የመርሴዲስ-ቤንዝ BlueTec ሥርዓት፦ የናፍጣ ጭስ ልቀትን እንዴት እንደሚያጸዳ

የመኪና አምራቾች ለረጅም ጊዜ የበለጠ ንጹህና አካባቢ-ተኳዳኝ ተሽከርካሪዎችን ለማግኘት ጥረት ሲያደርጉ ቆይተዋል — የፀሐይ ፓነሎችን፣ የኤሌክትሪክና የተደባለቀ (ሃይብሪድ) የመንዳት ሥርዓቶችን እንዲሁም የሃይድሮጂን ቴክኖሎጂዎችን በሙከራ እያዩ። ከእነዚህ እድገቶች መካከል አንዳንዶቹ ወደ ብዙ ምርት ደረሱ፤ ሌሎች ግን ከፕሮቶታይፕ ደረጃ አልፈው አያውቁም። ወደ መገጣጠሚያ መስመር የደረሰችና እውነተኛ ለውጥ ያመጣች አንዲት ቴክኖሎጂ መርሴዲስ-ቤንዝ BlueTec ናት። አብዮታዊ ዝላይ ባይሆንም BlueTec ለናፍጣ ሞተሮች በጣም ውጤታማ የሆነ የጭስ ጋዝ ማጽጃ ሥርዓት ሲሆን፣ የናፍጣ መኪኖች ከዓለም ጥብቅ ከሆኑ የልቀት መስፈርቶች መካከል አንዳንዶቹን እንዲያሟሉ አግዟል።

የናፍጣ ሞተሮች ለምን ልዩ የጭስ ማጽጃ ሥርዓት ይፈልጋሉ

አብዛኞቹ ዘመናዊ በቤንዚን የሚሠሩ መኪኖች ባለ ሦስት መንገድ ካታሊቲክ ኮንቨርተር ላይ ይተማመናሉ — በአንጻራዊ ቀላል፣ ተመጣጣኝ ዋጋ ያለውና ዘላቂ መፍትሔ ነው። በውስጡ ፕላቲኒየምና ፓላዲየም CO (ካርቦን ሞኖክሳይድ) እና CH (ሃይድሮካርቦኖች) ያስወግዳሉ፤ ሮዲየም ደግሞ NOx (የናይትሮጂን ኦክሳይዶች) ይይዛል። በኦክሲዴሽንና በመቀነስ (ሪዳክሽን) ሂደት እነዚህ መርዛማ ክፍሎች ወደ ካርቦን ዳይኦክሳይድ (CO₂)፣ ናይትሮጂን (N₂) እና የውሃ ትነት ይቀየራሉ።

የናፍጣ ሞተሮች ግን በመሠረቱ የተለየ ፈተና ያቀርባሉ። የማቃጠል ሂደታቸው CO፣ CH እና NOx ብቻ ሳይሆን ከፍተኛ መጠን ያለው የጥላሸት ቅንጣቶችንም ያመነጫል — የካንሰር ሴል እድገትን እንደሚያበረታቱ የሚታወቁ ጥቃቅን የካርቦን ቅንጣቶች ናቸው። የናፍጣ ጭስ ለማጽዳት በተለይ አስቸጋሪ የሚያደርገው ቁልፍ ግብይት (ትሬድ-ኦፍ) ነው፦

• ጥላሸትን መቀነስ → የNOx መጠን በከፍተኛ ሁኔታ ይጨምራል
• NOx መቀነስ → የጥላሸት መጠን ይጨምራል
• ይህ ሚዛን በነዳጅ ድብልቅ ብቻ ሳይሆን በሞተሩ የአሠራር ሁኔታ ላይ ተመስርቶ ይለዋወጣል

ይህ ማለት የናፍጣ ልቀትን መቋቋም ባለ ብዙ ደረጃ ማጽጃ ሥርዓት ይፈልጋል ማለት ነው — ከአንድ ነጠላ ባለ ሦስት መንገድ ካታሊስት እጅግ የተወሳሰበ ነው።

