Технологія BlueTec для дизельних двигунів

Значної популярності сьогодні набула система впорскування високого тиску для дизельних двигунів «Common-Rail». Ця технологія дозволяє підвищити ефективність роботи дизельного двигуна за рахунок більшої гнучкості в перенастроюванні подачі палива при зміні режиму навантаження на двигун і більш повного згоряння палива. Поява цієї інноваційної системи упорскування призвело до винаходу нових технологій, що дозволяють знизити кількість шкідливих речовин, що викидаються в атмосферу разом з дизельним вихлопом, серед яких особливо виділяється сажа - неодмінний компонент потоку газів дизельних двигунів.

Система Common Rail як основа для застосування BlueTec і аналогічних технологій

У традиційному варіанті системи вприскування дизельного палива кожна секція насоса високого тиску подає паливо в окремий паливопровід, замкнутий на одну форсунку. Навіть незважаючи на неабияку товщину стінок паливопроводів при подачі в них рідини під тиском в 1500-2000 атмосфер вони незначно, але «роздуваються». В результаті потрапляє в циліндр порція палива відрізняється від розрахункової. Зайве паливо, згораючи, збільшує витрату пального, підвищує димність і знижує повноту згоряння паливно-повітряної суміші.

У 2009 році Audi A3 TDI clean diesel, оснащена аналогічної Blue TEC системою зниження рівня шкідливих речовин отримала премію Green Car of the Year

Гарне інженерне рішення цієї проблеми розробили одночасно відразу кілька автовиробників. У новій системі паливний насос високого тиску подає паливо в загальний трубопровід — паливну рампу, яка, крім іншого, грає роль ресивера, тобто стабілізатора тиску в контурі. В рампі постійно присутній постійний обсяг палива, що знаходиться не під пульсуючим тиском, а під постійним. До того ж розвиток інтелектуальних технологій дозволило оснастити форсунки електронними системами відкриття (в традиційних дизелях регулювання циклів уприскування відбувається гидромеханическим способом при підвищенні тиску в трубопроводі). Електронний блок, що управляє роботою форсунок, враховує інформацію про положення педалі акселератора, тиску в рампі, температурному режимі двигуна, його навантаження і т. д. На основі цих даних розраховується розмір порції палива і момент його подачі.

У Каліфорнії можна придбати автомобіль з дизельним двигуном, тільки якщо він побудований за технологією Blue TEC. Інші дизельні мотори не відповідають вимогам за рівнем шкідливих речовин

Ще одне нововведення, яке з'явилося завдяки розвитку автомобільної електроніки – двоетапна подача палива в камеру згоряння. Спочатку впорскується «розгінна» (близько міліграма) порція. При згорянні вона додатково до ефекту стиснення підвищує температуру в камері, і основна доза, впорскується слідом, згоряє більш плавно, також плавно нарощуючи тиск в циліндрі. В результаті двигун працює м'якше і менш шумно, а витрата палива скорочується приблизно на 20% при одночасному зростанні крутного моменту на малих обертах на 25%. Що важливо - зменшується вміст у вихлопі сажі.

Принцип дії BlueTec та аналогічних систем

Серед нових розробок, покликаних поліпшити екологічні характеристики дизелів одночасно з оптимізацією їх економіки найбільш перспективною вважається система BlueTec, розроблена фахівцями концерну Daimler AG. Основна її складова – інноваційна методика каталітичної нейтралізації вихлопних газів.

Каталітичні нейтралізатори сучасних автомобілів працюють за рахунок керамічних або металевих «сот», покритих шаром хімічно активних речовин — каталізаторів. Каталізатори окислюють або відновлюють токсичні сполуки CO, CH і NOx до вуглекислого газу, простого азоту і води.

Однак особливості дизельного палива, а також процесів утворення і згоряння паливно-повітряної суміші в дизелі такі, що вихлоп містить не тільки шкідливі хімічні компоненти, але велика кількість сажі. Причому якщо почати зменшувати частку сажі, зростає вміст NOx, і навпаки. Таким чином, для комплексного очищення дизельного вихлопу потрібна багатокомпонентна хіміко-механічна система, що ускладнює конструкцію автомобіля і, як наслідок, знижує рентабельність виробництва.

Технологія BlueTec побудована на поєднанні традиційних і нових рішень. Спочатку відпрацьовані гази проходять наявний на більшості дизельних автомашин сажовий фільтр і каталізатор, «истребляющий» сполуки вуглецю. Далі у випускний тракт впорскується активний реагент AdВlue на основі сечовини (розчину аміаку у воді). Отримана суміш потрапляє в спеціальний нейтралізатор вибіркової дії (SCR), в якому аміак з AdBlue під впливом каталізу при температурі 250-300°С вступає в хімічну реакцію з оксидами азоту, «розбираючи» їх на азот і воду. Тут же «допалюються» інші шкідливі компоненти.

Плюси і мінуси BlueTec

При очевидних плюсах BlueTec має не менш очевидні мінуси. Зберігання запасу компонента AdВlue вимагає окремій ємності. Сама система ускладнюється за рахунок присутності додаткових вузлів і магістралей. До того ж система ще більш вибаглива до якості палива і може працювати тільки на дизелі з мінімальним вмістом сірки. Ще одна дуже актуальна для Росії проблема - розчин AdВlue замерзає при мінус 11,5 град.С.

VW Passat TDI оснащений системою SCR поставив рекорд дальності невпинної поїздки на одному повному баку палива в 2012 році. Рекорд у 1626 миль досі не побитий

Тому інженери BlueTec зараз активно працюють над вдосконаленням систем без використання сечовини. Сьогодні проходять випробування і доопрацювання комплекси з сажового фільтра, платинового каталітичного нейтралізатора і двох SCR-каталізаторів, «заряджених» виключно на боротьбу з оксидами азоту. В даний час система дозволяє забезпечити вміст NOx у вихлопі дизелів приблизно на рівні Євро-5.

Recommended to read
Recommended to read
Recommended to read
Recommended to read