Uréia em motores a diesel: por que, composição, consumo, preço, desligamento
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A maioria dos motoristas modernos, definindo o carro mais prático, não prestam atenção apenas na potência do motor e no conforto que é oferecido no interior. Para muitos, a economia de transporte é de grande importância. Porém, ao criar carros com menor consumo de combustível, os fabricantes são mais orientados por padrões ambientais (um ICE menor emite menos substâncias nocivas).
O endurecimento dos padrões ecológicos forçou os engenheiros a desenvolver novos sistemas de combustível, modificar os conjuntos de força existentes e equipá-los com equipamentos adicionais. Todo mundo sabe que se você reduzir o tamanho do motor, ele perderá potência. Por esta razão, nos modernos motores de combustão interna de pequeno deslocamento, turbocompressores, compressores, todos os tipos de sistemas de injeção, etc. são cada vez mais comuns. Graças a isso, mesmo uma unidade de 1.0 litro é perfeitamente capaz de competir com o motor de 3.0 litros de um raro carro esportivo.
Se compararmos os motores a gasolina e diesel (a diferença em tais motores é descrita em outra revisão), então as modificações com um volume idêntico operando com combustível pesado definitivamente consumirão menos combustível. Isso se deve ao fato de que qualquer motor a diesel está equipado com um sistema de injeção direta por padrão. Mais detalhes sobre o dispositivo deste tipo de motores são descritos aqui.
No entanto, os motores a diesel não são tão simples. Quando o gasóleo é queimado, são emitidas mais substâncias nocivas, razão pela qual os veículos equipados com um motor semelhante poluem mais o ambiente do que um análogo a gasolina. Para tornar o carro mais seguro a este respeito, o sistema de escapamento inclui filtro particular и catalisador... Esses elementos removem e neutralizam hidrocarbonetos, óxidos de carbono, fuligem, dióxido de enxofre e outras substâncias nocivas.
Com o passar dos anos, os padrões ambientais, especialmente para motores a diesel, ficaram mais rígidos. No momento, em muitos países existe uma proibição de operação de veículos que não atendam aos parâmetros Euro-4, e às vezes até mais elevados. Para que o motor diesel não perca a sua relevância, os engenheiros equiparam as unidades (começando com modificações do padrão eco Euro4) com um sistema adicional de limpeza dos gases de escape. É chamado de SCR.
Junto com ele, a ureia é usada como óleo diesel. Considere por que essa solução é necessária no carro, qual é o princípio de operação de tal sistema de limpeza e também quais são suas vantagens e desvantagens.
O que é uréia para um motor diesel
A própria palavra ureia significa uma substância que contém sais de ácido úrico - o produto final do metabolismo dos mamíferos. É usado ativamente na agricultura, mas não é usado em sua forma pura na indústria automobilística.
Para motores a diesel, uma solução especial é usada, 40 por cento consistindo em uma solução aquosa de ureia e 60 por cento de água destilada. Esta substância é um neutralizador químico que reage com os gases de exaustão e converte óxidos de carbono, hidrocarbonetos e óxidos de nitrogênio nocivos em um gás inerte (inofensivo). A reação converte gases nocivos em dióxido de carbono, nitrogênio e água. Esse fluido também é chamado de AdBlue para uso no sistema de tratamento de gases de escapamento.
Na maioria das vezes, esse sistema é usado em veículos comerciais. O caminhão terá um tanque adicional, cujo gargalo de abastecimento está localizado próximo ao orifício de abastecimento de combustível. O caminhão é abastecido não apenas com óleo diesel, mas uma solução de ureia também deve ser despejada em um tanque separado (um líquido pronto que é vendido em caixas). O consumo da substância depende do tipo de sistema de combustível e da eficiência com que o motor funciona.
