Характеристики выхлопа дизельных двигателей

Зачем дизельным двигателям система Bluetec

В будущем существование ДВС, особенно дизельных, без сложных многоступенчатых систем нейтрализации отработавших газов представить трудно. Двигателисты с их играми в качество смесеобразования, похоже, подходят к своему «технологическому пределу», поэтому дальнейшее снижение токсичности выхлопа за химиками.

К каким только ухищрениям не прибегают разработчики, дабы увеличить экологичность своих автомобилей. Мудрят с солнечными батареями, электрическими и гибридными приводами, шаманят с водородными технологиями. Из этих разработок многие просочились на конвейер, а некоторые так и остались доживать свой век, будучи воплощёнными только в опытных образцах. А, между прочим, технология Bluetec, которую Mercedes-Benz применяет на своих дизельных автомобилях, хоть и не является революционной, но зато чистит отработавшие газы как надо.

Эффективность этой системы ставить под сомнение грех. Посудите сами, благодаря её применению инженерам без изменения конструктива двигателей, соответствующих нормам , удалось с минимальными перенастройками топливной аппаратуры достичь уровня выбросов, которые по содержанию окислов азота с большим запасом укладываются в нормы и даже . Так как же устроено это чудо техники?

На многих современных машинах нынче трудятся трёхкомпонентные нейтрализаторы. Они относительно просты, не слишком дороги в производстве, обладают достаточной долговечностью и, надо сказать, весьма неплохо справляются со своей задачей. В таких катализаторах платина и палладий «воюют» с СО (угарный газ) и СН (углеводороды), а родий «борется» с NO (окислы азота). Если особо не вдаваться в подробности, то результатом работы «противогаза» является окисление или восстановление этих токсичных компонентов до углекислого газа СО₂, азота N₂ и воды. И если на бензиновых двигателях со зловредной «троицей» научились бороться весьма эффективно, то при очистке выхлопа дизельных моторов химики столкнулись с проблемами.

Всё бы ничего, да только особенности смесеобразования в дизеле таковы, что при его работе выделяются не только перечисленные вредоносные компоненты, но и, плюс ко всему, большое количество сажи, которая, кстати, является «провокатором» роста раковых клеток. И это ещё не всё! Особенность дизельных «движков» такова, что если уменьшить долю сажи в выхлопе, содержание NO_x, напротив, начнёт резко возрастать. И наоборот. Причём перевес в ту или иную сторону зависит не только от совершенства процесса смесеобразования, но и от режима работы.

Вот и получается, что для комплексной очистки дизельного выхлопа нужна куда более сложная система, состоящая из нескольких компонентов. И таких систем, надо сказать, было выпущено довольно много — с ними экспериментировали и Toyota, и Citroen, и Mitsubishi. Среди них есть весьма интересные экземпляры, но, к сожалению, по своей сложности они в большинстве случаев напоминают гидролизные установки нефтеперегонного завода. Они не только громоздки и тяжелы, но ещё и дороги до такой степени, что их использование в массовом производстве ставит под вопрос рентабельность.

Хотя, следует заметить, на сажу управу удалось найти относительно быстро и, главное, дёшево. Химики-инженеры создали специальные накопительные противосажевые фильтры, которые можно видеть сегодня на большом количестве современных дизелей. С СО и СН на этих моторах эффективно борются при помощи обычных окислительных катализаторов. А куда же девать NO_x? Ведь его количество при отдельных режимах работы дизеля может настолько увеличиться, что вписать его в нормы и, тем более, становится весьма проблематично.

Ответ дали специалисты компании Mercedes со своей технологией Bluetec. Именно эта система очистки выхлопа, которая среди себе подобных оказалась наиболее простой и удачной, позволила «вписать» дизельные двигатели в перспективные сверхжёсткие нормы токсичности по всем статьям, в том числе и относительно окислов азота. Однако не все знают, что под «вывеской» Bluetec на автомобилях Mercedes и Chrysler применяется не один, а три подвида системы, отличающиеся весьма сильно. Впрочем, давайте обо всём по порядку.

