Система нейтрализации выхлопных газов

С ростом числа автомобилей возрастает негативное воздействие транспорта на окружающую среду. Ограничить это воздействие в странах ЕС пытаются введением жестких экологических норм, регулирующих максимальное количество загрязняющих веществ, выбрасываемых транспортными средствами в воздух. В первую очередь это относится к грузовому транспорту. Разработаны стандарты строго регламентирующие содержание в выхлопных газах особенно оксидов азота и твердых частиц (сажи). В настоящее время в странах ЕС действуют стандарты Euro 5.  Требования стандартов Еuro 5 действуют в Европе с сентября 2008 г. Предполагается, что уже в 2013 г. вступят в силу требования Euro 6, в которых предусмотрено снижение ещё в 3 раза содержания NOx и в 2 раза  объема выбросов твердых частиц по сравнению с нынешними нормами.

Система рециркуляции выхлопных газов EGR

Существует несколько конструктивных способов исполнения требований экологических  стандартов Euro. Один из них — система рециркуляции выхлопных газов (EGR/ AGR) в сочетании  с применением сажевого фильтра. Такая комбинация существенно уменьшает выбросы NOx и твердых частиц.  В этой системе выхлопные газы пропускаются через внешний охладитель и снова вводятся в систему сгорания через пластинчатый клапан. При этом температура забора воздуха уменьшается.  Попадание части отработавших газов в цилиндры вызывает снижение максимальной температуры горения и сгорание происходит при недостатке кислорода. В таком процессе образуется меньше окислов азота, чем при обычном сгорании. Но увеличивается образование сажи, а также газообразных СО и углеводородов. Для их нейтрализации  в системе выпуска устанавливаются катализатор и сажевый фильтр. К преимуществам системы EGR относятся относительная  низкая стоимость приобретения и отсутствие необходимости заправки реагентом, что проявляется в большой популярности системы у владельцев личного транспорта.

Недостатков же у EGR значительно больше: для выполнения требований Euro 5 экономически невыгодно использовать рециркуляцию выхлопных газов, т. к. это приводит к повышению тепловой нагрузки на двигатель и, следовательно, резко растет износ деталей двигателя. Это, в свою очередь, сказывается на быстром засорении масла продуктами износа и окисления. Для противодействия преждевременному старению возникает необходимость использовать дорогие специальные марки масел, рассчитанные на тяжелые условия «жизнедеятельности». Из-за существенного повышения тепловой нагрузки на двигатель возникает необходимость в установке на автомобиль мощных систем охлаждения, что приводит к повышению расхода  топлива в среднем на 3-6%.
Использование сажевого фильтра увеличивает затраты на техническое обслуживание транспортного средства. Повышается риск выхода автомобиля из строя в связи со снижением пропускной способности фильтра.
Также необходимо следить за качеством  заправляемого топлива, так как  риск повреждения катализатора в большой мере зависит от качества дизтоплива, а точнее, от процентного содержания в нем серы. Серный конденсат, образующийся при рециркуляции, вызывает засорение каналов, отравляет катализатор и быстро снижает эффективность  очистки.

Система селективной каталитической нейтрализации  SCR

После изучения и оценки различных подходов в части соответствия стандарту  Euro 5 и затем Euro 6 для автомобилей большой грузоподъёмности ведущие производители автомобильной промышленности остановили свой выбор на применении технологии SCR. SCR (Selective Catalytic Reduction) — избирательная каталитическая нейтрализация. Избирательной названа потому, что данная технология позволяет убрать из выхлопа только оксиды азота и не действует на другие вредные составляющие  (СО, углеводороды, частички сажи). В этой технологии в качестве восстанавливающего реагента используется раствор мочевины AdBlue, который выполняет роль катализатора окислительных процессов. Реагент AdBlue представляет собой 32,5%-ный водный раствор мочевины. Это нетоксичная жидкость. AdBlue дозированно подается в поток сжатого воздуха, с помощью которого этот распыленный раствор попадает в выхлопную трубу. При контакте с горячими выхлопными газами AdBlue разлагается на аммиак и двуокись углерода СО. Свободный аммиак в каталитическом нейтрализаторе SCR реагирует с NOx, в результате образуются безвредный азот и водяной пар.

После изучения и оценки различных подходов в части соответствия стандарту  Euro 5 и затем Euro 6 для автомобилей большой грузоподъёмности ведущие производители автомобильной промышленности остановили свой выбор на применении технологии SCR. SCR (Selective Catalytic Reduction) — избирательная каталитическая нейтрализация. Избирательной названа потому, что данная технология позволяет убрать из выхлопа только оксиды азота и не действует на другие вредные составляющие  (СО, углеводороды, частички сажи). В этой технологии в качестве восстанавливающего реагента используется раствор мочевины AdBlue, который выполняет роль катализатора окислительных процессов. Реагент AdBlue представляет собой 32,5%-ный водный раствор мочевины. Это нетоксичная жидкость. AdBlue дозированно подается в поток сжатого воздуха, с помощью которого этот распыленный раствор попадает в выхлопную трубу. При контакте с горячими выхлопными газами AdBlue разлагается на аммиак и двуокись углерода СО. Свободный аммиак в каталитическом нейтрализаторе SCR реагирует с NOx, в результате образуются безвредный азот и водяной пар.