ავტომწარმოებლები დიდი ხანია ცდილობენ უფრო სუფთა, ეკოლოგიურად სუფთა ავტომობილების შექმნას — ცდიან მზის პანელებს, ელექტრო და ჰიბრიდულ ძრავებს და წყალბადის ტექნოლოგიებს. ამ მიღწევებიდან ზოგიერთმა მასობრივ წარმოებამდე მიაღწია, ზოგი კი პროტოტიპის ეტაპს ვერ გასცდა. ერთ-ერთი ტექნოლოგია, რომელმაც მართლაც მიაღწია საწარმოო ხაზამდე და რეალური ცვლილება მოიტანა, არის Mercedes-Benz BlueTec. მართალია, ის რევოლუციური ნახტომი არ ყოფილა, მაგრამ BlueTec არის დიზელის ძრავებისთვის გამონაბოლქვი აირების გასაწმენდი უაღრესად ეფექტური სისტემა, რომელმაც დიზელის ავტომობილებს დაეხმარა მსოფლიოს ზოგიერთი ყველაზე მკაცრი ეკოლოგიური სტანდარტის დაკმაყოფილებაში.
რატომ სჭირდება დიზელის ძრავებს გამონაბოლქვის გასაწმენდი სპეციალიზებული სისტემა
თანამედროვე ბენზინზე მომუშავე ავტომობილების უმეტესობა ეყრდნობა სამმხრივ კატალიზურ გადამყვანს — შედარებით მარტივ, ხელმისაწვდომ და გამძლე გადაწყვეტას. მის შიგნით პლატინა და პალადიუმი ანეიტრალებენ CO-ს (ნახშირბადის მონოქსიდი) და CH-ს (ნახშირწყალბადები), ხოლო როდიუმი ებრძვის NOx-ს (აზოტის ოქსიდები). დაჟანგვისა და აღდგენის გზით ეს ტოქსიკური კომპონენტები გარდაიქმნება ნახშირორჟანგად (CO₂), აზოტად (N₂) და წყლის ორთქლად.
თუმცა დიზელის ძრავები ფუნდამენტურად განსხვავებულ გამოწვევას ქმნიან. მათი წვის პროცესი წარმოქმნის არა მხოლოდ CO-ს, CH-სა და NOx-ს, არამედ მნიშვნელოვანი რაოდენობის ჭვარტლის ნაწილაკებსაც — წვრილ ნახშირბადოვან ნაწილაკებს, რომლებიც ცნობილია კიბოს უჯრედების ზრდის ხელშეწყობით. დიზელის გამონაბოლქვის გაწმენდას განსაკუთრებით ართულებს ერთი მნიშვნელოვანი კომპრომისი:
- ჭვარტლის შემცირება → NOx-ის დონე მკვეთრად იზრდება
- NOx-ის შემცირება → ჭვარტლის დონე იზრდება
- ეს ბალანსი იცვლება ძრავის მუშაობის რეჟიმის მიხედვით და არა მხოლოდ საწვავის ნარევის მიხედვით
ეს ნიშნავს, რომ დიზელის გამონაბოლქვთან გასამკლავებლად საჭიროა მრავალსაფეხურიანი გასაწმენდი სისტემა — გაცილებით უფრო რთული, ვიდრე ერთი სამმხრივი კატალიზატორი.
დიზელის გამონაბოლქვის დამუშავების ადრეული მცდელობები
რამდენიმე მსხვილმა მწარმოებელმა — მათ შორის Toyota-მ, Citroën-მა და Mitsubishi-მ — გამოცადა დიზელის გამონაბოლქვის ინტეგრირებული გასაწმენდი სისტემები. ზოგიერთი ეს გადაწყვეტა ტექნიკურად შთამბეჭდავი იყო, მაგრამ უმეტესობას ერთი და იგივე პრობლემები აწუხებდა:
- ზედმეტი ზომა და წონა
- წარმოების მაღალი ღირებულება
- ინდუსტრიული ნავთობგადამამუშავებელი ქარხნის აღჭურვილობის შესადარი სირთულე
- საეჭვო ვარგისიანობა მასობრივი მოხმარების სამგზავრო ავტომობილებისთვის
ინჟინრებმა ჭვარტლის პრობლემა შედარებით სწრაფად და იაფად მოაგვარეს — დიზელის ნაწილაკების ფილტრების (DPF) საშუალებით, რომლებიც ახლა თანამედროვე დიზელის ძრავების უმეტესობაში სტანდარტულია. CO-სა და CH-სთან გასამკლავებლად ჩვეულებრივ დაჟანგვის კატალიზატორებთან კომბინაციაში ამან სამი ძირითადი დამაბინძურებლიდან ორი მოაგვარა. მაგრამ NOx ჯიუტ პრობლემად დარჩა, განსაკუთრებით მაღალი დატვირთვის რეჟიმში მართვისას, როდესაც მისი დონე შეიძლება Euro-4 ან Euro-6 ლიმიტებს ბევრად აღემატებოდეს.
