σύστημα μετα-επεξεργασίας καυσαερίων

Ήδη στο παρελθόν η VW προηγήθηκε σημαντικά στην ανάπτυξη ενός καθαρού πετρελαιοκινητήρα, ανταποκρινόμενοι στην ευθύνη για την προστασία του περιβάλλοντος. Παραδείγματα είναι η αποδοτική και οικονομική τεχνολογία TDΙ, καθώς και τα ισχυρής απόδοσης συστήματα ψεκασμού και μετα-επεξεργασίας καυσαερίων.

 Ένα νέο σύστημα μετα-επεξεργασίας καυσαερίων είναι το σύστημα SCR. Χρησιμεύει στη μείωση των οξειδίων του αζώτου που περιέχονται στα καυσαέρια. Το αρκτικόλεξο SCR αντιπροσωπεύει τις λέξεις: Selective Catalytic reduction (επιλεκτική καταλυτική αναγωγή). Σε αυτή την τεχνολογία είναι επιλεκτική η χημική αντίδραση της αναγωγής. Αυτό σημαίνει ότι από τα συστατικά των καυσαερίων μειώνονται στοχευμένα μόνο τα οξείδια του αζώτου. Τα οξείδια του αζώτου (ΝΟχ) που περιέχονται στα καυσαέρια μετατρέπονται στον καταλύτη αναγωγικού μέσου σε άζωτο (Ν2) και νερό (Η2Ο). Για αυτό ψεκάζεται συνεχώς ένα αναγωγικό μέσω μπροστά από τον καταλύτη αναγωγικού μέσου στο ρεύμα καυσαερίων. Το αναγωγικό μέσω προστίθεται σε ένα ξεχωριστό πρόσθετο ρεζερβουάρ. Στην κατασκευή οχημάτων η τεχνολογία αυτή χρησιμοποιείται ήδη εδώ και λίγο καιρό στα επαγγελματικά οχήματα, σε φορτηγά και λεωφορεία. 

Στην VW εξοπλίζεται για πρώτη φορά το μοντέλο της Passate Blue TDI σε συνδυασμό με τον κινητήρα 2,01-105kW-Common Rail TDΙ με την τεχνολογία καταλύτη SCR.Συνεπώς είναι ο προπομπός μιας σειράς πρωτοποριακών καθαρών μοντέλων Blue TDI.

, 

Προδιαγραφές καυσαερίων

Ο κινητήρας με το σύστημα SCR πληροί ήδη σήμερα την προδιαγραφή καυσαερίων EU6 που θα ισχύει από το 2014 στην Ευρώπη. 

Τα οξείδια του αζώτου

Τα οξείδια του αζώτου είναι ένας γενικός όρος για τις χημικές ενώσεις από άζωτο και οξυγόνο. Προκύπτουν από υψηλή πίεση, υψηλές θερμοκρασίες και πλεόνασμα οξυγόνου στη διάρκεια της καύσης στον κινητήρα. Τα οξείδια του αζώτου είναι συνυπεύθυνα για τις ζημιές στα δάση εξαιτίας της όξινης βροχής και για τη δημιουργία νέφους.

Μέτρα για τη μείωση των οξειδίων του αζώτου

Πριν το σύστημα καταλύτη SCR συνεισφέρει στη μείωση των οξειδίων αζώτου, έχει προηγηθεί μια σειρά διάφορων τεχνικών λύσεων για τη μείωση των εκπομπών οξειδίων αζώτου.

Η μείωση τους μπορεί να επιτευχθεί με μέτρα εντός του κινητήρα. Η αποτελεσματική βελτιστοποίηση της καύσης φροντίζει στο να μην δημιουργούνται καν καυσαέρια. 

Στα μέτρα εντός  του κινητήρα ανήκουν τα εξής:

• η διαμόρφωση καναλιών εισαγωγής και εξαγωγής για τη βέλτιστη συμπεριφορά ροής 
• οι υψηλές πιέσεις ψεκασμού για την καλή δημιουργία μίγματος.
• η διαμόρφωση του θαλάμου καύσης, για παράδειγμα η διαμόρφωση της εσοχής του εμβόλου και η μείωση της σχέσης συμπίεσης.

Επανακυκλοφορία καυσαερίων

Στην επανακυκλοφορία καυσαερίων τροφοδοτείται εκ νέου ένα μέρος των καυσαερίων στη διαδικασία καύσης. Ταυτόχρονα μειώνεται το ποσοστό οξυγόνου στο μίγμα καυσίμου- αέρα, το οποίο επιδρά σε πιο αργή καύση. Κατά συνέπεια πέφτει η κορυφαία θερμοκρασία καύσης και μειώνονται οι εκπομπές οξειδίων αζώτου.

