Ce este ADBLUE și la ce servește?

Catalizator

Odată cu introducerea standardului Euro 6 pe vehiculele pentru pasageri, apar din ce în ce mai multe modele care au și rezervoare suplimentare pentru AdBlue. Despre ce este vorba?

Aprinderea combustibilului determină o creștere bruscă a presiunii (până la 250 bar) și a temperaturii (până la 2.500 grade). Desigur, acestea sunt modele cu motoare diesel, deoarece motoarele pe benzină nu au nevoie de AdBlue, adică au o problemă diferită de curățare a evacuării.

Cum funcționează un motor diesel?

Motorul aspiră aerul la cursa de aspirație a cărei presiune de compresie crește la 50 bari, iar temperatura la aproximativ 550 grade. Atât aerul comprimat, cât și cel cald injectează combustibil care se evaporă și se aprinde instantaneu, rezultând o creștere bruscă a presiunii (până la 250 bari) și a temperaturii (în unele părți ale cilindrului până la 2.500 grade). Deși acestea sunt valori extreme, de obicei nu deteriorează motorul, deoarece acestea sunt valori ale temperaturii în anumite locuri din cilindru care scad brusc pe măsură ce pistonul se deplasează în jos.

În plus față de presiune și temperatură ca principale consecințe ale arderii combustibilului, apar numeroși produși de ardere, compuși chimici diferiți și particule de funingine. Deoarece combustibilul este o hidrocarbură, principalele produse de ardere sunt compușii de carbon (CO, CO ₂ ), vaporii de apă (H₂O) și o anumită cantitate de hidrocarburi nearse (HC). Deoarece aerul de admisie conține 79% azot în condiții de temperatură ridicată, moleculele de azot și oxigen se combină și formează oxizi de azot (NOx) foarte periculoși. Aproape toate produsele de ardere produse în cilindrul motorului, cu excepția vaporilor de apă, sunt toxice, cancerigene sau într-un fel sau altul inacceptabile din punct de vedere ecologic.

În 1988, Comunitatea Economică Europeană a adoptat Directiva 88/77/CEE prin care se definește standardul Euro 0 sau Euro I, care definește pentru prima dată cantitățile celor mai importante produse de ardere: monoxid de carbon (CO), hidrocarburi nearse (HC), oxizi de azot (NOx) și solide (PM).

Pe măsură ce standardele au devenit mai stricte, intervențiile asupra motorului au devenit mai exigente, ceea ce a inițiat introducerea de turbine cu geometrie variabilă, adică soluții precum returnarea gazelor de eșapament (EGR) în cilindru. Cu toate acestea, posibilitățile de a atinge limitele necesare pentru lucrurile dăunătoare numai prin intervenții asupra motorului au fost epuizate, astfel încât trebuiau instalate dispozitive pentru posttratarea gazelor de eșapament, cum ar fi catalizatori de oxidare, filtre de particule. 

Introducerea normei Euro 4 a fost una dintre etapele care au stabilit (în acea perioadă) standarde stricte pentru prima dată și a inițiat apariția tehnologiei SCR.

EGR (recircularea gazelor de eșapament) este o tehnologie prin care gazele de eșapament sunt returnate, unde acționează ca un gaz inert, care a fost una dintre modalitățile de îmbunătățire a gazelor de eșapament. Motivul returnării gazelor constă în faptul că motoarele diesel trebuie să funcționeze cu o cantitate constantă de aer, adică trebuie să aibă dublul cantității de aer necesară pentru a arde tot combustibilul.

Acest lucru duce la o situație în care există molecule libere de oxigen și azot din cilindru din aer, care în condiții de temperatură și presiune ridicate se îmbină pentru a produce oxizi de azot extrem de nedorite (monoxid de azot-NO și dioxid de azot-NO ₂ ) pentru care se folosește numele de NOx.

Prin returnarea gazelor arse, o parte din aer este înlocuit cu gaz inert, ceea ce reduce posibilitatea formării de NOx, deoarece există mai puțin oxigen liber și azot. Gazele de retur pot reprezenta până la 30% din volum în timpul aspirației.

Ca întotdeauna în natură, un fenomen provoacă altul, așa că, deși reduc NOx, gazele de întoarcere provoacă simultan o altă problemă: o combustie nu mai bună în care temperaturile de vârf sunt ușor mai mici, ceea ce la rândul său duce la o creștere a cantității de particule solide.

