Urea in i motori diesel: perchè, cumpusizione, cunsumu, prezzu, fermata
Cuntenuti
A maiò parte di l'automobilisti muderni, definendu a vittura a più pratica, prestanu attenzione micca solu à a putenza di l'unità di putenza è u cunfortu chì si offre in l'internu. Per parechji, l'ecunumia di u trasportu hè di grande impurtanza. Tuttavia, creendu automobili cun consumu riduttu di carburante, i pruduttori sò più guidati da e norme ambientali (una ICE più chjuca emette menu sostanze dannose).
Stringhjendu e norme ecologiche hà furzatu l'ingegneri à sviluppà novi sistemi di carburante, mudificà i sistemi di trasmissione esistenti è dotalli di attrezzature addiziunali. Ognunu sà chì, se si riduce a dimensione di u mutore, perderà a putenza. Per questa ragione, in i moderni motori à combustione interna à picculu spostamentu, i turbocompressori, i compressori, tutti i tipi di sistemi di iniezione, ecc. Sò sempre più cumuni. Grazie à questu, ancu una unità di 1.0 litri hè abbastanza capace di cumpete cù u mutore di 3.0 litri di una vittura sportiva rara.
Se confrontemu i motori à benzina è diesel (a differenza in tali motori hè descritta in un'altra rivista), dopu mudificazioni cù un volumu identicu chì viaghja cù carburante pesante cunsumerà definitivamente menu carburante. Questu hè dovutu à u fattu chì qualsiasi mutore diesel hè dotatu di un sistema di iniezione diretta per difettu. Più dettagli nantu à u dispositivu di stu tipu di motori sò descritti ccà.
Tuttavia, ùn hè micca cusì simplice cù i diesel. Quandu u gasoliu brucia, sò emesse più sostanze dannose, eccu perchè i veiculi dotati di un mutore simile inquinanu l'ambiente più cà un analogu di benzina. Per fà a vittura più sicura in questu sensu, u sistema di scaricu include filtre à particule и catalizatore... Sti elementi eliminanu è neutralizeghjanu idrocarburi, ossidi di carbonu, fuliggine, diossidu di zolfu è altre sostanze dannose.
Nel corso di l'anni, e norme ambientali, in particulare per i motori diesel, si sò strette. À u mumentu, in parechji paesi ci hè una pruibizione per u funziunamentu di i veiculi chì ùn rispettanu micca i parametri Euro-4, è à volte ancu più alti. Per chì u mutore diesel ùn perdi micca a so rilevanza, l'ingegneri anu equipatu l'unità (cuminciendu cù mudificazioni di l'eco-standard Euro4) cù un sistema addizionale di pulizia di i gas di scaricu. Hè chjamatu SCR.
Inseme cun ella, l'urea hè aduprata per u gasoliu. Cunsiderate perchè sta soluzione hè necessaria in vittura, chì hè u principiu di funziunamentu di un tale sistema di pulizia, è ancu chì sò i so vantaghji è i so svantaghji.
Cosa hè l'urea per un mutore diesel
A parolla urea stessa significa una sustanza chì cuntene sali di l'acidu uricu - u pruduttu finale di u metabolismu di i mammiferi. Hè attivamente adupratu in l'agricultura, ma ùn hè micca adupratu in a so forma pura in l'industria di l'auto.
Per i motori diesel, una soluzione speciale hè aduprata, 40 per centu custituitu da una soluzione acquosa di urea è 60 per centu d'acqua distillata. Questa sostanza hè un neutralizatore chimicu chì reagisce cù i gasi di scaricu è converte ossidi di carbonu nocivi, idrocarburi è ossidi di azotu in un gas inerte (innocu). A reazzione cunverte u gasu dannusu in diossidu di carbonu, azotu è acqua. Stu fluidu hè ancu chjamatu AdBlue per aduprà in u sistema di trattamentu di i gasi di scaricu.
A più spessu, un sistema simile hè adupratu in i veiculi cummerciali. U camion avrà un serbatu addizionale, chì u collu di riempimentu si trova vicinu à u foru di riempimentu di carburante. U camion hè alimentatu micca solu cù gasoil, ma una soluzione di urea deve esse ancu versata in un tank separatu (un liquidu prontu chì hè vendutu in canister). U cunsumu di a sostanza dipende da u tippu di sistema di alimentazione è da u modu efficiente di u mutore.
