Mercedes-Benz BlueTec համակարգը. ինչպես է այն մաքրում դիզելային շարժիչի արտանետումները

Ավտոարտադրողները վաղուց ձգտում են ստեղծել ավելի մաքուր, ավելի էկոլոգիապես անվնաս մեքենաներ՝ փորձարկելով արևային մարտկոցներ, էլեկտրական և հիբրիդային շարժակներ ու ջրածնային տեխնոլոգիաներ։ Այս մշակումներից մի քանիսը հասան զանգվածային արտադրության, մյուսները երբեք դուրս չեկան նախատիպի փուլից։ Մի տեխնոլոգիա, որը հասավ հավաքման գիծ և իրական տարբերություն ստեղծեց, Mercedes-Benz BlueTec-ն է։ Թեև հեղափոխական թռիչք չէ, BlueTec-ը դիզելային շարժիչների արտանետվող գազերի մաքրման խիստ արդյունավետ համակարգ է, որն օգնել է դիզելային մեքենաներին համապատասխանել աշխարհի ամենախիստ արտանետումների չափանիշներից մի քանիսին։

Ինչու են դիզելային շարժիչներին անհրաժեշտ արտանետումների մաքրման մասնագիտացված համակարգ

Ժամանակակից բենզինային մեքենաների մեծ մասը հենվում է եռակողմ կատալիտիկ չեզոքացուցիչի վրա՝ համեմատաբար պարզ, մատչելի և երկարակյաց լուծում։ Դրա ներսում պլատինն ու պալադիումը չեզոքացնում են CO-ն (ածխածնի մոնօքսիդ) և CH-ը (ածխաջրածիններ), իսկ ռոդիումը մշակում է NOx-ը (ազոտի օքսիդներ)։ Օքսիդացման և վերականգնման միջոցով այս թունավոր բաղադրիչները վերածվում են ածխածնի երկօքսիդի (CO₂), ազոտի (N₂) և ջրային գոլորշու։

Դիզելային շարժիչները, սակայն, սկզբունքորեն այլ մարտահրավեր են ներկայացնում։ Դրանց այրման գործընթացը արտադրում է ոչ միայն CO, CH և NOx, այլև զգալի քանակությամբ մուր մասնիկներ՝ նուրբ ածխածնային մասնիկներ, որոնք հայտնի են քաղցկեղի բջիջների աճը խթանելու հատկությամբ։ Դիզելային արտանետումների մաքրումը հատկապես բարդ դարձնող հանգամանքը հիմնական փոխզիջումն է.

• Նվազեցնում ես մուրը → NOx-ի մակարդակը կտրուկ բարձրանում է
• Նվազեցնում ես NOx-ը → մուրի մակարդակը բարձրանում է
• Այս հավասարակշռությունը փոխվում է կախված շարժիչի աշխատանքային ռեժիմից, այլ ոչ թե միայն վառելիքի խառնուրդից

Սա նշանակում է, որ դիզելային արտանետումների դեմ պայքարը պահանջում է բազմափուլ մաքրման համակարգ՝ մի բան, որը շատ ավելի բարդ է, քան մեկ եռակողմ կատալիզատորը։

Դիզելային արտանետումների մշակման վաղ փորձերը

Մի շարք խոշոր արտադրողներ, այդ թվում՝ Toyota-ն, Citroën-ը և Mitsubishi-ը, փորձարկեցին դիզելային արտանետումների մաքրման ինտեգրված համակարգեր։ Այս լուծումներից մի քանիսը տեխնիկապես տպավորիչ էին, սակայն մեծ մասը տառապում էր նույն խնդիրներից.

• Չափազանց մեծ չափս և քաշ
• Արտադրության բարձր ծախսեր
• Արդյունաբերական նավթավերամշակման սարքավորումներին համեմատելի բարդություն
• Զանգվածային մարդատար մեքենաների համար կասկածելի կենսունակություն

Ինժեներներին հաջողվեց համեմատաբար արագ և էժան լուծել մուրի խնդիրը՝ դիզելային մասնիկների զտիչների (DPF) միջոցով, որոնք այժմ ստանդարտ են ժամանակակից դիզելային շարժիչների մեծ մասում։ Զուգակցված CO-ն և CH-ը մշակող սովորական օքսիդացման կատալիզատորների հետ՝ սա լուծեց երեք հիմնական աղտոտիչներից երկուսը։ Բայց NOx-ը մնաց համառ խնդիր, հատկապես բարձր ծանրաբեռնվածությամբ վարման պայմաններում, որտեղ դրա մակարդակը կարող է կտրուկ բարձրանալ Euro-4 կամ Euro-6 սահմանաչափերից շատ ավելի։

