AdBlue sistema dyzeliniams varikliams: veikimas, diagnostika ir priežiūra

AdBlue sistema dyzeliniuose varikliuose naudojama siekiant sumažinti azoto oksidų emisiją ir užtikrinti, kad transporto priemonė atitiktų Europos Sąjungos nustatytus išmetamųjų teršalų reikalavimus. Ši sistema veikia kartu su selektyviosios katalitinės redukcijos sistema, vadinama SCR.

Dyzelinių variklių išmetamosiose dujose gali būti anglies monoksido, angliavandenilių, azoto oksidų ir kietųjų dalelių. Dėl to išmetamosioms dujoms valyti naudojami keli skirtingi metodai: oksidacinis katalizatorius, DPF kietųjų dalelių filtras ir SCR sistema su AdBlue skysčiu.

Kaip valomos dyzelinio variklio išmetamosios dujos?

Vienas seniausių katalitinio išmetamųjų dujų valymo būdų yra nevisiškai sudegusių degalų oksidavimas. Šio proceso metu anglies monoksidas ir nesudegę degalai, išmetamosiose dujose esant reikiamam deguonies kiekiui, paverčiami anglies dioksidu ir vandeniu.

Tačiau esant dideliam deguonies pertekliui ir žemai išmetamųjų dujų temperatūrai katalizatoriaus veiksmingumas gali sumažėti.

Kietųjų dalelių filtravimas taip pat yra svarbi išmetamųjų dujų valymo dalis. DPF filtre sulaikomi variklio darbo metu susidarantys likučiai, įskaitant alyvą, degalus ir suodžius. Šis procesas padeda atitikti Euro 6c emisijos normos reikalavimus.

Azoto oksidų kiekiui mažinti naudojami du pagrindiniai metodai:

azoto oksidų kaupimo katalizatorius;
selektyvioji katalitinė redukcija, arba SCR sistema.

Kas yra AdBlue ir kaip veikia SCR sistema?

SCR sistema pagrįsta redukuojančios medžiagos įpurškimu į išmetamųjų dujų srautą. Šiam tikslui naudojamas AdBlue – vandeninis karbamido tirpalas, kuris dozuojamas tiesiai į išmetamųjų dujų srautą prieš SCR katalizatorių.

AdBlue sudėtis:

32,5 % gryno karbamido

67,5 % demineralizuoto vandens

AdBlue neturėtų būti ilgą laiką veikiamas aukštos temperatūros ar tiesioginių saulės spindulių, nes dėl šilumos poveikio tirpalas gali pradėti irti.

Kai AdBlue skystis išgarinamas aukštesnėje nei 200 °C temperatūroje, prasideda hidrolizės procesas. Tinkamai veikianti sistema gali sumažinti azoto oksidų koncentraciją nuo maždaug 400 ppm iki 40 ppm arba dar mažesnės reikšmės.

Pirmosios ir antrosios kartos AdBlue sistemos

Rinkoje naudojamos dvi pagrindinės AdBlue sistemų kartos: pirmosios kartos sistema ir antrosios kartos sistema.

Pirmosios kartos sistema

Pirmosios kartos sistema buvo naudojama maždaug 2008–2015 metais. Joje AdBlue purkštukas įrengtas po automobiliu ir aušinamas mentėmis. Šios konstrukcijos sistemoje DPF filtras ir azoto oksidų katalizatorius yra atskirti.

Antrosios kartos sistema

Nuo maždaug 2015 metų gamintojai pradėjo naudoti antrosios kartos sistemas, kuriose SCR katalizatorius montuojamas variklio skyriuje.

Kodėl SCR sistemoje svarbi temperatūra?

Veikiamas šilumos AdBlue virsta amoniaku. Šiam procesui reikalinga maždaug 300–350 °C temperatūra, todėl tinkama SCR sistemos temperatūra yra vienas svarbiausių veiksmingo išmetamųjų dujų valymo veiksnių.

Jeigu temperatūra per žema, drėgmė neišgaruoja, o karbamidas gali kauptis sistemoje ir užkimšti katalizatorių ar net EGR sistemą.

Jeigu temperatūra per aukšta, gali būti pažeistas AdBlue purkštukas ir pablogėti paties skysčio savybės.

Netinkama išmetamųjų dujų temperatūra taip pat gali būti susijusi su prieš DPF filtrą esančio oksidacinio katalizatoriaus gedimu, ypač kai variklis naudoja per daug alyvos.

