柴油發動機中的尿素：原因、成分、消耗、價格、停機

Содержание

什麼是柴油機尿素
柴油發動機有什麼用
系統如何運作
- 廢氣淨化階段
流體成分
優點和缺點
如何禁用
問題與解答：

定義最實用的汽車的大多數現代駕駛員不僅關注動力單元的功率以及內部提供的舒適性。對於許多人來說，運輸經濟非常重要。但是，製造出降低油耗的汽車後，製造商會更加遵守環境標準（較小的ICE排放的有害物質更少）。

嚴格的生態標準迫使工程師開發新的燃油系統，修改現有的動力總成，並為其配備更多的設備。大家都知道，如果減小引擎的尺寸，它將失去動力。因此，在現代的小排量內燃機中，渦輪增壓器，壓縮機，各種噴射系統等越來越普遍。因此，即使是1.0升的裝置也可以與稀有跑車的3.0升發動機競爭。

如果我們比較汽油和柴油發動機（描述了這種發動機的區別 在另一則評論中），那麼使用重油運行相同體積的修改肯定會減少燃料消耗。這是由於以下事實：默認情況下，任何柴油發動機都配備有直接噴射系統。描述了有關這種類型的電動機的更多細節這裡.

但是，使用柴油並不是那麼簡單。當柴油燃燒時，會排放出更多的有害物質，這就是為什麼配備類似發動機的車輛比汽油類似物對環境污染更大的原因。為了使汽車在這方面更安全，排氣系統包括 微粒過濾器 и 催化劑... 這些元素去除併中和碳氫化合物，碳氧化物，煙灰，二氧化硫和其他有害物質。

多年來，特別是柴油發動機的環境標準已經收緊。目前，在許多國家/地區，禁止使用不符合歐4排放標準，有時甚至更高的車輛。為了使柴油發動機不失去其實用性，工程師們為這些裝置（從對Euro4生態標準的修改開始）配備了附加的廢氣清潔系統。稱為SCR。

尿素與之一起被用作柴油燃料。考慮一下為什麼汽車需要這種解決方案，這種清潔系統的工作原理是什麼，以及它的優缺點是什麼。

什麼是柴油機尿素

尿素一詞本身是指含有尿酸鹽的物質-哺乳動物新陳代謝的最終產物。它被積極地用於農業中，但在汽車工業中並未以其純淨形式使用。

對於柴油發動機，使用一種特殊的溶液，其中40％由尿素水溶液和60％的蒸餾水組成。該物質是化學中和劑，可與廢氣反應並將有害的碳氧化物，碳氫化合物和氮氧化物轉化為惰性（無害）氣體。該反應將有害廢氣轉化為二氧化碳，氮氣和水。這種流體也稱為AdBlue，用於廢氣處理系統。

通常，這種系統用於商用車輛。卡車將有一個額外的油箱，其加油口位於加油口附近。卡車不僅使用柴油作為燃料，而且還必須將尿素溶液倒入單獨的油箱（現成的液體，以罐裝形式出售）。物質的消耗量取決於燃油系統的類型以及發動機的工作效率。

通常，現代汽車（順便說一句，許多使用重燃料的乘用車也採用了這種中和系統）能夠消耗掉燃料總量中的8％至XNUMX％的尿素。由於噴射是由高精度電子設備控制的，並且系統本身的運行由NO傳感器控制，因此與向汽車本身加油相比，向油箱中添加試劑的頻率要低得多。通常，在行駛約八千公里後才需要加油（取決於油箱的容量）。

排氣系統運行時所用的流體不得與柴油混合，因為它本身不易燃。另外，大量的水和化學藥品會迅速使高壓燃油泵失效（其操作已在這裡）和燃油系統的其他重要組件。

柴油發動機有什麼用

在現代汽車中，催化劑用於中和燃燒產物。他們的蜂窩由金屬或陶瓷材料製成。最常見的修改是在內部鍍上三種類型的金屬：銠，鈀和鉑。這些金屬中的每一種都會與廢氣反應，並在高溫條件下中和碳氫化合物和一氧化碳。