Normalmente, um carro moderno (aliás, um grande número de modelos de passageiros que usam combustível pesado também recebe esse sistema de neutralização) é capaz de trabalhar de dois a seis por cento da ureia da quantidade total de combustível consumido. Devido ao fato de que a injeção é controlada por eletrônicos de alta precisão e a operação do próprio sistema é nivelada por sensores de NO, você precisa adicionar reagente ao tanque com muito menos frequência do que reabastecer o próprio carro. Normalmente, o reabastecimento é necessário após cerca de 8 mil quilômetros (dependendo do volume do tanque).
O fluido para o funcionamento do sistema de escape não deve ser misturado com gasóleo, uma vez que não é inflamável por si só. Além disso, uma grande quantidade de água e produtos químicos irá desativar rapidamente a bomba de combustível de alta pressão (sua operação é descrita aqui) e outros componentes importantes do sistema de combustível.
Para que serve um motor a diesel
Nos carros modernos, os catalisadores são usados para neutralizar os produtos da combustão. Seu favo de mel é feito de metal ou material cerâmico. As modificações mais comuns são revestidas internamente com três tipos de metais: ródio, paládio e platina. Cada um desses metais reage com os gases de exaustão e neutraliza os hidrocarbonetos e o monóxido de carbono em condições de alta temperatura.
A saída é uma mistura de dióxido de carbono, nitrogênio e água. No entanto, o escapamento de diesel também contém altos níveis de fuligem e óxido de nitrogênio. Além disso, se o sistema de exaustão for modernizado para remover uma substância prejudicial, isso tem um efeito colateral - o conteúdo do outro componente aumenta proporcionalmente. Este processo é observado em diferentes modos de operação da unidade de potência.
Para remover a fuligem do escapamento, um trap ou filtro de partículas é usado. O fluxo passa pelas pequenas células da peça e a fuligem se instala em suas bordas. Com o tempo, essa tela fica entupida e o motor ativa a queima da placa, estendendo a vida útil do filtro.
Apesar da presença de elementos adicionais no sistema de escapamento do carro, todas as substâncias nocivas não são totalmente neutralizadas. Por isso, a nocividade do motor do carro não é reduzida. Para melhorar a compatibilidade do transporte com o meio ambiente, foi desenvolvido outro sistema adicional para limpeza ou neutralização dos gases de exaustão do diesel.
A neutralização de SCR é projetada para combater o óxido nítrico. Ele é instalado por padrão em todos os veículos a diesel que atendem ao Euro 4 e superior. Além da exaustão limpa, graças ao uso de ureia, o sistema de exaustão sofre menos com depósitos de carbono.
Como o sistema funciona
A presença de um sistema de neutralização permite que o antigo motor de combustão interna seja adaptado aos modernos padrões ecológicos. O uso do SCR é possível em alguns carros como um equipamento adicional, mas para isso o sistema de escapamento automático precisa ser modernizado. O próprio sistema funciona em três etapas.
Estágios de limpeza de gases residuais
Quando o combustível queima no cilindro, no curso de exaustão mecanismo de distribuição de gás abre as válvulas de escape. O pistão empurra os produtos de combustão para dentro um coletor de exaustão... Em seguida, o fluxo de gás entra no filtro de partículas, no qual a fuligem é retida. Esta é a primeira etapa da limpeza do exaustor.
A corrente, já limpa de fuligem, sai do filtro e é direcionada ao catalisador (alguns modelos de fuligem são compatíveis com o catalisador no mesmo invólucro), onde o gás de exaustão será neutralizado. Nesse estágio, até que o gás quente entre no neutralizador, uma solução de ureia é borrifada na tubulação.
Como o fluxo ainda está muito quente, o líquido evapora imediatamente e a amônia é liberada da substância. A ação da alta temperatura também forma ácido isociânico. Nesse ponto, a amônia reage com o óxido nítrico. Este processo neutraliza esse gás prejudicial e forma nitrogênio e água.
