Система BlueTec с применением AdBlue на автомобилях Евро4, Евро5

Трудно представить в будущем существование ДВС, особенно дизельных, без сложных многоступенчатых систем нейтрализации отработавших газов. Дальнейшее снижение токсичности выхлопа за безвредными и экологичными химиками, такими какAdBlue.

Зачем дизельным двигателям нужна система BlueTec с использованием AdBlue?

Разработчики прибегают к различным ухищрениям, чтобы увеличить экологичность своих автомобилей. Экспериментируют с солнечными батареями, электрическими и гибридными приводами, с водородными технологиями. Многие из этих разработок просочились на конвейер, а некоторые так и остались доживать свой век, будучи воплощёнными только в опытных образцах. Технология Bluetec, которую Mercedes-Benz применяет на своих дизельных автомобилях, хоть и не является революционной, но зато чистит отработавшие газы как следует.

Благодаря применению этой системы инженерам без изменения конструктива двигателей, соответствующих нормам Евро-3, удалось с минимальными перенастройками топливной аппаратуры достичь уровня выбросов, которые по содержанию окислов азота с большим запасом укладываются в нормы Евро-5 и даже Евро-6. Устроено это чудо техники следующим образом.

Корпус каталитического нейтрализатора выполнен из двойных стенок с жаропрочной оболочкой между ними. Внутри корпуса находятся керамические или металлические «соты», покрытые тонким слоем химически активного вещества — катализатором. В результате работы катализирующего вещества токсичные соединения CO, CH и NO_xокисляются или восстанавливаются до углекислого газа СО₂, азота N₂ и воды Н₂О.

В настоящее время трудятся трёхкомпонентные нейтрализаторы на многих современных машинах. Достоинств у них множество: относительно просты, не слишком дороги в производстве, обладают достаточной долговечностью и весьма неплохо справляются со своей задачей. Платина и палладий в таких катализаторах «воюют» с СО (угарный газ) и СН (углеводороды), а родий – с  NO (окислы азота). Результатом работы «противогаза» является окисление или восстановление этих токсичных компонентов до углекислого газа СО₂, азота N₂ и воды. Если на бензиновых двигателях со зловредной «троицей» научились бороться весьма эффективно, то при очистке выхлопа дизельных моторов химики столкнулись с кое-какими проблемами.

Двух- или трёхкомпонентные нейтрализаторы ставятся на многие модели автомобилей. Состоят они из нескольких секций с различными каталитическими веществами — платиной, родием, палладием.

Особенности смесеобразования в дизеле: при его работе выделяются не только перечисленные вредоносные компоненты, но и большое количество сажи, которая является «провокатором» роста раковых клеток. Если же уменьшить долю сажи в выхлопе, содержание NO_x, напротив, начнёт резко возрастать. А также наоборот. Перевес в ту или иную сторону зависит не только от совершенства процесса смесеобразования, но и от режима работы.

«Соты» каталитического нейтрализатора.

Получается, что для комплексной очистки дизельного выхлопа нужна более сложная система, состоящая из нескольких компонентов. Таких систем было выпущено довольно много — с ними экспериментировали Toyota, Citroen, Mitsubishi. Есть весьма интересные экземпляры среди них, но по своей сложности они в большинстве случаев напоминают гидролизные установки нефтеперегонного завода. Они громоздки и тяжелы, а также дороги до такой степени, что их использование в массовом производстве ставит под вопрос рентабельность.

Дизельные красавцы Аrtego, Actros и Axor выпускаются в различных вариантах и могут соответствовать как нормам Евро-4, так и нормам Евро-5.

На сажу управу удалось найти относительно быстро и дёшево. Были созданы химиками-инженерами специальные накопительные противосажевые фильтры, которые можно видеть сегодня на большом количестве современных дизелей. На этих моторах эффективно борются с СО и СН при помощи обычных окислительных катализаторов.

Как быть с NO_x? Его количество при отдельных режимах работы дизеля может настолько увеличиться, что вписать его в нормы Евро-4 и, тем более, Евро-6 становится весьма проблематично.