የናፍጣ ጭስ ማከም ቀደምት ሙከራዎች

በርካታ ዋና አምራቾች — ቶዮታ፣ ሲትሮን እና ሚትሱቢሺ ጨምሮ — የተቀናጁ የናፍጣ ጭስ ማጽጃ ሥርዓቶችን በሙከራ አዩ። ከእነዚህ መፍትሔዎች አንዳንዶቹ ቴክኒካዊ በሆነ መልኩ አስደናቂ ነበሩ፣ አብዛኞቹ ግን በተመሳሳዩ ችግሮች ይሰቃዩ ነበር፦

• ከመጠን ያለፈ መጠንና ክብደት
• ከፍተኛ የማምረቻ ወጪ
• ከኢንዱስትሪ የነዳጅ ማጣሪያ መሣሪያ ጋር የሚነጻጸር ውስብስብነት
• ለብዙ-ገበያ የመንገደኞች ተሽከርካሪዎች አጠራጣሪ ተግባራዊነት

መሐንዲሶች የጥላሸት ችግሩን በአንጻራዊ ፍጥነትና ርካሽ ዋጋ መፍታት ቻሉ — በየናፍጣ ቅንጣት ማጣሪያዎች (DPF) አማካኝነት፣ አሁን በአብዛኞቹ ዘመናዊ የናፍጣ ሞተሮች ላይ መደበኛ ናቸው። CO እና CH ለመያዝ ከተለመዱ የኦክሲዴሽን ካታሊስቶች ጋር ሲጣመር ይህ ከሦስቱ ዋና ብክለቶች ሁለቱን ፈታ። ነገር ግን NOx ግትር ችግር ሆኖ ቀጥሏል፣ በተለይ ከፍተኛ ጭነት ባለበት የመንዳት ሁኔታ ውስጥ መጠኖቹ ከ Euro-4 ወይም Euro-6 ገደቦች በላይ በከፍተኛ ሁኔታ ሊወጡ ይችላሉ።

መርሴዲስ-ቤንዝ BlueTec ምንድን ነው?

BlueTec የመርሴዲስ-ቤንዝ ባለቤትነት ያለው የናፍጣ ጭስ ድኅረ-ማከም ቴክኖሎጂ ነው። የተነደፈው የናፍጣ ሞተሮችን — በመጀመሪያ በ Euro-3 መስፈርቶች የተገነቡትን ጨምሮ — በሞተሩ ላይ አነስተኛ ለውጥ በማድረግ ከ Euro-5 እና ከ Euro-6 የናይትሮጂን ኦክሳይድ ገደቦች ጋር ሙሉ በሙሉ እንዲጣጣሙ ለማድረግ ነው። ይህ አስደናቂ የምሕንድስና ስኬት ነው።

ብዙ ሰዎች የማይገነዘቡት ነገር BlueTec ነጠላ ሥርዓት አለመሆኑ ነው — ሦስት ልዩ ንዑስ ዓይነቶችን ያቀፈ ሲሆን፣ እያንዳንዱ ለተለየ የተሽከርካሪ ዓይነት ወይም ገበያ የተነደፈ ነው። ሦስቱም በመርሴዲስ-ቤንዝ እና በክራይስለር ተሽከርካሪዎች ላይ ጥቅም ላይ ውለዋል።

BlueTec ዓይነት 1፦ ለጭነት መኪኖችና አውቶቡሶች የዩሪያ መርፌ

ዳይምለር ክራይስለር በዩሪያ ላይ የተመሠረተውን BlueTec ቴክኖሎጂ ለመጀመሪያ ጊዜ በ2002 አስተዋወቀ፣ የፕሮቶታይፕ ተሽከርካሪዎችን በአውሮፓና በአሜሪካ መንገዶች ላይ ለበርካታ ወራት በተጨባጭ ሁኔታ ሙከራ አካሄደ። በ2005 መጀመሪያ ላይ የተከታታይ (ሴሪ) የናፍጣ ጭነት መኪኖች በዚህ ሥርዓት ተገጠሙ። አውቶቡሶች ተከተሉ፣ በመጨረሻም ቴክኖሎጂው እንደ መርሴዲስ-ቤንዝ GL SUV እና መርሴዲስ E 320 CDI BlueTec ወደ መንገደኞች ተሽከርካሪዎች ተሸጋገረ።

