Эксплуатационные особенности системы Bluetec

Эксплуатационные особенности системы Bluetec

Система Bluetec не является революционной, однако достаточно давно и успешно применяется при укомплектовании двигателей Mercedes-Benz, а её экологичность даст фору даже двигателям с гибридными силовыми установками. Система настолько эффективна, что конструкторам не пришлось вносить каких -либо изменений в конструкцию двигателя, а минимальные изменения в составе топливной аппаратуры позволили достичь уровня выброса окислов азота, укладывающегося в нормы не только Евро 5, но и даже Евро 6.

Устройство системы Bluetec вполне простое и удачное, причём подразумевает даже не одну, а три подсистемы, которые позволяют автомобилям концернов Mersedes и Chrysler укладываться в очень жёсткие нормы токсичности. В 2002 году корпорация DaimlerChrysler начала выпуск автомобилей, оснащённых системой очистки выхлопа, которая осуществляет впрыск искусственной мочевины AdBlue в выпускной тракт двигателя. C 2005 года этими системами стали оснащаться многие серийные грузовики и автобусы, а затем технология постепенно перекочевала и на легковые автомобили. Этой системой оснащаются, например, Mercedes Benz GL и Mercedes E320 Bluetec. Работа происходит за счет введения смеси аммиака и воды, известной под названием мочевины, в выпускной тракт двигателя, где она перемешивается с выхлопными газами и попадает в специально разработанный нейтрализатор SRC. Под действием высокой температуры и компонентов катализатора, окислы азота, содержащиеся в выхлопе, перемешиваются с аммиаком и после чего распадаются на чистый азот и воду, естественно, что здесь же происходит и дожиг остальных вредных компонентов.

Однако, кроме окислов азота с составе выхлопа имеется и сажа, которая чрезвычайно вредна для здоровья человека, поскольку является катализатором роста раковых клеток в организме, однако снижение её количества в выхлопе приводит к росту выброса оксидов азота и таким образом получается замкнутый круг. Поэтому было разработано второе поколение системы Bluetec, в которой отработанные газы попадают сразу в окислительный катализатор, являющийся одновременно и противосажевым фильтром, а уже потом попадает в специальную смесительную камеру, где смешивается с компонентами AdBlue, а окончательная очистка происходит, как и в первом случае, в избирательном катализаторе SCR.

Недостатки применения мочевины, заставили конструкторов несколько изменить конструкцию Bluetec, где применение мочевины не нужно вовсе. Для этого пришлось изменить моменты и характер впрыска на, практически, всех режимах работы двигателя, а выхлопные газы подвергнуть многоступенчатой очистке. В эту системы были введены платиновый катализатор, противосажевый фильтр и два SCR- нейтрализатора, которые предназначены для окончательного удаления из состава выхлопных газов оксидов азота. На сегодняшний день, автомобили оснащённые такой системой пока что официально продаются только на территории США, где строгие калифорнийские нормы вполне соответствуют нормам Евро 5.

Все три подсистемы достаточно надёжны в эксплуатации, хотя для первых двух, является небольшим недостатком размещение ещё одного бака для мочевины, что на некоторых моделях делает проблематичной размещение запасного колеса. Расход же её относительно невысок и полного бачка хватает для пробега около 20 тысяч километров, поэтому наполнение можно приурочить к прохождению очередного технического обслуживания. А вот качество солярового топлива для этих систем является большой проблемой, поскольку высокое содержание серы сводит на нет все усилия, а каталитические нейтрализаторы ещё и «спекаются» , переставая пропускать выхлопные газы, в результате чего требуется их замена, которая весьма не дёшева. Кроме этого, первое и второе поколение могут работать только в условиях тёплого климата, поскольку раствор AdBlue замерзает при падении температуры всего до минус 11,5 С.

