Eksploatacja

SCR i AdBlue – co musisz wiedzieć o konwerterze w dieslach?

Układ selektywnej redukcji katalitycznej SCR ma na celu zredukowanie emisji bardzo szkodliwych tlenków azotu, emitowanych przez silniki wysokoprężne. Układ SCR wykorzystuje w swoim działaniu płyn AdBlue. Jak jest zbudowany układ SCR? Jaki należy eksploatować układ SCR? Jak i kiedy dolewać płyn AdBlue? Jakie są wady układu SCR? Jakie są objawy awarii układu SCR i ile kosztuje naprawa?

shutterstock_655475707-2.jpg

W 2014 roku na terenie Unii Europejskiej zaczęła obowiązywać norma emisji spalin Euro 6. Wprowadziła ona nowe, drastyczne ograniczenia emisji spalin dla aut z silnikami wysokoprężnymi. Dopuszczalną wartość emisji tlenków azotu zmniejszono w stosunku do poprzedniej normy Euro 5 aż o 80 proc. (do maksymalnego poziomu 400 mg/kWh), a dopuszczalną wartość cząstek stałych ograniczono o 66 proc. w stosunku do Euro 5 (do maksymalnego poziomu 10 mg/kWh). Dotychczasowe układy oczyszczania spalin, stosowane w silnikach wysokoprężnych, wykorzystujące układy recyrkulacji spalin EGR oraz filtry cząstek stałych DPF/FAP nie były w stanie im sprostać. Konieczne stało się zastosowanie dodatkowego, nowego układu.

Tym układem okazał się SCR – układ selektywnej redukcji katalitycznej, stosowany od kilku lat w samochodach ciężarowych oraz w autobusach. Konieczne stało się też zastosowanie kolejnego płynu eksploatacyjnego – AdBlue, specjalnego dodatku do paliwa.

SCR dobrze radzi sobie z usuwaniem tlenków azotu z gazów spalinowych- usuwa do 90 proc. tlenków. Nie ma jednak nic za darmo. Zastosowanie układu SCR zwiększyło ceny samochodów, skomplikowało ich obsługę, nieznacznie zwiększyło koszty eksploatacji i zdecydowanie zwiększyło koszty napraw w przypadku awarii – o bardzo wysokie kwoty.

Układ SCR – budowa, działanie i płyn AdBlue

Układ SCR nie może działać bez płynu AdBlue. Dlatego na początek wyjaśnimy, co to jest AdBlue, z czego się składa i o ile zwiększa on koszty eksploatacji pojazdu.

Płyn AdBlue – co to jest?

AdBlue to wodny roztwór mocznika, stosowany w układach SCR. Mocznik pozyskiwany jest w przemyśle chemicznym w czasie reakcji amoniaku z dwutlenkiem węgla, przeprowadzanych w autoklawach, w temperaturze do 200 st. C i przy ciśnieniu do 200 atm. Mocznik ma postać białych granulek. Najczęściej stosowany jest jako nawóz w rolnictwie.  

Płyn AdBlue produkowany jest według standardowej receptury – składa się z 32,5 proc. mocznika i 67,5 proc. wody zdemineralizowanej.

AdBlue jest silnie korozyjny i nie wolno doprowadzić do jego zetknięcia się z metalowymi częściami pojazdu.

AdBlue jest nieodporny na mróz – mocznik krystalizuje w temperaturze minus 11.5 st. C (a woda zamarza), co wymusiło na producentach stosowanie grzałek. Z kolei w bardzo wysokich temperaturach dodatnich AdBlue ulega rozkładowi.

W jakim stopniu płyn AdBlue zwiększa koszty eksploatacji auta? Istnieje pewna, niedoskonała metoda, która umożliwia obliczenie jego zużycia. Należy obliczyć średnie zużycie oleju napędowego na 100 km. 5 proc. z uzyskanego wyniku to maksymalne zużycie AdBlue. Jeśli auto zużywa 6 l oleju napędowego na 100 km, to potrzebuje maksymalnie 0,3 l / 100 km AdBlue albo 3 l/1000 km. W praktyce zużycie może być dużo mniejsze (wszystko zależy od sposobu i warunków jazdy).

Budowa układu selektywnej redukcji katalitycznej SCR

Układ selektywnej redukcji katalitycznej zabiera nieco miejsca, dodatkowo obciąża auto i do tego skomplikowany pod względem budowy.

Układ SCR w samochodzie osobowym jest częścią standardowego układu wydechowego. Montuje się go za filtrem cząstek stałych DPF/FAP.

