ru/map.html

Для чего используется мочевина в грузовиках

Мочевина используется в производстве удобрений, косметики и имеет множество других применений, включая снижение уровня загрязнения дизельными двигателями.

Дизельное топливо используется в грузовых автомобилях, но оно сильно влияет на выбросы парниковых газов в атмосферу. Чтобы сделать их более экологичными, появилась автомобильная мочевина. Добавка, благодаря которой снижает выбросы NOx до 90% и даже достигает почти нуля в сочетании с технологией дизельного сажевого фильтра.

Но что такое NOx?

И азот, и кислород присутствуют в воздухе, которым мы дышим, и безвредны. Но они теряют всю свою невинность при соединении, в результате чего получаются разные соединения оксидов азота. Дело в том, что даже в природе идеальных реакций не бывает.

В двигателях внутреннего сгорания большая часть производимых NOx представляет собой оксиды азота (NO ₂ ), раздражающий и опасный газ, который в сочетании с водородом в воздухе превращается в азотную кислоту с вредными последствиями для здоровья.

В дизельных двигателях высокие температуры и давление в цилиндрах вызывают воспламенение смеси воздуха и топлива. Для этого воспламенения не нужна очень точная смесь компонентов, в отличие от бензиновых двигателей. Эта разница в характеристиках дизельного двигателя приводит к образованию большего количества NOx и большего количества частиц сажи. Эта сажа возникает из-за капель топлива, которые не реагируют в процессе сгорания, но из-за высоких температур цилиндра превращаются в пепел и выбрасываются через выхлопную трубу.

Дизельные двигатели грузовых автомобилей

Работа дизельных двигателей обеспечивает более высокую производительность и больше энергии при меньшем расходе топлива. И это делает их идеальными для транспортировки. Вот почему двигатели грузовиков обычно дизельные в Европе . Вот почему:

• Дизельные двигатели обладают большей мощностью благодаря высокой степени сжатия.
• Грузовики проезжают много километров, а цена дизельного топлива ниже.
• Компоненты дизельного двигателя более надежны и поэтому служат дольше.
• Наличие большего крутящего момента, прикладываемого для поворота чего-либо, делает их идеальными для перемещения тяжелых грузов.
• Без системы зажигания дизельные двигатели могут работать в неблагоприятных погодных условиях и при повышенной влажности.

Они загрязняют все меньше и меньше. Регламент Euro 6 обязывает производителей дизельных двигателей применять сажевые фильтры EGR и внедрять технологию SCR , решение, которое отвечает за снижение выбросов оксидов азота (NOx), производимых дизельными двигателями.

Присадки для дизельных двигателей. Что такое автомобильная мочевина?

Автомобильная мочевина продается в Европе под такими торговыми марками, как EcoBlue, AdBlue или Blue+, и известна за пределами Европы как DEF, ARLA 32 или AUS 32. , для дизельных двигателей, оснащенных системой RCA, процесс избирательного каталитического восстановления разработан для снижения уровня загрязняющих выбросов от этих двигателей.

Раствор мочевины впрыскивается в катализатор системы SCR, запуская химическую реакцию, которая превращает высокотоксичные оксиды азота (NOx) в азот (N2) и водяной пар (h3O), безвредные для окружающей среды газы.

Кризис полупроводников и нехватка AdBlue.

Автомобильный и транспортный сектор снова в опасности

Нехватка микрочипов оказала разрушительное воздействие на автомобильный сектор. После падения продаж из-за пандемии нехватка чипов, в том числе из-за высокого спроса на компьютеры и мобильные телефоны во время пандемии, приняла структурный характер, замедляя и даже останавливая заводы, опустошая дилеров, а также задерживая доставка грузовых автомобилей. И это было распространено на смежные сектора, такие как транспортные средства.

Как будто этого мало, получаем дефицит AdBlue на европейском рынке. В связи с повышением цен на газ и электроэнергию различные производители объявили о прекращении производства этой важной добавки для дизельных автомобилей в соответствии с европейскими нормами. Кроме того, проблема дефицита приводит к другой: более высоким ценам. Некоторые перевозчики уже делают запасы.

В Испании компания Fertiberia объявила о замораживании производства AdBlue , чтобы впоследствии возобновить производство только на 50%.
Энергетический кризис стоит за всеми этими проблемами, создавая большую экономическую уязвимость. Поэтому от Yubick мы хотим распространять информацию, которая поощряет поиск решений.

От «чистого дизельного топлива» к «без дизельного топлива»: объяснение кризиса мочевины в Южной Корее

Мэтью Феннелл, старший сотрудник и жидкость для выхлопных газов дизельных двигателей до недавнего времени. Тем не менее, это ранее неизвестное химическое вещество доминирует в заголовках новостей в Корее, поскольку нехватка мочевины угрожает нарушить цепочки поставок и бизнес по всей стране. Проще говоря, без мочевины остановились бы два миллиона дизельных автомобилей и два миллиона дизельных грузовиков, что повлияло бы на все, от доставки грузов до работы автобусов и автомобилей скорой помощи. К счастью, корпоративные лидеры из Lotte Corporation, POSCO и LX Holdings использовали свои личные связи, чтобы помочь правительству обеспечить столь необходимые поставки «мочевины», чтобы предотвратить полномасштабный кризис. Например, председатель Lotte Group Шин Дон Бин помог источнику 19000 тонн карбамида через свою сеть во Вьетнаме, Саудовской Аравии и Индонезии. В то время как грузовики и фургоны могут продолжить поставки в ближайшем будущем, ситуация по-прежнему демонстрирует сильную зависимость Кореи от дизельных автомобилей.