Первой в серию DaimlerChrysler вывел автомобили с системой, которая предполагала впрыск в выпускной тракт искусственной мочевины AdВlue. Опытные образцы с мочевинной технологией Bluetec концерн выпустил на дороги в 2002 году. На протяжении нескольких месяцев испытатели гоняли машины по дорогам Европы и Америки, прежде чем поняли, что система дееспособна и может применяться на серийных автомобилях. Уже в начале 2005 года серийные дизельные грузовики концерна оснащались такими системами. Потом технология потихоньку перекочевала на автобусы. А не так давно к ним присоединились и легковушки, например, внедорожник Mercedes-Benz GL или Mercedes E 320 CDI Bluetec.

Грузовой вариант Bluetec наиболее простой и работает следующим образом: специальный активный реагент AdВlue, который представляет собой водный раствор мочевины (вода + аммиак), при помощи специального дозатора подаётся в выпускной тракт и перемешивается с выхлопными газами.

Далее эта «адская» смесь попадает в специальный нейтрализатор SCR (Selective Catalytic Reduction) избирательного действия. Здесь аммиак из AdBlue под влиянием катализирующих веществ при температуре около °С вступает в химическую реакцию с окислами азота. В результате чего NO_x «разбирается» на безобидные азот и воду. Естественно, здесь дожигаются и остальные вредные компоненты.

А вот вариант, устанавливаемый на внедорожник Vision GL 320 Bluetec, более навороченный. Работает эта версия так: практически сразу после выпускного коллектора отработавшие газы попадают в окислительный катализатор, который совмещён с противосажевым фильтром. Кстати, ничего особенного этот совмещённый «очиститель» собой не представляет — большинство современных дизельных моторов оснащается именно такими. В нём платина и палладий «борются» с СО и СН, а фильтр задерживает, а потом окисляет твёрдые частицы углерода, то есть сажи.

Антидизельный стандарт: что нужно знать о Евро-6

АвтоВАЗ резко снизил цены на свои машины в Европе. По сообщению немецкого издания AutoBild, универсал Lada Kalina в Германии теперь можно купить за 6 950 евро вместо прежних 9 490 евро. Причина заключается в скором введении экологических требований Евро-6, которым модели из Тольятти не соответствуют. Дилеры намерены поскорее распродать остатки, чтобы начать реализацию обновленных машин, поставки которых начнутся с 1 мая. Как ранее сообщил президент АвтоВАЗа Бу Андерссон в эфире телеканала «РБК-ТВ», вскоре Lada будут удовлетворять всем новым европейским требованиям, включая обязательное оснащение машин датчиками давления в шинах, заправку систем кондиционирования иным типом фреона и выполнение требований стандарта Евро-6. Последний пункт вызывает в последнее время все больше вопросов.

Когда и где начнет действовать Евро-6

Изначально нормы Евро-6 должны были вступить в силу еще 31 декабря 2013 года, но еврокомиссия из-за неготовности производителей сдвинула срок на 1 сентября 2015 года. Именно с этого момента на территории стран Евросоюза нельзя будет выпускать и продавать автомобили, сертифицированные на нормы ниже Евро-6.

Действие стандарта распространяется на все 28 стран Евросоюза, а также на особые территории, находящиеся вне Европы, но принадлежащие членам ЕС.

Что изменится

Как и прежние стандарты, нормы Евро-6 регламентируют количество вредных веществ в выхлопных газах: оксид азота (NOx), угарный газ (CO), углеводороды (THC и NMHC) и твердые примеси в атмосфере (PM). Побочным эффектом мероприятий по снижению выбросов является снижение диоксида углерода CO2 и расхода топлива. Однако впервые в регламенте прописан и параметр, который в Европе давно является одним из ключевых в таблице технических характеристик автомобиля. Речь о среднем количестве выбрасываемого углекислого газа. Согласно нормам Евро-6, легковой автомобиль не должен выпускать более 130 г. CO2 на 1 км пути.

