Зачем дизельным двигателям система Bluetec

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.

Двигатель автокрана QAY160 (Mercedes-Benz OM 502 LA)

Двигатель шасси Мерседес Бенс OM502LA

Двигатель шасси Мерседес Бенс OM 502 LA

Поколение двигателей Mercedes-Benz OM 502 LA было построено на бескомпромиссных принципах экономики, комфорта, безопасности и экологичности, а знакомый внешний вид и запоминающийся дизайн придает уверенность в работоспособности. Двигатели модели OM 502 LA это еще одна звезда, среди разработок специалистов Mercedes-Benz, которая светит ярче, чем раньше.

При создании нового поколения двигателей модели OM 502 LA конструкторы сфокусировали свои усилия еще на трех направлениях: экономичность, безопасность и снижение вредного воздействия на окружающую среду. Экологическая совместимость двигателей модели OM 502 LA обеспечивается проверенной и надежной системой BlueTec.

Двигатели модели OM 502 LA — испытанные и надежные отличаются высокой топливной экономичностью и отвечают стандартам Евро-4 и Евро-5. Модельный ряд охватывает шесть 11,9-литровых турбодизелей V6 мощностью от 235 кВт (320 л.с.) до 350 кВт (476 л.с.) и три 15,9-литровых V8 мощностью от 375 кВт (510 л.с.) до 440 кВт (598 л.с.).

* Представленные материалы носят рекламно-информационный характер. Производитель оставляет за собой право вносить изменения без предварительного уведомления.

Турбодизель крановой установки Volvo TAD720VE

Турбодизель крановой установки Volvo TAD720VE

TAD720VE это мощный, надежный и экономичный универсальный дизельный двигатель.

Очень долговечный с низким уровнем шума при работе.Очень экономичный двигатель TAD720VE разработан и спроектирован с учетом легкого монтажа и установки в различных машинах и оборудовании. Хорошо сбалансированный двигатель TAD720VE, позволяющий получать хорошие характеристики при работе без вибраций с низким уровнем шума.

Чтобы стабильно поддерживать рабочую температуру, которая постоянно контролируется микропроцессорной автоматикой, в цилиндрах и камерах сгорания, двигатель TAD720VE оборудован системой поршневого охлаждения. Двигатель TAD720VE обладает низким выбросом выхлопных газов. Современная, высокотехнологичная система управления впрыском топлива и система дожигания отработанных газов с низкими внутренними потерями способствует отличному сгоранию топлива при его низком расходе. Двигатель TAD720VE соответствует европейским стандартам и правилам EU Stage 2, EPA / CARB Tier 2 по нормам выброса выхлопных газов.

Двигатель TAD720VE долговечен и легок в обслуживании. Современная система впрыска топлива, интегрированный масляный радиатор и все точки обслуживания двигателя TAD720VE расположены по его одну сторону, что обеспечивает наилучший доступ для его сервисного обслуживания. Сменные гильзы, направляющие клапанов и седел делают двигатель TAD720VE очень ремонтно пригодным и значительно снижает стоимость услуг по ремонту для клиентов.

Качественная техническая поддержка Volvo Penta доступна более чем 100 странах по всему миру, в том числе и в России.

* Представленные материалы носят рекламно-информационный характер. Производитель оставляет за собой право вносить изменения без предварительного уведомления.

Что такое система BlueTec

Читатель наверняка знает, что помимо экономичности и надежности дизельные агрегаты не слишком экологичны – при работе они выбрасывают в атмосферу оксиды азота и углеводороды. Старые дизельные агрегаты сильно загрязняют воздух сажей. Об этом говорят как инженеры, так и медики. Последние добавляют, что действие дизельного выхлопа на органы дыхания человека повышает риск возникновения рака. Автомобильные концерны долгое время пытались повысить экологичность дизелей. Концерн Daimler AG не был удовлетворен требованиями экологических стандартов Евро-4 и Евро-5 и создал собственную систему «чистого» дизеля под названием BlueTec. В данном материале Avto.pro расскажет вам о том, что представляет собой данная система, как она работает и с какими неисправностями могут столкнуться владельцы «чистых» дизельных автомобилей от Mercedes-Benz.