Ի՞նչ է Mercedes-Benz BlueTec-ը

BlueTec-ը Mercedes-Benz-ի սեփական դիզելային արտանետումների հետմշակման տեխնոլոգիան է։ Այն նախագծվել է, որպեսզի դիզելային շարժիչները, ներառյալ նրանք, որոնք ի սկզբանե կառուցվել են Euro-3 չափանիշներով, ամբողջությամբ համապատասխանեն Euro-5 և նույնիսկ Euro-6 ազոտի օքսիդների սահմանաչափերին՝ բուն շարժիչի նվազագույն փոփոխություններով։ Սա ուշագրավ ինժեներական ձեռքբերում է։

Շատերը չգիտեն, որ BlueTec-ը մեկ համակարգ չէ. այն ընդգրկում է երեք առանձին ենթատեսակ, որոնցից յուրաքանչյուրը նախագծված է մեքենայի այլ տեսակի կամ շուկայի համար։ Բոլոր երեքն օգտագործվել են Mercedes-Benz և Chrysler մեքենաներում։

BlueTec տեսակ 1. միզանյութի ներարկում բեռնատարների և ավտոբուսների համար

DaimlerChrysler-ն առաջին անգամ ներկայացրեց միզանյութի վրա հիմնված BlueTec տեխնոլոգիան 2002 թվականին՝ նախատիպային մեքենաները շահագործելով եվրոպական և ամերիկյան ճանապարհներին մի քանի ամսվա իրական պայմաններում փորձարկման համար։ 2005 թվականի սկզբին սերիական դիզելային բեռնատարներն արդեն հագեցված էին այս համակարգով։ Հաջորդեցին ավտոբուսները, և ի վերջո տեխնոլոգիան տեղափոխվեց մարդատար մեքենաներ, ինչպիսիք են Mercedes-Benz GL ամենագնացը և Mercedes E 320 CDI BlueTec-ը։

BlueTec-ի այս տարբերակն աշխատում է հետևյալ գործընթացով.

1. AdBlue-ի ներարկում — AdBlue կոչվող հեղուկ ռեագենտը (միզանյութի ջրային լուծույթ՝ ջուր գումարած ամոնիակ) ուղղակիորեն ներարկվում է արտանետվող գազերի հոսքի մեջ
2. SCR կատալիզատորի ռեակցիա — Արտանետվող գազ-AdBlue խառնուրդը մտնում է ընտրողական կատալիտիկ վերականգնման (SCR) կատալիզատոր, որտեղ ամոնիակը մոտ 250–300°C ջերմաստիճանում փոխազդում է ազոտի օքսիդների հետ
3. Անվնաս կողմնակի արգասիքներ — NOx-ը քայքայվում է անվնաս ազոտի (N₂) և ջրային գոլորշու. մնացած վնասակար բաղադրիչները նույնպես օքսիդանում են

BlueTec տեսակ 2. առաջադեմ բազմափուլ համակարգ Vision GL 320-ի համար

Vision GL 320 BlueTec ամենագնացի վրա տեղադրված տարբերակն ավելի կատարելագործված է՝ SCR փուլից առաջ ավելացնելով նախնական զտում։ Դրա մաքրման գործընթացն աշխատում է չորս քայլով.

1. Օքսիդացման կատալիզատոր + մասնիկների զտիչ — Արտանետվող գազերն անցնում են համակցված հանգույցի միջով անմիջապես արտանետման կոլեկտորից հետո. պլատինն ու պալադիումը չեզոքացնում են CO-ն և CH-ը, իսկ զտիչը որսում և օքսիդացնում է մուր մասնիկները
2. Խառնման խցիկ — Կիսամաքրված արտանետվող գազը խառնվում է AdBlue ռեագենտի հետ
3. SCR կատալիզատոր — NOx-ը վերականգնվում է ազոտի և ջրի, ինչպես բեռնատարի տարբերակում
4. Մաքուր արտանետումների արձակում — Միայն այս բազմափուլ գործընթացից հետո են գազերը դուրս գալիս արտանետման խողովակից

AdBlue-ի ծախսը և սպասարկումը

BlueTec միզանյութային համակարգի գործնական առավելություններից մեկը AdBlue-ի զարմանալիորեն ցածր ծախսն է։ Մարդատար մեքենաների համար AdBlue-ի օգտագործումը կազմում է մոտավորապես 0,1 լիտր 100 կմ-ի վրա, ինչը նշանակում է, որ ստանդարտ 20-լիտրանոց բաքը ապահովում է ավելի քան 20 000 կմ ծածկույթ՝ բավարար յուրաքանչյուր պլանային սպասարկման ընթացքում լրացնելու համար։ Բեռնատարները համամասնորեն ավելի շատ են սպառում, սակայն սկզբունքը նույնն է։

AdBlue-ի վրա հիմնված BlueTec համակարգի սահմանափակումները

Չնայած իր արդյունավետությանը՝ BlueTec-ի միզանյութի ներարկման տարբերակն ունի մի քանի նշանակալի թերություն.

