Urea för diesel: vad det behövs till och hur det fungerar

En av de obehagliga egenskaperna hos dieselmotorer är den höga nivån av utsläpp av skadliga ämnen i atmosfären, särskilt kväveoxider. I takt med att miljöbestämmelserna har blivit strängare har ingenjörerna varit tvungna att hitta nya sätt att neutralisera dessa föreningar. Efter reningssystemen skapades tekniken för selektiv katalytisk reduktion (SCR) av kväveoxider, vilket krävde en urealösning. Eller, med andra ord, AdBlue. Låt oss förstå vad det är och varför en modern bil behöver det.

Varför behöver du reagenset AdBlue (urea)

Vad är urea för diesel? Det kallas ofta för AdBlue, även om detta bara är ett registrerat varumärke som används för att hänvisa till en lösning av urea i demineraliserat vatten. AdBlue används endast i SCR-teknik för att minska kväveoxidutsläppen i dieselavgaser – som en komponent i en reaktion för att reducera ofarligt kväve från dess oxider.

Det flytande reagenset matas in i fordonets avgassystem där det genom att reagera med avgaserna (EG) hjälper till att omvandla kväveoxider till ofarliga ämnen som vattenånga och kväve. Utan denna teknik kan bilar med dieselmotorer idag inte uppfylla miljökrav över Euro-5-protokollet.

Varumärket AdBlue, vars rättigheter tillhör den tyska bilindustriföreningen (VDA), producerar en vattenlösning av urea. Å ena sidan är sammansättningen av urea för diesel enkel: 32,5% renad urea (det korrekta kemiska namnet är kolsyrediamid) och 67,5% demineraliserat vatten.

Tekniken för att framställa lösningen är dock komplex och inte tillgänglig för alla tillverkare. Processen kräver noggrann rening av vätskan från främmande föroreningar. Och det är möjligt att få namnet AdBlue på kapseln först efter att ha kontrollerat att egenskaperna enligt VDA-dokument och internationell standard ISO 22241 (i Tyskland – DIN 70070, i Ryssland – GOST R ISO) uppfylls.

En av de första som använde urea-lösning för dieselmotorer i seriefordon (först i lastbilar och bussar och sedan i personbilar) i början av 2000-talet var Daimler AG, som introducerade ett eget system för rengöring av avgaser från dieselmotorer BlueTec.

I Ryssland 2022 fanns det bara fyra tillverkare av AdBlue, som producerade en laglig och högkvalitativ produkt. AdBlue-reagens bör inte förväxlas med vanlig urea, som används som gödselmedel, livsmedelstillsatser för djur eller inom farmakologi.

Design och grundläggande principer för SCR-systemet

I moderna bilar för maximal minskning av skadliga utsläpp (kolväten, svavel, sot, kväveoxider och andra) används ett helt komplex av tekniska lösningar i avgassystemet.

Deras gemensamma namn är katalytiska element. Dessa inkluderar avgassystemkatalysatorer samt partikelfilter som uteslutande används i dieselbilar.

Och urea för diesel: vad är det för något? SCR-neutraliseringsteknik baserad på användning av urea är utformad för att göra avgaserna ännu mer miljövänliga genom ytterligare rening av gaser.

Det finns få komponenter i SCR-neutraliseringssystemet. Det kräver dock inte bara regelbunden tankning och kontroll av ureanivån i en speciell tank, utan också periodiskt underhåll.

Följande exempel på systemdesign och drift är helt sant för BlueTec-systemet från Daimler AG. System från andra tillverkare kan skilja sig åt i detaljer, men fungerar i allmänhet enligt samma princip.

AdBlue-vätskan hälls i en speciell tank, vars volym varierar från 5 till 35 liter i bilar. Som regel är tanken utrustad med en värmare som förhindrar att urealösningen fryser i kylan (dess kristallisering sker vid en temperatur på minus 11 grader Celsius).

Påfyllningshalsen på AdBlue-tanken i bilar är placerad på olika ställen: under bensintankens lucka, i bagageutrymmet eller under huven. Urean strömmar genom tillförselsrören till avgassystemet framför katalysatorn.

