Urea pada mesin diesel: kenapa, komposisi, konsumsi, harga, shutdown

Sebagian besar pengendara modern, yang mendefinisikan mobil paling praktis, tidak hanya memperhatikan kekuatan unit daya dan kenyamanan yang ditawarkan di interior. Bagi banyak orang, ekonomi transportasi sangat penting. Namun, untuk membuat mobil dengan konsumsi bahan bakar yang lebih rendah, produsen lebih berpedoman pada standar lingkungan (ICE yang lebih kecil menghasilkan lebih sedikit zat berbahaya).

Pengetatan standar lingkungan memaksa para insinyur untuk mengembangkan sistem bahan bakar baru, memodifikasi powertrain yang ada, dan melengkapinya dengan peralatan tambahan. Semua orang tahu bahwa jika Anda mengurangi ukuran mesin, itu akan kehilangan tenaga. Karena alasan ini, turbocharger, kompresor, semua jenis sistem injeksi, dll. Semakin banyak ditemukan di mesin pembakaran internal berkapasitas kecil modern. Berkat hal tersebut, bahkan unit 1.0 liter pun cukup mampu bersaing dengan mesin 3.0 liter mobil sport langka.

Jika kita membandingkan mesin bensin dan diesel (perbedaan mesin seperti itu dijelaskan di review lain), lalu modifikasi dengan volume yang sama, beroperasi dengan bahan bakar berat, pasti akan lebih sedikit mengonsumsi bahan bakar. Ini karena mesin diesel mana pun dilengkapi dengan sistem injeksi langsung secara default. Lebih detail tentang perangkat motor jenis ini dijelaskan di sini.

Namun, mesin diesel tidak sesederhana itu. Selama pembakaran bahan bakar diesel, lebih banyak zat berbahaya yang dikeluarkan, itulah sebabnya kendaraan yang dilengkapi dengan mesin serupa lebih mencemari lingkungan daripada bensin pengganti. Untuk membuat mobil lebih aman dalam hal ini, termasuk sistem knalpot filter partikulat и katalisator... Unsur-unsur ini menghilangkan dan menetralkan hidrokarbon, karbon oksida, jelaga, sulfur dioksida dan zat berbahaya lainnya.

Selama bertahun-tahun, standar lingkungan, terutama untuk mesin diesel, telah diperketat. Saat ini, di banyak negara ada larangan pengoperasian kendaraan yang tidak memenuhi parameter Euro-4, dan terkadang bahkan lebih tinggi. Agar mesin diesel tidak kehilangan relevansinya, para insinyur telah melengkapi unit (dimulai dengan modifikasi standar eko Euro4) dengan sistem pembersih gas buang tambahan. Ini disebut SCR.

Bersamaan dengan itu, urea digunakan untuk bahan bakar diesel. Pertimbangkan mengapa solusi ini diperlukan di dalam mobil, apa prinsip pengoperasian sistem pembersihan semacam itu, dan juga apa kelebihan dan kekurangannya.

Apa urea untuk mesin diesel

Kata urea sendiri berarti zat yang mengandung garam asam urat - hasil akhir metabolisme mamalia. Ini secara aktif digunakan dalam pertanian, tetapi tidak digunakan dalam bentuk murni di industri otomotif.

Untuk mesin diesel, digunakan larutan khusus, 40 persen terdiri dari larutan urea berair dan 60 persen air suling. Zat ini adalah penetral kimia yang bereaksi dengan gas buang dan mengubah karbon oksida berbahaya, hidrokarbon dan nitrogen oksida menjadi gas inert (tidak berbahaya). Reaksi tersebut mengubah gas buang berbahaya menjadi karbon dioksida, nitrogen, dan air. Cairan ini juga disebut AdBlue untuk digunakan dalam sistem pengolahan gas buang.

Paling sering, sistem seperti itu digunakan pada kendaraan komersial. Truk tersebut akan memiliki tangki tambahan, yang leher pengisi terletak di dekat lubang pengisi bahan bakar. Truk tersebut tidak hanya diisi bahan bakar solar, tetapi larutan urea juga harus dituangkan ke dalam tangki terpisah (cairan siap pakai yang dijual dalam kaleng). Konsumsi zat tergantung pada jenis sistem bahan bakar dan seberapa efisien mesin bekerja.