• Վառելիքի որակի նկատմամբ զգայունություն — Համակարգը պահանջում է ծծմբի ծայրահեղ ցածր պարունակությամբ դիզելային վառելիք և վատ է աշխատում ցածրորակ վառելիքով
• Սպասարկման լրացուցիչ բարդություն — AdBlue-ի բաքի լրացումն ու կառավարումն ավելացնում է ևս մեկ սպասարկման առաջադրանք
• Սառեցման ջերմաստիճան — AdBlue լուծույթը սառչում է −11,5°C ջերմաստիճանում, ինչը համակարգը դարձնում է անգործնական ցուրտ կլիմայական պայմաններում

Այս պատճառներով AdBlue-ի վրա հիմնված BlueTec համակարգերն ամենահարմարն են ավելի տաք կլիմայի համար, որտեղ ջերմաստիճանը մնում է −5-ից −8°C-ից բարձր, ինչպիսիք են Հարավային Եվրոպայի երկրները և Միացյալ Նահանգների այնպիսի նահանգներ, ինչպիսին Կալիֆոռնիան է, որտեղ արտանետումների կանոնակարգերն աշխարհի ամենախիստերից են։

BlueTec տեսակ 3. առանց միզանյութի լուծում ցուրտ կլիմայի համար

Սառեցման սահմանափակումը հաղթահարելու համար Mercedes-ի ինժեներները մշակեցին BlueTec-ի երրորդ տարբերակը, որն ամբողջությամբ վերացնում է AdBlue-ի անհրաժեշտությունը։ Այս տարբերակն օգտագործվում է Mercedes E320 CDI BlueTec սեդանի և ունիվերսալ մոդելների վրա, որոնք վաճառվում են բացառապես Միացյալ Նահանգներում։

Հեղուկ ռեագենտի ներարկման փոխարեն այս համակարգը հենվում է բոլոր աշխատանքային ռեժիմներում էլեկտրոնային եղանակով կարգավորվող վառելիքի ներարկման վրա՝ զուգակցված չորսփուլ արտանետումների մաքրման գործընթացի հետ.

1. Պլատինե օքսիդացման կատալիզատոր — Մշակում է CO-ն և ածխաջրածինների արտանետումները
2. Դիզելային մասնիկների զտիչ — Որսում և այրում է մուրը
3. SCR կատալիզատոր #1 — Սկսում է NOx-ի վերականգնումը
4. SCR կատալիզատոր #2 — Ավարտում է NOx-ի վերականգնումը՝ Կալիֆոռնիայի արտանետումների չափանիշներին համապատասխանելու համար (մոտավորապես համարժեք Euro-5-ին)

BlueTec-ի և դիզելային արտանետումների տեխնոլոգիայի ապագան

Իր ներկայացման ժամանակ BlueTec-ը հաստատապես հաստատեց Mercedes-Benz-ին որպես մարդատար մեքենաների մաքուր դիզելային տեխնոլոգիայի առաջատար։ Volkswagen-ը կարճ ժամանակ մաս է կազմել մշակման կոնսորցիումին, սակայն դուրս է եկել չբացահայտված պատճառներով։ Կտեսնենք՝ արդյոք այլ արտադրողներ կմշակեն համեմատելի համակարգեր, բայց BlueTec-ը սահմանեց չափանիշը, թե ինչի կարող է իրականում հասնել դիզելային արտանետումների մշակումը մեծ մասշտաբով։

Ինչ որ BlueTec-ն ապացուցեց ամենից առաջ, այն է, որ դիզելային շարժիչները կարող են իսկապես մաքուր դառնալ՝ ոչ թե շարժիչի վերանախագծման, այլ խելացի բազմափուլ հետմշակման միջոցով։ Սա ժառանգություն է, որն արժե գնահատել։

Սա թարգմանություն է։ Բնագիրը կարող եք կարդալ այստեղ. https://www.drive.ru/technic/4efb331400f11713001e3775.html