13-метровый «междугородник» Mercedes-Benz Tourismo, который вышел в прошлом году, соответствует нормам Евро-4.

Специалисты компании Mercedes со своей технологией Bluetec дали ответ. Эта система очистки выхлопа, которая оказалась наиболее простой и удачной, позволила «вписать» дизельные двигатели в перспективные сверхжёсткие нормы токсичности по всем статьям, в том числе и относительно окислов азота. Все же не все знают, что под «вывеской» Bluetec на автомобилях Mercedes и Chrysler применяется не один, а три подвида системы, отличающиеся довольно сильно. Давайте поговорим обо всём по порядку

Схема работы системы очистки выхлопа BlueTec на грузовиках Actros.

DaimlerChrysler первой в серию вывел автомобили с системой, которая предполагала впрыск в выпускной тракт искусственной мочевины AdВlue. Концерн выпустил на дороги опытные образцы с мочевинной технологией Bluetec в 2002 году. Испытатели гоняли машины по дорогам Европы и Америки на протяжении нескольких месяцев, прежде чем поняли, что система дееспособна и может применяться на серийных автомобилях. В начале 2005 года серийные дизельные грузовики концерна оснащались такими системами. Затем технология постепенно перекочевала на автобусы. Не так давно к ним присоединились и легковушки, к примеру, внедорожник Mercedes-Benz GL или Mercedes E 320 CDI BlueTec.

А это не что иное, как дозирующее устройство, которое контролирует подачу мочевины AdBlue в выхлопную трубу грузового Actros.

Наиболее прост грузовой вариант Bluetec. Работает он следующим образом: специальный активный реагент AdВlue, представляющий собой водный раствор мочевины (вода + аммиак), при помощи специального дозатора подаётся в выпускной тракт и перемешивается с выхлопными газами.

Mercedes для заправки ёмкостей автомобиля мочевиной оснастил собственные центры обслуживания и некоторые заправочные станции специальными колонками.

Затем эта смесь попадает в специальный нейтрализатор SCR (Selective Catalytic Reduction) избирательного действия. Аммиак из AdBlue под влиянием катализирующих веществ при температуре приблизительно 250–300°С вступает в химическую реакцию с окислами азота. Тем самым NO_x «разбирается» на безвредные азот и воду. Здесь дожигаются и остальные вредные компоненты.

Вариант, устанавливаемый на внедорожник Vision GL 320 Bluetec, работает так: практически сразу после выпускного коллектора отработавшие газы попадают в окислительный катализатор, который совмещён с противосажевым фильтром. Ничего особенного этот совмещённый «очиститель» собой не представляет — большинство современных дизельных моторов оснащается именно такими. Платина и палладий в нём «борются» с СО и СН, а фильтр задерживает, а затем окисляет твёрдые частицы углерода, то есть сажи.

Устанавливаемые на легковые автомобили составные части системы нейтрализации с применением мочевины.

Многоступенчатая система очистки выхлопа скомпонована на внедорожнике Mercedes-Benz Vision GL 320 Bluetec таким образом.

Далее полуочищенный выхлоп попадает в смесительную камеру выпускного тракта и смешивается с реагентом AdBlue. Последняя стадия очистки проходит в избирательном катализаторе SCR так же, как на «грузовой» модификации системы. Только после такой многоступенчатой очистки выхлопные газы «отпускают на волю».

Vision GL 320 Bluetec (справа) показали во время Детройтского автосалона в 2006 году. Дизельная V-образная «шестёрка» CDI развивает 211 лошадей и 540 ньютон-метров крутящего момента. При этом уровень загрязняющих веществ мотора соответствует нормам Евро-4. Трёхтонная махина с этим «движком» расходует в смешанном режиме 9,4 литра дизельного топлива на сто километров.

Всего около 0,1 литра на 100 километров — расход искусственной мочевины. Это означает, что 20-литрового бака с AdBlue, вполне хватает на пробег более 20 тысяч километров. Следовательно, запас можно пополнять каждый раз при выполнении планового ТО.  Ситуация аналогичная и с грузовиками, только жидкости на километр пути уходит больше.