Конечно, разработки на этом не прекращаются, стоит заметить, что даже наличие столь хороших характеристик, не останавливает конструкторов к ещё большему снижению токсичности выхлопа, поэтому в последнее время активно ведутся работы по совмещению гибридного двигателя и многоступенчатой очистки выхлопа с использованием реагента AdBlue.

BlueTEC

BlueTEC [1] — маркетинговое наименование двигателей компании Daimler AG, оснащённых технологией снижения выбросов NO_x для уменьшения количества загрязняющих веществ автомобилей, оснащённых дизельными двигателями.

Технология BlueTEC попала в список «Ward’s 10 Best Engines» за 2007 и 2008 года (Mercedes E320 CDI Bluetec DOHC турбодизель) [2] [3] .

Содержание

• 1 История
• 2 Принцип работы
• 3 Примечания
• 4 Литература

История [ править | править код ]

Компания Daimler AG представила технологию BlueTEC в автомобилях Mercedes-Benz E-класса (E 320 BLUETEC с применением системы DeNO_x) и Mercedes-Benz GL-класса (GL 320 BLUETEC с системой SCR) на Североамериканском международном автосалоне 12 января 2006 года. Компания заключила соглашение с концернами Volkswagen и Audi о совместном использовании BlueTEC технологии в целях расширения рынка дизельных легковых автомобилей в США [4] [5] .

В августе 2007 года концерн Volkswagen заявил о прекращении программы совместного использования технологии BlueTEC в связи с развитием собственных двигателей VW TDI. Компания не хотела использовать двигатели конкурента для продукта, который она планировала выпустить на рынок [6] . Вместо этого была разработана собственная система, которая впоследствии скандально провалилась из-за специально разработанного программного обеспечения, позволявшего резко снизить вредные выбросы в тестовых режимах работы двигателя [7] [8] [9] .

В 2010 году технология была установлена на автомобили Mercedes-Benz Sprinter, что позволило ликвидировать большую часть системы EGR и прибавить в мощности (188 л. с./140 кВт вместо 154 л. с./115 кВт) [10] .

В начале 2016 года американская фирма Hagens Berman Sobol Shapiro LLP подала иск против Mercedes-Benz о фальсификации данных о выбросах дизельных двигателей 14 моделей компании (M-класс, GL-класс, E-класс, S-класс, R-класс, GLE-класс и Sprinter) [11] [12] . По словам представителей Hagens Berman, Mercedes-Benz запрограммировал свои автомобили с технологией BlueTEC таким образом, что система снижения выбросов оксидов азота отключается, когда температура окружающей среды опускается ниже 10 градусов по Цельсию. Официальный представитель немецкого автопроизводителя Йорг Хоу назвал иск «необоснованным», добавив, что концерн готовит необходимые документы для судебного процесса. По сообщению агентства Reuters концерн Daimler AG нанял аудиторскую фирму Deloitte Touche Tohmatsu для проведения внутреннего расследования [13] . 6 декабря 2016 года окружной судья штата Нью-Джерси Хосе Л. Линарес отклонила групповой иск по причине недостатка оснований для обращения в суд. По словам судьи истцы не смогли предоставить доказательства наличия рекламы, где сообщается о более чистой технологии, на чём и основывалось дело [14] [15] .

Принцип работы [ править | править код ]

Технология BlueTEC представляет собой модульную концепцию, которая сочетает в себе различные тесно связанные технологии, направленные на минимизацию выбросов [16] . Она включает в себя нейтрализатор избирательного действия (англ. Selective Catalytic Reduction ), который сокращает выбросы окислов азота, проводя отработавшие газы через специальный каталитический нейтрализатор и обрабатывая их там присадкой AdBlue на водной основе [17] , а также сажевый фильтр и систему NO_x адсорберов DeNO_x [16] .