A terceira etapa ocorre no próprio catalisador. Ele neutraliza outras substâncias tóxicas. Em seguida, o fluxo segue para o silencioso e é descarregado no meio ambiente.
Dependendo do tipo de motor e sistema de escapamento, a neutralização seguirá um princípio semelhante, mas a instalação em si pode parecer diferente.
Composição fluida
Alguns motoristas têm uma pergunta: se a uréia é um produto da atividade vital do mundo animal, é possível fazer esse líquido sozinho? Em teoria, é possível, mas os fabricantes não recomendam fazer isso. Uma solução de ureia caseira não atende aos requisitos de qualidade para uso em máquinas.
E há vários motivos para isso:
- A ureia, frequentemente incluída em muitos fertilizantes minerais, pode ser considerada uma alternativa para a criação de uma solução. Mas você não pode ir à loja agrícola mais próxima para comprá-lo. A razão é que os grânulos do fertilizante são tratados com uma substância especial que evita que o material a granel endureça. Este reagente químico é prejudicial aos elementos do sistema de purificação dos produtos de combustão. Se você preparar uma solução baseada neste fertilizante mineral, a instalação irá falhar muito rapidamente. Nenhum sistema de filtro é capaz de filtrar esta substância prejudicial.
- A produção de fertilizantes minerais está associada ao uso de biureto (a massa final desse reagente pode conter cerca de 1.6%). A presença desta substância encurtará significativamente a vida do conversor catalítico. Por esse motivo, na fabricação do AdBlue, ao final, apenas uma pequena fração do biureto (não mais que 0.3 por cento do volume total) pode estar em sua composição.
- A própria solução é criada com base na água desmineralizada (os sais minerais entopem o favo de mel do catalisador, o que rapidamente o põe fora de ação). Embora o preço desse líquido seja baixo, se você adicionar o preço do fertilizante mineral e o tempo gasto para fazer a solução ao seu custo, o custo do produto acabado não será muito diferente do análogo industrial. Além disso, um reagente preparado em casa é prejudicial ao carro.
Outra dúvida comum em relação ao uso de uréia em motores a diesel - pode ser diluída em água por uma questão de economia? Ninguém vai proibir isso, mas a economia não pode ser alcançada dessa forma. A razão é que o sistema de pós-tratamento do escapamento é equipado com dois sensores configurados para determinar a concentração de NO nos produtos de combustão.
Um sensor é colocado na frente do catalisador e o outro em sua saída. O primeiro determina a quantidade de dióxido de nitrogênio nos gases de exaustão e ativa o sistema de neutralização. O segundo sensor determina a eficiência do processo. Se a concentração de uma substância nociva no escapamento ultrapassar o nível permitido (32.5%), isso dará um sinal de que a quantidade de ureia é insuficiente e o sistema aumentará o volume de fluido. Como resultado da solução diluída, mais água irá desaparecer e mais água se acumulará no sistema de exaustão (como lidar com isso, é descrito separadamente).
Por si só, a uréia se parece com cristais de sal inodoros. Eles podem ser dissolvidos em um solvente polar, como amônia, metanol, clorofórmio, etc. O método mais seguro para a saúde humana é a dissolução em água destilada (minerais que fazem parte da água comum irão formar depósitos no favo de mel do catalisador).
Devido ao uso de produtos químicos na preparação da solução, o desenvolvimento da ureia é realizado sob a supervisão ou com a aprovação da Associação da Indústria Automotiva (VDA).
Vantagens e desvantagens
A vantagem mais importante do uso de uréia em motores a diesel é uma remoção mais completa das substâncias tóxicas que são liberadas durante a combustão do óleo diesel. Este fluido permite que o veículo cumpra a norma ambiental até Euro6 (isto é influenciado pelas características da própria unidade e pelo seu estado técnico).
Nenhum dos componentes técnicos do motor muda, portanto todas as vantagens da utilização da ureia estão associadas apenas à nocividade das emissões e às consequências daí decorrentes. Por exemplo, ao cruzar a fronteira europeia, o proprietário do veículo não terá que pagar uma taxa pesada ou multa se o sistema naquele país parar de funcionar.
