Mokslo ir technologijų pasaulis

Nuo 2018 m. „Volkswagen“ dyzeliniuose automobiliuose buvo naudojama SCR (selektyvinės katalitinės redukcijos) išmetamųjų dujų valymo sistema, kuri ženkliai sumažina azoto oksidų taršą. Dabar „Volkswagen“ patobulino SCR technologiją ir savo automobiliuose pradeda diegti vadinamojo dvigubo dozavimo sistemą, kuri „Adblue“ tirpalą įpurškia į du SCR katalizatorius. Ši sistema jau naudojama naujajame „Passat“ su 2.0 TDI Evo varikliu, išvystančiu 110 kW/150 AG, kuris dėl patobulinimo jau atitinka būsimojo „Euro 6d“ taršos standarto reikalavimus.

Dabartiniai realių važiavimo emisijų matavimai patvirtino „Volkswagen“ lūkesčius: naujajame 2.0 TDI Evo variklyje su dvigubu dozavimu, palyginus su atitinkamais ankstesnės kartos modeliais, NOx (azoto oksidų) lygis yra maždaug 80 procentų mažesnis.

Nuo šiol „Volkswagen“ naująją technologiją palaipsniui diegs visuose automobilių modeliuose su 2.0 TDI Evo varikliais. Be minėtojo „Passat“ su 2.0 TDI Evo varikliu, dvigubo dozavimo sistemą turės ir visos naujųjų „Golf“ TDI versijos – šio modelio pasaulinė premjera įvyks jau visai netrukus. 

Dvigubo dozavimo procesui yra reikalingas antrasis SCR katalizatorius, montuojamas transporto priemonės apačioje. Kadangi jis yra toliau nuo variklio, išmetamųjų dujų temperatūra prieš antrąjį katalizatorių gali būti 100 °C žemesnė. Tai praplečia langą tolimesniam išmetamųjų dujų valymui: išmetamosioms dujoms įkaitus, panašiai kaip variklis, iki 500 °C, sistema vis dar sugeba išlaikyti didelį efektyvumą. Be to, blokuojantis katalizatorius neleidžia amoniako pertekliui patekti už SCR sistemos ribu.  

Inovatyvus dvigubo dozavimo procesas kompensuoja sisteminius dyzelinių variklių trūkumus. Šiuolaikiniai dyzeliniai varikliai išmeta mažiau CO2 nei benzininiai varikliai, nes dyzelino energijos tankis yra didesnis ir degimo procesas yra efektyvesnis. Visgi dyzeliniams varikliams keliami ypatingi reikalavimai, nes dyzelinas variklyje dega esant oro pertekliui. Pagrindinė oro sudedamoji dalis yra azotas, kuris kuro degimo metų reaguoja su deguonimi, dėl ko ir susidaro azoto oksidai.  

Amoniakas reikalingas azoto oksidų, susidarančiu degimo metu dyzelinėse varikliuose, redukcijai. „AdBlue“ tirpalas yra amoniako šaltinis. Jis įpurškiamas į išmetamąsias dujas per dozavimo modulį, esantį prieš SCR katalizatorių. Čia tirpalas išgaruoja, cheminė medžiaga suskaidoma ir, susimaišęs su garais, virsta amoniaku. Tuomet SCR katalizatoriuje, specialios dangos dėka amoniakas (NH3) reaguoja su azoto oksidais (NOx). Cheminės reakcijos metu sudarydamas vandenį ir nekenksmingą azotą (N2) – pagrindinę oro, kuriuo kvėpuojame, sudedamąją dalį.

Esamose išmetamųjų dujų valymo sistemose kompaktiškas SCR katalizatorius talpinamas tarp turbokompresoriaus, dyzelino oksidacijos katalizatoriaus, kuris konvertuoja nesudegusius angliavandenilius, ir lankstaus duslintuvo vamzdžio elemento. SCR katalizatoriaus medžiaga padengtas ir kietųjų dalelių filtro korio struktūros paviršius – tokiu būdu vienas komponentas atlieka keletą funkcijų. Kadangi sistema yra kompaktiška, ji didelį efektyvumą pasiekia vos užvedus variklį. Ideali temperatūra, kurioje pasiekiama didesnė nei 90 procentų konversija, yra tarp +220 °C ir +350 °C – tokios temperatūrinės sąlygos būdingos daugeliui skirtingiems dyzelinių variklių darbo režimams.

Dėl dvigubos dozavimo sistemos konversijos koeficientas nesumažėja ir esant didesnei nei +350 °C temperatūrai. Tokia temperatūra pasiekiama, pavyzdžiui, važiuojant dideliu greičiu autostradoje ar ilgą laiką kylant į kalną, ypač jei transporto priemonė yra pilnai pakrauta arba velka priekabą.