Процесс очистки выхлопных газов выглядит следующим образом [18] [19] [20] :

1. Дизельные фильтры окисления уменьшают количество монооксидов углерода (CO) и углеводородов (HC), выделяемых из выхлопной трубы.
2. Каталитический нейтрализатор DeNO_x удаляет оксиды азота.
3. Фильтр твёрдых частиц изымает из выхлопа частицы сажи и сжигает их, когда заполнится.
4. Каталитический нейтрализатор системы SCR при помощи добавки AdBlue (раствор технически чистой мочевины в деминерализованной воде, который впрыскивается в поток выхлопных газов) преобразует оставшиеся оксиды азота в азот и воду [21] .

Технология Bluetec решает проблемы экологии

Система Bluetec, разработанная концерном Mercedes-Benz, предполагает очистку выхлопных газов от токсичных веществ различными методами, в том числе с помощью специального раствора мочевины Adblue.

Статьи

В условиях все возрастающего уровня загрязнения окружающей среды производители автомобилей и комплектующих к ним самыми разными способами стараются увеличить экологичность своей продукции: используют солнечные батареи, электрические и гибридные приводы и даже водородные технологии. Многие разработки стали популярными и перешли «на конвейер», некоторые существуют только в опытных образцах. Одной из инноваций в автомобильной сфере является технология Bluetec, спроектированная концерном Mercedes-Benz для своих дизельных автомобилей.

Эффективность этой системы проверена на практике: она позволяет автомобилям с двигателями Евро-3 достигать уровня выбросов окислов азота, соответствующих нормам Евро-5 и даже Евро-6. При этом установка Bluetec требует минимальных перенастроек топливной аппаратуры без изменения конструкции двигателя.

Каталитический нейтрализатор, работающий по технологии Bluetec, имеет жаропрочный корпус, внутри которого находятся так называемые «соты» из металла или керамики, покрытые тонким слоем химически активного катализирующего вещества. В результате его работы токсичные соединения CO, CH и NOx преобразуются в углекислый газ, азот и воду.

Многие современные модели автомобилей оборудованы двух- или даже трехкомпонентными нейтрализаторами. Они состоят из нескольких секций с различными каталитическими веществами — платиной, родием, палладием. Однако особенности смесеобразования в дизельном двигателе таковы, что при его работе выделяются не только вредоносные компоненты типа угарного газа, углеводородов и окислов азота, но и большое количество сажи. При снижении ее уровня в выхлопе начинает резко возрастать содержание NOx, и наоборот.

Именно поэтому для комплексной очистки отработанных газов дизельного двигателя необходима сложная многокомпонентная система. Разработкой таких систем занимались крупнейшие автопроизводители (Toyota, Citroen, Mitsubishi). Однако для массового производства они, по большей части, оказалась нерентабельны из-за своей сложности и дороговизны.

Для борьбы с образованием сажи современные дизельные двигатели оборудуются специальными накопительными фильтрами. Уменьшить количество СО и СН помогают обычные окислительные катализаторы. Наиболее актуальной остается проблема нейтрализации окислов азота, концентрация которых при отдельных режимах работы двигателя может в разы превысить нормы Евро-4, не говоря уже о Евро-6.

Решение проблемы предоставляет технология Bluetec, упомянутая выше. Наиболее простая и «удачная» среди себе подобных, она позволяет дизельным двигателям «вписаться» в сверхжесткие нормы токсичности по всем показателям, в том числе количеству окислов азота.

Название Bluetec объединяет три подвида системы. Самый распространенный из них предполагает впрыск в выпускной тракт раствора мочевины AdВlue . Такая технология была впервые использована в серии автомобилей DaimlerChrysler в 2002 году. Уже в начале 2005 появились серийные дизельные грузовики, оснащенные мочевинной системой, затем автобусы и легковые автомобили (внедорожник Mercedes-Benz GL, Mercedes E 320 CDI Bluetec).

