Mercedes-Benz BlueTec жүйесі: дизельдік пайдаланылған газдардың шығарындыларын қалай тазартады

Автоөндірушілер ұзақ уақыт бойы таза әрі экологиялық таза көліктерге ұмтылып келеді — күн панельдерін, электрлік және гибридтік трансмиссияларды, сондай-ақ сутегі технологияларын сынап көрді. Бұл әзірлемелердің кейбірі жаппай өндіріске жетті; басқалары прототип сатысынан аса алмады. Құрастыру конвейеріне жеткен әрі нақты өзгеріс әкелген технологиялардың бірі — Mercedes-Benz BlueTec. Революциялық серпіліс болмаса да, BlueTec — дизельдік қозғалтқыштарға арналған пайдаланылған газдарды тазартудың аса тиімді жүйесі, ол дизельдік автомобильдерге әлемдегі ең қатаң шығарынды нормаларының кейбіріне сай келуге көмектесті.

Неліктен дизельдік қозғалтқыштарға арнайы пайдаланылған газды тазарту жүйесі қажет

Қазіргі бензинмен жұмыс істейтін автомобильдердің көпшілігі үш бағытты каталитикалық бейтараптандырғышқа сүйенеді — салыстырмалы түрде қарапайым, арзан әрі төзімді шешім. Оның ішінде платина мен палладий CO (көміртек тотығы) мен CH (көмірсутектерді) бейтараптайды, ал родий NOx (азот тотықтарын) шешеді. Тотығу мен тотықсыздану арқылы бұл улы құрамдас бөліктер көмірқышқыл газына (CO₂), азотқа (N₂) және су буына айналады.

Алайда дизельдік қозғалтқыштар түбегейлі басқа қиындық тудырады. Олардың жану үдерісі тек CO, CH және NOx қана емес, сонымен қатар едәуір мөлшерде күйе бөлшектерін түзеді — қатерлі ісік жасушаларының өсуіне ықпал ететіні белгілі ұсақ көміртек бөлшектері. Дизель пайдаланылған газын тазартуды әсіресе күрделі ететіні — мынадай маңызды теңгерім:

• Күйені азайту → NOx деңгейі күрт көтеріледі
• NOx-ты азайту → күйе деңгейі артады
• Бұл теңгерім тек отын қоспасына ғана емес, қозғалтқыштың жұмыс режиміне қарай өзгереді

Бұл дизельдік шығарындылармен күресу көп сатылы тазарту жүйесін талап етеді дегенді білдіреді — жалғыз үш бағытты катализаторға қарағанда әлдеқайда күрделі нәрсе.

Дизель пайдаланылған газын өңдеудің алғашқы әрекеттері

Бірнеше ірі өндіруші — соның ішінде Toyota, Citroën және Mitsubishi — біріктірілген дизель пайдаланылған газын тазарту жүйелерін сынап көрді. Бұл шешімдердің кейбірі техникалық тұрғыдан әсерлі болды, бірақ көпшілігі бірдей проблемалар жиынтығына тап болды:

• Шамадан тыс үлкен өлшем мен салмақ
• Жоғары өндіріс құны
• Өнеркәсіптік мұнай өңдеу зауыты жабдығымен салыстыруға келетін күрделілік
• Жаппай нарықтағы жеңіл автомобильдер үшін күмәнді өміршеңдік

Инженерлер күйе проблемасын салыстырмалы түрде тез әрі арзан шеше алды — дизельдік бөлшек сүзгілері (DPF) арқылы, олар қазір қазіргі дизельдік қозғалтқыштардың көпшілігінде стандартқа айналды. CO мен CH-ты өңдейтін кәдімгі тотығу катализаторларымен біріктіріле отырып, бұл үш басты ластағыштың екеуін шешті. Бірақ NOx қыңыр проблема болып қала берді, әсіресе деңгейлер Euro-4 немесе Euro-6 шектерінен әлдеқайда асып кететін жоғары жүктемелі жүру жағдайларында.

Mercedes-Benz BlueTec дегеніміз не?

BlueTec — Mercedes-Benz компаниясының дизель пайдаланылған газын кейіннен өңдеу меншікті технологиясы. Ол дизельдік қозғалтқыштарды — соның ішінде бастапқыда Euro-3 стандартына сай жасалғандарды да — қозғалтқыштың өзіне ең аз өзгеріс енгізе отырып, Euro-5, тіпті Euro-6 азот тотығы шектеріне толық сәйкестікке келтіруге арналған. Бұл — таңғаларлық инженерлік жетістік.

Көп адам түсінбейтін жайт — BlueTec жалғыз жүйе емес — ол үш бөлек ішкі түрді қамтиды, әрқайсысы әртүрлі көлік түріне немесе нарыққа арналған. Үшеуі де Mercedes-Benz пен Chrysler көліктерінде қолданылды.

BlueTec 1-түрі: жүк көліктері мен автобустарға арналған карбамид айдау

DaimlerChrysler карбамид негізіндегі BlueTec технологиясын алғаш рет 2002 жылы енгізді, прототип көліктерді нақты жағдайларда бірнеше ай сынау үшін Еуропа мен Американың жолдарында жүргізді. 2005 жылдың басында сериялық дизельдік жүк көліктері осы жүйемен жабдықталды. Автобустар ілесе берді, ал ақыр соңында технология Mercedes-Benz GL шолан көлігі мен Mercedes E 320 CDI BlueTec сияқты жеңіл көліктерге көшті.