輸出是二氧化碳，氮氣和水的混合物。但是，柴油機廢氣中也含有大量的煙灰和氮氧化物。此外，如果對排氣系統進行現代化改造以去除一種有害物質，則會產生副作用-其他成分的含量成比例地增加。在功率單元的不同操作模式下會觀察到此過程。

為了去除廢氣中的煙塵，使用了捕集器或微粒過濾器。流體流過零件的小孔，煙灰沉積在其邊緣。隨著時間的流逝，該濾網將被堵塞，引擎會激活斑塊燃燒，從而延長了過濾器的使用壽命。

儘管汽車的排氣系統中存在其他元素，但所有有害物質並未完全消除。因此，不會降低汽車發動機的有害性。為了改善運輸的環境友好性，已經開發了另一種用於清潔或中和柴油機廢氣的附加系統。

SCR中和旨在抵抗一氧化氮。默認情況下，它將安裝在所有符合歐4或更高標準的柴油車輛中。除了清潔的排氣外，由於使用了尿素，排氣系統的積碳更少。

系統如何運作

中和系統的存在使舊的內燃機能夠適應現代的生態標準。 SCR在某些汽車中可以作為附加設備使用，但為此，汽車排氣系統需要進行現代化改造。該系統本身可以分為三個階段。

廢氣淨化階段

當燃油在氣缸中燃燒時，處於排氣沖程 氣體分配機制 打開排氣門。活塞將燃燒產物推入 排氣歧管... 然後，氣流進入微粒過濾器，煙灰被保留在其中。這是排氣清潔的第一步。

已經清除了煙灰的氣流離開過濾器，並被引導至催化劑（某些型號的煙灰與同一殼體中的催化劑兼容），在此廢氣將被中和。在這一階段，直到熱氣體進入中和器為止，將尿素溶液噴入管道中。

由於氣流仍然非常熱，液體立即蒸發，氨從物質中釋放出來。高溫的作用還形成異氰酸。此時，氨與一氧化氮反應。此過程中和了這種有害氣體，並形成了氮氣和水。

第三階段發生在催化劑本身中。它中和其他有毒物質。然後，氣流進入消聲器並排放到環境中。

根據發動機和排氣系統的類型，中和將遵循類似的原理，但安裝本身可能看起來有所不同。

流體成分

一些駕駛者有一個問題：尿素是否是動物世界重要活動的產物，是否有可能自己製造這種液體？從理論上講，這是可能的，但製造商不建議這樣做。自製尿素解決方案將無法滿足用於機器的質量要求。

造成這種情況的原因有很多：

尿素通常被包含在許多礦物肥料中，可以被認為是創造解決方案的替代方法。但是您不能去最近的農產品商店購買。原因是肥料顆粒經過特殊處理，可防止散裝物料結塊。該化學試劑對燃燒產物淨化系統的元素有害。如果您準備基於這種礦物肥料的解決方案，則安裝將很快失敗。沒有過濾器系統能夠過濾掉這種有害物質。
礦物肥料的生產與縮二脲的使用有關（該試劑的最終質量可能包含約1.6％）。該物質的存在將大大縮短催化轉化器的壽命。因此，在製造AdBlue時，最終只能在其成分中包含一小部分縮二脲（不超過總體積的0.3％）。
溶液本身是基於軟化水製成的（礦物鹽會堵塞催化劑的蜂窩，很快會使蜂窩失效）。儘管這種液體的價格很低，但是如果您將礦物肥料的價格和製造該溶液所花費的時間加上其成本，則最終產品的成本與工業模擬產品的價格不會有太大差異。加上在家準備的試劑對汽車有害。