Мочевина добавляется во многие дизельные автомобили для преобразования опасных оксидов азота в безвредный газообразный азот и воду. Водители покупают этот раствор мочевины на заправочных станциях и в магазинах автомобильных аксессуаров, и если автомобиль работает всухую, датчики ограничивают мощность и в конечном итоге останавливают запуск двигателя. Поэтому неудивительно, что корейское правительство препятствует перепродаже мочевины, сумма закупок для физических и юридических лиц нормирована, а водители грузовиков часами в панике стоят в очередях, покупая эту жизненно важную жидкость. Однако можно ли было бы предотвратить этот кризис, если бы Корея предприняла более активные усилия по сокращению своих десяти миллионов дизельных автомобилей, находящихся в эксплуатации в настоящее время? И почему дизель до сих пор так широко используется в стране?

Чтобы понять популярность дизельных автомобилей в Корее, мы должны вернуться к политике «чистого дизельного топлива», проводимой правительством Ли Мён Бака, которое продвигало автомобили как экологически чистые и предоставляло налоговые льготы тем, кто их водит. Наряду с налоговыми льготами потребителям были предоставлены другие стимулы, такие как скидки на парковку и снижение платы за проезд. Аргументом было то, что дизельные автомобили, соответствующие стандартам Евро-5, выбрасывают меньше CO ₂ , чем автомобили с бензиновым двигателем, и поэтому они не только экономичны, но и экологически безопасны. Это движение за «чистое дизельное топливо» привело к увеличению использования в грузовых перевозках и взрыву продаж дизельных автомобилей, число которых в 2015 году составило около 10 миллионов. Эта популярность была очевидна в продажах импортных дизельных автомобилей, которые выросли с менее чем 30 % в 2010 году до 68% в 2015 году. Дизель занял доминирующее положение на рынке Кореи.

Однако в 2015 году дизель оказался в центре внимания по неправильным причинам из-за скандала с выбросами Volkswagen и последующих сомнений в том, что дизель может быть «чистым». В ответ на общественный резонанс и критику Корея отказалась от своей предыдущей поддержки дизельных автомобилей из-за растущей обеспокоенности тем, что транспортные средства повышают уровень загрязнения, особенно связанного с выбросами мелких частиц. В 2018 году правительство отказалось от своей политики «чистого дизельного топлива», окончательно отменив большую часть финансовых льгот и налоговых субсидий. «Дизельные ворота» помогли обратить вспять бум дизельных автомобилей, и доля продаж импортных дизельных автомобилей упала до 58,72 процента в 2016 году, 47,16 процента в 2017 году, 41 процента в 2018 году, 30,33 процента в 2019 году., а в прошлом году вернулся к уровню ниже 2010 года.

Несмотря на тенденцию к снижению продаж дизельных автомобилей, недавний кризис с мочевиной вновь породил аргументы о том, что Корея по-прежнему чрезмерно зависит от топлива и переживает бум до 2015 года. Например, в 2020 году 64,6% транспортных средств, используемых муниципальным правительством Сеула, районными управлениями и городскими общественными организациями, были дизельными. Кроме того, по данным министерства транспорта, в прошлом году около 83 процентов из 422 761 грузового автомобиля в Корее также работали на дизельном топливе. Хотя нынешний президент Мун Чжэ Ин объявил, что к 2025 году Корея планирует иметь на дорогах 1,13 миллиона электромобилей и 200 000 автомобилей на водороде, отказ от дизельного топлива — непростая задача для страны, где грузовые автомобили играют такую ​​важную роль.

В последнее время предпринимались попытки внедрить инициативу «Без дизеля». Например, в июле прошлого года в Сеуле запретили покупку новых дизельных автомобилей для общественного пользования. К 2025 году город также исключит из общественного транспорта все дизельные автомобили, включая такси, аэропортовые автобусы и автобусы для экскурсий по городу. Затем к 2035 году планируется увеличить количество электрических зарядных станций с нынешних 1090 до 4000. Около 4000 электрических и водородных двигателей автобусы будут введены в обращение в течение следующих четырех лет, а в январе этого года 27 дизельных автобусов были заменены на аккумуляторные электромобили на символической автобусной линии «Seoul Green Circulation». Тем не менее, экологи утверждают, что этой политики недостаточно, и правительство должно делать больше.

За последние десять лет Корея прошла путь от бума дизельных автомобилей на дорогах до головной боли, связанной с изъятием этих автомобилей из обращения.