Os desenvolvedores recorrem a qualquer truque para aumentar a compatibilidade ambiental de seus carros. Eles brincam com painéis solares, acionamentos elétricos e híbridos, mexem com tecnologias de hidrogênio. Muitos desses desenvolvimentos vazaram para a linha de montagem e alguns permaneceram para viver suas vidas, sendo incorporados apenas em protótipos. E, a propósito, a tecnologia Bluetec que a Mercedes-Benz usa em seus carros a diesel, embora não seja revolucionária, limpa os gases de escape adequadamente.
É um pecado questionar a eficácia desse sistema. Julgue por si mesmo, graças à sua aplicação, os engenheiros, sem alterar o design dos motores que atendem às normas Euro-3, conseguiram atingir o nível de emissões que, em termos de teor de óxidos de nitrogênio, se enquadram nas normas Euro-5 e até Euro-6 com uma grande margem, com reconfigurações mínimas do equipamento de combustível. Então, como essa maravilha tecnológica funciona?
Muitos carros modernos têm catalisadores de três vias. Eles são relativamente simples, não são muito caros de produzir, são bastante duráveis e, devemos dizer, fazem seu trabalho muito bem. Nesses catalisadores, a platina e o paládio “lutam” com CO (monóxido de carbono) e CH (hidrocarbonetos), e o ródio “luta” com NO (óxidos de nitrogênio). Sem entrar em detalhes, o resultado do trabalho da “máscara de gás” é a oxidação ou redução desses componentes tóxicos em dióxido de carbono CO2, nitrogênio N2 e água. E enquanto os desenvolvedores aprenderam a lutar de forma muito eficaz contra a “trindade” maliciosa, os químicos enfrentaram alguns problemas ao limpar o escapamento dos motores a diesel.
Tudo ficaria bem, mas as características da mistura em um motor a diesel são tais que, quando funciona, não apenas os componentes nocivos listados são liberados, mas também uma grande quantidade de fuligem, que, aliás, é um “provocador” do crescimento de células cancerosas. E isso não é tudo! A peculiaridade dos motores a diesel é que, se você reduzir a proporção de fuligem no escapamento, o conteúdo de NOx, ao contrário, começará a aumentar drasticamente. E vice-versa. Além disso, uma tendência em uma direção ou outra depende não apenas da perfeição do processo de mistura, mas também do modo de operação.
Então, acontece que um sistema muito mais complexo, composto por vários componentes, é necessário para uma limpeza integrada do escapamento do diesel. E, devemos dizer, muitos desses sistemas foram lançados – a Toyota, a Citroen e a Mitsubishi fizeram experiências com eles. Existem alguns exemplos muito interessantes entre eles, mas, infelizmente, na maioria dos casos, eles se assemelham a usinas de hidrólise de uma refinaria de petróleo em termos de complexidade. Eles não são apenas volumosos e pesados, mas também caros, a tal ponto que a lucratividade questiona seu uso na produção em massa.
Porém, deve-se notar, foi possível encontrar uma solução para a fuligem de forma relativamente rápida e, o mais importante, barata. Os engenheiros químicos criaram um filtro especial de partículas de armazenamento, que pode ser visto hoje em um grande número de motores a diesel modernos. O CO e o CH nesses motores são efetivamente derrotados com a ajuda de catalisadores de oxidação convencionais. Mas e quanto ao NOx? Sua quantidade pode aumentar tanto em certos modos de operação de um motor a diesel que se torna muito problemático encaixá-lo nas normas Euro-4 e, além disso, Euro-6.
A resposta foi dada pelos especialistas da Mercedes com sua tecnologia Bluetec. É esse sistema de limpeza de escapamento, que se revelou o mais simples e bem-sucedido de seu tipo, que permitiu que os motores a diesel fossem instalados em padrões promissores de toxicidade ultra-rígidos em todos os aspectos, incluindo óxidos de nitrogênio. No entanto, nem todo mundo sabe que não um, mas três subtipos do sistema, que diferem muito, são usados sob o signo Bluetec em carros Mercedes e Chrysler. Mas primeiro de tudo.
Primeiro, a DaimlerChrysler lançou uma série de carros com um sistema que envolvia a injeção da ureia artificial AdBlue na porta de escape. A empresa lançou protótipos com a tecnologia de ureia Bluetec na estrada em 2002. Por vários meses, os testadores dirigiram os carros nas estradas da Europa e da América antes de perceberem que o sistema era capaz e poderia ser usado em carros de produção. Já no início de 2005, os caminhões seriais a diesel da empresa estavam equipados com esses sistemas. Em seguida, a tecnologia foi lentamente transferida para os ônibus. E não faz muito tempo, eles se juntaram a carros de passageiros, por exemplo, o Mercedes-Benz GL SUV ou o Mercedes E 320 CDI Bluetec.
