Bluetec-System für Dieselautos
Die Entwickler scheuen sich nicht davor, ihre Autos noch umweltfreundlicher zu machen: ertüfteln mit Solarzellen, Elektro- und Hybridantrieben und zaubern über Wasserstofftechnologien. Viele dieser Entwicklungen sind in die Montagelinie gelaufen, und einige haben ihr Jahrhundert überlebt, indem sie ausschließlich in Prototypen verkörpert wurden. Und übrigens: die Bluetec-Technologie, die der Mercedes-Benz-Konzern bei seinen Dieselfahrzeugen einsetzt, ist zwar nicht bahnbrechend, reinigt aber noch gut Abgase.
Die Wirksamkeit dieses Systems ist nicht zu bezweifeln. Urteilen Sie selbst, dank Ihr, ohne Änderungen in der Konstruktion der Motoren, die die Normen Euro 3, gelungen, die Emissionen zu erreichen, die den Gehalt an Stickoxiden mit einer großen Reserve passt in den Normen Euro-5 und Euro-6, bei minimaler Umrichtung der Brennstoffapparatur. Wie funktioniert dieses technologische Wunder?
Viele moderne Autos haben Dreiwege-Katalysatoren. Sie sind ganz einfach angeordnet, sind in der Produktion verfügbar, zeichnen sich durch Haltbarkeit aus und, nebenbei bemerkt, bewältigen sie ihre Aufgabe perfekt. Bei solchen Katalysatoren “bekämpfen” Platin und Palladium CO (Kohlenmonoxid) und CH (Kohlenwasserstoffe) und Rhodium “bekämpft” NO (Stickoxide). Wenn Sie die Details weglassen, erfolgt die Oxidation oder Wiederherstellung dieser toxischen Komponenten in Kohlendioxid СО2, Stickstoff N2 und Wasser als Ergebnis der “Gasmaske”. Und obwohl die Entwickler gelernt haben, sehr effektiv mit böswilligen “Dreiheit” zu kämpfen, bei der Reinigung der Abgase von Dieselmotoren Chemiker haben einige Schwierigkeiten.
Die Merkmale der Gemischbildung in einem Dieselmotor sind so, dass im Betrieb zeichnen sich nicht nur die schädlichen Komponenten, sondern auch eine große Menge an Ruß, die, nebenbei bemerkt, fördert das Wachstum von Krebszellen. Und das ist nicht alles! Die Besonderheit des Diesels ist, dass, wenn Sie den Rußanteil am Auspuff reduzieren, der NOx-Gehalt im Gegenteil stark zunehmen wird. Und umgekehrt. Dabei hängt die Neigung in die eine oder andere Richtung nicht nur von der Perfektion des Mischprozesses ab, sondern auch von der Betriebsart.
Für die umfassende Reinigung von Dieselabgasen ist daher ein umfassendes System erforderlich, das mehrere Komponenten umfasst. Solche Systeme wurden übrigens ziemlich viel produziert — Toyota, Citroen und Mitsubishi experimentierten seinerzeit mit ihnen. Unter ihnen gibt es einige sehr interessante Beispiele, aber leider ähneln sie in den meisten Fällen in ihrer Komplexität Hydrolyseanlagen einer Raffinerie. Sie sind nicht nur sperrig und schwer, sondern auch so teuer, dass ihre Verwendung in der Massenproduktion die Rentabilität in Frage stellt.
Aber der Ruß war in der Lage, schnell genug loszuwerden und gleichzeitig erheblich zu sparen. Chemieingenieure haben spezielle Antikonvulsivfilter entwickelt, die heute auf einer großen Anzahl von modernen Dieseln zu sehen sind. CO und CH an diesen Motoren werden effektiv mit herkömmlichen Oxidationskatalysatoren zerstört. Aber was ist mit NOx? In einigen Modi des Dieselbetriebs kann seine Menge so erhöhen, dass es fast unmöglich wird, es an die Euro-4-Norm anzupassen, geschweige denn Euro-6.
Eine Lösung fanden die Mercedes-Spezialisten mit ihrer Bluetec-Technologie. Mit diesem Abgasreinigungssystem, das sich als die einfachste und effektivste unter seinen eigenen, erlaubt es, Dieselmotoren an die vielversprechenden extrastreng Standards der Toxizität für alle Indikatoren, einschließlich Stickoxide anzupassen. Allerdings weiß nicht jeder, dass unter dem Zeichen Bluetec auf Autos Mercedes und Chrysler nicht einen, sondern drei Subtypen des Systems verwenden, die drastische Unterschiede haben.
Zunächst startete DaimlerChrysler eine Reihe von Autos mit einem System, das die Injektion von künstlichem AdBlue-Harnstoff in den Auspuff beinhaltete. Monatelang rollten die Tester die Autos auf den Straßen Europas und Amerikas, bevor sie erkannten, dass das System lebensfähig war und in Serienautos eingesetzt werden konnte. Anfang 2005 wurden die serienmäßigen Diesel-Lkw des Konzerns mit solchen Systemen ausgestattet. Dann lieh die Technologie Busse. Und vor nicht allzu langer Zeit kamen auch Pkw dazu, zum Beispiel der Mercedes-Benz GL SUV oder der Mercedes E 320 CDI Bluetec.