BlueTec-тің бұл нұсқасы мынадай үдеріс арқылы жұмыс істейді:

1. AdBlue айдау — AdBlue деп аталатын сұйық реагент (карбамидтің сулы ерітіндісі — су қосылған аммиак) пайдаланылған газ ағынына тікелей айдалады
2. SCR катализаторының реакциясы — Пайдаланылған газ бен AdBlue қоспасы Selective Catalytic Reduction (SCR) катализаторына кіреді, онда аммиак шамамен 250–300°C температурада азот тотықтарымен әрекеттеседі
3. Зиянсыз қосалқы өнімдер — NOx зиянсыз азотқа (N₂) және су буына ыдырайды; қалған зиянды құрамдас бөліктер де тотығады

BlueTec 2-түрі: Vision GL 320 үшін жетілдірілген көп сатылы жүйе

Vision GL 320 BlueTec шолан көлігіне орнатылған нұсқа неғұрлым күрделі, SCR сатысының алдына сүзгіленуді қосады. Оның тазарту үдерісі төрт қадаммен жұмыс істейді:

1. Тотығу катализаторы + бөлшек сүзгісі — Пайдаланылған газдар шығару коллекторынан кейін бірден біріктірілген блоктан өтеді; платина мен палладий CO мен CH-ты бейтараптайды, ал сүзгі күйе бөлшектерін ұстап, тотықтырады
2. Араластыру камерасы — Жартылай тазартылған пайдаланылған газ AdBlue реагентімен араласады
3. SCR катализаторы — Жүк көлігі нұсқасындағыдай NOx азот пен суға дейін тотықсызданады
4. Таза пайдаланылған газ шығарылады — Тек осы көп сатылы үдерістен кейін ғана газдар шығару құбырынан шығады

AdBlue шығыны мен техникалық қызмет көрсету

BlueTec карбамид жүйесінің практикалық артықшылықтарының бірі — таңғаларлық төмен AdBlue шығыны. Жеңіл автомобильдер үшін AdBlue шығыны шамамен 100 км-ге 0,1 литр құрайды, яғни стандартты 20 литрлік бак 20 000 км-ден астам жолға жетеді — әр жоспарлы техникалық қызмет көрсету аралығында толтыруға жеткілікті. Жүк көліктері пропорционалды түрде көбірек тұтынады, бірақ принципі бірдей.

AdBlue негізіндегі BlueTec жүйесінің шектеулері

Тиімділігіне қарамастан, BlueTec-тің карбамид айдау нұсқасының бірнеше елеулі кемшіліктері бар:

• Отын сапасына сезімталдық — Жүйе күкірті өте төмен дизель отынын талап етеді әрі төмен сапалы отынмен нашар жұмыс істейді
• Қосымша техникалық қызмет көрсету күрделілігі — AdBlue резервуарын толтыру мен басқару тағы бір техникалық қызмет міндетін қосады
• Қату температурасы — AdBlue ерітіндісі −11,5°C температурада қатады, бұл жүйені суық климатта тиімсіз етеді

Осы себептерге байланысты AdBlue негізіндегі BlueTec жүйелері температура −5-тен −8°C-тан жоғары болатын жылы климатқа ең қолайлы — мысалы, Оңтүстік Еуропа елдері мен шығарынды нормалары әлемдегі ең қатаңдардың бірі болып табылатын Калифорния сияқты АҚШ штаттары.

BlueTec 3-түрі: суық климатқа арналған карбамидсіз шешім

Қату шектеуін шешу үшін Mercedes инженерлері BlueTec-тің AdBlue-ге қажеттілікті толығымен жоятын үшінші нұсқасын әзірледі. Бұл нұсқа тек Америка Құрама Штаттарында сатылатын Mercedes E320 CDI BlueTec седан және универсал үлгілерінде қолданылады.

Сұйық реагент айдаудың орнына бұл жүйе барлық жұмыс режимдерінде электронды реттелетін отын айдауға, сондай-ақ пайдаланылған газды тазартудың төрт сатылы үдерісіне сүйенеді:

1. Платиналы тотығу катализаторы — CO мен көмірсутек шығарындыларын өңдейді
2. Дизельдік бөлшек сүзгісі — Күйені ұстап, жағады
3. SCR катализаторы №1 — NOx тотықсыздануын бастайды
4. SCR катализаторы №2 — Калифорния шығарынды нормаларына сай келу үшін NOx тотықсыздануын аяқтайды (шамамен Euro-5-ке тең)

BlueTec пен дизель шығарындылары технологиясының болашағы

Енгізілген кезінде BlueTec Mercedes-Benz-ті жеңіл көліктерге арналған таза дизель технологиясының көшбасшысы ретінде берік орнықтырды. Volkswagen жария етілмеген себептермен шығып кетпес бұрын біраз уақыт әзірлеу консорциумының құрамында болды. Басқа өндірушілер салыстырмалы жүйелер әзірлей ме — оны әлі көру керек, бірақ BlueTec дизель пайдаланылған газын өңдеу ауқымды деңгейде нақты неге қол жеткізе алатынының эталонын белгіледі.

BlueTec бәрінен бұрын дәлелдеген нәрсе — дизельдік қозғалтқыштарды шынымен таза етуге болады — қозғалтқышты қайта жобалау арқылы емес, ақылды көп сатылы кейіннен өңдеу арқылы. Бұл — мойындауға тұрарлық мұра.

Бұл — аударма. Түпнұсқаны мына жерден оқи аласыз: https://www.drive.ru/technic/4efb331400f11713001e3775.html