Ψύξη της επανακυκλοφορίας καυσαερίων.

Για να μειώνονται τα οξείδια αζώτου ακόμα πιο αποτελεσματικά κατά την επανακυκλοφορία καυσαερίων, τα επανατροφοδοτούμενα καυσαέρια οδηγούνται μέσω ενός ψυγείου όταν ο κινητήρας είναι σε θερμοκρασία λειτουργίας. Έτσι πέφτει κι άλλο η θερμοκρασία καύσης και μπορούν να τροφοδοτηθούν μεγαλύτερες ποσότητες καυσαερίων.

Δομή του συστήματος καυσαερίων SCR.

, 

Αρχή λειτουργίας του συστήματος SCR.

Ο αναγωγικός καταλύτης επιτυγχάνει τη θερμοκρασία λειτουργίας του στους περίπου 200ºC. Η πληροφορία για τη θερμοκρασία καυσαερίων μπροστά από τον αναγωγικό καταλύτη λαμβάνεται από τον εγκέφαλο του κινητήρα μέσω  του δότη θερμοκρασίας καυσαερίων.Το αναγωγικό μέσω AdBlue αναρροφάται από την αντλία αναγωγικού μέσου από το ρεζερβουάρ αναγωγικού μέσου και τροφοδοτείται με περίπου 5bar μέσω του θερμαινόμενου σωλήνα τροφοδοσίας προς τη βαλβίδα ψεκασμού αναγωγικού μέσου. Η βαλβίδα ψεκασμού αναγωγικού μέσου διεγείρεται από τον εγκέφαλο του κινητήρα και ψεκάζει δοσομετρικά το αναγωγικό μέσω στη σωλήνωση καυσαερίων. Το ψεκαζόμενο αναγωγικό μέσω συμπαρασύρεται από το ρεύμα καυσαερίων και κατανέμεται από τον μίκτη ομοιόμορφα στα καυσαέρια. Στη διαδρομή προς τον αναγωγικό καταλύτη, την αποκαλούμενη διαδρομή υδρόλυσης, αποσυντίθεται το αναγωγικό μέσω σε αμμωνία και διοξείδιο του άνθρακα.

Στους αναγωγικούς καταλύτες αντιδρά η αμμωνία με τα οξείδια του αζώτου σε άζωτο και νερό. Ο βαθμός επίδρασης του συστήματος SCR αναγνωρίζεται από τον δότη 2.

Το αναγωγικό μέσω AdBlue

Η αναγκαία αμμωνία για την αναγωγή των οξειδίων του αζώτου δεν χρησιμοποιείται σε καθαρή μορφή, αλλά με τη μορφή διαλύματος ουρίας - νερού. Η αμμωνία σε καθαρή μορφή είναι ερεθιστική για το δέρμα και τις βλεννογόνους και έχει εξαιρετικά δυσάρεστη οσμή. Ως αναγωγικό μέσω για το σύστημα SCR χρησιμοποιείται καθολικά από την αυτοκινητοβιομηχανία ένα υγρό με το εμπορικό όνομα AdBlue. Το AdBlue είναι υψηλής καθαρότητας, διαφανές διάλυμα με περιεκτικότητα 32,5 % ουρίας σε νερό. Παρασκευάζεται δε, συνθετικά και έχει το χαμηλότερο σημείο πήξης -11ºC

Oι ιδιότητες του AdBlue

• Σε θερμοκρασίες κάτω από τους -11ºC παγώνει
• Στις υψηλές θερμοκρασίες (περίπου 70-80ºC) αποσυντίθεται και έχει ως αποτέλεσμα να σχηματίζεται αμμωνία και να δημιουργείται δυσάρεστη οσμή.
• Εξαιτίας ρύπανσης από ξένες ουσίες και βακτήρια μπορεί να αχρηστευτεί.
• Η ουρία που διαρρέει και κρυσταλλώνεται δημιουργεί λευκές κηλίδες. Αυτές οι κηλίδες μπορούν να καθαριστούν με νερό και βούρτσα (το συντομότερο δυνατό.)
• Το AdBlue έχει αυξημένες ιδιότητες διείσδυσης. Τα ηλεκτρικά εξαρτήματα και τα φις πρέπει να προστατεύονται από την εισχώρηση του.

Η ένδειξη AdBlue στον πίνακα οργάνων.

Η ένδειξη AdBlue βρίσκεται στην οθόνη του πίνακα οργάνων. Ανάβει για να ειδοποιήσει έγκαιρα τον οδηγό για ανεφοδιασμό με αναγωγικό μέσω ή για να του υποδείξει μια βλάβη συστήματος. Η εικόνα που θα δείτε θα είναι κάπως έτσι:

 πηγη:autosynergio24