Šta je AdBlue i čemu služi? Problemi kod AdBlue-a?

Zapaljenje goriva uzrokuje nagli rast pritiska (do 250 bara) i temperature (do 2.500 stepeni). Naravno radi se o modelima sa dizel motorima, budući da benzinski motori ne trebaju AdBlue, odnosno imaju drugačiju problematiku čišćenja izduvnih gasova.

Kako radi dizel motor?

Motor u taktu usisa usisava vazduh čiji pritisak prilikom kompresije raste do 50 bara, a temperatura na oko 550 stepeni. I tako sabijen i vrući vazduh ubrizgava se gorivo koji trenutno isparava i zapaljuje se, pri čemu dolazi do naglog rasta pritiska (do 250 bara) i temperature (u nekim delovima cilindra i do 2.500 stepeni). Iako se radi o ekstremnim vrednostima one po pravilu ne oštećuju motor, jer se radi o vrednostima temperature na određenima mestima u cilindru koje se naglo smanjuju kako se klip kreće prema dole.

Osim pritiska i temperature kao glavnih posledica sagorevanja goriva, pojavljuju se i brojni produkti sagorevanja, nekoliko desetina različitih hemijskih spojeva i čestice čađi. Budući da je gorivo ugljovodonik glavni produkti sagorevanja su spojevi ugljenika (CO, CO₂), vodena para (H₂O) i određena količina ne sagorenih ugljovodonika (HC). Kako usisani vazduh sadrži 79% azota u uslovima visoke temperature dolazi do spajanja molekula azota i kiseonika i stvaranju vrlo opasnih azot oksida (NOx). Gotovo svi produkti sagorevanja koji nastaju u cilindru motora, osim vodene pare, su otrovni, kancerogeni ili na neki način ekološki neprihvatljivi.

Česta slika kod modernih automobila. Plavi čep je za AdBlue

Godine 1988. Evropska ekonomska zajednica usvojila je direktivu 88/77/EEC kojom se definira Euro 0 odnosno Euro I norma u kojoj se po prvi put definišu količine najvažnijih produkata sagorevanja: ugljen monoksid (CO), ne sagoreli ugljovodonici (HC), azot oksidi (NOx) i čvrste čestice (PM).

Kako su norme postajale sve strožije tako su i zahvati na motoru postajali sve zahtevniji, što je iniciralo uvođenje turbina s varijabilnom geometrijom odnosno rešenja poput povratka izduvnih gasova (EGR) u cilindar. Ipak, uskoro su iscrpljene mogućnosti postizanja traženih limita štetnih stvari samo zahvatima na motoru pa su se morali ugraditi uređaji za naknadnu obradu izduvnih gasova poput oksidacijskih katalizatora, filtera čestica i sl. Uvođenje Euro 4 norme je bila jedna od prekretnica koja je postavivši (za to vreme) stroge standarde po prvi put inicirala pojavu i SCR tehnologije.

Prikaza sistema za povratak izduvnih gasova

EGR

EGR (Exhaust Gas Recirculation) je tehnologija kojom se izgoreni gasovi ponovno vraćaju u cilindar, gde de facto glume inertni gas što je bio jedan od načina za poboljšanje izduvnih gasova. Razlog za povratak gasova leži u činjenici da dizel motori moraju raditi sa konstantnom količinom vazduhom , odnosno moraju imati dvostruku količinu vazduha od one koja je nužno potrebna da bi sagorelo svo gorivo.

Ovo dovodi do situacije u kojoj u cilindru postoje slobodni molekuli kiseonika i azota iz vazduha koje se u uslovima visoke temperature i pritiska spajaju čime nastaju vrlo nepoželjni azot oksidi (azot monoksid-NO i azot dioksid-NO₂) za koje se koristi zajednički naziv NOx.

Povratkom sagorelih gasova u cilindru se deo vazduha zamenjuje s inertnim gasom čime se smanjuje mogućnost nastanka NOx, jer je manje slobodnog kiseonika i azota. Povratni gasovi mogu činiti i do 30 posto zapremine prilikom usisa.

Smanivanje količine NOx povećava se količina čestica pa je nužno kombinovanje više tehnologija

Kao i uvek u prirodi jedna pojava uvek uzrokuje drugu pa iako smanjuju NOx povratni gasovi istovremeno uzrokuju drugi problem: ne kvalitetnije sagorevanje u kojem su vršne temperature nešto manje što opet dovodi do povećanja količine čvrstih čestica.

NOx i čvrste čestice imaju konfliktne hemijske faktore pa veći udio EGR-a u usisu znači i veću količinu čestica (PM) pa je u većini slučajeva nužna ugradnja filtera čestica. Takođe, povećanjem udela povratnih gasova se povećava i potrošnja zbog čega ostatak povratka nikad ne prelazi između 20 i 30 posto jer nakon toga potrošnja počinje naglo rasti.

SCR

Neki proizvođači su se za dobijanje Euro 4 i Euro 5 norme služili samo SCR (Selective Catalytic Reduction) tehnologijom bez korišćenja EGR-a. Radi se o relativno jednostavnom, ali vrlo efikasnom rešenju prilikom koje se u izduv ubrizgava rastvor uree (poznata pod nazivom AdBlue) od koje nastaje amonijak koji se veže s NOx pri čemu nastaje ne opasni azot i vodena para. Ali ovakvo rešenje, osim ugradnje posebnog SCR katalizatora zahteva ugradnju dodatnog rezervoara za AdBlue kojeg se mora takođe dopunjavati. Potrošnja AdBlue dodatka je oko 5% potrošnje goriva.

U izduvu se ubrizgava AdBlue, nastaje amonijak koji reaguje sa NOx

Obzirom na veoma niske količine štetnih sastojaka u izduvu većina proizvođača je za postizanje Euro 6 norme odlučila kombinovati i EGR i SCR. Tako se uz pomoć EGR-a smanjuje količina NOx, ali se mora ugraditi i SCR katalizator da bi se NOx u potpunosti eliminisao.

Naravno tu je i filter čestica koji se redovno regeneriše (najčešće automatski osim u posebnim režimima vožnje) zbog nešto veće količine čestica koje ima EGR tehnologija.

Neki proizvođači koriste samo SCR što znači da relativno malo čestica (no svejedno je nužan filter) te SCR katalizator koji u ovom slučaju koristi nešto veću količinu AdBlue dodatka jer je nužno eliminisati veću količinu NOx.

AdBlue je dostupan na benzinskim pumpama u različitim pakovanjima

AdBlue

AdBlue je rastvor uree u vodi i sadrži 32,5 posto uree i 67,5 posto destilisane vode. Sastav i kvaliteta definisani su standardom ISO 2241 odnosno DIN 70070. Udeo različitih metala ne sme prelaziti 0.2 mg/kg kako se ne bi oštetio SCR katalizator.

Pojavljuje se i naziv AUS32 (Aqueous Urea Solution 32%, odnosno vodeni rastvor uree od 32%) te takođe i DEF (odnosno Diesel Exhaust Fluid). AdBlue je relativno podložan temperaturnim uticajima pa ga je nužno skladištiti u odgovarajućim uslovima kako bi se zadržala tražen kvalitet (smrzava se na -11,5 stepeni).