Почему эта система востребована

Daimler AG оснащает системой BlueTec многие из выпускаемых дизельных автомобилей по ряду причин. Несмотря на относительную сложность, она отличается универсальностью, большим эксплуатационным ресурсом и рядом интересных особенностей. Вот почему она настолько хороша:

• Система оптимизирует расход горючего;
• Интервалы обслуживания двигателей те же, что у агрегатов с Евро-3;
• Установка системы не требует серьезных доработок силовой установки и выхлопной системы;
• Автомобили с BlueTec не так сильно теряют в стоимости при продаже на вторичном рынке, как транспорт, удовлетворяющий лишь старым экологическим стандартам.

BlueTec особенно ценится водителями из Германии, владеющими коммерческим и тяжелым грузовым транспортом. Автомобили, оснащенные данной системы, могут получить льготы на проезд по платным дорогам. Также стоит отметить, что на транспорт с уменьшенным уровнем выбросов не распространяется запрет на въезд в города большинства европейских стран. Добавим, что система не слишком дорога в обслуживании.

Как это устроено

После введения экологического стандарта Евро 5 автомобильные концерны начали спешно оснащать выпускаемый транспорт система нейтрализации отработавших газов. Основой таких систем является катализатор, о котором мы писали в данном материале . Инженеры Daimler AG представили свое решение, получившее название BlueTec. Часто систему называют SCR (аббревиатура Selective Catalytic Reduce). Ключевая ее особенность заключается в использовании мочевины. В состав BlueTec входит:

1. Бачок с жидким реагентом AdBlue и нагревательными элементами, предотвращающими его замерзание;
2. Смеситель и форсунка впрыска реагента;
3. Системы трубок с нагревательными элементами (обычно 3 контура);
4. Блок управления SCR;
5. Каталитический преобразователь SCR (по факту модернизированный нейтрализатор отработавших газов);
6. Датчик оксидов азота (NOx).

Вот как это работает: реагент AdBlue впрыскивается в поток отработавших газов небольшими порциями, где смешивается с выхлопом (уже очищенным от сажи), поступает к нейтрализатору и способствуют преобразованию газов в азот и воду. Реагент призван бороться с оксидами азота, тем временем как остальные комплектующие системы удаляют или сжигают сажу, углеводороды и прочие составляющие дизельного выхлопа.

Система BlueTec эффективно снижают процент вредных соединений в отработавших газах и препятствуют выбросу сажи, но выгодно отличается от систем с каталитическими преобразователями простотой. Главная особенность технологии Daimler AG заключается именно в этом: дизельный агрегат становится экологичнее, однако в него не вносят сложные доработки. Основные элементы BlueTec имеют большой эксплуатационный ресурс, а их обслуживание отличается простотой. Как результат, «чистые» дизельные автомобили не растут в цене так сильно, как, например, аналогичные бензиновые авто, потребовавшие бы установки сразу нескольких катализаторов.

Неисправности BlueTec и вопрос отключения системы

Бачок реагента обычно AdBlue находится рядом с бензобаком. Как утверждает производитель, обслуживание системы сводится к контролю уровня жидкости – водителю достаточно открутить пробку бачка AdBlue и долить реагент. Данную процедуру необходимо проводить каждые 10 тысяч километров в среднем. Несмотря на простоту системы и ее высокую надежность, на практике она выходит из строя спустя несколько лет эксплуатации. Основные причины таковы:

• Выход из строя нагревательного элемента;
• Засорение трубок;
• Выход из строя датчика NOx вследствие проблем с соответствующим датчиком;
• Перепады температур (система восприимчива к холоду).