Евро-6 вводит серьезные ограничения для дизельных двигателей на выбросы оксида азота (NOx), который оказывает негативное влияние на здоровье людей. Если прежде основной ущерб для окружающей среды чиновники Евросоюза видели в оксиде углерода (CO) и совершенствовали в основном бензиновые моторы (уровень CO у дизелей изначально невелик), то теперь обратили внимание на очень высокий уровень NOx, бороться с которым на дизелях очень сложно. Уровень NOx для них снизили со 180 мг/км сразу до 80 мг/км, при этом требование для бензиновых моторов (60 мг/км) осталось прежним.

Как обеспечить Евро-6

Для соответствия нормам Евро-6 бензиновые моторы не требуют серьезных переделок. Большая часть нормативов для них совпадает с требованиями Евро-5, остальные можно решить перенастройкой электроники управления двигателем. С дизелями сложнее – чтобы обеспечить снижение уровня оксида азота, требуется применять сложные схемы рециркуляции выхлопных и систему впрыска так называемой мочевины, которую продают под коммерческим названием AdBlue. Этот состав заправляется в отдельный бак автомобиля и подается в систему нейтрализации выхлопных газов, помогая эффективно дожигать оксид азота. AdBlue требует места, стоит недешево и замерзает при темепературах ниже –11 градусов, что неприемлемо для стран с холодным климатом. Некоторые производители научились обходиться без мочевины, используя только рециркуляцию, но такая система получается слишком сложной и дорогой.

Что такое мочевина

Мочевина или диамид угольной кислоты – химическое соединение, являющееся конечным продуктом метаболизма белка у млекопитающих. В промышленности используется продукт, синтезированный из аммиака и углекислого газа. Искусственная мочевина широко применяется в сельском хозяйстве в качестве удобрения, а также в промышленности. Например, из нее синтезируют смолы для изготовления древесно-волокнистых плит в мебельном производстве. Наконец, мочевина применяется для очистки промышленных выхлопов предприятий, тепловых электростанций, котельных и мусоросжигательных заводов. Объемы ежегодного производства мочевины во всем мире достигают 100 млн тонн. Автомобили используют состав под названием AdBlue – непахучий раствор мочевины.

Станут ли машины дороже

По расчетам компании Bosch, выпускающей топливную аппаратуру, автомобили, соответствующие стандарту Евро-6, находятся приблизительно в том же ценовом диапазоне, что и аналогичные модели стандарта Евро-5. Однако это касается в большей мере бензиновых автомобилей. Дизельные, как правило, требуют дооснащения дополнительными узлами, что неизменно повышает их стоимость. Если автомобили массой не более 1700 кг могут обойтись сравнительно одним только накопительным нейтрализатором оксидов азота, то для более тяжелых машин требуется сложная система нейтрализации с использованием жидкости AdBlue.

Придет ли конец дизелям

Дизельные моторы в Европе уже перестали считаться чистыми и вызывают все больше недовольства у экологов. Чиновники, в свою очередь, пытаются надавить на владельцев дизельных автомобилей и говорят о введении для них повышенных сборов. Например, мэр Лондона Борис Джонсон заявил о создании особо чистой зоны города к 2020 году, за въезд в которую владельцы дизельных автомобилей должны будут платить по 10 фунтов. Во Франции, где подавляющее большинство автомобилей оснащено дизельным мотором, уже в этом году будут повышены пошлины на солярку и расширены льготы для тех, кто захочет сменить дизельные автомобили на более чистые. Таковыми чиновники считают гибриды и электрокары, обещая субсидии в размере 10 тыс. евро.

Введение Евро-6 могло бы продлить жизнь дизельных моторов, но усложнение конструкции автомобилей и рост эксплуатационных затрат может сам по себе привести к отказу от их использования. Например, обновленный Opel Insignia с переработанным мотором 2,0 CDTi мощностью 170 л. с. уже требует заправки AdBlue. А руководитель марки Skoda в России Любомир Найман в беседе с корреспондентом Autonews.ru предположил, что эре дизелей приходит конец, поскольку никто из водителей легковых машин не захочет связываться с дополнительными неудобствами, связанными с использованием AdBlue. Не исключено, что в перспективе дизельными останутся только большие грузовики.