Die Ladenversion von Bluetec ist die einfachste und funktioniert so: ein spezielles aktives AdBlue-Reagens, das eine wässrige Harnstofflösung (Wasser+ Ammoniak) ist, wird in den Auspuff eingespeist und mit den Abgasen vermischt.
Diese wilde Mischung tritt dann in einen speziellen SCR-Katalysator (Selective Catalytic Reduction) ein. Hier tritt AdBlue-Ammoniak unter dem Einfluss von Katalysatorchemikalien bei einer Temperatur von etwa 250-300 °C mit Stickoxiden in Wechselwirkung. Infolgedessen wird NOx in harmlosen Stickstoff und Wasser “zerlegt”. Natürlich werden hier auch andere schädliche Komponenten verbrannt.
Die Variante Bluetec, die auf dem SUV Vision GL 320 Bluetec installiert ist, ist viel komplizierter. Fast unmittelbar nach dem Abgaskrümmer treten die Abgase in den Oxidationskatalysator ein, der mit einem Partikelfilter kombiniert wird. Übrigens, in diesem kombinierten “Reiniger” gibt es nichts Besonderes — die meisten modernen Dieselmotoren sind nur mit solchen ausgestattet. Darin “bekämpfen” Platin und Palladium CO und CH, und der Filter fängt und oxidiert kohlenstofffeste Partikel, dh Ruß.
Der halbgereinigte Auspuff tritt dann in die Mischkammer ein und wird mit dem AdBlue-Reagenz gemischt. Im SCR-Katalysator wird die letzte Reinigungsstufe durchgeführt.
Der Verbrauch von künstlichem Harnstoff ist nicht so groß, wie es scheint — etwa 0.1 Liter pro 100 Kilometer. Daher ist der 20-Liter-Tank mit AdBlue genug für eine Laufleistung von mehr als 20 Tausend Kilometer. Dies bedeutet, dass der Bestand jedes Mal während der routinemäßigen Wartung wieder aufgefüllt werden kann. Eine ähnliche Situation wie bei Lastwagen, aber natürlich braucht man pro Kilometer viel mehr Flüssigkeit.
Bluetec hat auch Nachteile. Und es ist nicht nur der Preis — das System ist extrem “launisch” in Bezug auf die Qualität des Kraftstoffs und ist in der Lage, normal zu funktionieren ausschließlich auf Dieselkraftstoff mit einem minimalen Gehalt an Schwefel. Darüber hinaus sorgt ein solches System für viel Pflege während der Wartung. Es gibt noch ein gewichtiges Minus — die AdBlue-Lösung friert bereits bei 11.5 ° C ein.
Daher ist es nur in Regionen möglich, in denen die minimale Temperatur nicht unter -5-8 ° C fällt, in europäischen Ländern mit relativ mildem Klima und in den südlichen Staaten von Amerika, hochreine Diesel zu verwenden, die mit dem AdBlue-Reagenz arbeiten.
Wissend über diese Mängel, Mercedes-Konzern in seiner Zeit beschlossen, die Entwicklung eines Systems ohne den Einsatz von Harnstoff zu tun. So entstand eine weitere Variante, die übrigens bereits bei Mercedes E320 CDI Bluetec-Limousinen und Kombis zum Einsatz kommt. Hier gingen die Entwickler einen anderen Weg — sie haben die Art der Injektion in allen Modi mit Hilfe von Elektronik leicht verändert. Und beschlossen, die Abgase durch ein vierstufiges Reinigungssystem zu führen, aber ohne flüssiges Reagenz.
Dieses System besteht aus einem Platinoxidationskatalysator, einem antikonvasiven Filter und zwei SCR-Katalysatoren, die nur mit Stickoxiden “kämpfen”. Autos mit einem solchen Reinigungssystem können nur in den USA gekauft werden und ermöglichen es Ihnen, die Zusammensetzung der Stickoxide im Auspuff an die strengsten kalifornischen Standards anzupassen. Übrigens entsprechen die im Staat erlassenen NOx-Stickoxidkonzentrationen in etwa dem Euro-5-Niveau.
Die Zukunft der BlueTEC-Technologie scheint hell. Aber immer noch führend in der Herstellung solcher Autos ist der Konzern Mercedes-Benz. Übrigens war Volkswagen einst Teil des Konsortiums, aber später entschied sich der Konzern aus irgendeinem Grund, den aktuellen Trends zu folgen. Obwohl der Verkauf von Autos mit BlueTEC-Technologie gerade erst begonnen hat, gibt es keine Garantie, dass andere Hersteller in Zukunft so etwas nicht tun werden.
Dies ist eine Übersetzung. Man kann den ursprünglichen Artikel hier lesen: https://www.drive.ru/technic/4efb331400f11713001e3775.html
