柴油发动机中的尿素：原因、成分、消耗、价格、停机

内容

什么是柴油机尿素
柴油发动机有什么用
系统如何工作
- 废气净化阶段
流体成分
优点和缺点
如何禁用
问题与解答：

定义最实用的汽车的大多数现代驾驶员不仅关注动力单元的功率以及内部提供的舒适性。对于许多人来说，运输经济非常重要。但是，制造出降低油耗的汽车后，制造商会更受环境标准的约束（较小的ICE排放的有害物质更少）。

严格的生态标准迫使工程师开发新的燃油系统，修改现有的动力总成，并为其配备更多的设备。大家都知道，如果减小引擎的尺寸，它将失去动力。因此，在现代的小排量内燃机中，涡轮增压器，压缩机，各种喷射系统等越来越普遍。因此，即使是1.0升的装置也可以与稀有跑车的3.0升发动机竞争。

如果我们比较汽油和柴油发动机（描述了这种发动机的区别 在另一则评论中），那么使用重油运行相同体积的修改肯定会减少燃料消耗。这是由于以下事实：默认情况下，任何柴油发动机都配备有直接喷射系统。描述了有关这种类型的电动机的更多细节这里.

但是，柴油发动机并不是那么简单。当柴油燃烧时，会排放出更多的有害物质，这就是为什么配备类似发动机的车辆比汽油类似物对环境污染更大的原因。为了使汽车在这方面更安全，排气系统包括 微粒过滤器 и 催化剂... 这些元素去除并中和碳氢化合物，碳氧化物，烟灰，二氧化硫和其他有害物质。

多年来，尤其是柴油发动机的环境标准已经收紧。目前，在许多国家/地区，禁止使用不符合欧4排放标准，有时甚至更高的车辆。为了使柴油发动机不失去其实用性，工程师们为这些装置（从对Euro4生态标准的修改开始）配备了附加的废气清洁系统。称为SCR。

尿素与之一起被用作柴油燃料。考虑一下为什么汽车需要这种解决方案，这种清洁系统的工作原理是什么，以及它的优缺点是什么。

什么是柴油机尿素

尿素一词本身是指含有尿酸盐的物质-哺乳动物新陈代谢的最终产物。它被积极地用于农业中，但在汽车工业中并未以其纯净形式使用。

对于柴油发动机，使用一种特殊的溶液，其中40％由尿素水溶液和60％的蒸馏水组成。该物质是化学中和剂，可与废气反应并将有害的碳氧化物，碳氢化合物和氮氧化物转化为惰性（无害）气体。该反应将有害废气转化为二氧化碳，氮气和水。这种流体也称为AdBlue，用于废气处理系统。

最常见的是，商用车辆中使用了类似的系统。卡车将有一个额外的油箱，其加油口位于加油口附近。卡车不仅使用柴油作为燃料，而且还必须将尿素溶液倒入单独的油箱（以罐头出售的现成液体）。物质的消耗量取决于燃油系统的类型以及发动机的工作效率。

通常，现代汽车（顺便说一句，许多使用重燃料的乘用车也采用了这种中和系统）能够消耗掉燃料总量中的8％至XNUMX％的尿素。由于喷射是由高精度电子设备控制的，并且系统本身的运行由NO传感器控制，因此与向汽车本身加油相比，向油箱中添加试剂的频率要低得多。通常，在行驶约八千公里后才需要加油（取决于油箱的容量）。

排气系统运行时所用的流体不得与柴油混合，因为它本身不易燃。另外，大量的水和化学药品会迅速使高压燃油泵失效（其操作已在这里）和燃油系统的其他重要组件。

柴油发动机有什么用

在现代汽车中，催化剂用于中和燃烧产物。他们的蜂窝由金属或陶瓷材料制成。最常见的修改是在内部镀上三种类型的金属：铑，钯和铂。这些金属中的每一种都会与废气反应，并在高温条件下中和碳氢化合物和一氧化碳。

输出是二氧化碳，氮气和水的混合物。但是，柴油机废气中也含有大量的烟灰和氮氧化物。此外，如果对排气系统进行现代化改造以去除一种有害物质，则会产生副作用-其他成分的含量成比例地增加。在功率单元的不同操作模式下会观察到此过程。

为了去除废气中的烟尘，使用了捕集器或微粒过滤器。流体流过零件的小孔，烟灰沉积在其边缘。随着时间的流逝，该滤网将被堵塞，引擎会激活斑块燃烧，从而延长了过滤器的使用寿命。

尽管汽车的排气系统中存在其他元素，但所有有害物质并未完全消除。因此，不会降低汽车发动机的有害性。为了改善运输的环境友好性，已经开发了另一种用于清洁或中和柴油机废气的附加系统。

SCR中和旨在抵抗一氧化氮。默认情况下，它将安装在所有符合欧4或更高标准的柴油车辆中。除了清洁的排气外，由于使用了尿素，排气系统的积碳更少。

系统如何工作

中和系统的存在使旧的内燃机能够适应现代的生态标准。 SCR在某些汽车中可以作为附加设备使用，但为此，汽车排气系统需要进行现代化改造。该系统本身可以分为三个阶段。

废气净化阶段

当燃油在气缸中燃烧时，处于排气冲程 气体分配机制 打开排气门。活塞将燃烧产物推入 排气歧管... 然后，气流进入微粒过滤器，烟灰被保留在其中。这是排气清洁的第一步。

已经清除了烟灰的气流离开过滤器，并被引导至催化剂（某些型号的烟灰与同一壳体中的催化剂兼容），在此废气将被中和。在这一阶段，直到热气体进入中和器为止，将尿素溶液喷入管道中。