Biasanya, mobil modern (ngomong-ngomong, sejumlah besar model penumpang yang menggunakan bahan bakar berat juga menerima sistem netralisasi seperti itu) mampu menghasilkan dua hingga enam persen urea dari total jumlah bahan bakar yang dikonsumsi. Karena fakta bahwa injeksi dikendalikan oleh elektronik presisi tinggi, dan pengoperasian sistem itu sendiri diratakan oleh sensor NO, Anda perlu menambahkan reagen ke tangki lebih jarang daripada mengisi bahan bakar mobil itu sendiri. Biasanya, pengisian bahan bakar diperlukan setelah sekitar 8 ribu kilometer (tergantung volume tangki).

Cairan untuk pengoperasian sistem pembuangan tidak boleh dicampur dengan solar, karena tidak mudah terbakar dengan sendirinya. Selain itu, sejumlah besar air dan bahan kimia akan dengan cepat menonaktifkan pompa bahan bakar bertekanan tinggi (pengoperasiannya dijelaskan di sini) dan komponen penting lainnya dari sistem bahan bakar.

Untuk apa di mesin diesel

Pada mobil modern, katalis digunakan untuk menetralkan hasil pembakaran. Sarang madu mereka terbuat dari bahan logam atau keramik. Modifikasi yang paling umum dilapisi secara internal dengan tiga jenis logam: rhodium, paladium dan platinum. Masing-masing logam ini bereaksi dengan gas buang dan menetralkan hidrokarbon dan karbon monoksida dalam kondisi suhu tinggi.

Outputnya adalah campuran karbon dioksida, nitrogen, dan air. Namun, knalpot diesel juga mengandung jelaga dan nitrogen oksida tingkat tinggi. Selain itu, jika sistem pembuangan dimodernisasi untuk menghilangkan satu zat berbahaya, ini memiliki efek samping - kandungan komponen lainnya meningkat secara proporsional. Proses ini diamati dalam berbagai mode operasi unit daya.

Untuk menghilangkan jelaga dari knalpot, digunakan perangkap atau filter partikulat. Aliran melewati sel-sel kecil dari bagian tersebut dan jelaga mengendap di tepinya. Seiring waktu, layar ini menjadi tersumbat dan mesin mengaktifkan pembakaran plak, sehingga memperpanjang masa pakai filter.

Meskipun terdapat elemen tambahan di sistem pembuangan mobil, semua zat berbahaya tidak dapat dinetralkan sepenuhnya. Karena itu, bahaya mesin mobil tidak berkurang. Untuk meningkatkan keramahan lingkungan dari pengangkutan, sistem tambahan lain untuk membersihkan atau menetralkan gas buang diesel telah dikembangkan.

Netralisasi SCR dirancang untuk memerangi oksida nitrat. Ini dipasang secara default di semua kendaraan diesel yang sesuai dengan Euro 4 dan di atasnya. Selain knalpot yang bersih, berkat penggunaan urea, sistem pembuangan tidak mengalami banyak endapan karbon.

Bagaimana sistem bekerja

Kehadiran sistem netralisasi memungkinkan mesin pembakaran internal lama disesuaikan dengan standar lingkungan modern. Penggunaan SCR dimungkinkan pada beberapa mobil sebagai perlengkapan tambahan, namun untuk ini sistem pembuangan otomatis perlu dimodernisasi. Sistem itu sendiri bekerja dalam tiga tahap.

Tahapan pembersihan limbah gas

Saat bahan bakar terbakar di dalam silinder, saat langkah buang mekanisme distribusi gas membuka katup buang. Piston mendorong produk pembakaran ke dalam manifold buang... Kemudian aliran gas memasuki filter partikulat, di mana jelaga tertahan. Ini adalah langkah pertama dalam pembersihan knalpot.

Aliran, yang telah dibersihkan dari jelaga, meninggalkan saringan dan diarahkan ke katalis (beberapa model jelaga kompatibel dengan katalis dalam wadah yang sama), di mana gas buang akan dinetralkan. Pada tahap ini, hingga gas panas masuk ke penetral, larutan urea disemprotkan ke dalam pipa.

1. ES; 2. Unit kendali; 3. Tangki reagen; 4. Filter DPF; 5. Knalpot dibersihkan sebagian; 6. Injeksi urea; 7. Katalis SCR.

Karena alirannya masih sangat panas, cairan segera menguap, dan amonia dilepaskan dari zat. Tindakan suhu tinggi juga membentuk asam isosianat. Pada titik ini, amonia bereaksi dengan oksida nitrat. Proses ini menetralkan gas berbahaya ini dan membentuk nitrogen dan air.

Tahap ketiga terjadi di katalis itu sendiri. Ini menetralkan zat beracun lainnya. Kemudian aliran masuk ke knalpot dan dibuang ke lingkungan.

Bergantung pada jenis mesin dan sistem pembuangan, netralisasi akan mengikuti prinsip yang sama, tetapi pemasangannya sendiri mungkin terlihat berbeda.