A versão para caminhão do Bluetec é a mais simples e funciona da seguinte maneira: um reagente ativo especial AdBlue, que é uma solução aquosa de ureia (água + amônia), é introduzido na porta de escape e misturado aos gases de escape. Em seguida, essa mistura selvagem entra em um catalisador especial SCR (Redução Catalítica Seletiva). Aqui, a amônia do AdBlue reage quimicamente com os óxidos de nitrogênio sob a influência de produtos químicos catalisadores a uma temperatura de cerca de 250-300°C. Como resultado, o NOx é “desmontado” em nitrogênio e água inofensivos. Obviamente, outros componentes nocivos também são queimados aqui.
A opção instalada no SUV Vision GL 320 Bluetec é mais sofisticada. Esta versão funciona assim: quase imediatamente após o coletor de escape, os gases de escape entram no catalisador de oxidação, que é combinado com um filtro de partículas. A propósito, esse “limpador” combinado não é nada especial – a maioria dos motores a diesel modernos é equipada com esse tipo de produto. Nele, a platina e o paládio “lutam” com CO e CH, e o filtro retém e depois oxida as partículas sólidas de carbono, ou seja, a fuligem.
Em seguida, o escape semilimpo entra na câmara de mistura e é misturado com o reagente AdBlue. O estágio final de purificação ocorre no catalisador SCR da mesma forma que na modificação do sistema no caminhão. E somente após essa limpeza em vários estágios, os gases de escape são liberados.
O consumo da ureia artificial não é tão grande quanto parece à primeira vista – apenas cerca de 0,1 litro por 100 quilômetros. Portanto, um tanque de 20 litros com AdBlue é suficiente para uma corrida de mais de 20 mil quilômetros. Isso significa que o estoque pode ser reabastecido sempre que um serviço de manutenção programado for realizado. A situação é semelhante com os caminhões, mas, é claro, é preciso um pouco mais de líquido por quilômetro.
Obviamente, o “líquido” Bluetec também tem desvantagens. E não se trata apenas do preço – o sistema é extremamente “exigente” quanto à qualidade do combustível e é capaz de funcionar normalmente apenas com óleo diesel com um teor mínimo de enxofre. Além disso, esse sistema causa problemas desnecessários durante a manutenção. Há outra dificuldade: a solução AdBlue já congela a 11,5° C.
Portanto, os motores diesel ultrapuros que trabalham com o reagente AdBlue são relevantes em regiões onde a temperatura mínima não cai abaixo de -5-8°C. Ou seja, em países europeus relativamente quentes e nos estados do sul da América. Por exemplo, na Califórnia, que se preocupa com problemas ambientais.
Sabendo dessas deficiências, a Mercedes certa vez ficou intrigada com o desenvolvimento de um sistema sem o uso de uréia. Então nasceu outra opção, que, aliás, já é usada nos sedãs e vagões Mercedes E320 CDI Bluetec. Aqui, os desenvolvedores seguiram um caminho diferente – eles mudaram um pouco a natureza da injeção em todos os modos com a ajuda da eletrônica. E decidiu submeter os gases de escape a uma limpeza em quatro etapas, sem o uso de um reagente líquido.
Esse sistema consiste em um conversor catalítico oxidante de platina, um filtro de partículas e dois catalisadores SCR que “combatem” apenas os óxidos de nitrogênio. Os carros com essa limpeza em quatro estágios são vendidos exclusivamente nos Estados Unidos e permitem ajustar a composição dos óxidos de nitrogênio no escapamento aos mais rígidos padrões da Califórnia. A propósito, as normas para a concentração de óxidos de nitrogênio NOx adotadas no estado correspondem aproximadamente ao nível do Euro-5.
Não há dúvidas sobre o futuro da tecnologia BlueTec agora. Mas até agora, o líder na produção desses carros é a Mercedes-Benz. Aliás, a Volkswagen já fez parte do consórcio, mas depois, a empresa, por algum motivo, decidiu se recusar a acompanhar seus colegas. No entanto, as vendas de carros com a Bluetec estão apenas começando e não há garantia de que outros fabricantes não façam algo semelhante no futuro.
Esta é uma tradução. Você pode ler o original aqui: https://www.drive.ru/technic/4efb331400f11713001e3775.html
Publicado December 23, 2021 • 7m to read
