История, функционал и методы применения мочевины AdBlue в системе SCR

Использование персональных и коммерческих транспортных средств, за последние годы, обросло дополнительной законодательной регламентацией, касающейся повышенных экологических стандартов. В структуру новых моделей авто-техники вводятся актуальные новшества, призванные минимизировать вредные выбросы в атмосферу.

Использование транспортных средств на дизельных моторах стало регулироваться, не так давно воплощенным в жизнь, экологическим стандартом Euro-4, фактически обязующим владельцев автомобилей использовать вполне конкретную присадку — Адблю (AdBlue). Данная добавка призвана выполнять единственную функцию — антисептическую очистку вредных газовых выхлопов.

Если следование экологической регламентации стандартов Euro-1 и Euro-2 не представляет особой проблемы для владельцев дизельных автомобилей, то строжайшие требования норматива Euro-4 могут быть соблюдены исключительно с помощью SCR алгоритма — специально разработанной химической очистки, основанной на нейтрализации вредных испарений путем каталитического восстановления (selective catalytic reduction). Чтобы данный процесс проходил эффективно, абсолютно необходимо применение Адблю (AdBlue) состава в связке с катализатором. В комплект системы также входит пульверизатор и дозирующее устройство.

Реагент Адблю (AdBlue), российские пользователи, ошибочно связывают с составами, включающих в себя мочевину. В реальности, химический «рецепт» раствора состоит на 32,5% из карбамида, получаемого из газа, и на 67,5% из «пустой» воды, очищенной от каких-либо минеральных включений. Официальное название реагента — AUS 32, на территории Америки, он известен под аббревиатурой DEF (diesel exhaust fluid – в переводе с английского, жидкий реагент для выхлопных дизельных газов), европейская маркировка состава — AdBlue.

Алгоритм очистки SCR прост и бесхитростен — благодаря карбамиду в составе AdBlue, в системе отвода выхлопа происходит реакция распада. С помощью катализатора, пентаоксида ванадия, с формулой V2O5, при высоком температурном воздействии, вредоносные пары оксида азота, с формулой NOx, распадаются на чистые азотные испарения и обычную воду. На автомобиль предустанавливается, или добавляется впоследствии, специальная система очистки, включающая тару для реагента, а также электронный механизм впрыска с блоком синхронизированного управления. Для эффективной работы химического состава необходимо всего-лишь поддерживать необходимый уровень жидкости в баке — таким образом вредоносные пары обеззараживаются, а транспортное средство продолжает функционировать корректно.

Бренд AdBlue является собственностью государственного концерна VDA (Verband der Automobilindustrie — Ассоциация автопромышленников Германии) и ни в коем случае не может предоставляться для франшиз или стороннего использования. Говоря простым языком, AdBlue может производиться только отдельными предприятиями и только данный состав, с конкретным названием, гарантирует правильное проведение вышеуказанных химических реакций очистки. Абсолютно таким же образом, в реальности, не может существовать премиального состава или экономичного варианта той же формулы, AdBlue не видоизменяется в зависимости от производительности мотора, погодных условий эксплуатации или модификаций конкретного автомобиля. Состав реагента константен и не может подвергаться изменениям — на обширной территории РФ и бывших союзных республик в продажу регулярно поступают разнообразные аналоги продукта — EcoBlue, FilBlue, SuperBlue и другие. Нужно понимать, что данные растворы не имеют ничего общего с фирменным продуктом, не смотря на то, что номинально, состав реагентов полностью идентичен стандарту.

Дело в том, что система SCR будет работать корректно только при соблюдении строгих условий, использование «конкурентной» AdBlue продукции, вполне вероятно нанесет вред как самой очистной системе, так и всему транспортному средству. Опасность состоит в следующем — не смотря на аналогичный фирменной присадке «рецепт», в составе могут содержаться дополнительные примеси. По сути, они не мешают карбамиду делать свое благородное дело, но, что важнее, грязные составы разрушают катализатор — таким образом, химической реакции просто не происходит и очистка выхлопов не совершается. На катализатор не должны влиять никакие побочные включения, только карбамид и «пустая» вода, в противном случае, процесс просто не запустится.

В связи с этим фактом, немецкая VDA со всей брутальностью регламентирует официальное производство состава и следит за исполнением всех нормативов — любое предприятие, создающее фирменный реагент, должно отвечать повышенным требования к чистоте и организации производственного процесса (регламент DIN 70070в Германии), а также специфическим условиях складского хранения и логистики продукта (мировой регламент ISO 22241). Каждый завод проходит обязательную, жесточайшую аттестацию — в список «проверенных» предприятий входят более 130 компаний, в том числе такие гиганты индустрии, как Shell и DAF, MAN, Renault,VW, Volvo и многие другие. Полный перечень производств можно, с легкостью, изучить на официальном интернет-портале немецкой ассоциации — www.vda.de. К слову, на территории РФ, рабочую аккредитацию прошло всего два отечественных предприятия.