В большинстве случаев проблемы начинаются после продолжительной езды на некачественном дизеле. К несчастью, почти на всем постсоветском пространстве существует проблема с горючим. А если BlueTec выходит из строя, бортовая электроника может заблокировать двигатель спустя определенное число его запусков (обычно шесть). О наличии проблем свидетельствует:

• Работающий индикатор “Check Engine”;
• Невозможность запуска двигателя;
• Появление ошибки OBD 2.

Диагностика при помощи автосканера может поставить автолюбителя в тупик – комбинаций ошибок немало и они свидетельствуют о проблеме в BlueTec в принципе, т.е. уточнить, какой именно элемент системы вышел из строя иногда бывает невозможно без обращения к специалисту. По этой причине при выявлении неисправности автолюбители необходимо обращаться на СТО. Как заявляют многие автолюбители, проблемы с системой от концерна Daimler AG обычно начинаются после преодоления отметки в 100 тысяч километров пробега. Водителю также придется на регулярной основе заливать реагент AdBlue. Предлагаем узнать о нем больше.

Что такое AdBlue

Система BlueTech не может работать нормально без впрыска специальной жидкости AdBlue в отработанные газы. Именно за счет экологические показатели автомобиля достигают норм Евро4 – Евро 6. Данную жидкость еще называют мочевиной, поскольку технически она представляет собой раствор мочевины в деминерализованной воде. Не стоит путать AdBlue с обычной мочевиной, представляющей собой кормовую добавку для животных, азотное удобрение и некоторые другие продукты. Работа SCR основа на хим. реакции аммиака NH₃ с оксидами азота NO_x, входящими в состав выхлопных газов. В результате реакции образуется водяной пар H₂0 и азот N₂ (безвреден). Сама жидкость AdBlue не является топливной добавкой – это специфический реагент, использующийся в BlueTec. Средний расход реагента равен 3-6% от объема расхода топлива. В идеале покупая водителем жидкость и тара должна соответстсовать следующим требованиям:

• Герметичность емкости и наличие пломбы/контрольного кольца крышки;
• Соответствия требованиям ISO 22241;
• Продукт должен храниться в герметичной таре в сухом затененном помещении при температурах от -10°C до +25°C не более 1 года (замерзание допустимо, но не рекомендовано).

К несчастью, немалая доля реализуемых на отечественных рынках жидкостей AdBlue не только не подпадают под вышеуказанные требования, но и имеют в своем составе добавки, не рекомендованные немецким автоконцерном. Например, недорогие антислёживатели (обычно карбамид «Уресофт-150»), хотя при производстве мочевины должен использоваться карбамид марки А высокой степени очистки.

Бачок реагента AdBlue обычно соседствует с основным топливным баком. Заливная горловина может находится рядом с крышкой для заправки топлива, в багажном отделении, а в редких случаях под капотом автомобиля. Заправочный объем различен для разных моделей транспорта и составляет от 5 до 30 литров, но в некоторых случаях достигает отметки в 35 литров. Одного полного бака обычно хватает на 5-20 тысяч километров пробега. Согласно регламенту, плановая замена расходников осуществляется каждые 10 тысяч километров. Следовательно, залитой жидкости хватит на один ТО. Сервисная система Assyst Plus позволяет прогнозировать, на какой километраж хватит реагента. При игнорировании необходимости долива AdBlue бортовая электроника сначала переведет двигатель в аварийный режим. Некоторые изменения в Техническом регламенте позволяют отключить систему, однако в этом случае транспорт перестанет удовлетворяет экологическим нормам.

Выше мы уже указала на то, что часть реализуемых на первичном и вторичном рынке жидкостей AdBlue не соответствуют требованиям. Фактически, данные реагенты являются подделками. Эксперты концерна Daimler AG категорически не рекомендуют заливать такие расходники в систему. Вот с какими проблемами может столкнуться автолюбитель:

• Выход из строя элементов системы дозировки (потребуется дорогостоящий ремонт);
• Отложение мочевины в нейтрализаторе;
• Увеличения доли NO_x в выхлопных газах;
• Ограничение работы двигателя бортовой электроникой;
• Наихудший вариант – блокировка выхлопной системы.