ይህ የ BlueTec ዓይነት በሚከተለው ሂደት ይሠራል፦

1. የ AdBlue መርፌ — AdBlue የሚባል ፈሳሽ ሬጀንት (የዩሪያ የውሃ መፍትሔ — ውሃ ከአሞኒያ ጋር) በቀጥታ ወደ ጭስ ፍሰቱ ይወጋል
2. የ SCR ካታሊስት ምላሽ — የጭስ-AdBlue ድብልቅ ወደ ምርጫዊ ካታሊቲክ መቀነስ (SCR) ካታሊስት ይገባል፣ እዚያም አሞኒያ ከናይትሮጂን ኦክሳይዶች ጋር በ250–300°C አካባቢ ምላሽ ይሰጣል
3. ምንም ጉዳት የሌላቸው ተረፈ ምርቶች — NOx ወደ ምንም ጉዳት የሌለው ናይትሮጂን (N₂) እና የውሃ ትነት ይከፋፈላል፤ የቀሩት ጎጂ ክፍሎችም ኦክሲዳይዝ ይደረጋሉ

BlueTec ዓይነት 2፦ ለ Vision GL 320 የተራቀቀ ባለ ብዙ ደረጃ ሥርዓት

በVision GL 320 BlueTec SUV ላይ የተገጠመው ዓይነት የበለጠ የተራቀቀ ነው፣ ከ SCR ደረጃ በፊት ቅድመ-ማጣሪያ ይጨምራል። የማጽዳት ሂደቱ በአራት ደረጃዎች ይሠራል፦

1. የኦክሲዴሽን ካታሊስት + የቅንጣት ማጣሪያ — የጭስ ጋዞች ከጭስ ማውጫ ማኒፎልዱ ወዲያውኑ በኋላ በተጣመረ ክፍል ውስጥ ያልፋሉ፤ ፕላቲኒየምና ፓላዲየም CO እና CH ያስወግዳሉ፣ ማጣሪያው ደግሞ የጥላሸት ቅንጣቶችን ይይዛልና ኦክሲዳይዝ ያደርጋል
2. የመቀላቀያ ክፍል — በከፊል የጸዳው ጭስ ከ AdBlue ሬጀንት ጋር ይቀላቀላል
3. የ SCR ካታሊስት — NOx እንደ ጭነት መኪናው ዓይነት ወደ ናይትሮጂንና ውሃ ይቀነሳል
4. የጸዳ ጭስ ይለቀቃል — ከዚህ ባለ ብዙ ደረጃ ሂደት በኋላ ብቻ ጋዞቹ ከጭስ ማውጫው ይወጣሉ

የ AdBlue ፍጆታና ጥገና

ከ BlueTec የዩሪያ ሥርዓት ተግባራዊ ጥቅሞች አንዱ በሚገርም ሁኔታ ዝቅተኛ የ AdBlue ፍጆታ ነው። ለመንገደኞች መኪኖች የ AdBlue አጠቃቀም በግምት 0.1 ሊትር በ100 ኪሜ ነው፣ ይህም መደበኛ የ20 ሊትር ታንክ ከ20,000 ኪሜ በላይ ሽፋን ይሰጣል ማለት ነው — በእያንዳንዱ የታቀደ የአገልግሎት ጊዜ ለመሙላት በቂ ነው። የጭነት መኪኖች በተመጣጣኝ ሁኔታ የበለጠ ይጠቀማሉ፣ ግን መርሁ ተመሳሳይ ነው።

በ AdBlue ላይ የተመሠረተው የ BlueTec ሥርዓት ገደቦች

ውጤታማ ቢሆንም፣ የ BlueTec የዩሪያ መርፌ ዓይነት በርካታ ጉልህ ጉዳቶች አሉት፦

• የነዳጅ ጥራት ስሜታዊነት — ሥርዓቱ እጅግ ዝቅተኛ ሰልፈር ያለው የናፍጣ ነዳጅ ይፈልጋል፣ ዝቅተኛ ጥራት ባለው ነዳጅ ደካማ ይሠራል
• ተጨማሪ የጥገና ውስብስብነት — የ AdBlue ማጠራቀሚያን መሙላትና ማስተዳደር ሌላ የጥገና ሥራ ይጨምራል
• የመቀዝቀዣ ነጥብ — የ AdBlue መፍትሔ በ−11.5°C ይቀዘቅዛል፣ ይህም ሥርዓቱን በቀዝቃዛ የአየር ንብረት ውስጥ ተግባራዊ ያልሆነ ያደርገዋል