На Детройтском автошоу в прошлом году был представлен Крайслером прототип с длинным названием Bluetec Jeep Grand Cherokee Engineering Concept с трёхлитровым дизелем CRD. Серийное производство таких автомобилей американская компания пока не рассматривает.

У «жидкостной» Bluetec есть и недостатки. Речь не только о цене — система крайне прихотлива к качеству топлива и способна нормально работать только на солярке с минимальным содержанием серы. Эта система также доставляет лишние хлопоты при обслуживании. И ещё одна трудность — раствор AdВlue замерзает уже при минус 11,5°С.

На Mercedes GL 320 Bluetec, а также Bluetec Jeep Grand Cherokee Engineering Concept и других легковушках с мочевинной технологией бак с реагентом ушёл в подполье.

Сверхчистые дизели, работающие с реагентом AdBlue, по этой причине актуальны в регионах, где минимальная температура не опускается ниже минус 5–8°С — в относительно тёплых европейских странах или южных штатах Америки. Например, в неравнодушной к проблемам экологии Калифорнии

Весной 2007 года немцы представили миру Мерседес бенс С 220 Блютек , буквально за неделю до Женевского автосалона. Мотор этого седана «коптит» настолько чисто, что удовлетворяет требованиям Евро-6, которые вступят в силу только в 2015 году.

Mercedes в своё время озадачился разработкой системы без использования мочевины, зная об этих недостатках. Родился таким образом ещё один вариант, который, уже применяется на седанах и универсалах Mercedes E 320 CDI Bluetec. Разработчики пошли по другому пути — при помощи электроники они немного изменили характер впрыска на всех режимах. Решили подвергнуть выхлопные газы четырёхступенчатой очистке, без применения жидкого реагента.

Так устроена четырёхступенчатая система очистки газов без использования мочевины (Mercedes E 320 CDI Bluetec).

Эта система состоит из платинового окислительного каталитического нейтрализатора, противосажевого фильтра и двух SCR-катализаторов, которые «борются» исключительно с окислами азота. Автомобили с такой четырёхступенчатой очисткой продаются исключительно на территории США и позволяют дотянуть состав окислов азота в выхлопе до строжайших калифорнийских стандартов. Принятые в штате Шварценеггера нормы по концентрации окислов азота NO_x примерно соответствуют уровню Евро-5.

Это рентген Mercedes E 320 CDI Bluetec с системой, в которой применена последовательная четырёхступенчатая очистка выхлопа без использования мочевины. Изначально автомобиль запретили продавать на территории Калифорнии из-за несоответствия экологическим нормам. Но немного поработав над ошибками, немцы всё-таки прорвались на автомобильный рынок южного штата.

Сомнений нет в будущем технологии Bluetec. Однако, пока лидером по выпуску таких машин является Mercedes-Benz. В консорциум Bluetec некогда входил ещё и Volkswagen, но позже концерн решил отказаться идти в ногу со своими коллегами. Продажи машин с Bluetec, тем не менее, только начинаются, и не факт, что остальные производители в перспективе не будут делать что-то подобное. К России всё это пока не относится — с нашим-то качеством солярки…

Во Франкфурте в этом году Mercedes представил S-400 Bluetec Hybrid. В этой разработке воедино соединены две экотехнологии: гибридный привод и многоступенчатая система очистки выхлопа с применением реагента AdBlue. Автомобиль с запасом укладывается в нормы Евро-6. Инженеры из Штутгарта к 2009 году готовятся выпустить в серию ML 450 Hybrid и E300 Bluetec Hybrid.

Для достижения экологических стандартов Евро4, Евро5 в современных дизельных двигателях применяется обязательная расходная жидкость AdBlue.

Для наземного транспорта жидкость используется в грузовых и легковых дизельных автомобилях соответствующих стандартам Evro 4, Evro 5.

Компания Славтехбизнес является официальным дистрибьютором жидкости AdBlue, на территории Российской федерации.

Компания Славтехбизнес имеет развитую сеть филиалов и представителей во всех регионах России.