Чистота основного состава и фирменного катализатора играет ключевую роль в обеспечении очистки выхлопных газов — последний, состоит и определенного металлического сплава, имеющего переходную валентность и керамическую основу со специфическим дизайном пор. Перфорированная структура катализатора рассчитана таким образом, чтобы максимально эффективно производить диффузию раствора и нейтрализовывать вредоносные пары. Если основной рабочий состав AdBlue будет содержать чужеродные включения, SCR система может нанести прямой урон двигателю транспортного средства, а сама жидкость фактически уничтожит очистной механизм блокируя основные химические реакции и забивая поры катализатора. Если чистоту механизмов и «рецепт» состава имеет хоть малейшую погрешность, в выхлопной системе неизбежно повысится давление, что, в свою очередь, превратно, если не фатально, скажется на работе мотора.

Даже если в системе обеззараживания используется лицензированный, фирменный состав — нет никаких гарантий того, что SCR механизм будет работать без сбоев. Дополнительная сложность в использовании реагента состоит в уязвимости оного от внешних факторов, проще говоря метода использования. На химическом уровне, состав способен обмениваться свободными ионами с ионами меди, алюминия,чугуна и других металлов. В практическом смысле, это значит, что каждая поверхность, соприкасающаяся с рабочим раствором, может минимизировать или нивелировать процесс очистки газовых выхлопов. Следует обратить пристальное внимание на материалы бака и тар для хранения, розлива и транспортировки реагента. Более того, подавляющее большинство пластмасс также в состоянии навредить функционалу AdBlue. Для углубленного понимания механизмов использования системы, совет по химической промышленности Европы (CEFIC) подготовил расширенный список материалов, пригодных для использования с вышеуказанным реагентом.

Процесс производства AdBLue, на удивление трудоемок и сложен. В подавляющем большинстве случаев, основной элемент — карбамид, используется, почти эксклюзивно, аграрной отраслью. Изначальным сырьем является природный газ, чистота которого вполне подходит для создания состава, тем ни менее, его добыча ориентирована на сельскохозяйственный сектор. Карбамид, использующийся для удобрений, должен иметь рыхлую, а не плотную структуру, поэтому, на начальных этапах производства в продукт добавляется большое количество дополнительных включений, в том числе и натрий. Для производства AdBlue требуется чистый карбамид, выглядящий как отдельный спрессованный брусок, и наличие натрия в составе полностью убивает химический алгоритм SCR. Таким образом, реагент может производить только ограниченная группа предприятий в относительно небольших объемах, для крупных заводов, обслуживающих аграрные заказы, абсолютно не рентабельно менять производственный цикл, исключать из состава натрий и проводить дополнительные процедуры по очистке цехов и оборудования.

Именно этим специфическим аспектом, с разным уровнем успешности, и пользуются нерадивые поставщики «аналогичных» AdBlue продуктов — на крупном предприятии закупается, казалось бы, непригодный, промышленный карбамид с натрием. Последний разбавляется неочищенной водой в, фактически случайной, пропорции, упаковывается в тару и распространяется под видом идентичного фирменному продукта со слегка измененным брендингом (EcoBlue, SuperBlue и другие). Необходимо отметить, что сам катализатор реакции, при соприкосновении с грязным раствором, выходит из строя не моментально. Данный процесс занимает некоторое время, которое зависит от частоты использования транспортного средства и погодных условий, но, неизбежно, сулит замену компонента, оценивающегося в розничных сетях в пределах 5000 евро.

Вопрос о проверке подлинности продукта и контроле за работой SCR систем встает, в вышеуказанном аспекте, ярко как никогда. Составить объективное мнение о финальном составе реагента можно, исключительно, в лабораторных условиях. В обыденной жизни, мало у кого хватит мотивации для личного проведения такого рода тестов. Ситуацию усугубляет еще и следующий аспект — фирменный «рецепт» можно испортить за пару секунд, например, используя для розлива металлические или пластиковые воронки из недопустимых материалов или, что еще более неадекватно, бывшие в употреблении в розливе масла или топлива. Вполне логично, что основной состав моментально приходит в функциональную негодность, а катализатор начинает свой путь к неизбежному забвению. Полный отказ от использования состава, на данный момент, просто не возможен — экологическое законодательство имеет тенденцию к ужесточению, во многих транспортных средствах система SCR установлена по умолчанию. Метод работы очистного механизма также, рассчитан под использование AdBlue – в баке и в системе впрыска установлены высокоточные датчики, если для нейтрализации выхлопов используется неправильный реагент, мощность мотора автоматически понижается на 40%.