Спешим заверить читателей, что последнее случается редко, но, в принципе, возможен выход из строя практически всех выхлопной системы. В этом случае потребуется замена целого ряда автомобильных комплектующих. В большинстве случаев автомобиль просто перестает быть настолько экологичным, насколько это задумывалось автоконцерном. Со временем изнашиваются отдельные его узлы, однако выявить проблемы можно в ходе прохождения ТО. Самым верным решением будет выявление подделки еще на этапе выбора жидкости в магазине. Вот на что нужно обратить внимание:

• Наличие сертификата качества, которым должна сопровождаться каждая партия реагента AdBlue;
• Высокое качество исполнения упаковки (тары), наличие пломбы/кольца, а также наличие номера партии, даты выпуска продукта и его срока годности;
• Наличие в комплекте специального гибкого носика (нужен для заливки жидкости в бак);
• Наличие маркировок ISO 22241 и DIN 70070;
• Правильное название реагента (AdBlue) без ошибок ни в одной из букв.

После покупку подходящей жидкости автолюбителю необходимо доливать ее по необходимости. AdBlue не является сильно токсичным, горючим или взрывоопасным веществом. Длительный контакт с кожей человека может вызвать ожоги, так что работать с реагентом стоит в резиновых перчатках. Вдыхание паров реагента непродолжительное время не способно нанести вред человеку или животным. Длительное вдыхание может быть опасным. Появление головных болей, кашля и проблем с пищеварением должны стать поводом для беспокойства.

Поиск запчастей и расходников систем BlueTec

Системами AdBlue и схожими по принципу работу оснащаются не только дизельные авто от Mercedes-Benz , но и Volkswagen, Citroen, Porsche, Jaguar, Land Rover, Toyota, Audi, Peugeot. Как уже было указано в одном из предыдущих разделов, проблемы с системой зачастую возникают после пробегов в 100 и более тысяч километров. Зачастую выходят из строя распылительные форсунки и насос подачи жидкости. Нередки проблемы с датчиками и дополнительными фильтрами. Искать комплектующие для ремонта можно по:

• Ключевым параметрам автомобиля, включая год выпуска и комплектацию;
• Каталожному номеру нужной запчасти/расходника.

В подавляющем большинстве случаев автолюбитель не знает каталожных номеров, так что поиски придется вести по (техническим) параметрам автомобиля. К примеру, искать запчасти на Avto.pro можно поэтапно: выбрать марку, модель авто, выбрать категорию запчастей и, ориентируясь в подкатегориях, подобрать нужную деталь. Заметьте, что отличаются номера не только запчастей для авто разных марок и моделей, но и номера жидкостей AdBlue. Они фасуются в тары объемом 1,9-200 литров. В продаже можно найти оригинальные жидкости, неоригинальные зарубежного производство и неоригинальные от отечественных фирм. Всегда удовлетворяют стандартам именно оригинальные реагенты, реже неоригинальные зарубежные. По словам некоторых экспертов, наиболее дешевые отечественные неоригиналы в 70% случаев оказываются или откровенной подделкой, или продуктом, который не рекомендовано заливать в автомобиль по причине сомнительности их состава.

Вывод

Система BlueTec, призванная повысить экологичность дизельного транспорта, достаточно эффективна и надежна. При этом она также проста в эксплуатации – автолюбителю достаточно следить за уровень жидкости AdBlue и вовремя доливать порцию реагента. Хоть немецкие автопроизводители утверждают, что система может похвастать большим эксплуатационным ресурсом, уже спустя несколько лет эксплуатации отдельные комплектующие BlueTec гарантированно выходят из строя. Для ремонта лучше брать оригинальные запчасти. В продаже встречаются и неоригиналы, однако их качество под вопросом. Если вы столкнулись с поломкой, как можно скорее подберите запчасти и делегируйте работу по их установке специалистам.

Mercedes BlueTec

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.