Di solitu una vittura muderna (à propositu, un gran numeru di mudelli di passeggeri chì utilizanu carburante pesante ricevenu ancu un tale sistema di neutralizazione) hè capace di travaglià da dui à sei per centu di urea da a quantità totale di carburante cunsumatu. A causa di u fattu chì l'iniezione hè cuntrullata da l'elettronica di alta precisione, è u funziunamentu di u sistema stessu hè livellatu da NO sensori, avete bisognu di aghjunghje reagente à u tank assai menu spessu di u rifornimentu di a vittura stessa. Tipicamente, u rifornimentu hè necessariu dopu à circa 8 mila chilometri (secondu u vulume di u tank).
U fluidu per u funziunamentu di u sistema di scaricu ùn deve micca esse mischiatu cù gasoliu, postu chì ùn hè micca infiammabile da per ellu. Inoltre, una grande quantità d'acqua è di chimichi disattivanu rapidamente a pompa di carburante à alta pressione (u so funziunamentu hè descrittu ccà) è altri cumpunenti impurtanti di u sistema di carburante.
Per chì ghjè in un mutore diesel
In e vitture muderne, i catalizatori sò aduprati per neutralizà i prudutti di combustione. U so favi hè fattu di materiale metallicu o ceramicu. E mudificazione più cumuni sò internamente placcate cù trè tippi di metalli: rodiu, palladiu è platinu. Ognunu di questi metalli reagisce cù i gasi di scaricu è neutralizza i idrocarburi è u monossidu di carbonu in condizioni di alta temperatura.
U risultatu hè un mischju di diossidu di carbonu, azotu è acqua. Tuttavia, u gasu di gasoliu cuntene ancu alti livelli di fuliggine è ossidu di azotu. Inoltre, se u sistema di scaricu hè modernizatu per rimuovere una sostanza dannosa, questu hà un effetti collaterale - u cuntenutu di l'altra componente aumenta proporzionalmente. Stu prucessu hè osservatu in diversi modi di funziunamentu di l'unità di putenza.
Per caccià a fuliggine da u scappamentu, una trappula o un filtru di particule hè adupratu. U flussu passa per e piccule cellule di a parte è a fuliggine si mette nantu à i so bordi. Cù u tempu, stu schermu diventa ostruitu è u mutore attiva a combustione di a placca, allungendu cusì a vita di serviziu di u filtru.
Malgradu a presenza di elementi supplementari in u sistema di scaricu di a vittura, tutte e sostanze dannose ùn sò micca cumpletamente neutralizate. Per via di questu, a preghjudiziu di u mutore di a vittura ùn hè micca ridutta. Per migliurà l'ambiente di u trasportu, hè statu sviluppatu un altru sistema addizionale per a pulizia o a neutralizazione di i gasi di gasu di gasoliu.
A neutralizazione SCR hè pensata per cumbatte l'ossidu nitricu. Hè installatu per difettu in tutti i veiculi diesel chì rispettanu Euro 4 è sopra. In più di u scarpu pulitu, grazie à l'usu di urea, u sistema di scaricu soffre menu di depositi di carbonu.
Cumu funziona u sistema
A presenza di un sistema di neutralizazione permette à l'anzianu mutore di combustione interna di esse adattatu à l'eco-standard muderni. L'usu di SCR hè pussibule in alcune vitture cum'è attrezzature supplementari, ma per questu u sistema di scaricu di a vittura deve esse mudernizatu. U sistema stessu travaglia in trè tappe.
Stadi di pulizia di i gasi di rifiutu
Quandu u carburante brucia in u cilindru, à a corsa di scaricu meccanisimu di distribuzione di gas apre e valvole di scaricu. U pistone spinge i prudutti di combustione in un collettore di scaricu... Allora u flussu di gas entra in u filtru di particule, in u quale hè tenuta a fuliggine. Questu hè u primu passu in a pulizia di i scarichi.
U flussu, dighjà pulitu di fuliggine, lascia u filtru è hè direttu versu u catalizatore (alcuni mudelli di fuliggine sò cumpatibili cù un catalizatore in u stessu alloghju), induve u gasu di scaricu serà neutralizatu. À questu stadiu, finu à chì u gasu caldu entri in u neutralizatore, una soluzione di urea hè spruzzata in a pipa.
Postu chì u flussu hè sempre assai caldu, u liquidu si evapora immediatamente è l'ammoniaca hè liberata da a sustanza. L'azzione di l'alta temperatura forma ancu l'acidu isocianu. À questu puntu, l'ammonia reagisce cù l'ossidu nitricu. Stu prucessu neutralizeghja stu gasu dannusu è forma azotu è acqua.
A terza tappa si face in u catalizatore stessu. Neutralizeghja altre sostanze tossiche. Allora u flussu va à u silenziu è hè scaricatu in l'ambiente.