Zasadnicze elementy składowe typowego układu SCR, stosowanego w samochodach osobowych, to:

  • Sterownik elektroniczny z wgranym oprogramowaniem sterującym, połączony przewodami elektrycznymi z komputerem sterującym pracą silnika, a także z czujnikami. Zarządza on całym procesem wtryskiwania płynu AdBlue do katalizatora SCR. Poza tym ostrzega o zbyt małej ilości płynu w układzie albo o awariach poszczególnych elementów.
  • Pierwszy czujnik tlenków azotu, zamontowany za filtrem cząstek stałych DPF/FAP.
    Czujnik informuje sterownik SCR o tym, ile tlenków azotu znajduje się w strumieniu spalin. Pozwala to na dobranie odpowiedniej dawki AdBlue.
  • Czujnik temperatury spalin – informuje sterownik o chwilowej temperaturze gazów wylotowych.
  • Elektronicznie sterowany moduł dozujący z wtryskiwaczem – jego zadaniem jest wtryskiwanie ustalonych przez sterownik dawek płynu AdBlue, bezpośrednio do strumienia spalin.

Wtryskiwacz może być chłodzony samym płynem AdBlue, powietrzem albo cieczą, w zależności od zastosowanego rozwiązania. 

  • Mieszalnik, zamontowany na początku katalizatora SCR – jego zadaniem jest ułatwienie zmieszania strumienia spalin z wtryskiwanym płynem AdBlue.
  • Katalizator SCR - to szczelna, metalowa puszka, w której dochodzi do zmieszania gazów wylotowych (spalin) z wtryskiwanym AdBlue i do związanych z tym reakcji chemicznych.
    W niektórych samochodach katalizator SCR oraz filtr cząstek stałych mogą znajdować się w tej samej, długiej, metalowej obudowie.
  • Drugi czujnik azotu – pozwala skontrolować, jaka ilość tlenków azotu opuściła katalizator. Pozwala to na skorygowanie dawki AdBlue, dotryskiwanej do katalizatora.
  • Moduł tłoczący, zamontowany w górnej części zbiornika na płyn AdBlue.

Jest odpowiedzialny za tłoczenie płynu AdBlue ze zbiornika do wtryskiwacza. Zasadniczą jego częścią jest pompa membranowa z tworzywa sztucznego (napędzana silnikiem elektrycznym), poza tym w skład urządzenia wchodzą czujnik powietrza, czujnik ciśnienia AdBlue, czujnik temperatury AdBlue, sterownik i przekaźniki.

  • Podgrzewany zbiornik z płynem AdBlue, wlewem płynu oraz wymiennym filtrem, przeznaczonym do usuwania zanieczyszczeń z płynu. W wielu autach także z grzałką elektryczną, która zapobiega zamarznięciu płynu. W zależności od zastosowanej konstrukcji, zbiornik AdBlue może znajdować się pod samochodem, albo w okolicach wlewu paliwa.

Jak to wszystko działa? Sterownik SCR pobiera informacje z czujników o ilości tlenków azotu w spalinach, a także informacje o obciążeniu silnika. Na ich podstawie dobiera dawkę AdBlue, która ma być wtryśnięta do katalizatora SCR. AdBlue, w strumieniu gorących gazów wylotowych, rozkłada się na amoniak oraz dwutlenek węgla. Amoniak reaguje ze szkodliwymi tlenkami azotu, usuwanymi z komór spalania. Na skutek reakcji chemicznych przekształca je w nieszkodliwy azot i parę wodną. Są one usuwane wraz ze spalinami.

Ilość dotryskiwanego AdBlue jest zdefiniowania za pomocą specjalnych algorytmów, wpisanych w oprogramowanie sterownika.

Jak eksploatować auto z układem SCR? Jak uzupełniać AdBlue?

O czym powinien pamiętać kierowca, który posiada auto z silnikiem wysokoprężnym, oraz układem SCR?

  • O uzupełnianiu poziomu płynu AdBlue.
  • O wymianie filtra AdBlue.
  • O ochronie auta przed zbyt niskimi (poniżej minus 11 st. C) albo zbyt wysokimi temperaturami (powyżej 30 st. C).
  • O przechowywaniu płynu w odpowiednich warunkach.
  • O ostrożnym uzupełnianiu poziomu płynu, tak, aby nie miał on styku z karoserią ani jakimikolwiek materiałami wykonanymi z metalu.

AdBlue – koszty, uzupełnianie i przechowywanie

Ile kosztuje AdBlue? U niezależnych sprzedawców od 2 do 3 zł za litr (im większe opakowanie, tym taniej). W ASO kilka razy więcej. AdBlue można też zakupić już na wielu stacjach benzynowych.

Kiedy należy uzupełnić poziom AdBlue? Wtedy, gdy na wyświetlaczu samochodu ukaże się informacja o konieczności dolania płynu. Czy trzeba robić to od razu? Nie, system informuje dużo wcześniej, można przejechać jeszcze nawet do 1000 km.

Jak uzupełnić poziom płynu AdBlue? W wielu samochodach można to zrobić samodzielnie.

Posiadają one dodatkowy wlew do AdBlue, z niebieskim korkiem, we wnętrzu bagażnika, albo obok wlewu paliwa/nad wlewem paliwa. Trzeba tylko pamiętać o ostrożności – aby nie polać płynem metalu ani tapicerki.

