디젤 엔진의 요소 적용
현대의 환경 규정은 디젤 엔진의 배기 가스에서 오염 물질의 배출 값에 대해 엄격한 제한을 두고 있습니다. 따라서 엔지니어는 표준을 충족하는 새로운 솔루션을 찾아야 합니다. 그 중 하나는 SCR(Selective Catalytic Reduction) 배기 후처리 시스템에서 디젤 연료로 요소를 사용하는 것이었습니다. 이 기술을 사용하는 Daimler 엔진을 Bluetec이라고 합니다.
SCR 시스템이란
Euro 6 환경 프로토콜은 28년부터 2015개 EU 국가에서 시행되고 있습니다. 새로운 표준에 따라 디젤 자동차 제조업체는 디젤 엔진이 대기 중으로 그을음과 질소 산화물을 방출하여 환경과 인간의 건강에 막대한 피해를 입히기 때문에 엄격한 요구 사항을 가지고 있습니다.
가솔린 엔진의 배기 가스를 정화하기 위해서는 삼원 촉매 변환기를 사용하는 것으로 충분하지만 디젤 엔진의 경우 배기 가스의 독성 화합물을 중화하기 위한 보다 정교한 장치가 필요합니다. 디젤 엔진 배기 가스의 CO(일산화탄소), CH(탄화수소) 및 그을음 입자 청소 효율은 높은 연소 온도에서 증가하는 반면 NOx는 감소합니다. 이 문제에 대한 해결책은 질소 산화물(NOx)의 독성 화합물 분해를 위한 기초로 디젤 요소를 사용하는 배기 시스템에 SCR 촉매를 도입하는 것이었습니다.
유해한 배기 가스를 줄이기 위해 엔지니어는 특수 디젤 청소 시스템인 Bluetec을 개발했습니다. 이 복합체는 각각 독성 화합물을 걸러내고 유해한 화합물을 분해하는 세 가지 완전한 시스템으로 구성되어 있습니다.
- 촉매 - CO 및 CH를 중화합니다.
- 미립자 필터 - 그을음 입자를 걸러냅니다.
- SCR 촉매 변환기 - 요소로 NOx 배출을 줄입니다.
최초의 청소 시스템은 Mercedes-Benz 트럭과 자동차에 사용되었습니다. 오늘날 많은 제조업체에서 엄격한 환경 제어 요구 사항을 충족하기 위해 차량을 새로운 세척 시스템으로 전환하고 디젤 엔진에 요소를 사용하고 있습니다.
기술 요소 AdBlue
포유류 대사의 최종 산물인 요소는 XNUMX세기부터 알려져 왔습니다. 탄산 다이오마이드는 무기 화합물로부터 합성되며 농업에서 널리 사용됩니다. 자동차 산업에서 Adblue 테크니컬 유체는 질소 산화물의 유독성 배기 가스 정화에 활성제로 사용됩니다.
Adblue는 40% 요소와 60% 증류수입니다. 조성물은 배기 가스가 통과하는 노즐에서 SCR 시스템으로 주입됩니다. 산화질소가 무해한 질소와 물 분자로 분해되는 분해 반응이 발생합니다.
디젤용 기술 요소 - Adblue는 농업 및 약리학 분야에서 사용되는 요소 요소와 관련이 없습니다.
디젤 엔진의 Edblue
액체 배기 후처리 시스템 또는 SCR 변환기는 그을음이 없는 디젤 배기가 흐르는 폐쇄 시스템입니다. Adblue 액체는 독립형 탱크에 부어지고 변환기에 들어가기 전에 측정된 용량으로 배기관에 주입됩니다.
혼합 가스는 SCR 중화 장치로 들어가며, 여기서 화학 반응이 일어나 요소의 암모니아를 희생시키면서 산화질소를 분해합니다. 산화질소와 결합하여 암모니아 분자는 이를 인간과 환경에 무해한 성분으로 분해합니다.
완전한 청소 주기 후에 최소한의 오염 물질이 대기로 배출되며 배출 매개변수는 Euro-5 및 Euro-6 프로토콜을 준수합니다.
디젤 배기 정화 시스템의 작동 원리
완전한 디젤 엔진 후처리 시스템은 촉매 변환기, 미립자 필터 및 SCR 시스템으로 구성됩니다. 단계별 청소 작동 원리 :
- 배기 가스는 촉매 변환기와 미립자 필터로 들어갑니다. 그을음이 여과되고 연료 입자가 연소되며 일산화탄소와 탄화수소가 제거됩니다.
- 인젝터는 디젤 미립자 필터와 SCR 촉매 변환기 사이의 연결부에 일정량의 AdBlue를 주입하는 데 사용됩니다. 요소 분자는 암모니아와 이소시안산으로 분해됩니다.
- 암모니아는 사용된 디젤 연료의 가장 유해한 성분인 질소 산화물과 결합합니다. 분자가 분리되어 물과 질소가 형성됩니다. 무해한 배기 가스가 대기로 방출됩니다.
디젤용 요소의 조성
디젤 엔진 유체의 명백한 단순성에도 불구하고 유기 비료를 사용하여 요소를 스스로 준비하는 것은 불가능합니다. 요소 분자(NH2) 2CO의 공식은 물리적으로 무취의 백색 결정이며 물과 극성 용매(액체 암모니아, 메탄올, 클로로포름 등)에 용해됩니다.
유럽 시장의 경우 유체는 제조 회사에 라이센스를 발급하는 VDA(독일 자동차 산업 협회)의 통제 하에 생산되며 일부는 국내 시장에 유체를 공급합니다.
러시아에서는 AdBlue 브랜드의 위조가 50% 이상입니다. 따라서 러시아산 디젤 엔진용 요소를 구입할 때 "ISO 22241-2-2009 준수" 표시를 따라야 합니다.
찬반 양론
요소 사용의 장점은 명백합니다. 이 시약을 사용해야만 SCR 디젤 엔진의 배기 가스 처리 시스템이 완전히 작동하고 Euro 6 표준의 요구 사항을 충족할 수 있습니다.
환경을 보호하는 것 외에도 요소 정화의 이점은 다음과 같습니다.
- 자동차 소비량은 100km당 1000g에 불과합니다.
- SCR 시스템은 현대식 디젤 차량에 통합됩니다.
- 일부 국가에서는 요소 세척 시스템이 설치되어 있으면 차량 사용에 대한 세금이 줄어들고 벌금이 부과될 위험이 없습니다.
불행히도 시스템에는 다음과 같은 단점도 있습니다.
- 요소의 어는점은 약 -11 °C입니다.
- 정기적인 급유의 필요성;
- 자동차 비용이 증가합니다.
- 다량의 가짜 Adblue 액체;
- 연료 품질에 대한 요구 사항 증가;
- 시스템 구성 요소에 대한 값비싼 수리.
디젤 차량에 내장된 통합 요소 스크러빙 시스템은 여전히 독성 배출을 줄이는 유일한 방법입니다. 작동의 어려움, 높은 트럭 시약 비용, 열악한 품질의 유체 및 디젤 연료로 인해 많은 운전자가 시스템을 비활성화하고 에뮬레이터를 설치하기로 선택합니다.
그러나 요소는 암을 유발할 수 있는 산화질소가 환경으로 방출되는 것을 막는 유일한 디젤 화학물질이라는 점을 이해하는 것이 중요합니다.