NOx și particulele solide au factori chimici conflictuali, deci o proporție mai mare de gaze EGR în aport înseamnă o cantitate mai mare de particule (PM), deci în majoritatea cazurilor este necesar să instalați un filtru de particule. De asemenea, prin creșterea ponderii gazelor de retur, consumul crește, motiv pentru care restul randamentului nu depășește niciodată între 20 – 30 %, deoarece după aceea consumul începe să crească brusc.

SCR

Unii producători au folosit standardele Euro 4 și Euro 5 numai cu reducere catalitică selectivă SCR fără tehnologie EGR. 

Este o soluție relativ simplă, dar foarte eficientă, în care o soluție de uree (cunoscută sub numele de AdBlue) este injectată în evacuare, care produce amoniac care se leagă de NOx, producând azot și vapori de apă nepericuloși. Dar o astfel de soluție, pe lângă instalarea unui catalizator SCR special, necesită instalarea unui rezervor AdBlue suplimentar, care trebuie, de asemenea, completat. Consumul de aditiv AdBlue este de aproximativ 5% din consumul de combustibil.

Având în vedere cantitățile foarte mici de ingrediente dăunătoare din evacuare, majoritatea producătorilor au decis să combine atât EGR, cât și SCR pentru a atinge standardul Euro 6. Deci, cu ajutor, EGR-ului reduce cantitatea de NOx, dar trebuie instalat un catalizator SCR pentru a elimina complet NOx.

Desigur, există un filtru de particule care se regenerează regulat (de obicei automat, cu excepția modurilor speciale de conducere) datorită cantității ceva mai mari de particule pe care o are tehnologia EGR. 

Unii producători folosesc doar SCR, ceea ce înseamnă că există relativ puține particule (dar este totuși necesar un filtru) și un catalizator SCR care utilizează o cantitate puțin mai mare de AdBlue în acest caz, deoarece este necesar să se elimine mai mulți NOx.

AdBlue

AdBlue este o soluție de uree în apă și conține 32,5% uree și 67,5% apă distilată. Compoziția și calitatea sunt definite de ISO 2241 sau DIN 70070. Conținutul diferitelor metale nu trebuie să depășească 0,2 mg/kg pentru a nu deteriora catalizatorul SCR.

De asemenea, apar denumirile AUS32 (soluție apoasă de uree 32% sau soluție apoasă de uree de 32%) și DEF (sau lichid de evacuare diesel). AdBlue este relativ sensibil la temperatură, deci trebuie depozitat în condițiile potrivite pentru a menține calitatea necesară (îngheață la -11,5 grade).

AdBlue – probleme

Lichidul AdBlue din vehicul este umplut într-un rezervor special care, pe majoritatea mașinilor, este situat sub aceeași capotă ca și dopul rezervorului de combustibil. Capacul cartușului AdBlue este caracterizat de un capac albastru. Ureea este disponibilă la benzinării ambalată în canistre mici sau pompate prin standuri speciale de umplere.

Injecția AdBlue reduce semnificativ emisiile dăunătoare ale motoarelor diesel moderne și îmbunătățește mediul, dar în viitor, întreținerea poate deveni un risc pentru vehiculele uzate.

Funcționarea corectă a reducerii catalitice selective necesită mai multe condiții. Problema poate apărea deja cu funcționarea injectorului în sine, care poate fi cauzată de uzură sau supraîncălzire. Duza se confruntă cu temperaturi ridicate ale gazelor de eșapament. Injecția cu pulverizare deteriorată și slabă poate fi detectată numai prin diagnosticare din fabrică. Din păcate, momentul în care este detectat un defect al injectorului, poate fi prea târziu și trebuie să vă pregătiți pentru a-l înlocui.

Datorită pulverizării slabe, ureea injectată inegal se poate colecta pe pereții conductei de evacuare, unde se cristalizează în timp și, în cazuri extreme, înfundă gazele de eșapament. În consecință, vehiculele au o problemă cu respectarea emisiilor prescrise de evacuare. Există, de asemenea, o scădere dramatică a performanței, deoarece evacuările înfundate reduc evacuarea de la motor și creează contragreutate. Turbocompresorul motorului și rezistența ridicată la contrapresiune pot cauza distrugerea acestuia.

Injecția neglijentă de uree depinde de etanșeitatea perfectă a sistemului de evacuare care la mașinile mai vechi poate să nu fie întotdeauna îndeplinită. Dacă se asigură o etanșare insuficientă a sistemului de evacuare, ureea cristalizează din nou. Este mai ușor să detectați această problemă decât un injector uzat, deoarece cristalizarea AdBlue poate fi văzută printr-o inspecție rapidă a țevii de evacuare din exterior, unde se scurge prin deschidere.