რა არის Mercedes-Benz BlueTec?
BlueTec არის Mercedes-Benz-ის საკუთრებაში არსებული დიზელის გამონაბოლქვის შემდგომი დამუშავების ტექნოლოგია. იგი შექმნილია იმისთვის, რომ დიზელის ძრავები — მათ შორის თავდაპირველად Euro-3 სტანდარტით აშენებულებიც — სრულ შესაბამისობაში მოეყვანა Euro-5-სა და თვით Euro-6-ის აზოტის ოქსიდების ლიმიტებთან, თავად ძრავაში მინიმალური ცვლილებებით. ეს არის შესანიშნავი საინჟინრო მიღწევა.
ბევრმა არ იცის, რომ BlueTec არ არის ერთიანი სისტემა — იგი მოიცავს სამ ცალკეულ ქვეტიპს, რომელთაგან თითოეული შექმნილია სხვადასხვა ტიპის ავტომობილისთვის ან ბაზრისთვის. სამივე გამოიყენებოდა Mercedes-Benz-ისა და Chrysler-ის ავტომობილებში.
BlueTec ტიპი 1: შარდოვანას ინჟექცია სატვირთო ავტომობილებისა და ავტობუსებისთვის
DaimlerChrysler-მა შარდოვანაზე დაფუძნებული BlueTec ტექნოლოგია პირველად 2002 წელს წარადგინა, რომელმაც პროტოტიპი ავტომობილები ევროპისა და ამერიკის გზებზე რამდენიმე თვის განმავლობაში რეალურ პირობებში გამოცადა. 2005 წლის დასაწყისისთვის სერიული დიზელის სატვირთო ავტომობილები უკვე ამ სისტემით იყო აღჭურვილი. მათ ავტობუსები მოჰყვა და საბოლოოდ ეს ტექნოლოგია სამგზავრო ავტომობილებზეც გადავიდა, როგორიცაა Mercedes-Benz GL SUV და Mercedes E 320 CDI BlueTec.
BlueTec-ის ეს ვერსია შემდეგი პროცესით მუშაობს:
- AdBlue-ს ინჟექცია — თხევადი რეაგენტი AdBlue (შარდოვანას წყალხსნარი — წყალი პლუს ამიაკი) პირდაპირ შეჰყავთ გამონაბოლქვის ნაკადში
- SCR კატალიზატორის რეაქცია — გამონაბოლქვისა და AdBlue-ს ნარევი შედის სელექციური კატალიზური აღდგენის (SCR) კატალიზატორში, სადაც ამიაკი აზოტის ოქსიდებთან რეაგირებს დაახლოებით 250–300°C-ზე
- უვნებელი თანაპროდუქტები — NOx იშლება უვნებელ აზოტად (N₂) და წყლის ორთქლად; დარჩენილი მავნე კომპონენტებიც იჟანგება
BlueTec ტიპი 2: დახვეწილი მრავალსაფეხურიანი სისტემა Vision GL 320-ისთვის
Vision GL 320 BlueTec SUV-ზე დაყენებული ვერსია უფრო დახვეწილია და SCR საფეხურამდე წინასწარ ფილტრაციას ამატებს. მისი გაწმენდის პროცესი ოთხ ეტაპად მუშაობს:
- დაჟანგვის კატალიზატორი + ნაწილაკების ფილტრი — გამონაბოლქვი აირები გადის კომბინირებულ ბლოკში გამონაბოლქვის კოლექტორის შემდეგ; პლატინა და პალადიუმი ანეიტრალებენ CO-სა და CH-ს, ხოლო ფილტრი იჭერს და ჟანგავს ჭვარტლის ნაწილაკებს
- შერევის კამერა — ნახევრად გაწმენდილი გამონაბოლქვი ერევა AdBlue რეაგენტს
- SCR კატალიზატორი — NOx აღდგება აზოტად და წყლად, ისევე როგორც სატვირთო ავტომობილის ვერსიაში
- სუფთა გამონაბოლქვის გამოშვება — მხოლოდ ამ მრავალსაფეხურიანი პროცესის შემდეგ ტოვებენ აირები გამოსაბოლქვ მილს
AdBlue-ს მოხმარება და ტექნიკური მომსახურება
BlueTec-ის შარდოვანას სისტემის ერთ-ერთი პრაქტიკული უპირატესობა AdBlue-ს გასაოცრად დაბალი მოხმარებაა. სამგზავრო ავტომობილებისთვის AdBlue-ს ხარჯვა დაახლოებით 0.1 ლიტრია 100 კმ-ზე, რაც ნიშნავს, რომ სტანდარტული 20-ლიტრიანი ავზი 20 000 კმ-ზე მეტს ფარავს — საკმარისი იმისთვის, რომ ყოველ დაგეგმილ ტექმომსახურებაზე შეივსოს. სატვირთო ავტომობილები პროპორციულად მეტს მოიხმარენ, მაგრამ პრინციპი იგივეა.
