Močovina do nafty – jaká je spotřeba, aplikace a dopad na životní prostředí

Moderní ekologické normy ukládají přísná omezení na emise škodlivých látek ve výfukových plynech vznětového motoru. To nutí inženýry hledat nová řešení pro splnění standardů. Jedním z nich bylo použití močoviny pro vznětové motory v systému čištění výfukových plynů SCR (Selective Catalytic Reduction). Motory Daimler využívající tuto technologii se nazývají Bluetec.

Co je močovina pro naftu

Pokusy odstranit jednu ze složek výfukových plynů vedou ke zvýšení obsahu druhé. Pokud se pokusíte zbavit sazí ve výfukových plynech nafty, škodlivý oxid dusíku začne odcházet z vodního kamene a naopak. Konstruktéři vyvinuli filtry pro boj se sazemi, které se začaly instalovat do palivového systému dieselových motorů. K neutralizaci škodlivého oxidu dusíku bylo nutné přijít se zásadně novým systémem zahrnujícím použití močoviny.

Močovina nafty, prodávaná v autosalonech, je kapalina skládající se z vody a chemické sloučeniny, která se rozkládá na amoniak a oxid uhličitý. Amoniak získaný z této směsi lze použít k neutralizaci nebezpečných emisí. Tento proces probíhá ve speciálním SCR katalyzátoru.

Spotřeba močoviny závisí na velikosti motoru, takže nákladní automobily spotřebují mnohem více směsi než osobní automobily. Ale na rozdíl od negativních očekávání motoristů je použití a údržba takového systému čištění výfukových plynů relativně levné, zejména u osobních automobilů.

Jak funguje močovina v motoru?

Emise z dieselové pohonné jednotky obsahují 2 hlavní škodlivé složky: saze a oxidy dusíku. Pro boj se sazemi, které jsou nebezpečným karcinogenem, byl vynalezen filtr proti částicím, který zpomaluje pronikání sazí do atmosféry. U oxidu dusíku byl problém emisí této látky do atmosféry řešen pomocí kapalného systému SCR (Selective Catalytic Reduction). Systém SCR byl vyvinut společností FPT Industrial, která je součástí holdingu Fiat. Nyní vynález italské společnosti využívají všichni evropští výrobci dieselových vozů.

Fungování systému SRC je založeno na jednoduché chemické reakci. Vyčerpané výfukové plyny ve spalovací komoře interagují s vodným roztokem močoviny přicházejícím z neutralizační nádrže prostřednictvím vstřikování injektorem.

Vlivem vysoké teploty se močovina rozkládá na kyselinu isokyanatou a amoniak. Chemickou reakcí oxidu dusnatého a čpavku vzniká vodní pára a neškodný dusík. Zbývající chemické sloučeniny jednoduše shoří ve spalovací komoře. V důsledku toho se výrazně snižuje škodlivost výfukových plynů dieselových vozidel, protože je neutralizován nebezpečný oxid dusíku.

Zpočátku byl systém neutralizace kapalin používán v pohonných jednotkách nákladních automobilů, ale postupně našel své uplatnění v osobních dieselových automobilech. Použití SRC, filtru pevných částic a katalyzátoru umožňuje dosáhnout ekologických emisí na úrovni Euro-5 a Euro-6.

Proč je močovina potřebná pro naftu?

Inženýři neustále hledají odpověď na otázku – jak snížit množství škodlivých emisí? Snížení objemů motorů pravděpodobně nebude mít pozitivní dopad na situaci – lidé jsou příliš závislí na silniční dopravě, což nám umožňuje dodávat zboží, které potřebujeme, po zemi. Sníží se nosnost nákladních vozidel, což povede k nutnosti absolvovat několik jízd namísto jedné. Alternativním způsobem, který lze a měl by být použit, je neutralizace emisí ze spalovacích motorů.

Použití katalyzátoru SCR a močoviny je jedním ze způsobů, jak výrazně snížit emise vznětových motorů. Navíc je komponenta sama o sobě absolutně neškodná pro člověka a životní prostředí. Systém samostatně vypočítá potřebné množství složky na základě údajů o aktuální intenzitě využití motoru. Čím větší je zatížení, tím více močoviny se vstřikuje do katalyzátoru SCR. Použití močoviny tedy pomáhá snižovat škodlivé emise.

Výhody a nevýhody systému

Snížení škodlivých emisí vznětových motorů do ovzduší není jedinou výhodou systému SRC. Použití SRC má také následující výhody:

• výkon motoru se výrazně zvyšuje;
• dochází k mírnému poklesu úrovně spotřebovaného paliva;
• nízká spotřeba kapalin – osobní automobil ujede 5-10 tisíc km na jeden kanystr.

Použití močoviny má však i své nevýhody, které z velké části znemožňují její použití v dieselových vozidlech. Patří sem:

• rostoucí složitost systému, což vede k častějším poruchám;
• dodatečné náklady na údržbu (kanister AdBlue bude stát od 500 rublů);
• mrazu při teplotách pod -11 °C.