O reabastecimento não é frequente. O consumo médio é de cerca de 100 ml. por 100 quilômetros. No entanto, este é um indicador para um carro de passageiros. Uma lata de 20 litros costuma ser suficiente para 20 mil km. Já para o caminhão, o consumo médio de ureia nele é de cerca de 1.5 litro a cada 100 km. Depende do volume do motor.
A substância pode ser despejada diretamente no tanque localizado no compartimento do motor ou em um gargalo especial localizado próximo ao orifício de enchimento do tanque de combustível.
Apesar das vantagens óbvias do sistema de inovação, ele apresenta um grande número de desvantagens. Vamos considerá-los para tornar mais fácil determinar se deve usar esta neutralização ou não:
- Se um componente do sistema falhar, o reparo será caro;
- Para uma neutralização eficaz, é necessário o uso de combustível de alta qualidade (óleo diesel com baixo teor de enxofre);
- A maior desvantagem não está associada ao sistema em si, mas a um grande número de líquidos falsificados no mercado CIS (quase metade dos produtos vendidos são falsificados);
- A presença de um sistema de neutralização torna o veículo mais caro;
- Além de reabastecer com óleo diesel, é necessário monitorar o abastecimento de AdBlue;
- O funcionamento da ureia é complicado pelo fato de que em geadas severas (-11 graus) ela congela. Por esta razão, o aquecimento líquido é usado em muitas modificações;
- O líquido é reativo e pode causar queimaduras ou irritação se entrar em contato com as mãos. Se a mão desprotegida entrar em contato com a substância, o que costuma acontecer ao reabastecer de um recipiente grande, o líquido deve ser bem lavado;
- No território do CEI, existem muito poucos postos de abastecimento onde, se necessário, pode repor quantidades adicionais de ureia de alta qualidade. Por isso, você precisa comprar o líquido com margem e carregá-lo se estiver planejando uma viagem longa;
- O líquido contém amônia que, quando evaporada, prejudica o trato respiratório humano.
Devido a tantas desvantagens, muitos motoristas decidem desligar este sistema.
Como desativar
Existem várias maneiras de desativar a neutralização dos gases de escape do diesel:
- Congele o sistema. Antes de usar este método, você precisa se certificar de que o SCR não tem erros na parte eletrônica. A linha é redesenhada para que a eletrônica a interprete como se a uréia estivesse congelada. Neste caso, a central não aciona a bomba até que o sistema "congele". Este método é adequado para dispositivos que não fornecem aquecimento de reagente.
- Desligamento do software. Neste caso, a unidade de controle pisca ou são feitos alguns ajustes no funcionamento do sistema eletrônico.
- Instalando o emulador. Neste caso, o SCR é desconectado do circuito elétrico e, para que a central não conserte o erro, é conectado um emulador digital especial, que envia um sinal de que o sistema está funcionando corretamente. Isso não altera a potência do motor.
Antes de prosseguir com a desconexão da neutralização, é importante consultar um especialista, pois cada caso individual pode ter suas próprias nuances. No entanto, de acordo com o autor desta revisão, por que comprar um carro caro para desligar algo nele e depois pagar por reparos caros devido a tal intervenção?
Além disso, oferecemos uma breve revisão em vídeo da operação de uma das variedades do sistema SCR:
Perguntas e Respostas:
Para que serve a uréia para um motor a diesel? É uma substância adicionada para eliminar gases nocivos do escapamento de um motor a diesel. Este sistema é necessário para cumprir o padrão Euro4 - Euro6 eco.
Como funciona a uréia no diesel? No processo de aquecimento e reação química, a ureia amônia reage com o óxido de nitrogênio (o gás mais nocivo do óleo diesel queimado), resultando na formação de nitrogênio e água.