AdBlue-ზე დაფუძნებული BlueTec სისტემის შეზღუდვები
ეფექტურობის მიუხედავად, BlueTec-ის შარდოვანას ინჟექციის ვერსიას რამდენიმე მნიშვნელოვანი ნაკლი აქვს:
- საწვავის ხარისხისადმი მგრძნობელობა — სისტემას სჭირდება ულტრა-დაბალგოგირდიანი დიზელის საწვავი და უხარისხო საწვავთან ცუდად მუშაობს
- ტექმომსახურების დამატებითი სირთულე — AdBlue-ს რეზერვუარის შევსება და მართვა კიდევ ერთ სამომსახურო ამოცანას ამატებს
- გაყინვის ტემპერატურა — AdBlue ხსნარი იყინება −11.5°C-ზე, რაც ცივ კლიმატში სისტემას არაპრაქტიკულს ხდის
ამ მიზეზების გამო, AdBlue-ზე დაფუძნებული BlueTec სისტემები საუკეთესოდ შეეფერება თბილ კლიმატს, სადაც ტემპერატურა −5-დან −8°C-ზე ზევით რჩება — მაგალითად, სამხრეთ ევროპის ქვეყნებსა და ისეთ ამერიკულ შტატებს, როგორიც კალიფორნიაა, სადაც ეკოლოგიური რეგულაციები მსოფლიოში ერთ-ერთი ყველაზე მკაცრია.
BlueTec ტიპი 3: შარდოვანას გარეშე გადაწყვეტა ცივი კლიმატისთვის
გაყინვის შეზღუდვის მოსაგვარებლად Mercedes-ის ინჟინრებმა შეიმუშავეს BlueTec-ის მესამე ვარიანტი, რომელიც სრულიად აღმოფხვრის AdBlue-ს საჭიროებას. ეს ვერსია გამოიყენება Mercedes E320 CDI BlueTec სედანისა და უნივერსალის მოდელებზე, რომლებიც მხოლოდ ამერიკის შეერთებულ შტატებში იყიდებოდა.
თხევადი რეაგენტის ინჟექციის ნაცვლად, ეს სისტემა ეყრდნობა ყველა რეჟიმში ელექტრონულად რეგულირებად საწვავის ინჟექციას, რომელიც ოთხსაფეხურიან გამონაბოლქვის გაწმენდის პროცესთან არის შეხამებული:
- პლატინის დაჟანგვის კატალიზატორი — ამუშავებს CO-სა და ნახშირწყალბადების გამონაბოლქვს
- დიზელის ნაწილაკების ფილტრი — იჭერს და წვავს ჭვარტლს
- SCR კატალიზატორი #1 — იწყებს NOx-ის აღდგენას
- SCR კატალიზატორი #2 — ასრულებს NOx-ის აღდგენას კალიფორნიის ეკოლოგიური სტანდარტების დასაკმაყოფილებლად (დაახლოებით Euro-5-ის ეკვივალენტი)
BlueTec-ისა და დიზელის გამონაბოლქვის ტექნოლოგიის მომავალი
თავისი წარდგენის დროს BlueTec-მა მტკიცედ დაამკვიდრა Mercedes-Benz, როგორც სამგზავრო ავტომობილებისთვის სუფთა დიზელის ტექნოლოგიის ლიდერი. Volkswagen მცირე ხნით განვითარების კონსორციუმის ნაწილი იყო, სანამ გაუმხელელი მიზეზების გამო გამოვიდოდა. სხვა მწარმოებლები შექმნიან თუ არა მსგავს სისტემებს, ჯერ უცნობია — მაგრამ BlueTec-მა დააწესა სტანდარტი იმისა, თუ რის მიღწევა შეუძლია რეალურად დიზელის გამონაბოლქვის დამუშავებას დიდ მასშტაბში.
BlueTec-მა, უპირველეს ყოვლისა, დაამტკიცა, რომ დიზელის ძრავები შეიძლება ნამდვილად სუფთა გახდეს — არა ძრავის ხელახალი დიზაინით, არამედ ჭკვიანი მრავალსაფეხურიანი შემდგომი დამუშავებით. ეს მემკვიდრეობა აღიარების ღირსია.
ეს არის თარგმანი. ორიგინალის წაკითხვა შეგიძლიათ აქ: https://www.drive.ru/technic/4efb331400f11713001e3775.html
გამოქვეყნდა დეკემბერი 23, 2021 • 7 წთ. საკითხავი