Вариант Bluetec для грузовой автотехники наиболее прост: специальный реагент AdВlue, представляющий собой водный раствор мочевины, при помощи дозатора подается в выпускной тракт и перемешивается с выхлопными газами. Далее смесь попадает в специальный нейтрализатор избирательного действия SCR (Selective Catalytic Reduction), где при температуре 250-300 °С аммиак из AdBlue под влиянием катализирующих веществ вступает в химическую реакцию с окислами азота. В результате NOx распадаются на безвредные азот и воду.

Технология Bluetec для внедорожников сложнее за счет большего количество катализаторов и стадий очистки выхлопа.

Расход раствора мочевины AdBlue не так велик, как может показаться вначале — всего около 0,1 литра на 100 километров. Таким образом, 20-литрового бака с AdBlue хватает более чем на 20 тысяч километров, то есть его запас может пополняться при плановом ТО.

Определенные трудности с «жидкостной» вариацией системы Bluetec связаны с температурой замерзания AdВlue, которая составляет всего 11,5 °С. Именно поэтому сверхчистые дизели, работающие с реагентом AdBlue , наиболее актуальны в южных регионах (европейских странах, южных штатах Америки, например, Калифорнии). Купить Adblue там можно на заправочных станциях.

Технологию Bluetec, несомненно, ждет большое будущее. На сегодняшний день лидером по выпуску автомобилей, работающих по этой системе, является Mercedes-Benz. В России она пока не получила широкого распространения в связи с невысоким качеством дизельного топлива, что, однако, не умаляет значимость и перспективность Bluetec в масштабе мировой экологии.

ПОЧЕМУ НАМ ДОВЕРЯЮТ

Инженеры БОРФИ – профессионалы в своем деле. Серьезный подход к решению любой производственной задачи – наше кредо. Знания и опыт позволяют нам оказывать квалифицированную техническую поддержку крупнейшим российским предприятиям. Мы ценим тех, с кем работаем, и дорожим их доверием.

ПОСЛЕДНИЕ НОВОСТИ

Линейка очистителей бренда EFELE пополнилась новыми составами на водной основе

С применением покрытий MODENGY количество брака на производствах спойлеров для грузовиков сводится к минимуму

Блютек мерседес что это

Система «BLUETEC» Мерседес – Бенц. Как она работает

BLUETEC – это система концерна Мерседес-Бенц, применяемая на их «чистых» дизельных автомобилях.

Проведем техническую экскурсию по системе BLUETEC от двигателя до выхлопной трубы.

СИСТЕМА ВПРЫСКА ТОПЛИВА НА ДИЗЕЛЬНЫХ ДВИГАТЕЛЯХ

На старых дизельных двигателях топливный насос высокого давления подает топливо в каждый цилиндр индивидуально. На современных дизельных двигателях, как и на двигателях с системой «BLUETEC» топливо к форсункам подается от центральной топливной рампы, которая снабжается топливом при чрезвычайно высоком давлении (приблизительно до 2 000 бар).

ПЬЕЗОФОРСУНКИ

Сжигание топлива в дизельных двигателях достигается сжатием воздуха для повышения его температуры и последующим впрыском топлива. Топливо горит и расширяется, толкает поршень вниз. Традиционные форсунки используют механический или электромагнитный клапан. Современные топливные форсунки на дизельных двигателях Mercedes используют пьезокерамические элементы, чья кристаллическая структура изменяет форму при приложении электрического тока. Пьезофорсунки могут разделить цикл впрыска на пять отдельных этапов, каждый из которых специально рассчитан для улучшение эффективности сгорания. Это не только улучшает экономичность и снижает уровень выбросов, но также снижает уровень шума.

ВЫХЛОП

Система BLUETEC имеет ряд компонентов, которые «очищают» выхлоп перед тем, как выпустить его в атмосферу. Существуют два варианта системы BLUETEC: система NAC + SCR и система AdBlue.