Med hjälp av munstycke och mixer (mixer) finfördelas reagenset under tryck från 4,5 till 8,5 bar i en komplex designkatalysator (katalytisk SCR-omvandlare), där i flera steg och deaktivering av kväveoxider till tillståndet för säkra ämnen – vattenånga och fritt kväve.

Processen styrs av elektronik – kontrollerande SCR-block, som, styrd av avläsningarna av sensorn som styr kväveoxid NOx, doserar lösningen.

Förbrukningen av urea för diesel är individuell för olika typer av bilar. I personbilar räcker det med en tankning för en sträcka på upp till 20.000 kilometer, och schemalagt underhåll och, vid behov, påfyllning av AdBlue utförs en gång var 10.000:e kilometer.

I procent av dieselbränsleförbrukningen är AdBlue-förbrukningen följande: från 4% av bränsleförbrukningen för personbilar och upp till 6% för tunga lastbilar. I allmänhet är det acceptabelt, även om kostnaden för en 5-liters dunk med AdBlue är jämförbar med priset för en liknande volym av till exempel kylvätska.

För- och nackdelar med urea för diesel

Fördelarna med sådana system kan formuleras i flera punkter, som är fullt giltiga för länder med strikta miljöbestämmelser och begränsningar.

Fördelarna med att använda urea för dieselmotorer:

1. Miljöuppdrag – förmågan att minska utsläppen till Euro-6 och strängare standarder.
2. Sänkt skatt på fordonsanvändning och minimering av påföljder för bristande efterlevnad av miljöstandarder för länder där denna praxis är tillämplig (därav likviditet på andrahandsmarknaden).
3. Mottagande av förmåner vid körning på avgiftsbelagda motorvägar, liksom vid inresa till ett antal bosättningar (relevant för ägare av kommersiella fordon).
4. Relativt enkel anslutning av SCR-moduler, vilket ökar kostnaden för dieselbilar något.
5. Kompatibilitet med katalytiska omvandlare, ERG-system och partikelfiltreringssystem.
6. ökad motoreffekt och minskad bränsleförbrukning.

Det finns också objektiva nackdelar, som ofta allvarligt komplicerar driften av bilen. Speciellt i det kalla ryska klimatet.

Nackdelarna med att använda urea:

• Hög fryspunkt. Vid sträng kyla kan urea kristallisera i systemet och därmed störa motordriften. När AdBlue-försörjningen stoppas (även om den bara tog slut i tanken) går dieselmotorer in i nödläge, begränsar effekten eller startar inte alls. Förresten, efter avfrostning kvarstår AdBlues arbetsegenskaper under en tid.
• Behovet av att ha ett förråd av urea i bagageutrymmet eller garaget. Förvaring av urea är ett ansvarsfullt företag. Det är viktigt att inte bara iaktta en strikt temperaturregim i det strikta plusområdet. Reagenset är aktivt, det kan interagera med gjutjärn, koppar, aluminium och ett antal andra metaller. AdBlue är kontraindicerad kontakt med bränslen och smörjmedel, lösningsmedel och andra bilkemikalier. Och hållbarheten – inte mer än ett år.
• Betydande kostnad för reparation och underhåll av systemets element.
• I Ryssland finns det många förfalskningar av AdBlue-reagens, bland vilka det är svårt att identifiera den ursprungliga och säkra produkten. Inte bara rengöringssystemets livslängd som helhet, utan även själva motorns hälsa beror ofta på reagensets kvalitet.
• Höga krav på kvaliteten på dieselbränsle. Kanske den viktigaste kontraindikationen för SCR-neutraliseringssystem i Ryssland.

Sammanfattning av resultaten

• Urea i diesel används för att förbättra dess miljöprestanda, och reagenset baserat på det kallas AdBlue.
• Principen för AdBlue är interaktion med kväveoxider i avgaserna med frigörelse av ofarligt kväve och ånga.
• Den största fördelen med SCR-neutraliseringssystem är fortfarande möjligheten att öka bilens ekologiska klass till Euro-6-standarden.
• I Ryssland har system baserade på AdBlue-kompositionen inte slagit rot på grund av ureans sårbarhet i kyla, den låga kvaliteten på dieselbränsle och själva reagenset, samt de höga kostnaderna för underhåll av sådana fordon.