Когда Евро-6 станет обязательной в России

В соответствии с Техническим регламентом № 609 «О требованиях к выбросам автомобильной техникой, выпускаемой в обращение на территории Российской Федерации, вредных (загрязняющих) веществ» с 1 января 2014 года на территории России действует стандарт Евро-5. Однако из-за того, что в стране по-прежнему не везде можно найти высококачественное топливо, пригодное для современных двигателей, жители сельской местности отказывались от покупки машин с Евро-5. А Минпромторг, в свою очередь, временно приостановил действие регламента. Фактически переход на Евро-5 в России произошел 1 января 2015 года, когда вступит в силу технический регламент Таможенного союза № 018/2011 «О безопасности колесных транспортных средств».

Сроки введения Евро-6 на территории нашей страны пока не регламентированы, но некоторые местные автопроизводители утверждают, что уже готовы к ужесточению экологических требований. АвтоВАЗ уже к лету намерен адаптировать под Евро-6 Kalina и внедорожник 4х4 для поставок в Европу. А «Группа ГАЗ» еще в 2010 году на Международном автотранспортном форуме представила автобусы, соответствующие стандартам Евро-6.

Историческая справка: Первый экологический стандарт Евро-1 был принят в Евросоюзе в 1992 году и начал действовать с 1993 года. Этот стандарт регулировал содержание CO, СН и NO в выхлопах и распространялся на все транспортные средства, включая спецтехнику, которые ввозятся, производятся или продаются на территории Евросоюза. Требования к выбросам CO и NO для бензиновых и дизельных моторов не отличались, однако для дизелей регламентировались еще и объемы выброса твердых частиц.

Евро-2, введенный в 1995 году, ужесточал нормы выброса CO почти втрое. В Россию они пришли лишь десять лет спустя – до этого момента в стране не было ни качественного топлива, ни современных систем впрыска топлива, без которых выполнить Евро-2 было невозможно.

Принятые Евросоюзом в 1999 году нормы Евро-3 регламентировали снижение уровня выбросов еще на 30-40%, а для бензиновых двигателей появилась норма на количество углеводородов в выхлопе. В России эти стандарты заработали с 1 января 2008 года.

Нормы Евро-4 заработали в Евросоюзе в 2005 году, сделав выхлопы чище еще на 65-70%. Россия приняла на себя эти требования 1 января 2013 года с оговоркой о возможности поставок грузовых шасси и базовых транспортных средств, выпущенных до 31 декабря 2012 года, с сертификатами Евро-3.

В 2009 году Евросоюз ввел в действие стандарт Евро-5, который существенно сократил количество взвешенных частиц в выхлопе дизельных двигателей и ввел нормы на летучие органические вещества у бензиновых. С начала девяностых годов прошлого века объемы выбросов твердых частиц дизельными двигателями сократились на 99%, а количество оксида азота уменьшилось на 98%.

CHEM MAS DEF TRANSF 3/8xRL228

Большегрузному коммерческому транспорту на дизельном топливе требовалось более функциональное решение. И мы его создали. Шланг для жидкости системы нейтрализации выхлопных газов дизельного двигателя изготавливается специально для заправки баков, оснащенных такой системой. Конструкция шланга соответствует самым строгим стандартам качества, так как он предназначен для перекачки и подачи жидкости для нейтрализации выхлопных газов дизельного двигателя. Перекачивание растворов мочевины (например, AdBlue®), используемых в дизельных двигателях с технологией нейтрализации отработавших газов (SCR).

• Диапазон температур: от -40°C до +125°C (от -40°F до +257°F).
• Материал, предотвращающий загрязнение жидкости системы нейтрализации выхлопных газов дизельного двигателя.
• Максимальное рабочее давление: 350 PSI (2,4 МПа).

• спецификациями
• Характеристики

• Сведения о продукции

РЕШЕНИЯ С ЗАБОТОЙ ОБ ЭКОЛОГИИ

Стандарты EPA устанавливают предельно допустимые объемы выбросов NOx большегрузным коммерческим транспортом, оснащенным дизельными двигателями, включая грузовые автомобили, автобусы, строительную технику и сельскохозяйственное оборудование. Шланг Gates® для жидкости системы нейтрализации выхлопных газов дизельного двигателя — это решение, превосходящее оригинальное оборудование и аналоги на рынке запчастей. Применяется в сочетании с системами селективного каталитического восстановления (SCR), в которых жидкость системы нейтрализации выхлопных газов дизельного двигателя используется для восстановления вредных окисей азота (NOx), содержащихся в выхлопных газах автомобилей, в безопасные двухатомный азот и воду.