Komposisi cairan

Beberapa pengendara memiliki pertanyaan: jika urea adalah produk limbah dunia hewan, apakah mungkin membuat cairan seperti itu sendiri? Secara teori, itu mungkin, tetapi pabrikan tidak merekomendasikan melakukan ini. Larutan urea buatan sendiri tidak akan memenuhi persyaratan kualitas untuk digunakan pada mesin.

Dan ada beberapa alasan untuk ini:

1. Sebagai alternatif untuk membuat larutan, karbamid yang sering dimasukkan dalam banyak pupuk mineral dapat dipertimbangkan. Tetapi Anda tidak bisa pergi ke toko pertanian terdekat untuk membelinya. Alasannya, butiran pupuk diolah dengan zat khusus yang mencegah bahan curah dari penggumpalan. Reagen kimiawi ini berbahaya bagi elemen sistem pemurnian hasil pembakaran. Jika Anda menyiapkan solusi berdasarkan pupuk mineral ini, pemasangan akan gagal dengan sangat cepat. Tidak ada sistem filter yang mampu menyaring zat berbahaya ini.
2. Produksi pupuk mineral dikaitkan dengan penggunaan biuret (massa akhir reagen ini mungkin mengandung sekitar 1.6 persen). Kehadiran zat ini secara signifikan akan memperpendek umur konverter katalitik. Karena alasan ini, dalam pembuatan AdBlue, pada akhirnya hanya sebagian kecil biuret (tidak lebih dari 0.3 persen dari total volume) yang dapat dimasukkan ke dalam komposisinya.
3. Larutan itu sendiri dibuat berdasarkan air yang didemineralisasi (garam mineral menyumbat sarang lebah katalis, yang dengan cepat membuatnya tidak berfungsi). Meskipun harga cairan ini rendah, jika Anda menambahkan harga pupuk mineral dan waktu yang dihabiskan untuk membuat solusi dengan biayanya, biaya produk jadi tidak akan jauh berbeda dari analog industri. Ditambah reagen yang disiapkan di rumah berbahaya bagi mobil.

Pertanyaan umum lainnya terkait penggunaan urea untuk mesin diesel - dapatkah diencerkan dengan air demi ekonomi? Tidak ada yang akan melarang melakukan ini, tetapi penghematan tidak dapat dicapai dengan cara ini. Pasalnya, sistem aftertreatment knalpot dilengkapi dengan dua sensor yang dikonfigurasi untuk menentukan konsentrasi NO pada hasil pembakaran.

Satu sensor ditempatkan di depan katalis, dan yang lainnya di outletnya. Yang pertama menentukan jumlah nitrogen dioksida dalam gas buang dan mengaktifkan sistem netralisasi. Sensor kedua menentukan seberapa efisien proses tersebut berlangsung. Jika konsentrasi zat berbahaya di knalpot melebihi level yang diizinkan (32.5 persen), maka itu memberi sinyal bahwa jumlah urea tidak mencukupi, dan sistem meningkatkan volume cairan. Sebagai hasil dari larutan yang diencerkan, lebih banyak air akan hilang, dan lebih banyak air akan terkumpul di sistem pembuangan (bagaimana mengatasinya, dijelaskan terpisah).

Dengan sendirinya, urea terlihat seperti kristal garam yang tidak berbau. Mereka dapat dilarutkan dalam pelarut polar seperti amonia, metanol, kloroform, dll. Cara paling aman bagi kesehatan manusia adalah pelarutan dalam aquades (mineral yang merupakan bagian dari air biasa akan membentuk endapan pada katalis sarang lebah).

Karena penggunaan bahan kimia dalam persiapan solusinya, pengembangan urea dilakukan di bawah pengawasan atau dengan persetujuan Asosiasi Industri Otomotif (VDA).

Kelebihan dan kekurangan

Keuntungan terpenting penggunaan urea pada mesin diesel adalah menghilangkan zat beracun yang dilepaskan secara lebih lengkap selama pembakaran bahan bakar diesel. Cairan ini memungkinkan kendaraan memenuhi standar lingkungan hingga Euro6 (ini dipengaruhi oleh karakteristik unit itu sendiri dan kondisi teknisnya).

Tidak ada komponen teknis mesin yang berubah, oleh karena itu semua keuntungan penggunaan urea hanya terkait dengan bahaya emisi dan konsekuensi selanjutnya. Misalnya, saat melintasi perbatasan Eropa, pemilik kendaraan tidak perlu membayar pajak atau denda yang besar jika sistem di negara tersebut berhenti berfungsi.