Периоды холодов, также являются проблемными, так как требуют дополнительных знаний при использовании состава. Распространенной проблемой является снижение мощности двигателя и постоянные оповещения о неисправности со стороны SCR системы. Зачастую корень проблемы кроется в следующем — состав AdBlue замерзает при -11 градусах по Цельсию, перед использование транспортного средства его абсолютно необходимо прогреть в относительно теплом гараже. Если пренебречь данной процедурой, замерзший реагент, не будет работать правильно и влечет за собой дорогостоящий ремонт выхлопных систем. Многие шоферы, выполняют искусственный разогрев состава, из-за которого происходит разделение раствора на воду и взвесь.

Вода, таким образом, поступает в систему впрыска и катастрофически мешает работе двигателя. Добавлять теплую порцию свежего реагента в состав замерзшего, также, не даст никаких положительных результатов. Определенное количество воды уже было выведено из цикла, заливая свежий раствор концентрация карбамида в баке увеличивается, изменяя состояние присадки с жидкости до, фактически, желе. Пропорцию и процентное соотношение карбамида к воде в баке, без специалистов, определить совершенно не возможно. Таким образом, в очередной раз, пренебрежение базовыми требованиями чревато дорогостоящим и продолжительным ремонтом всего газо-выводящего узла.

Не смотря на тот факт, что использование AdBlue плотно укореняется в сегменте легкового автопрома, минимальное число водителей обладают достаточными знаниями для эффективной работой с системой. Успешная очистка выхлопов может производиться только при использовании фирменного продукта с маркировкой AUS32 ISO 22241-3. Подавляющее большинство «конкурентных аналогов» имеют в составе пиковые значения нерастворимых включений, разрушающих всю цепь очистки. AdBlue крайне капризен, и любое соприкосновение реагента с поверхностями из цинка, алюминия, меди, чугуна и латуни неизбежно образует вредные соли в бачке подачи, что, в свою очередь, в кратчайшие сроки разрушает основной катализатор. Данный вид материалов также может содержаться в основном растворе «аналогового» продукта, так как связан с неподготовленностью производства, выпустившего изначальное сырье — карбамид.

Список основных неисправностей SCR систем:

1. Недостаточное количество реагента в системе

Причины: засор первичной системы фильтрации состава. Из-за неправильного использования реагента, карбамид имеет свойство к кристаллизации в ячейках фильтров, таким образом в цикл не поступает необходимое количество состава а опорожнение системы не дает позитивных изменений.

Последствия: необходимость в замене фильтрационных и насосных систем

2. Засор впрыскной форсунки

Причины: использование нефирменного реагента. Из-за дополнительных «грязных» включений, рабочий раствор засоряет систему впрыска, что способствует коррозии функциональных элементов и излишней кристаллизации состава.

Последствия: полная замена или частичный ремонт форсунки

3. Фатальные повреждения катализатора реакции

Причины: изначальное использование нефирменного реагента, или же лицензированного AdBlue с нарушениями в технологии розлива или хранения. Из-за большого количества изначальных или приобретенных включений, раствор засоряет ячейки катализатора, фактически полностью, останавливая, необходимую для очистки газов, химическую реакцию. Катализатор, как деталь, производится из керамического композита, обладающего пористой структурой и имеющего поверхностное напыление из оксида титана или ванадия. Очистить элемент с помощью агрессивных растворителей или температурной обработки не дает, и не может дать положительных результатов.

Последствия: полная замена элемента

Только официальные производители состава AdBlue действительно отвечают за качество раствора. Мелкие, «конкурирующие» бренды озабочены исключительно процентным содержанием карбамида в реагенте, никак не контролируя ни чужеродные примеси, ни метод производства. Совершить оперативную проверку составов и систем невозможно даже при использовании услуг сервисных центров, проведение такого рода тестов в «кустарных» условиях, и тем паче, не будет иметь результативности. Именно данный аспект, требующий бережного и осознанного использования SCR систем, играет на руку водителям-махинаторам. Последние, на протяжении длительного срока, используют фиктивные и низкокачественные состава, а перед поездкой в сервис-центр, заливают в бак фирменный AdBlue. Смысл такого мошенничества прост — шоферы и владельцы транспортной техники пытаюсь вывести в гарантийный случай факт собственной безалаберности.

Компания «Модуль» реализует только высококачественый раствор AdBlue® (Адблю) российского и европейского производства. Поставляемая продукция сертифицирована и имеет паспорта качества, подтверждающие ее соответствие требованиям, преду­смотренным международным стандартом ISO 22241.