Išmetamųjų dujų temperatūros jutikliai

Išmetamųjų dujų temperatūra kontroliuojama EGT jutikliais, sumontuotais skirtingose išmetimo sistemos vietose. Priklausomai nuo automobilio gamintojo, sistemoje gali būti iki šešių PTC arba NTC tipo temperatūros jutiklių.

Dažniausiai naudojami trys EGT jutikliai:

EGT 1 – montuojamas prie turbokompresoriaus;
EGT 2 – montuojamas tarp oksidacinio katalizatoriaus ir DPF filtro;
EGT 3 – montuojamas tarp DPF filtro ir SCR sistemos.

Tiksli jutiklių vieta ir jų skaičius priklauso nuo konkretaus automobilio, todėl atliekant diagnostiką būtina vadovautis gamintojo techniniais duomenimis.

Kaip dirbtuvėse tikrinti AdBlue sistemą?

AdBlue sistemos gedimų diagnostika turėtų prasidėti nuo galimos problemos priežasties nustatymo.

Pagrindiniai diagnostikos etapai:

patikrinti AdBlue kokybę;
patikrinti įsiurbimo ir išmetimo sistemų sandarumą;
įvertinti, ar variklis neišskiria per daug azoto oksidų;
patikrinti katalizatorių ir DPF filtrą;
patikrinti SCR sistemos veikimą ir NOx jutiklius.

Jeigu važiuojant pradeda mirksėti AdBlue indikatorius, o išmetimo vamzdžio vidus yra baltas, tai gali reikšti, kad dėl sugedusio purkštuko į sistemą įpurškiama per daug karbamido.

Jeigu aplink purkštuką matyti karbamido ar kietųjų nuosėdų, purkštuką reikėtų pakeisti. Tokiu atveju būtina patikrinti ir kitus išmetamųjų dujų sistemos elementus:

SCR katalizatorių;
DPF kietųjų dalelių filtrą;
NOx jutiklius;
slėgio skirtumą matuojantį vamzdelį.

AdBlue purkštuko gedimai ir karbamido kristalizacija

Ilgainiui AdBlue purkštukas gali tapti nesandarus. Tokiu atveju jo antgalyje gali pradėti kristalizuotis karbamidas, o pats purkštukas nebesugeba tolygiai išpurkšti skysčio.

Per didelis įpurškiamo AdBlue kiekis gali sukelti SCR sistemos užsikimšimą. Dėl to tikslus AdBlue dozavimas yra būtinas tinkamam išmetamųjų dujų valymui.

AdBlue kiekis apskaičiuojamas pagal azoto oksidų kiekį išmetamosiose dujose, kartu įvertinant ir kitus parametrus:

įpurškiamų degalų kiekį;
oro masės srautą;
variklio temperatūrą;
EGR sistemos veikimą.

Vertinant realaus laiko diagnostinius duomenis svarbu atsižvelgti į tai, kad automobilio NOx jutiklis negali atskirti azoto oksidų dalelės nuo amoniako dalelės, susidariusios iš AdBlue.

Kaip vertinti NOx jutiklių duomenis?

Jeigu važiuojant NOx koncentracija po SCR katalizatoriaus didėja, tai reiškia, kad išmetamosiose dujose po katalizatoriaus azoto oksidų kiekis yra didesnis nei prieš SCR sistemą.

Atliekant diagnostiką būtina nuolat stebėti šiuos realaus laiko parametrus:

variklio sūkius;
automobilio greitį;
visų EGT jutiklių rodmenis;
variklio temperatūrą;
slėgio skirtumą DPF filtre;
DPF suodžių indeksą;
akceleratoriaus pedalo padėtį;
AdBlue purkštuko aktyvavimą;
NOx jutiklių rodmenis.

AdBlue sistemos patikros važiavimo sąlygos

Visi matavimai turi būti atliekami tik tada, kai išmetimo sistema įkaista iki aukštesnės nei 250 °C temperatūros, o variklis pasiekia darbinę temperatūrą.

Rekomenduojama patikros seka:

važiuoti tiesiai ir palaikyti pastovų 80 km/h greitį;
tris kartus akceleratoriaus pedalą nuspausti iki galo, geriausia važiuojant trečiąja pavara;
po kiekvieno pagreitėjimo ilgiau stabdyti varikliu;
palikti variklį veikti tuščiąja eiga dvi minutes.

SCR sistemos priešslėgis visiškai akceleruojant paprastai turi būti ne didesnis kaip 5–20 mbar, tačiau didesniuose varikliuose jis gali būti šiek tiek aukštesnis.