Právě nemožnost použití AdBlue při standardních teplotách pro domácí zimu je v ruských podmínkách nepraktické, přestože je nádrž na močovinu vybavena speciálním ohřevem proti zamrznutí kapaliny.

Tímto systémem jsou přitom standardně vybaveny dieselové vozy zakoupené v Evropě, které se nyní volně prodávají na ruském trhu. Takovým systémem je nutné vybavit i svého „železného koně“ při cestách do Evropy – jinak vám může hrozit poměrně velká ekologická pokuta. Značný počet tuzemských majitelů dieselových vozů proto stále musí udržovat systém SRC, pokud je jím jejich vůz vybaven, a kupovat močovinu.

Použití močoviny k čištění výfuku

Zpřísnění ekologických předpisů a norem přimělo výrobce automobilů k vytvoření ještě pokročilejších systémů, které se nyní aktivně používají u dieselových spalovacích motorů. Taková řešení umožnila snížit množství oxidu dusíku.

Jedním z nejběžnějších čisticích schémat je technologie Bluetec. Tento systém využívá celou řadu prvků pro čištění výfuku:

• filtr pevných částic;
• oxidační katalyzátor;
• kapalný systém pro neutralizaci oxidu dusíku;

Toto řešení bylo vyvinuto a aktivně používáno německým automobilovým gigantem Mercedes-Benz na různých modelech užitkových a osobních dieselových vozů. Nákladní automobily vybavené systémem Bluetec mají samostatnou nádrž, do které se nalévá aktivní činidlo zvané AdBlue. Uvedené činidlo je roztok močoviny s vodou (voda a čpavek). Speciální dávkovací zařízení automaticky vstřikuje roztok močoviny do výfukového systému naftového vozu, kde se mísí výfukové plyny a roztok močoviny pro naftu.

Po smíchání močoviny s výfukovými plyny vstupuje určená směs do SCR (selektivní katalytické redukce) konvertoru. Tento neutralizátor se vyznačuje tím, že pracuje na selektivním principu. Amoniak, který se nachází v močovině nafty, reaguje s oxidy dusíku vlivem katalytické vrstvy v konvertoru a vysokých teplot až 300 stupňů Celsia. Výsledkem je rozklad oxidů dusíku na dusík a vodu. V neutralizátoru vyhoří i další toxické sloučeniny. Podobné schéma se používá u osobních automobilů se specifikovaným systémem čištění.

Jak si vybrat

Při výběru močoviny pro dieselovou jednotku je třeba vzít v úvahu několik faktorů.

1. Vymyslet řešení sami je téměř nemožné. Samotná močovina (močovina) se prodává samostatně a používá se jako dusíkaté hnojivo a v jiných aplikacích. Získání demineralizované vody doma je však velmi obtížné, stejně jako dosažení požadovaného poměru. Proto byste neměli riskovat a zkoušet si kapalinu AdBlue vyrobit sami, jinak můžete vážně poškodit motor vašeho auta.
2. Až 50 % produktu prodávaného na tuzemském trhu je padělaných a nevhodných pro použití v dieselových motorech automobilů.

Při výběru AdBlue pro dieselové pohonné jednotky byste proto měli věnovat zvláštní pozornost jménu výrobce a tomu, zda má certifikát shody kvality.

1. Při nákupu močoviny musíte zakoupit konkrétně kapalinu AdBlue od licencovaných výrobců. To znamená, že výrobek musí nést ochrannou známku AdBlue® a splňovat evropskou normu ISO 22241-1. Pouze takový výrobek motoru neublíží, což nelze říci o necertifikovaných výrobcích prodávaných pod názvy „močovina pro vznětové motory“ apod.
2. Můžete si koupit močovinu prodávanou pod obchodními značkami výrobců automobilů, včetně použití k plnění automobilu jiné značky. Ve skutečnosti jsou takové produkty naprosto identické a liší se pouze svým názvem – sami výrobci automobilů produkt nevyrábějí, což dává výrobním závodům právo používat jejich ochrannou známku. AdBlue VW je docela vhodné pro použití v motorech Mercedes atd.
3. Mezi močovinou pro osobní a nákladní automobily není žádný rozdíl – tyto produkty jsou zcela totožné.
4. Není také žádný rozdíl ve vlastnostech ruského a dováženého AdBlue. Při nákupu domácího produktu se však musíte ujistit, že splňuje normu kvality GOST R ISO 22241.

V ruských podmínkách je mnoho majitelů automobilů vybavených katalyzátory SRC nuceno deaktivovat čisticí systém nebo použít jeho emulátor. Hlavním důvodem takových akcí domácích majitelů dieselových automobilů je neschopnost efektivně používat systém v zimě – při teplotách pod -11 ° C kapalina jednoduše zamrzne. Velkou otázkou proto v současnosti zůstává proveditelnost použití katalyzátorů SRC a kapaliny AdBlue v ruských podmínkách.