Сегодня в мировой практике преимущественно используются
нейтрализаторы, которые состоят из трех компонентов. Три основных компонента: родий, палладий и платина. Родий
нейтрализует такое химическое вещество как окись азота NO, остающееся при
сгорании, платина побеждает угарный газ СО, а палладий работает над
углеводородом СН. В совокупности с самой системой эти компоненты делают
простую работу: они сперва окисляют, затем восстанавливают эти химикаты, но в
более простом виде. В итоге получается углекислый газ CO2, вода и азот N2. Такие системы очистки
предельно просты, очень эффективны, долговечны и не требуют постоянного ухода и
ремонта. Это
что касается бензиновых двигателей, но с дизельными моторами и продуктами
сгорания пришлось усложнить систему очистки. Помимо всех известных в бензиновом
двигателе продуктов сгорания, в дизеле добавляется сложный компонент — сажа.
Дизельные двигатели довольно требовательны к очистке, проблема в том, что если
обычными методами уменьшать сажу, то больше выделяется NO. Если сажу не
трогать, NO выделяется крайне мало, но от этого не легче, количество сажи
зависит от режима работы двигателя и от качества дизельного топлива.
Разработчики пришли к выводу, что помимо стандартной
нейтрализации, систему очистки нужно довести до совершенства, чтобы сажа также
была нейтрализована. Т.к. за выпуск систем взялись практически все авто
производители, и такие крупные как: Mitsubishi, Toyota и Citroen и другие,
поэтому систем нейтрализации было выпущено достаточно много. Нужно отметить,
что среди них есть такие катализаторы, которые доводили очистку до максимального
совершенства. Но схема их и устройство были слишком сложны для серийного
использования, это было дорого, кроме того, при поломке требовался дорогостоящий
ремонт. Эксперименты были продолжены и вскоре был создан очень эффективный
катализатор, с минимальными затратами, он очень прост и не требует сложного и
постоянного ухода. Смысл заключается в противосажевых фильтрах, которые
накапливают, такая схема и сейчас установлена практически на всех дизельных
двигателях. Окислительные катализаторы, как и везде, уничтожают СО и СН, а вот
Nox, независимо от объемов, принимает на себя система Bluetec, которую
разработали спецы из компании Mersedes.
Хоть она не нова, а лишь усовершенствованный вариант прежней
системы, тем не менее, успешно применялась и применяется на Мерседесах, а
эффективность очистки приравнивается к гибридным автомобилям.
Примечательно то, что система очень легко встраивается в
любые двигатели, универсальность не требует особенных работ по
совершенствованию двигателя. Просто в топливную систему вносятся небольшие
новшества, которые позволяют нейтрализовать окись азота до самых высоких
требований и стандартов.
Гибкость системы Bluetec обусловлена тем, что она имеет
своеобразные подсистемы, которые и позволяют так подстраиваться под любые
двигателя и укладываться во все нормы и требования. Например, в DaimlerChrysler
решили остановиться на системе очистки, которая использует впрыск вещества
AdBlue. Такая система сперва была опробована на грузовиках, автобусах и затем в
2005 году начала применяться на легковых автомобилях. По сей день такая система
используется на моделях Mercedes E320 Bluetec и Mercedes Benz GL. Специальный
состав воды и аммиака (мочевина) подается в двигатель, в выпускной тракт, этот
состав смешивается с газами и подается под давлением в SRC нейтрализатор. В
нейтрализаторе очень высокая температура, а сам нейтрализатор сделан из
специальных компонентов, в совокупности это улавливает все окиси азота. NOx
перемешиваются с аммиачным составом и на выходе получается вода и чистейший
азот. Остальную очистку вредных компонентов производит высокая температура.
Разобравшись с Nox, вернемся к саже. Помимо того, что она
коптит и имеет удушливый запах, сажа является помощником для разрастания клеток
рака. В начале статьи говорилось, что понижая количество сажи, увеличивается
количество окиси азота и наоборот, уменьшив азотные выбросы, сажа резко
увеличивается. Проблема была решена разработкой новой системы очистки Bluetec.
Новшество заключается в том, что отработанные газы без промежуточной обработки
сразу направляются в окислительный катализатор. Он же и является фильтром
против сажи, после такой очистки от сажных компонентов он направляется в
систему смешивания с мочевиной AdBlue. Здесь уже происходит известный процесс
очистки от остальных вредных компонентов в SCR катализаторе. Для полной очистки
от всех вредных веществ, израсходуется минимальное количество мочевины, на
100 км требуется всего 100 гр AdBlue. В зависимости от автомобиля бачок с
мочевиной достигает объема 20 л, т.е. такого количества хватит более чем
на 20 тыс пробега. Соответственно, не нужно постоянно следить за жидкостью,
достаточно это делать в процессе регулярно ТО, немного больший расход для
грузовиков.
Стоит отметить и минусы такой системы, которые, конечно,
имеются. Для начала нужно сказать, что Bluetec нуждается в качественном
дизельном топливе, с минимальным количеством серы. Обслуживание системы тоже
вылетает в копейку, но самый неприятный момент, это то, что мочевина не
устойчива к морозам. Уже при температуре -11.5 градусов может замерзнуть,
соответственно для наших краев такая система становится проблемой. Но это
касается реагента на основе AdBlue, немецкие производители предусмотрели эту
проблему и создали систему очистки без использования мочевины.
Эта система успешно используется на известных моделях
универсала и седана Mercedes E 320 CDI Bluetec, здесь в работу запущена
электроника. Она отвечает за режим впрыска, а вместо реагента AdBlue добавлена
четвертая ступень очистки.
В эту систему входят: фильтр против сажи; окислительный
каталитический катализатор из платины и два катализатора SCR, которые отвечают
за очистку всех видов NOx. На данный момент такие автомобили ездят только в
Америке, особенно они популярны там, где высокие экологические требования, они
примерно равны стандарту Евро5.
Хотя на сегодняшний день новейшая технология Bluetec
используется пока компанией Mersedes, но такая система явно не останется
привилегией только этой компании и будет востребована и у остальных
автопроизводителей.