A seconda di u tippu di mutore è di sistema di scaricu, a neutralizazione seguiterà un principiu simile, ma l'installazione stessa pò sembra diversa.
Composizione di fluidi
Alcuni automobilisti anu una dumanda: se l'urea hè un pruduttu di l'attività vitale di u mondu animale, hè pussibule di fà un liquidu cusì? In teoria, hè pussibule, ma i pruduttori ùn cunsiglianu micca di fà questu. Una soluzione d'urea fatta in casa ùn risponde micca à i requisiti di qualità per l'usu in macchine.
È ci sò parechje ragioni per quessa:
- Urea, chì hè spessu inclusa in parechji fertilizzanti minerali, pò esse cunsiderata cum'è una alternativa per creà una soluzione. Ma ùn pudete micca andà à u magazinu agriculu u più vicinu per cumprà. A ragione hè chì i granuli di fertilizzanti sò trattati cù una sostanza speciale chì impedisce à u materiale in quantità di agglutinà. Stu reagente chimicu hè dannosu per l'elementi di u sistema di purificazione di i prudutti di combustione. Se preparate una soluzione basata annantu à questu fertilizante minerale, l'installazione fallerà assai prestu. Nisun sistema di filtru hè capace di filtrà sta sustanza dannosa.
- A produzzione di fertilizzanti minerali hè assuciata à l'usu di biuret (a massa finale di stu reagente pò cuntene circa 1.6 per centu). A presenza di sta sustanza accurtarà significativamente a vita di u cunvertitore cataliticu. Per questa ragione, in a fabbricazione di AdBlue, infine solu una piccula frazione di biuret (micca più di 0.3 per centu di u volumu totale) pò esse inclusa in a so composizione.
- A suluzione stessa hè creata nantu à a basa di l'acqua demineralizzata (i sali minerali obstruiscenu u favu di u catalizatore, chì u mette rapidamente fora di azzione). Benchì u prezzu di questu liquidu sia bassu, se aghjunghjite u prezzu di u fertilizzante minerale è u tempu passatu per fà a soluzione à u so costu, u costu di u pruduttu finitu ùn difererà micca assai da l'analogu industriale. In più un reagente preparatu in casa hè dannosu per a vittura.
Un'altra dumanda cumuna in quantu à l'usu di l'urea per i motori diesel - pò esse diluita cù l'acqua per u scopu di l'ecunumia? Nuddu pruibisce di fà quessa, ma u risparmiu ùn pò esse realizatu in questu modu. U mutivu hè chì u sistema di post-trattamentu di l'uscita hè dotatu di dui sensori configurati per determinà a concentrazione di NO in i prudutti di combustione.
Un sensore hè piazzatu davanti à u catalizatore, è l'altru à u so sboccu. U primu determina a quantità di diossidu di azotu in i gasi di scaricu è attiva u sistema di neutralizazione. U secondu sensore determina a efficienza di u prucessu. Se a concentrazione di una sostanza dannosa in u scaricu supera u livellu ammissibile (32.5 per centu), allora dà un segnale chì a quantità di urea hè insufficiente, è u sistema aumenta u vulume di fluidu. In cunsequenza di a soluzione diluita, più acqua si ne và, è più acqua si accumulerà in u sistema di scaricu (cumu trattà cun ella, hè descrittu separatamente).
Da sola, l'urea pare cristalli di sale chì sò inodori. Pò esse sciolti in un solvente polare cum'è ammoniaca, metanolu, cloroformu, ecc. U metudu u più sicuru per a salute umana hè a dissoluzione in acqua distillata (i minerali chì facenu parte di l'acqua ordinaria formeranu depositi nantu à u favu catalizatore).
A causa di l'usu di chimichi in a preparazione di a soluzione, u sviluppu di urea hè effettuatu sottu a supervisione o cù l'approvazione di l'Associazione di l'Industria Automobilistica (VDA).
Avvanzi è disadvanessamenti
U vantaghju più impurtante di aduprà urea in i motori diesel hè una rimozione più cumpleta di e sostanze tossiche chì sò rilasciate durante a combustione di u diesel. Stu fluidu permette à u veìculu di rispettà a norma ambientale finu à Euro6 (questu hè influenzatu da e caratteristiche di l'unità stessa è da a so situazione tecnica).
Nisunu di i cumpunenti tecnichi di u mutore cambia, dunque tutti i vantaghji di aduprà urea sò assuciati solu cù a nocività di e emissioni è e conseguenze successive. Per esempiu, quandu attraversa a fruntiera europea, u pruprietariu di u veiculu ùn duverà pagà una tassa pesante o una multa se u sistema in quellu paese smette di travaglià.