Są też samochody, w których nie da się samodzielnie uzupełnić płynu. Zbiornik z AdBlue może znajdować się w niedostępnym miejscu (np. pod autem), a dolanie płynu wiąże się z koniecznością podłączenia pojazdu pod komputer diagnostyczny. Usługę trzeba zlecić w warsztacie.

Co się stanie, jeśli nie uzupełni się poziomu AdBlue? Komputer sterujący pracą silnika może uniemożliwić jego uruchomienie. Może też wprowadzić silnik w tryb awaryjny i zmniejszyć jego moc o 30 – 40 proc.

Jak przechowywać AdBlue? W szczelnym opakowaniu. Optymalne temperatury do przechowywania AdBlue zawierają się w przedziale od minus 5 do plus 25 st. C. Maksymalne – od minus 11 do plus 30 st. C.

Dostęp do preparatu jest łatwy, dostępny jest on w większości sklepów motoryzacyjnych i stacji benzynowych. Nie ma zatem potrzeby robienia zapasów. Tym bardziej, że przy niskiej cenie za litr, oszczędności są minimalne.

Wymiana filtra AdBlue

Poza uzupełnianiem poziomu płynu, trzeba też pamiętać o wymianie filtra AdBlue. Np. w układach SCR Denoxtronic, ich producent, firma Bosch, zaleca wymianę filtra co rok.

Ile kosztują filtry AdBlue? Od 15 do 100 zł za sztukę.

Układ SCR – wady, awarie i koszty

Zastosowanie układu selektywnej redukcji katalitycznej SCR skomplikowało konstrukcję samochodów, zwiększyło ich wagę oraz cenę.

Układ, co oczywiste, generuje również awarie. Co również oczywiste, trudno spodziewać się wielu problemów teraz, gdy SCR został dopiero wdrożony do produkcji. Każdy jednak doskonale wie, że np. wtryskiwacz, czy pompy nie są elementami wiecznymi. A np. pompa membranowa, służąca do dostarczania AdBlue ze zbiornika do wtryskiwacza, jest bardzo droga. Głównie przez to, że wykonano ją z tworzywa sztucznego. Nie można zastosować standardowej pompy z metalu, bo jak wspomnieliśmy wcześniej, AdBlue jest silnie korozyjny.

Układ w pewnym stopniu komplikuje eksploatację samochodu i zwiększa jej koszty (o ile – wspomnieliśmy wcześniej). Nie można zapomnieć o tym, że elektronika, w przypadku braku płynu w zbiorniczku, zmniejszy moc silnika, albo w ogóle zablokuje możliwość jego uruchomienia.

Układ SCR – awarie

Jakich awarii można spodziewać się po układzie SCR?

  • Uszkodzeń (zużycia) czujników azotu – są one bardzo drogie. W przypadku niektórych modeli aut osobowych trzeba zapłacić ponad 1000 zł za jeden czujnik. Czasem o wiele więcej, np. czujnik do Opla Insignia kosztuje ponad 2000 zł za sztukę.
  • Pomyłkowego nalania oleju napędowego do zbiornika z AdBlue – wówczas układ należy poddać dokładnemu czyszczeniu w warsztacie.
  • Skrystalizowania się płynu AdBlue w czasie mrozu, co prowadzi do uszkodzenia bardzo drogiej i bardzo delikatnej pompy z tworzywa sztucznego
  • Uszkodzenia wtryskiwacza (zużycia) powodujące wtryskiwanie niewłaściwych dawek AdBlue. Ceny wtryskiwaczy AdBlue zaczynają się od kilkuset złotych za sztukę.
  • Mechaniczne uszkodzenia katalizatora SCR (np. na skutek uderzenia o konar drzewa) lub w czasie wypadku.
  • Wycieki płynu AdBlue z układu na skutek nieszczelności wewnętrznych – przede wszystkim z modułu tłoczącego – wówczas często dochodzi do krystalizowania się płynu, co z kolei może uszkodzić cały układ. W tym przypadku można dokonać naprawy w specjalistycznym warsztacie, albo wymienić moduł na nowy.
  • Stosowanie starego płynu AdBlue może uszkodzić układ. Dotyczy to aut, które np. nie są eksploatowane przez długi czas. Płyn w układzie nie powinien mieć więcej, niż rok.
  • Stosowanie płynu złej jakości (producent nie stosuje norm ISO, płyn był stary albo rozwodniony) powoduje uszkodzenie pompy. Minimalna cena pompy do auta osobowego to 1000 zł (w przypadku ciężarówek i autobusów, ceny pomp potrafią przekroczyć nawet... 14000 zł).

Nie ma nic za darmo. Jeśli chcemy korzystać z bardzo oszczędnego, współczesnego silnika wysokoprężnego, to musimy dbać o to, aby nie truł on powietrza. Układ selektywnej redukcji katalitycznej pozwala wyeliminować do 90 proc. toksycznych cząsteczek tlenków azotu ze spalin.

Aby układ działał w odpowiedni sposób, kierowca powinien regularnie dolewać AdBlue, dokonywać kontroli układu wydechowego, jak również pamiętać o stosowaniu płynu wysokiej jakości.

Artykuły powiązane