Jeigu DPF filtras ir SCR katalizatorius integruoti į vieną korpusą, SCR sistemos priešslėgio atskirai išmatuoti negalima.

Kas gali sutrumpinti SCR katalizatoriaus tarnavimo laiką?

Jeigu SCR katalizatorius sugenda, svarbu ne tik pakeisti pažeistą dalį, bet ir nustatyti pirminę gedimo priežastį.

SCR katalizatoriaus tarnavimo laiką gali sutrumpinti:

prastos kokybės dyzelinas;
per didelis AdBlue sunaudojimas;
nesandarus degalų purkštukas;
DPF filtro gedimas;
netinkamas variklio galios programavimas;
SCR sistemos perkaitimas;
mechaniniai variklio gedimai, sukeliantys padidėjusį alyvos sunaudojimą.

Taip pat reikėtų patikrinti kaitinimo žvakes su integruotu slėgio jutikliu, nes jų veikimas gali turėti įtakos katalizatoriaus sistemai.

Reikėtų įvertinti ir oro srautą EGR sistemoje, ypač jeigu jos veiksmingumas sumažėjęs dėl užsikimšusio EGR aušintuvo.

Elektrinė AdBlue purkštuko patikra

AdBlue purkštuką valdo variklio valdymo blokas, naudodamas PWM signalą.

Valdymo įtampa: 12 V, o sunkvežimiuose gali būti naudojama 24 V įtampa.

Ritės varža: nuo 0,5 iki 20 omų.

AdBlue dozavimo modulių filtrai

Sunkvežimiuose naudojamuose AdBlue dozavimo moduliuose filtravimas yra ypač svarbus, nes sistemoje esantys nešvarumai gali užkimšti purkštuko antgalį.

Filtro keitimas yra įprasta techninės priežiūros procedūra. Filtro išvaizda taip pat gali padėti įvertinti bendrą sistemos būklę.

Viename siurblyje gali būti naudojami trys filtrai:

pagrindinis didysis filtras;
įleidimo filtras;
grįžtamojo srauto filtras, montuojamas jungčių viduje.

Jeigu oro sistema yra užteršta arba prastos būklės, filtrai gali būti stipriai užteršti. Todėl atliekant AdBlue sistemos techninę priežiūrą svarbu nepamiršti jų reguliariai tikrinti ir keisti.

Kaip NRF tikrina AdBlue sistemos dalis?

NRF laboratorijoje pagrindinis AdBlue sistemos dalių patikros metodas yra našumo bandymas. Etaloninė vertė visada nustatoma pagal originaliosios įrangos gamintojo specifikacijas.

Našumui matuoti naudojamos tikslios svarstyklės, kurių skiriamoji geba siekia 0,001 g. Toks metodas leidžia tiksliai išmatuoti net vieną dozavimo modulio įpurškimą.

Net jeigu mėgintuvėlis nėra visiškai sausas ar švarus, svarstykles galima nunulinti ir atlikti matavimą.

Jeigu siurblyje integruotas slėgio jutiklis, originalios įrangos ir bandomosios dalies jutiklių charakteristikos palyginamos tarpusavyje.

Šiam tikslui naudojamas išorinis slėgio siurblys su skaitmeniniu manometru. Abu jutikliai turi veikti tame pačiame matavimo diapazone.

Dažniausiai užduodami klausimai apie AdBlue sistemą

Kam naudojamas AdBlue skystis?

AdBlue naudojamas SCR sistemoje azoto oksidų kiekiui dyzelinio variklio išmetamosiose dujose mažinti.

Iš ko sudarytas AdBlue?

AdBlue sudaro 32,5 % gryno karbamido ir 67,5 % demineralizuoto vandens.

Kodėl SCR sistemai svarbi temperatūra?

Tinkama temperatūra reikalinga tam, kad AdBlue virstų amoniaku ir galėtų veiksmingai sumažinti azoto oksidų kiekį. Per žema temperatūra gali sukelti kristalizaciją ir sistemos užsikimšimą, o per aukšta – pažeisti purkštuką.

Ką gali reikšti baltos nuosėdos išmetimo sistemoje?

Baltos karbamido nuosėdos gali rodyti nesandarų arba netinkamai veikiantį AdBlue purkštuką, kuris į sistemą įpurškia per daug skysčio.

Kada reikia tikrinti AdBlue sistemos filtrus?

Filtrai turėtų būti tikrinami atliekant AdBlue sistemos techninę priežiūrą, nes nešvarumai gali užkimšti purkštuko antgalį ir sutrikdyti dozavimo modulio veikimą.