由于气流仍然非常热，液体立即蒸发，氨从物质中释放出来。高温的作用还形成异氰酸。此时，氨与一氧化氮反应。该过程中和了这种有害气体，并形成了氮气和水。

第三阶段发生在催化剂本身中。它中和其他有毒物质。然后，气流进入消声器并排放到环境中。

根据发动机和排气系统的类型，中和将遵循类似的原理，但安装本身可能看起来有所不同。

流体成分

一些驾驶者有一个问题：尿素是否是动物世界重要活动的产物，是否有可能自己制造这种液体？从理论上讲，这是可能的，但制造商不建议这样做。自制尿素解决方案将无法满足用于机器的质量要求。

造成这种情况的原因有很多：

作为产生溶液的替代方法，可以考虑许多矿物肥料中通常包含的尿素。但是您不能去最近的农产品商店购买。原因是肥料颗粒经过特殊处理，可防止散装物料结块。该化学试剂对燃烧产物净化系统的元素有害。如果您准备基于这种矿物肥料的解决方案，则安装将很快失败。没有过滤器系统能够过滤掉这种有害物质。
矿物肥料的生产与缩二脲的使用有关（该试剂的最终质量可能包含约1.6％）。该物质的存在将大大缩短催化转化器的寿命。因此，在制造AdBlue时，最终只能在其成分中包含一小部分缩二脲（不超过总体积的0.3％）。
溶液本身是基于软化水制成的（矿物盐会堵塞催化剂的蜂窝，很快使蜂窝失效）。尽管这种液体的价格很低，但是如果您将矿物肥料的价格和制造该溶液所花费的时间加上其成本，则最终产品的成本与工业模拟产品的价格不会有太大差异。加上在家准备的试剂对汽车有害。

关于在柴油发动机中使用尿素的另一个常见问题-为了经济起见，是否可以用水稀释尿素？没有人会禁止这样做，但是以这种方式无法节省成本。原因是排气后处理系统配备了两个传感器，这些传感器配置为确定燃烧产物中NO的浓度。

一个传感器放置在催化剂的前面，另一个放置在催化剂的出口。首先确定废气中二氧化氮的量并激活中和系统。第二个传感器确定过程进行的效率。如果废气中有害物质的浓度超过允许水平（32.5％），则表明尿素数量不足，系统会增加流体量。由于溶液被稀释，更多的水将流失，并且更多的水将在排气系统中积聚（如何处理，将在下文中描述。另).

就其本身而言，尿素看起来像无味的盐晶体。它们可以溶解在极性溶剂中，例如氨，甲醇，氯仿等。对人体健康最安全的方法是将其溶解在蒸馏水中（作为普通水一部分的矿物质会在催化剂蜂窝上形成沉积物）。

由于在溶液制备中使用了化学药品，因此尿素的开发必须在汽车工业协会（VDA）的监督或批准下进行。

优点和缺点

在柴油发动机中使用尿素的最重要优点是可以更彻底地清除在柴油燃烧过程中释放的有毒物质。这种液体使车辆符合环保标准，最高可达Euro6（这受装置本身的特性及其技术条件的影响）。

发动机的任何技术组件都没有改变，因此使用尿素的所有优势仅与排放的危害和随之而来的后果有关。例如，在穿越欧洲边界时，如果该国的系统停止运行，车主将不必支付高额税款或罚款。

加油很少。平均消耗量约为100毫升。 100公里。但是，这是乘用车的指标。一个20升的罐通常足以行驶20万公里。对于卡车，每1.5公里尿素的平均消耗量约为100升。这取决于 马达体积.

可以将物质直接倒入位于发动机舱中的油箱中，也可以倒入位于油箱加油孔附近的特殊颈部中。

尽管创新系统具有明显的优势，但它也具有许多劣势。让我们考虑一下它们，以便更轻松地确定是否使用此中和功能：

如果系统组件发生故障，则修复将非常昂贵；
为了有效地进行中和，必须使用优质燃料（低硫柴油）。
最大的缺点不是与系统本身有关，而是与独联体市场上的大量假冒液体有关（几乎一半的已售商品都是假冒的）；
中和系统的存在使车辆更加昂贵。
除了使用柴油加油外，您还需要监视AdBlue的供应情况。
由于在严重霜冻（-11度）时尿素会冻结，因此尿素的操作变得复杂。因此，在许多变型中使用了液体加热。
液体具有反应性，如果与手接触，可能会引起灼伤或刺激。如果未加保护的手接触到该物质（通常是从大罐中加油时经常发生这种情况），则必须彻底清洗液体；
在独联体地区，很少有加油站，如果需要，您可以在其中加注额外数量的优质尿素。因此，如果您打算长途旅行，则需要购买有余量的液体并随身携带；
液体中含有氨，氨在蒸发时会损害人体呼吸道。

考虑到如此多的缺点，许多驾驶者决定关闭该系统。

如何禁用

有几种停用柴油废气中和的方法：

冻结系统。 使用此方法之前，需要确保SCR的电子器件没有错误。重新设计了生产线，以便电子设备将其解释为好像尿素已冻结。在这种情况下，控制单元在系统“冻结”之前不会激活泵。此方法适用于不提供试剂加热的设备。
软件关闭。 在这种情况下，控制单元将闪烁或对电子系统的操作进行一些调整。
安装仿真器。 在这种情况下，SCR已从电路断开，因此控制单元无法修复错误，而是连接了特殊的数字仿真器，该仿真器发送信号，表明系统运行正常。在这种情况下，发动机功率不会改变。