U rifornimentu hè pocu frequente. U cunsumu mediu hè di circa 100 ml. per 100 chilometri. Tuttavia, questu hè un indicatore per una vittura di passeggeri. Un canister da 20 litri hè di solitu abbastanza per 20 mila km. In quantu à u camion, u cunsumu mediu di urea in questu hè di circa 1.5 litri per 100 km. Dipende da u vulume mutore.
A sustanza pò esse versata sia direttamente in u serbatu situatu in u compartimentu di u mutore, sia in un collu speciale situatu vicinu à u foru di riempimentu di u serbatu di carburante.
Malgradu i vantaghji evidenti di u sistema di innovazione, hà un gran numeru di svantaghji. Cunsideremu chì facenu più faciule per determinà se aduprà sta neutralizazione o micca:
- Se un cumpunente di sistema fiasca, a so riparazione serà cara;
- Per una neutralizazione efficace, hè necessariu aduprà carburante di alta qualità (gasoliu à bassu zolfu);
- U più grande svantaghju ùn hè micca assuciatu à u sistema stessu, ma cù un gran numeru di liquidi falsificati nantu à u mercatu CIS (guasi a metà di i beni venduti sò falsi);
- A presenza di un sistema di neutralizazione face u veiculu più caru;
- Oltre à u rifornimentu di carburante diesel, avete bisognu di monitorà l'offerta AdBlue;
- L'operazione di urea hè cumplicata da u fattu chì in fretu severu (-11 gradi) si congela. Per questa ragione, u riscaldamentu liquidu hè adupratu in parechje modifiche;
- U liquidu hè reattivu è pò causà brusgiature o irritazioni s'ellu vene in cuntattu cù e mani. Se a manu senza prutezzione hè in cuntattu cù a sustanza, chì hè spessu u casu quandu si rifornisce da un grande canister, u liquidu deve esse lavatu accuratamente;
- In u territoriu di u CIS, ci sò assai poche stazioni di servizio, induve, se necessariu, pudete rifornisce una quantità addizionale di urea di alta qualità. Per questa ragione, avete bisognu di cumprà liquidu cù un margine è purtallu cun voi se state pianificendu un longu viaghju;
- U liquidu cuntene ammonia, chì, evaporatu, danneghja e vie respiratorie umane.
In vista di una tale quantità di svantaghji, parechji automobilisti decidenu di spegne stu sistema.
Cume disattivà
Ci hè parechje manere di disattivà a neutralizazione di i gasi di gasoliu di gasoliu:
- Congelate u sistema. Prima di aduprà stu metudu, duvete assicurà chì u SCR ùn abbia micca errori in l'elettronica. A linea hè riprogettata in modo chì l'elettronica l'interpreta cum'è se l'urea sia congelata. In questu casu, a unità di cuntrollu ùn attiva micca a pompa finu à chì u sistema "congela". Stu metudu hè adattatu per dispositivi chì ùn prevedenu micca u riscaldamentu di i reagenti.
- Spegnimentu di u software. In questu casu, l'unità di cuntrollu hè lampata o alcuni aggiustamenti sò fatti per u funziunamentu di u sistema elettronicu.
- Stallà l'emulatore. In questu casu, u SCR hè scullatu da u circuitu elettricu, è cusì chì l'unità di cuntrollu ùn ripara micca l'errore, un emulatore digitale speciale hè cunnessu invece, chì manda un signale chì u sistema funziona bè. Questa ùn cambia micca a putenza di u mutore.
Prima di prucede cù a disconnessione di a neutralizazione, hè impurtante cunsultà cun un specialistu, perchè ogni casu individuale pò avè e so sfumature. Tuttavia, secondu l'autore di sta rivista, perchè cumprà una vittura cara per spegne qualcosa in ella, è poi pagà soldi per riparazioni costose per via di una tale intervenzione?
Inoltre, offremu una breve rivista video di u funziunamentu di una di e varietà di u sistema SCR:
Dumande è risposte:
A cosa serve l'urea per un motore diesel? Hè una sustanza chì hè aghjuntu à eliminà i gasi dannosi in l'escau di un mutore diesel. Stu sistema hè necessariu per rispettà u standard eco Euro4 - Euro6.
Cumu funziona l'urea nantu à u diesel? In u prucessu di riscaldamentu è di reazzione chimica, l'ammonia di urea reagisce cù l'ossidu di nitrogenu (u gasu più dannosu in u gasoil brusgiatu), risultatu in a furmazione di nitrogenu è acqua.