በእነዚህ ምክንያቶች በ AdBlue ላይ የተመሠረቱ የ BlueTec ሥርዓቶች የሙቀት መጠን ከ−5 እስከ −8°C በላይ ለሚቆይባቸው ሞቃታማ የአየር ንብረቶች በተሻለ ሁኔታ ተስማሚ ናቸው — እንደ ደቡባዊ የአውሮፓ አገሮችና እንደ ካሊፎርኒያ ያሉ የአሜሪካ ግዛቶች፣ የልቀት ደንቦች በዓለም ካሉት ጥብቅ መካከል የሆኑባቸው ናቸው።

BlueTec ዓይነት 3፦ ለቀዝቃዛ የአየር ንብረት ዩሪያ-አልባ መፍትሔ

የመቀዝቀዝ ገደቡን ለመፍታት የመርሴዲስ መሐንዲሶች የ AdBlue ፍላጎትን ሙሉ በሙሉ የሚያስወግድ ሦስተኛ የ BlueTec ዓይነት አዘጋጁ። ይህ ዓይነት በዩናይትድ ስቴትስ ብቻ በሚሸጡት መርሴዲስ E320 CDI BlueTec ሴዳንና ስቴት (ኢስቴት) ሞዴሎች ላይ ጥቅም ላይ ይውላል።

ከፈሳሽ ሬጀንት መርፌ ይልቅ ይህ ሥርዓት በሁሉም የአሠራር ሁኔታዎች ላይ በኤሌክትሮኒክ መንገድ የተስተካከለ የነዳጅ መርፌ ላይ ይተማመናል፣ ከባለ አራት ደረጃ የጭስ ማጽዳት ሂደት ጋር ተጣምሮ፦

1. የፕላቲኒየም ኦክሲዴሽን ካታሊስት — CO እና የሃይድሮካርቦን ልቀቶችን ይይዛል
2. የናፍጣ ቅንጣት ማጣሪያ — ጥላሸትን ይይዛልና ያቃጥላል
3. የ SCR ካታሊስት #1 — የNOx መቀነስን ይጀምራል
4. የ SCR ካታሊስት #2 — የካሊፎርኒያ የልቀት መስፈርቶችን ለማሟላት የNOx መቀነስን ያጠናቅቃል (በግምት ከ Euro-5 ጋር እኩል)

የ BlueTec እና የናፍጣ ልቀት ቴክኖሎጂ የወደፊት ሁኔታ

ሲተዋወቅ በነበረበት ጊዜ BlueTec መርሴዲስ-ቤንዝን ለመንገደኞች ተሽከርካሪዎች በንጹህ ናፍጣ ቴክኖሎጂ መሪ አድርጎ በጥብቅ አቆመው። ፎልክስዋገን ይፋ ባልሆነ ምክንያት ከመውጣቱ በፊት ለአጭር ጊዜ የልማት ቡድኑ (ኮንሶርቲየም) አካል ነበር። ሌሎች አምራቾች ተመሳሳይ ሥርዓቶችን ያዘጋጁ እንደሆነ ለማየት ይቀራል — ነገር ግን BlueTec የናፍጣ ጭስ ማከም በሰፊ ደረጃ በተጨባጭ ምን ሊያሳካ እንደሚችል መለኪያ አስቀመጠ።

BlueTec ከሁሉም በላይ ያረጋገጠው የናፍጣ ሞተሮች በእውነት ንጹህ ሊሆኑ እንደሚችሉ ነው — በሞተር እንደገና ንድፍ ሳይሆን፣ በብልሃተኛ ባለ ብዙ ደረጃ ድኅረ-ማከም አማካኝነት። ይህ እውቅና ሊሰጠው የሚገባ ቅርስ ነው።

ይህ ትርጉም ነው። መነሻውን እዚህ ማንበብ ይችላሉ፦ https://www.drive.ru/technic/4efb331400f11713001e3775.html