Характеристики и преимущества

• Конструкция и изготовление соответствуют требованиям стандарта EPA в отношении вредных выбросов окисей азота (NOx).
• Трубка и оболочка из безцинкового пероксидного EPDM, армирование синтетическим волокном.
• При минимальном заказе возможна нарезка длины по требованию клиента.
• Отгрузка в коробках внавалку.

ДОВЕРИЕ К РАБОТЕ

Когда температура падает, Gates справляется. Шланг Gates® для подачи DEF спроектирован так, чтобы выдерживать предельно низкие температуры и сложнейшие условия эксплуатации, в чем он превосходит оригинальное оборудование и аналоги на рынке запчастей. Поэтому он используется в системах селективного каталитического восстановления (класс 8), которыми в мировом масштабе оснащены более 1,6 миллиона автомобилей.

Реагент для очистки выхлопных газов дизельных двигателей (DEF)

Автомобили, грузовики и другие машины с дизельными двигателями, продаваемые в США, должны отвечать строгим требованиям к уровню выбросов, установленным Агентством по охране окружающей среды США (EPA). Чтобы соответствовать им, многие производители дизельных двигателей используют системы селективного каталитического восстановления (SCR), преобразующие вредные оксиды азота (NOx) в выхлопе дизельных двигателей в азот и водяные пары — два природных компонента воздуха, которым мы дышим.

Реагент для очистки выхлопных газов дизельных двигателей (также называемый DEF или AUS 32) впрыскивается в горячий поток выхлопных газов, после чего катализатор преобразует оксиды азота в безвредные газы.

Реагент для очистки выхлопных газов дизельных двигателей — это 32,5% раствор технически чистой мочевины в очищенной воде. Для надлежащего функционирования SCR необходимо, чтобы DEF соответствовал строгому стандарту чистоты. Этот стандарт, опубликованный Международной организацией по стандартизации (ISO), призван обеспечить, чтобы реагент для очистки выхлопных газов дизельных двигателей, используемый в автомобилях и грузовиках с SCR, поддерживал уровень чистоты, требуемый производителями дизельных двигателей, и уровень качества, необходимый для функционирования системы контроля выбросов и охраны окружающей среды.

Программа сертификации реагентов для очистки выхлопных газов дизельных двигателей (DEF) API — это добровольная программа сертификации и мониторинга характеристик реагентов для очистки выхлопных газов дизельных двигателей, предназначенных для использования в соответствующих автотранспортных средствах. Компании, продающие реагенты для очистки выхлопных газов дизельных двигателей и продемонстрировавшие, что их продукты соответствуют требованиям последнего применимого издания ISO 22241 «Двигатели дизельные. Восстановитель оксидов азота AUS 32», могут получить лицензию на размещение знака программы сертификации DEF от API.

Программа сертификации DEF предлагает ряд преимуществ:

• Помогает клиентам определить, соответствует ли реагент для очистки выхлопных газов дизельных двигателей требованиям, предъявляемым производителями дизельных двигателей.
• Помогает клиентам найти эти реагенты.
• Предлагает клиентам ряд качественных брендов на выбор.
• Помогает снизить выбросы оксидов азота.
• Предлагает актуальную информацию об имеющихся на рынке реагентах.
• Предлагает тестирование лицензированных реагентов на предмет соответствия требованиям программы.

Полный перечень обладателей лицензии доступен в нашем Списке держателей лицензии.

Для ознакомления с дополнительной информацией и требованиями к программе загрузите Обзор программы сертификации DEF.

Вопросы и комментарии относительно лицензирования можно направлять на электронную почту apidef@api.org .

Для авторизации и управления лицензией зайдите на сайт my.API.org.

Перейдите к разделу «Подача заявки и взносы».