NAC + SCR

Выхлопные газы проходят через дизельный окислительный катализатор (DOC), который уменьшает содержание монооксида углерода и несгоревших углеводородов в выхлопных газах. Далее идет катализатор абсорбции NOx, или NAC, который удаляет и улавливает оксиды азота (NOx является одним из главных элементов в загрязнении дизельного топлива). При низкой нагрузке на двигатель (низкое отношение топлива к воздуху) NOx остается, при более сложных условиях эксплуатации, когда меняется соотношение воздух-топливо , NAC подвергается процессу регенерации и выделяет аммиак в выхлопную систему. Аммиак хранится ниже по потоку в катализаторе избирательного каталитического восстановления (SCR), который использует его для дальнейшего снижения NOx. В промежутках между катализаторами NAC и SCR используется фильтр твердых частиц, который улавливает выбросы твердых частиц (сажа). По мере заполнения фильтра твердых частиц компьютер двигателя управляет процессом впрыска топлива для повышения температуры выхлопных газов, который, в свою очередь, сжигает частицы.

AdBlue

AdBlue —реагент, используемый для очистки выхлопных газов дизельных двигателей методом селективной каталитической нейтрализации. Представляет собой раствор, состоящий из 32,5 % высокоочищенной мочевины и 67,5 % деминерализованной воды. Реагент AdBlue позволяет снизить содержание оксидов азота (NOx) в выхлопе дизельных двигателей на 90 %. Жидкий реагент, находящийся в специальном баке, под давлением 4,5 — 8,5 бар через инжектор впрыскивается в поток отработавших газов. В результате воздействия горячих газов на раствор (термолиз) мочевина разлагается на аммиак (NH3) и изоциановую кислоту (HNCO). Далее изоциановая кислота в процессе гидролиза разлагается опять на аммиак и углекислый газ (CO2). Полученный таким образом аммиак используется для нейтрализации оксидов азота (NOX) методом селективной каталитической нейтрализации, в результате которой на выходе получаем углекислый газ, азот (N2) и водяной пар. Система AdBlue содержит дизельный окислительный катализатор DOC и фильтр твердых частиц в одном корпусе. В дополнение к катализатору NAC аммиак подается путем впрыскивания жидкости, называемой AdBlue, в выхлопные газы, расположенные выше катализатора SCR. Добавление AdBlue жидкости позволяет катализатору SCR уменьшить выбросы NOx до уровня, даже ниже, чем система NAC-SCR.

Реагент заливается в отдельный бак с синей крышкой. Потребление AdBlue в легковых автомобилях составляет около 5 % от потребления дизельного топлива. В грузовых автомобилях система очистки выхлопа включается на более раннем этапе и поэтому потребление AdBlue составляет около 6 %.

Для того, чтобы обеспечить европейские нормы выхлопа под Евро 5, на Мерседесе выхлоп смешивается с мочевиной, которую заливают каждые 10 тысяч километров по 10-19 литров в зависимости от пробега.

Приколько смотрятся две горловины под лючком!
Не менее прикольны и действия машины при окончании этой мочевины. Если она закончится, то машина, если ее заглушишь после предупреждения, больше и не заведется. Надо только на эвакуатор и в сервис программировать по-новому.
Вот такая цена экологии!
Вот что пишет про эту жидкость журнал «За рулем»:
AdBlue – это раствор технически чистой мочевины (32,5%) в деминерализованной воде (67,5%). Он применяется в качестве добавочной рабочей жидкости в дизелях, использующих технологию селективной каталитической нейтрализации SCR. Эта технология подразумевает дозированный впрыск AdBlue в поток отработавших газов в присутствии катализатора – при этом происходит реакция превращения оксидов азота в безвредные азот и воду. Использование AdBlue позволяет дизельным моторам достигать уровня требований экологических нормативов Евро‑4, – 5 и -6.