關於在柴油發動機中使用尿素的另一個常見問題-為了經濟起見，是否可以用水稀釋尿素？沒有人會禁止這樣做，但是以這種方式無法節省成本。原因是排氣後處理系統配備了兩個傳感器，這些傳感器配置為確定燃燒產物中NO的濃度。

一個傳感器放置在催化劑的前面，另一個放置在催化劑的出口。首先確定廢氣中二氧化氮的量並激活中和系統。第二個傳感器確定過程進行的效率。如果廢氣中有害物質的濃度超過允許水平（32.5％），則表明尿素數量不足，系統會增加流體量。由於溶液被稀釋，因此更多的水將流失，並且更多的水將在排氣系統中積聚（如何處理，描述如下）另).

就其本身而言，尿素看起來像無味的鹽晶體。它們可以溶解在極性溶劑中，例如氨，甲醇，氯仿等。對人體健康最安全的方法是將其溶解在蒸餾水中（作為普通水一部分的礦物質會在催化劑蜂窩上形成沉積物）。

由於在溶液製備中使用了化學藥品，因此尿素的開發必須在汽車工業協會（VDA）的監督或批准下進行。

優點和缺點

在柴油發動機中使用尿素的最重要優點是可以更徹底地清除在柴油燃燒過程中釋放的有毒物質。這種液體使車輛符合歐洲標準（最高達到Euro6）（這受裝置本身的特性及其技術條件的影響）。

發動機的任何技術組件都沒有改變，因此使用尿素的所有優勢僅與排放的危害和隨之而來的後果有關。例如，在穿越歐洲邊界時，如果該國的系統停止運行，車主將不必支付高額稅款或罰款。

加油很少。平均消耗量約為100毫升。 100公里。但是，這是乘用車的指標。一個20升的罐通常足以行駛20萬公里。對於卡車，每1.5公里尿素的平均消耗量約為100升。這取決於 馬達體積.

可以將物質直接倒入位於發動機艙中的油箱中，也可以倒入位於油箱加油孔附近的特殊頸部中。

儘管創新系統具有明顯的優勢，但它也具有許多劣勢。讓我們考慮一下它們，以便更輕鬆地確定是否使用此中和功能：

如果系統組件發生故障，則修復將非常昂貴；
為了有效地進行中和，必須使用優質燃料（低硫柴油）。
最大的缺點與系統本身無關，而與獨聯體市場上的大量假冒液體有關（幾乎一半的已售商品都是假冒的）；
中和系統的存在使車輛更加昂貴。
除了使用柴油加油外，您還需要監視AdBlue的供應情況。
由於在嚴重霜凍（-11度）時尿素會凍結，因此尿素的操作變得很複雜。因此，在許多變型中使用了液體加熱。
液體具有反應性，如果與手接觸，可能會引起灼傷或刺激。如果未加保護的手接觸到該物質（通常是從大罐中加油時經常發生這種情況），則必須徹底清洗液體；
在獨聯體地區，加油站非常少，如果有必要，您可以在其中加註額外數量的優質尿素。因此，如果您打算長途旅行，則需要購買有餘量的液體並隨身攜帶；
液體中含有氨，氨在蒸發時會損害人體呼吸道。

考慮到如此多的缺點，許多駕駛者決定關閉該系統。

如何禁用

有幾種停用柴油廢氣中和的方法：

凍結系統。 使用此方法之前，需要確保SCR的電子器件沒有錯誤。重新設計了生產線，以便電子設備將其解釋為好像尿素已凍結。在這種情況下，直到系統“凍結”，控制單元才啟動泵。此方法適用於不提供試劑加熱的設備。
軟件關閉。 在這種情況下，控制單元將閃爍或對電子系統的操作進行一些調整。
安裝仿真器。 在這種情況下，SCR已從電路斷開，因此控制單元無法修復錯誤，而是連接了特殊的數字仿真器，該仿真器發送信號，表明系統運行正常。在這種情況下，發動機功率不會改變。