Pengisian ulang jarang dilakukan. Konsumsi rata-rata sekitar 100 ml. untuk 100 kilometer. Namun, ini adalah indikator mobil penumpang. Tabung 20 liter biasanya cukup untuk 20 ribu km. Sedangkan untuk truk, rata-rata konsumsi urea di dalamnya sekitar 1.5 liter per 100 km. Itu tergantung pada volume motorik.

Zat tersebut dapat dituangkan langsung ke tangki yang terletak di kompartemen mesin, atau ke leher khusus yang terletak di dekat lubang pengisi tangki bahan bakar.

Terlepas dari keunggulan nyata dari sistem inovasi, sistem ini memiliki sejumlah besar kerugian. Mari kita pertimbangkan untuk mempermudah menentukan apakah akan menggunakan netralisasi ini atau tidak:

• Jika komponen sistem gagal, memperbaikinya akan mahal;
• Untuk netralisasi yang efektif, perlu menggunakan bahan bakar berkualitas tinggi (bahan bakar diesel sulfur rendah);
• Kerugian terbesar tidak terkait dengan sistem itu sendiri, tetapi dengan sejumlah besar cairan palsu di pasar CIS (hampir setengah dari barang yang dijual adalah palsu);
• Adanya sistem netralisasi membuat harga kendaraan menjadi lebih mahal;
• Selain mengisi bahan bakar dengan bahan bakar diesel, Anda perlu memantau pasokan AdBlue;
• Pengoperasian urea diperumit oleh fakta bahwa dalam cuaca beku yang parah (-11 derajat) ia membeku. Untuk alasan ini, pemanasan cair digunakan dalam banyak modifikasi;
• Cairan tersebut reaktif dan dapat menyebabkan luka bakar atau iritasi jika terkena tangan. Jika tangan yang tidak terlindungi telah bersentuhan dengan bahan, yang sering terjadi saat mengisi bahan bakar dari tabung besar, cairan harus dicuci bersih;
• Di wilayah CIS, hanya ada sedikit pompa bensin di mana, jika perlu, Anda dapat mengisi kembali urea berkualitas tinggi dalam jumlah tambahan. Untuk alasan ini, Anda perlu membeli cairan dengan margin dan membawanya jika Anda merencanakan perjalanan jauh;
• Cairan tersebut mengandung amonia, yang bila menguap akan merusak saluran pernapasan manusia.

Mengingat sejumlah kekurangan tersebut, banyak pengendara yang memutuskan untuk mematikan sistem ini.

Cara menonaktifkan

Ada beberapa cara untuk menonaktifkan netralisasi gas buang solar:

1. Bekukan sistem. Sebelum menggunakan metode ini, Anda perlu memastikan bahwa SCR tidak memiliki kesalahan dalam elektronik. Desain garis diubah sedemikian rupa sehingga elektronik menafsirkannya seolah-olah urea membeku. Dalam kasus ini, unit kontrol tidak mengaktifkan pompa sampai sistem "membeku". Metode ini cocok untuk perangkat yang tidak menyediakan pemanas reagen.
2. Shutdown software. Dalam hal ini, unit kontrol di-flash atau beberapa penyesuaian dilakukan untuk pengoperasian sistem elektronik.
3. Menginstal emulator. Dalam hal ini, SCR terputus dari sirkuit listrik, dan agar unit kontrol tidak memperbaiki kesalahan, emulator digital khusus dihubungkan sebagai gantinya, yang mengirimkan sinyal bahwa sistem berfungsi dengan baik. Dalam hal ini, tenaga mesin tidak berubah.

Sebelum melanjutkan dengan pemutusan netralisasi, penting untuk berkonsultasi dengan spesialis, karena setiap kasus mungkin memiliki nuansa tersendiri. Namun, menurut penulis ulasan ini, mengapa membeli mobil mahal untuk mematikan sesuatu di dalamnya, dan kemudian membayar uang untuk perbaikan mahal karena intervensi semacam itu?

Selain itu, kami menawarkan ulasan video singkat tentang pengoperasian salah satu jenis sistem SCR:

Sistem SCR, cara kerja AdBlue

Pertanyaan dan Jawaban:

Untuk apa urea untuk mesin diesel? Ini adalah zat yang ditambahkan untuk menghilangkan gas berbahaya di knalpot mesin diesel. Sistem ini harus mematuhi standar ramah lingkungan Euro4 - Euro6.

Bagaimana cara kerja urea pada solar? Dalam proses pemanasan dan reaksi kimia, urea amonia bereaksi dengan nitrogen oksida (gas paling berbahaya dalam bahan bakar diesel yang dibakar), menghasilkan pembentukan nitrogen dan air.