AdBlue не стоит путать с обычной мочевиной. Мочевина, она же карбамид, – это азотное удобрение, добавка к кормам жвачных животных, компонент отдельных лекарств и т. п. Технологии приготовления этих продуктов сильно различаются, а любые доморощенные технологии неизбежно перерастут в дорогостоящий ремонт.

Примерный расход AdBlue составляет 3–6% расхода топлива.

Интересно еще, что менеджеры мерседеса уже не реагируют на остроты клиентов по этому поводу.
Почти все спрашивают их, а что, если туда залить свою мочевину и дырка удобно расположена?
На это уставшие менеджеры спокойно уже и монотонно отвечают, что у жидкости, заливаемой в бачек, немного другая формула…
Вот такая экология!

Экологические требования к двигателям поэтапно повышаются. Дизели уже не могут обойтись без систем нейтрализации выхлопных газов. BlueTec от компании «Даймлер» – один из самых передовых вариантов такой системы.

История

Для «подгонки» под прежние экостандарты разработчики дизельных моторов повышали качество смесеобразования. Теперь этот путь достиг своего технологического предела. Системы электронного управления впрыском (КоммонРэйл) также модернизировать некуда. Поэтому дальнейшее снижение токсичности выхлопных газов взяли на себя не мотористы, а химики.

Разработок в начале 2000-х было много, у всех ведущих автопроизводителей. Однако, в большинстве случаев, система получалась слишком сложной и дорогой. Не для массового производства. Одним из прорывных решений в данном направлении стала технология BlueTec Mercedes. Её компания «Даймлер» впервые представила в 2006 году. На легковых машинах «Мерседес» классов Е и GL.

С 2010 года технология применяется также на микроавтобусах и фургонах «Мерседес Спринтер». Всего же она была успешно внедрена на 14 моделей автомобилей компании.

Принцип работы

Главный элемент системы – каталитический нейтрализатор (SCR). У него двойные стенки; между ними – жаропрочная оболочка. Внутри – сеточки из металла или керамики, с нанесённым на них слоем химреагента. Он окисляет токсичные газы, содержащиеся в выхлопе (С0, N0_x, СН). Эта химическая реакция преобразует их в N₂ – азот, С0₂ – углекислый газ и Н₂0 – воду.

Реагент, используемый в Mercedes BlueTec – это раствор AdВlue. Он на 67,5% состоит из воды и на 32,5% – из технической мочевины. Это не то же самое, что мочевина карбамид, которую используют как удобрение. Основным её компонентом является аммиак. AdВlue заливается в отдельный бачок и подаётся в выпускной тракт мелкими дозами.

Необычно выглядят две заливных горловины под лючком: для дизтоплива и для реагента.

Не менее необычны и действия автомобиля, если AdВlue закончится. Тогда глушить мотор нельзя, иначе он больше не заведётся. Но это маловероятно. Расход синтетической мочевины не превышает 100 гр. на 100 км пути. То есть, 20-литрового бака AdBlue хватает более чем на 20 тысяч километров.

Однако система Блютек на Мерседесе – это не только SCR, а модульная концепция. Она включает в себя ещё и сажевый фильтр, и систему N0_x –абсорберов (DeN0_x ). Поэтапно происходит такая комплексная очистка выхлопных газов:

• окислительные фильтры снижают содержание СO и НС в выхлопе;
• абсорберы DeN0_x удаляют оксиды азота;
• сажа изымается специальным фильтром, и её частицы сжигаются;
• каталитический нейтрализатор SСR превращает «уцелевшие» оксиды азота в азот, углекислый газ, воду.
• 

Разумеется, есть у этой передовой системы и некоторые недостатки. Дело не только в её стоимости. Она «любит» солярку только хорошего качества, очищенную от серы. Пока что не предназначена Мерседес Блютек и для регионов с суровым климатом. Реагент АдБлю замерзает уже при морозе более 12 градусов. Поэтому ведутся разработки новой системы Bluetec. В ней выброс будет также очищаться в четыре этапа. Но без водного раствора мочевины.