Uvođenjem Euro 6 norme motori svih kamiona i autobusa moraju koristiti i AdBlue dodatak za čišćenje ispušnih plinova. O čemu se zapravo radi?

Kako radi dizel motor?

Motor u taktu usisa usisava zrak čiji tlak prilikom kompresije raste do 50 bara, a temperatura na oko 550 stupnjeva. U tako stlačeni i vrući zrak ubrizgava se gorivo koji trenutno isparava i zapaljuje se, pri čemu dolazi do naglog rasta tlaka (do 250 bara) i temperature (u nekim dijelovima cilindra i do 2.500 stupnjeva). Iako se radi o ekstremnim vrijednostima one u pravilu ne oštećuju motor jer se radi o vrijednostima temperature na određenima mjestima u cilindru koje se naglo smanjuju kako se klip kreće prema dolje.

Osim tlaka i temperature kao glavnih posljedica izgaranja goriva, pojavljuju se i brojni produkti izgaranja, nekoliko desetaka različitih kemijskih spojeva te krute čestice čađi. Budući da je gorivo ugljikovodik glavni produkti izgaranja su spojevi ugljika (CO, CO2), vodena para (H2O) te određena količina neizgorenih ugljikovodika (HC). Kako usisani zrak sadrži 79% dušika u uvjetima visoke temperature dolazi do spajanja molekula dušika i kisika i stvaranja vrlo opasnih dušičnih oksida (NOx). Gotovo svi produkti izgaranja koji nastaju u cilindru motora, osim vodene pare, su otrovni, kancerogeni ili na neki način ekološki neprihvatljivi.

Godine 1988. Europska ekonomska zajednica usvojila je direktivu 88/77/EEC kojom se definira Euro 0 odnosno Euro I norma u kojoj se po prvi put definiraju količine najvažnijih produkata izgaranja: ugljični monoksid (CO), neizgoreni ugljikovodici (HC), dušični oksidi (NOx) i krute čestice (PM).

Kako su norme postajale sve strožije tako su i zahvati na motoru postajali sve zahtjevniji, što je iniciralo uvođenje turbina s varijabilnom geometrijom odnosno rješenja poput povrata ispušnih plinova (EGR) u cilindar. Ipak, uskoro su iscrpljene mogućnosti postizanja traženih limita štetnih tvari samo zahvatima na motoru pa su se morali ugraditi uređaji za naknadnu obradu ispušnih plinova poput oksidacijskih katalizatora, filtera čestica i sl. Uvođenje Euro 4 norme je bila jedna od prekretnica koja je postavivši (za to vrijeme) stroge standarde po prvi put inicirala pojavu i SCR tehnologije.

EGR

EGR (Exhaust Gas Recirculation) je tehnologija kojom se izgoreni plinovi ponovno vraćaju u cilindar gdje de facto glume inertni plin što je bio jedan od načina za poboljšanje ispuha. Razlog za povrat plinova leži u činjenici da dizel motori moraju raditi s tzv. pretičkom zraka, odnosno moraju imati dvostruku količinu zraka od one koja je nužno potrebna da bi izgorilo sve gorivo.

Ovo dovodi do situacije u kojoj u cilindru postoje slobodne molekule kisika i dušika iz zraka koje se u uvjetima visoke temperature i tlaka spajaju čime nastaju vrlo nepoželjni dušični oksidi (dušični monoksid-NO i dušični dioksid-NO2) za koje se koristi zajednički naziv NOx.Foto: F28575ASmanivanje količine NOx povećava se količina čestica pa je nužno kombiniranje više tehnologija

Povratom izgorenih plinova u cilindru se dio zraka zamjenjuje s inertnim plinom čime se smanjuje mogućnost nastanka NOx jer je manje slobodnog kisika i dušika. Povratni plinovi mogu činiti i do 30 posto volumena prilikom usisa.

Kao i uvijek u prirodi jedna pojava uvijek uzrokuje drugu pa iako smanjuju NOx povratni plinovi istodobno uzrokuju drugi problem: nekvalitetnije izgaranje u kojem su vršne temperature nešto manje što opet dovodi do povećanja količine krutih čestica.Foto: F28575ADodatni problem EGR-a je što se povećanjem količine povrata plinova povećava i potrošnja

NOx i krute čestice imaju konfliktne kemijske faktore pa veći udio EGR-a u usisu znači i veću količinu čestica (PM) pa je u većini slučajeva nužna ugradnja filtera čestica. Također, povećanjem udjela povratnih plinova se povećava i potrošnja zbog čega postotak povrata nikad ne prelazi između 20 i 30 posto jer nakon toga potrošnja počinje naglo rasti.

SCR

Iznimno niske razine štetnih sastojaka u ispuhu koje nameće Euro 6 (i njegove derivacije) kod velikih motora nije moguće postići bez SCR (Selective Catalytic Reduction) tehnologije. Radi se o relativno jednostavnom, ali vrlo efikasnom rješenju prilikom koje se u ispuh ubrizgava otopina uree (poznata pod trgovačkim nazivom AdBlue) od koje nastaje amonijak koji se veže s NOx pri čemu nastaje neopasni dušik i vodena para. No ovakvo rješenje, osim ugradnje posebnog SCR katalizatora zahtjeva ugradnju dodatnog spremnika za AdBlue kojeg se mora također dopunjavati. Potrošnja AdBlue dodatka je oko 5% potrošnje goriva.Foto: F28575AU ispuh se ubrizgava AdBlue, nastaje amonijak koji reagira s NOx

Postoje izvedbe Euro 6 motora koji koriste kombinaciju EGR i SCR tehnologije. Tako se uz pomoć EGR-a smanjuje količina NOx, ali se mora ugraditi i SCR katalizator da bi se NOx u potpunosti eliminirao.

Naravno nužan je i filter čestica koji se redovito regenerira (najčešće automatski osim u posebnim režimima vožnje) zbog nešto veće količine čestica koje ima EGR tehnologija.

Neki proizvođači koriste samo SCR tehnologiju bez povrata ispušnih plinova u cilindar, što znači da ispuh ima relativno malo čestica (no svejedno je nužan filter) te SCR katalizator koji u ovom slučaju koristi nešto veću količinu AdBlue dodatka jer je nužno eliminirati veću količinu NOx. Ovo rješenje usvaja sve više proizvođača jer je izvedba motora jednostavnija (nema EGR ventila), a donosi prednost u manjoj potrošnji (dizela).

AdBlue

AdBlue je otopina uree u vodi i sadrži 32,5 posto uree i 67,5 posto destilirane vode. Sastav i kvaliteta definirani su standardom ISO 2241 odnosno DIN 70070. Udio različitih metala ne smije prelaziti 0.2 mg/kg kako se ne bi oštetio SCR katalizator. 

Pojavljuje se i naziv AUS32 (Aqueous Urea Solution 32%, odnosno vodeni rastvor uree od 32%) te također i DEF (odnosno Diesel Exhaust Fluid). AdBlue je relativno podložan temperaturnim utjecajima pa ga je nužno skladištiti u odgovarajućim uvjetima kako bi se zadržala tražena kvaliteta (smrzava se na -11,5 stupnjeva).

Ostavite komentar

Unesite svoj komentar!
Ovdje unesite svoje ime